电力系统复习

1、第一章电力系统等值电路1、电力系统和电力网络的基本组成是什么电力系统是由锅炉、反应堆、汽轮机、水轮机、发电机等生产电能的设备，变压器，电力线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电灯等耗能的设备，以及检测、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。电力系统中，由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能的设备所组成的部分常称为电力网络。2、描述一个电力系统的基本参量有：总装机容量、年发电量、最大负荷、额定频率和最高电压等级，结线图则由地理结线图和电气结线图。电力系统运行基本要求：保证可靠持续供电、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。3、电力变压器的主要作用是什么主要类型有哪些主要作用

2、是变换电压，以利于功率的传输。在同一段线路上,传送相同的功率,电压经升压变压器升压后，线路传输的电流减小,可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的，而降压则能满足各级使用电压的用户需要。主要类型：(1)按相数分：1) 单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。2) 三相变压器：用于三相系统的升、降电压。(2)按冷却方式分：1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。(4)按绕组形式分：1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。2)三绕组变压器：一般用于电力

3、系统区域变电站中，连接三个电压等级。3) 自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。4、架空线路和电缆线路各自有什么特点架空线采用分裂导线有何好处架空线路是由导线、避雷针、杆塔、绝缘子和金具等构成；由于架空线采用多股导线，为增加机械强度，采用钢芯铝线，外部铝线作为主要载流部分；线路电压超辿20KV时，为减小电晕损耗或线路电抗，采用扩径导线或分裂导线；为了减小三相参数不平衡，架空线的三相导线需要换位，在中性点直接接地的电力系统中，长度超过100kW的架空线都应换位。电缆线路比架空线造价高，检修麻烦。优点是不用杆塔，占地小，供电可靠，对人身较安全，不易受破坏等。5、

4、影响输电线路电抗、电纳、电阻、电导大小的主要因素是什么电阻取决于导线电阻率和导线截面积；电导取决于沿绝缘子串的泄露和电晕；电抗取决于导线周围磁场分布；电纳取决于导线周围的电场分布。6、电力线路一般采用怎样的等值电路来表示集中参数如何计算7、所谓自然功率，是指负荷阻抗为波阻抗时，该负荷所消耗的功率。波阻抗为纯电阻，自然阻抗为纯有功功率。输送功率等于自然功率时，线路末端电压接近始端电压；输送功率大于自然功率时，线路末端电压低于始端电压；输送功率小于自然功率时，线路末端电压高于始端电压。8、中等长度线指长度在100-300km的架空线路和不超过100km的电缆线路，超过则称为长线路，计算时必须考虑其

5、分布参数特性。9、直流输电与交流输电相比，有什么特点一般认为架空线路超过600-800km,电缆线路超过40-60km直流输电较交流输电经济。高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。它基本上由两个换流站和直流输电线组成，两个换流站与两端的交流系统相连接。另外，直流输电线造价低于交流输电线路但换流站造价却比交流变电站高得多。(1)直流线路与交流输电相比较，直流输电具有如下优点:输送相同功率时，线路造价低；输送容量大、送电距离远，线路损耗小；不存在交流输电的稳定问题；能够充分利用线路走廊资源，适宜于海下输电；能够限制系统的

6、短路电流；调节速度快，运行可靠；能够实现交流系统的异步连接；可方便的进行分期建设和增容建设，利于发挥投资效益。（2）与交流输电相比较,直流输电具有如下缺点:换流站设备较昂贵；换流装置要消耗大量的无功功率；换流器的过载能力较小，对直流运行不利；无适用的直流断路器；利用大地为回路带来一些技术问题；直流输电线路难以引出分支线路，绝大多数只能用于端对端送电。直流线路在遇到线路故障或隐患时（比如冰冻、山火等险情）可以降压运行，但是交流线路不行。因为居民用电、各种厂矿用电都是交流电，所以要通过换流站。10、电力系统的结构有何特点比较有备用和无备用接线形式的主要区别电力系统结构可以分为有备用和无备用结线两类

