电力系统稳态分析复习思考题

第一章1、电力系统、电力网答电力系统是由发电机、变压器、输配电线路和用电设备按一定规律连接起来所组成的用于电能生产、变换输送分配和消费的系统。电力网是由变压器和输配电线路组成的用于电能变换和输送分配的网络。2、我国电力系统主要发电厂类型答我国电力系统主要发电厂有火力发电厂、水电厂和核电厂。其中火电厂所占比例最大，其次为水电厂和核电厂。3、对电能生产的基本要求答对电能生产的基本要求有保证供电的可靠性、良好的电能质量和运行的经济性。4、电力系统负荷的分类及各类负荷对供电可靠性的要求答电力系统负荷按照供电中断或减少所造成的危害的大小可以分为三级（三类）一级负荷（I类负荷）指供电中断将造成设备损坏、人员伤亡、社会秩序混乱、人民生活受到很大影响并较长时间不能恢复、政治影响大的用户的用电设备。一级负荷在任何情况下都不允许停电；二级负荷（II类负荷）指供电中断或减少，将造成大量产品产量和质量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备。二级负荷应尽可可能不停电；三级负荷（III类负荷）除一级和二级负荷外的负荷，三级负荷可以停电。5、衡量电能质量的技术指标答衡量电能质量的技术指标主要有电压偏移、频率偏移和电压波形。6、联合电力系统及其优越性答通过联络线路将几个地方电力系统连接起来所形成的电力系统称为联合电力系统。联合电力系统可以合理利用能源、减少系统备用容量、装设高效率的大容量机组，提高电力系统运行的经济性；系统间相互支援可以提高系统的供电可靠性；系统容量越大抗干扰能力越强，可以减小系统受到干扰（负荷变化）时的频率波动和电压波动，提高电能质量。7、电力系统的额定电压和平均额定电压答电力系统额定电压由国家综合应用和电器设备生产制造两方面的因素制定。（详见P9表11）根据表11的规定，属于同一电压等级的不同设备其额定电压并不完全相同，近似计算时可以认为同一电压等级的电气设备具有相同的额定电压，此额定电压就是平均额定电压。具体数值如下表所示电压等级（KV）361035110220500平均额定电压KV31563105371152305258、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压（线路额定电压已标在图中）答上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下G105KV；T1105/242KV；T2220/121/385KV；T335/63KV9、电力系统接线图答电力系统接线图分为电气接线图和地理接线图两种。电气接线图表示电气设备之间的电气连接；地理接线图表示发电厂、变电站和电力用户之间的相对地理关系。10、电力系统接线方式分类、特点及其适用场所答电力系统的接线方式分为无备用接线方式和有备用接线方式两大类。无备用接线方式指用户只能从一个方向获得电能的电力系统接线方式。包括单回路放射式、单回路干线式、单回路链式。有备用接线方式指用户可以从两个级以上方向获得电能的电力系统接线方式。包括双回路放射式、双回路干线式、双回路链式、两端供电式和环式。无备用接线方式简单、投资小、运行维护方便，但供电可靠性差。适用于对供电可靠性要求较低的三级负荷的供电，在采取一定的提高供电可靠性的措施后（如采用成套配电设备、线路装设重合闸等）也可以用于对二级负荷的供电。有备用接线方式电能质量号（环形接线在线路检修或事故时电能质量较差）、供电可靠性高，但投资大、保护装置复杂、运行维护不如无备用接线方式方便不方便。有备用接线用于对供电可靠性要求高的一级负荷和二级负荷的供电。11、电力系统中性点及其运行方式分类答电力系统中星形接线的发电机和变压器的中性点称为电力系统的中性点。电力系统中性点的运行方式分为直接接地、不接地和经阻抗接地（我国通常采用经消弧线圈接地）。直接接地方式正常运行和发生故障时，各相对地电压不超过相电压，线路和电气设备的对地绝缘按承受相电压设计，可以降低电气设备和线路的绝缘投资，特别是在电压等级较高的情况下，效果尤为明显，但发生单相接地故障时，流过故障相的电流为短路电流，需要切除电源，所以供电可靠性差。直接接地方式用于110KV及以上电力系统以减小投资费用，但需要通过其他措施来保证供电可靠性（通常采取的措施为架空线路架设避雷线、线路装设自动重合闸装置）不接地运行方式在发生单相接地故障时接地点流过线路电容电流，只要该电流未超过规定值，接地点不会出现电弧，不会对电力系统造成危害，并且单相接地故障时线电压仍保持对称，不影响用电设备的正常运行，按照规程规定在发生单相接地故障时可以继续运行12小时，所以供电可靠性高。但单相接地故障时非故障相电压升高为线电压，线路和电器设备的对地绝缘需要按承受线电压设计，投资较大。