7、。无备用结线包括单回路放射式、干线式和链式网络。主要优点在于简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差。有备用结线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络。优点是可靠性和电能质量高，缺点是不够经济。11、为什么要规定电力系统的电压等级我国主要的电压等级有哪些电力系统各元件的额定电压是如何让确定的当输送一定功率时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，塔杆、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。这样，对应于一定输送功率和输送距离应该有一最合理的线路电压。额定电压等级有：3kW6kW10kW35kW60kW110kW220kW330k

8、W500kW，500kW通常用于区域电力系统的输电网络，220kW通常用于地方电力系统的输电网络，35kW及以下通常用于配电网络。发电机的额定电压为线路额定电压的105%；变压器一次侧电压等于用电设备额定电压（直接与发电机相连则为发电机额定电压），二次侧为线路额定电压的110%，漏感很小的、二次侧直接与用电设备相连的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压为线路额定电压的5%。11、变压器的短路试验和空载试验是在什么条件下做的如何让用这两个实验得到数据计算变压器等值电路中的参数Ifiirizr：变压蛊阴抗歹可曲叔路试躺测评.试验时.为便f测量験幡慨fli绕组短推机高压憫逐薜加压至祗压绕组电说为颔

9、定电流.渎取此时高压福电压（农为其与额定电压比值的百和糊有功功率（单橙为kW）闻措称为魁肪堪低的右务0L记为也瓠麻者称为短时耗,记为也甩由于电力变压曙激確电赦相対较小.从而短踣损耗WEfcm于顧迄电iifci过变压銀离低珏绕组时在电劉上严生的损耗（借称铜耗*虽憨仃的变压器境組用铝咸钢合金制逮.但仍沿用此答）,1圧別用:車呃路中冇名制罠氷的甚*关累.U年*以二3（卷）询二蓬乂周电力杀统计舞中功率臥KW为处何.而试静數撫A尺的单荷丿jltW.故1000窃12阖电力变乐器怖開抗以电抗为主,1叫近儆认为魚略皑压全部降】电抗上.即5蜒5100V3Jv100g导纳JT：变爪蛊导鋼JT町山空载试验隨仏试验时

10、,为空全起见,一離将低压绕组接吐狐高用帼空载渎収低应側电压为额定竺时的空载电流衣为9離定电流比值的冇分值）刑三和右功功率（单位曲kW）,丽肯称为?载电洗的门分也讯为皿：站称切儼损耗订为hllld空載损耗近似即变压器fE额旳汨k下电导血中的损耗（恪称铁耗即1000In煜载电流.L-T全部療鬣变压器的电纳支路.即3r-xl00=-x-xIl00式VUPN为额宦和Uli从而T_1CHJ综上所述将曲纯爼痩冷器的倉型等備电跻及荘畚魏计箇公式汇息如btR笙民x/W1 10005/710005y/只一血归.T10006R，有ekl二arctan(sL/R)=90。,这时，初相角a=0。时，发生短路，即短kl

11、klklklkl路瞬间恰好发生在发电机电压过零点。短路冲击电流，在短路发生后约半个周期，即(设频率为50Hz)出现。即i=I+Ieo.oi/7k=(1+eo.oi/tk)I=KIMmmmMm式中KM称为冲击系数，即冲击电流值相对于故障后周期电流幅值的倍数，计算中通常取为。M短路全电流有效值：在三相短路的暂态过程中，任一时刻t的短路电流有效值It，是指以时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的方均根值。周期分量i在计算周期内幅值恒定，t时刻的周期电流有效值为PI厶乙非周期分量i在以时间t为中心的一个周期内不变，因此其有效值等于瞬时值，pmapijt）。因此t时刻短路全电流的有效值为：1二：三亠円吃。1