不接地方式主要用在35KV及以下单线接地电容电流未超过规定值的电力系统。中性点经消弧线圈接地方式用于35KV及以下单相接地电容电流超过规定值的电力系统。12、中性点经消弧线圈接地运行方式的工作原理和补偿方式答中性点解消弧线圈接地的工作原理可用下图说明。由电流相量图可以看到，由于消弧线圈的补偿作用，有消弧线圈时流过接地点的电流,适当选择消弧线圈的参数就可以使答2号机组先增加出力，因为，在增加同样出力的情况下，2号机组增加的1燃料消耗比1号机组少；随着2号机组有功出力增加，其耗量微增率增大，当增大到等于1号机组的耗量微增率时，1号机组机组开始按耗量微增率相等原则与2号机组同时增加出力。9、水煤换算系数的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是什么不懂答水煤换算系数的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是水电站允许的耗水量越大，则水煤换算系数的取值越小，因为只有这样按等耗量微增率准则（T1T2TMM1M1NN）分配时，水轮发电机组分得的有功负荷才比较大，消耗的水量才比较大。10、对调频厂的基本要求有那些洪水季节宜以什么样的发电厂担负调频任务枯水季节宜以发电厂担负调频任务答对调频厂的基本要求有调整容量足够大；调整速度足够快；调整范围内经济性能应较好；调整时不至引起系统内部或系统间联络线工作的困难。根据上述基本要求具有调节库容的大容量水电厂作为调频电厂最为适宜。洪水季节，为充分利用水力资源，水电站一般满负荷运行，因而不能再担负调频任务，这种情况下宜采用调节性能较好的中温中压火力发电厂作为调频电厂；枯水季节宜采用调节性能好的大容量水电厂作为调频电厂。11、某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为（）211105268GGPFHT/（）22953（）33704GG/机组功率约束条件为MWP521MWPG102023求负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配。解由耗量特性（）211105268GGPFHT/（）22953（）33704GG/求得1126PDPF22039GG3317PDPF根据等耗量微增率准则有1026G209G337PMWPGG221联立求解得、601G502MWG903由于，取GMAX1P1将剩余的负荷200MW50MW150MW在2、3机组之间按等耗量微增率准则重新分配得、MWP52G953答负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配方案是、01MWPG2G95312、某电力系统综合负荷的单位调节功率为400MW/HZ，系统负荷增大800MW时，调频电厂经二次调频增发400MW，系统频率变化为，计算系统等值发电机的单位调节功率。H0解FKPLGL0/1604208/HZMWFKG答系统等值发电机的单位调节功率为1600MW/HZ。13、联合电力系统的接线图及参数如下，联络线的功率传输限制为300MW，频率偏移超出才进行二次调频，当子系统A出现功率缺额200MW时，如系统A不参加一次调频，HZ50联络线的功率是否越限（10分）解1）系统A不参加一次调频，不进行二次调频时的频率偏移HZKPFMWHZMWKSBLBGBLG480172/4265、调频器不会动作进行频率的二次调整。2）联络线上的功率变化1847206MWKPKPPSLABABGLBGLABBA3）联络线传输功率校验3028110MWABA联络线传输功率未超越其传输极限功率。第六章1、电力系统的无功功率平衡关系与系统电压水平之间的关系答要保持电力系统在某一电压水平下运行，就必须保证在该电压水平下的无功功率平衡，如果不能保证在该电压水平下的无功功率平衡，系统电压水平就会波动，如下图所示。这里所说的电力系统无功功率平衡指“电力系统中所有无功电源所输出的无功功率等于电力系统用电设备所需要的无功功率（无功负荷）和电力网的无功功率损耗之和”。2、调相机、晶闸管控制电抗器型静止无功补偿装置（TCR型）、自饱和电抗器型静止无功补偿装置（SR型）、晶闸管控制电容器型静止补偿装置（TSC型）、并联电容器五种无功补偿装置中，哪些具有正的电压调节效应哪些具有负的电压调节效应不懂答并联电容器和TSC型静止无功补偿装置具有负的电压调节效应；调相机具有正的电压调节效应；TCR型和SR型静止无功补偿装置在一定的电压变动范围具有正的电压调节效应。3、电力系统无功电源最优分布的目的是什么无功电源最优分布的原则是什么答电力系统无功电源最优分布的目的是在满足电力系统无功需求的情况下，将电力系统的无功电源进行分布，以使电力网的有功损耗最小。电力系统无功电源最优分布的原则是等网损微增率准则在满足电力系统无功需求的情况下，按各节点网损微增率相等的原则对无功电源进行分布。4、电力系统无功负荷最优补偿的原则是什么答无功负荷最优补偿的原则是最优网损微增率准则。5、电压波动限制是针对何种无功负荷变化所引起的电压变动进行的习惯上所说的电压调整又是针对何种无功负荷变化所引起的电压变动进行的答电压波动限制是针对由冲击负荷或间歇性负荷引起的电压变动（称为电压波动）进行的；电压调整是针对周期长、波及范围大，由生产、生活或气象条件变化引起的无功负荷变化和电压变动（称为电压偏移）进行的。6、电压调整的目的是什么答电压调整的目的是将电力系统用电设备的电压偏移限制在允许的范围内。7、什么叫电压中枢点电压中枢点的调压方式有哪几种答电压中枢点是可以反应电力系统电压水平的某些发电厂或变电所的母线。运行中只要将电压中枢点的电压控制在一定范围，就可以将电力系统中绝大部分用电设备的电压偏移限制在允许的范围。电压中枢点的调压方式顺调压、逆调压和常（恒）调压三种。顺调压方式最大负荷时允许电压中枢点的电压适当下降（但不得低于1025），最小负荷时允许电压中枢点的电压适当升高（但不得高于1075）。NUNU逆调压方式最大负荷时将电压中枢点的电压提高105，最小负荷时将电压中NU枢点的降低到。NU常调压方式在最大负荷和最小负荷时，保持中枢点电压为一基本不变的数值。8、对于无功不足引起电压水平偏低的电力系统能否通过改变变压器变比来使电压水平恢复正常答对于由于无功缺乏造成电压水平偏低的电力系统不能通过改变变压器变比来使电压水平恢复正常。因为此时采用改变变压器变比调压并不能改变电力系统的无功功率平衡关系，只能改变电力系统的无功流向。9、对于无功功率并不缺乏，但局部电压网电压偏高或偏低的电力系统应优先采用何种调压措施答应采用改变电压器变比进行调压。10、某降压变电所由110KV线路供电，变电所装有一台40MVA普通变压器，如图三所示。110KV送端电压U1保持115KV不变。若要求变电所10KV母线电压U2变化范围不超出100107KV，试选择变压器分接头。解最大负荷和最小负荷时线路和变压器的功率损耗为75210834215089140184633522MIN2AXMVAJJS最大负荷和最小负荷情况下线路首端的功率为752108752101864635MINAXJJJS最大和最小负荷下线路和变压器的电压损耗（不计电压降落横分量影响）为KVU06157262848143MINAX变压器分接头选择KVUJSFIFIFI2810729651076510748125MINAX选标准分接头,即选择变压器的变比FI510725/105KV校验最大负荷情况下变压器低压侧实际电压KVU103510274815MAX最小负荷情况下变压器低压侧实际电压765106MIN所选变压器变比满足要求。11、电力网接线如下图所示，已知，变电所低压母线要求逆调压（最小负荷时70IJX电压为额定电压，最大负荷时电压为105UN），低压母线额定电压为10KV，变压器额定电压为。最大负荷及最小负荷时，归算到高压侧的实际电压分别为KV1/5210。若不变，求应选择的变压器分接头和并联电容UJJ2MINMAXIU器的容量。解1）根据最小负荷时的调压要求选择变压器的变比210MINNJTJU取KVT51变压器变比为K2）根据最大负荷时的调压要求选择补偿电容器的容量VAR415010571022MAXAXMAXMKUQJJCIJCC答变压器变比应选；补偿电容器容量51VARQC412、在11题的电力系统中，如果采用调相机调压，请选择变压器的变比和调相机的容量。解1）变压器变比选择根据最大负荷时使调相机达到额定出力来满足调压要求；最小负荷时调相机达NQ到其最小出力来满足调压要求的选择原则锝NQ22MAXAXMAXKUJJCIJCC2AXAXAX21QJJCIJC由上式得MAXAXMAXINMININJJCJCJJCJCUU将已知数据代入上式锝105102102KK5实选变压器的变比为/5V2）调相机额定容量选择41501507122MAXAXMAXMVAKUQJJCIJCC答变压器变比应选；调相机额定容量。501RQC413、某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为的变压器。已KV510/210知最大负荷时变压器高压侧电压为114KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV；最小负荷时变压器高压侧电压为115KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV。现要求在低压母线上实行顺调