12、2短路电流交流分量有效值（或最大值）变化的物理过程如下：短路瞬间，转子上阻尼绕组D和励磁绕组f均感生抵制定子直轴电枢反应磁通穿入的自由直流电流iD和if，迫使电枢反应磁通e”走D和f的漏磁路径，磁导小，对应的定子回路Dafaad等值电抗X”小，电流I”大，此状态称为次暂态状态。d由于D和f均有电阻，iD和if均要衰减，而其中iD很快衰减到很小，直轴电枢反应磁通DafaDa可以穿入D，而仅受f的抵制仍走f的漏磁路径，此时磁导有所增加，即定子等值电抗Xd比X”大，定子电流I比I”小，即所谓暂态状态。d此后，随着if逐渐衰减至零，电枢反应磁通最终全部穿入直轴，此时，磁导最大，对应的fa电子电抗为X，

13、定子电流为I，即为短路稳态状态。d00第六章电力系统三相短路实用计算1电力系统短路故障的分类、危害以及短路计算的目的所谓短路,是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。短路分类：三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其它几种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路，包括两相短路、单相接地短路和两相接地短路。电力系统的运行经验表明，单相短路接地占大多数。短路危害：（1）短路回路中的电流大大增加。其热效应会引起导体或其绝缘的损坏；同时电动力效应也可能使导体变形或损坏。（2）短路还会引起电网中电压降低，结果可能使部分用户的供电受到破坏，用电设备不能正常工作。（

14、3）不对称短路所引起的不平衡电流，产生不平衡磁通，会在邻近的平行通信线路内感应出电动势，造成对通信系统的干扰，威胁人身和设备安全。（4）由于短路引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率与输入功率不平衡，可能会引起并列运行的发电机失去同步，使系统瓦解，造成大面积停电。短路计算目的：（1）选择有足够电动力稳定和热稳定性的电气设备。（2）合理的配置继电保护及自动装置，并正确整定其参数。（3）选择最佳的主接线方案。（4）进行电力系统暂态稳定的计算。（5）确定电力线路对邻近通信线路的干扰等。2 无限大容量电源的含义是什么所谓无限大容量电源是个相对概念，它是指电源距短路点的电气距离较远时，电源的额定容量远

15、大于系统供给短路点的短路容量，在短路过程中可近似认为电源电压恒定不变。该类电源被称之为无限大容量电源。真正的无限大容量电源内阻抗为零，但实际应用中，常把内阻抗小于10%的电源作为无限大容量电源。在分析短路暂态过程中，对于无限大容量电源，可以不考虑电源内部的暂态过程，认为电源电压恒定不变。3 电力系统短路电流计算方法：（1）手工计算：优点是计算准确；缺点是工作量大。（2）查表计算：优点是可以直接查表得到短路电流，节约时间；缺点是不够准确。（3）计算机算法：优点是大型电力系统故障计算，尤其在高压电网短路计算中，使用简便；缺点是在小型电网计算时不够准确。第七章电力系统不对称故障分析计算1什么是对称分

16、量法ABC分量与正序、负序、零序分量具有怎样的关系对称分量法是分析电力系统三相不平衡的有效方法，其基本思想是把三相不平衡的电流、电压分解成三组对称的正序相量、负序相量和零序相量，这样就可把电力系统不平衡的问题转化成平衡问题进行处理。在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量（电压或电流），可以分解为三组三相对称的分量。电力系统的正序，负序，零序分量便是根据ABC三相的顺序来定的。正序：A相领先B相120度，B相领先C相120度，C相领先A相120度。负序：A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落后A相120度。零序:ABC三相相位相同，哪一相也不领先，也不落后。对于理想的电力系统，由

17、于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零（这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因）。当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了（有时只有其中的一种），因此通过检测这两个不应正常出现的分量，就可以知道系统的问题（特别是单相接地时的零序分量）。三相短路故障和正常运行时，系统里面是正序。单相接地故障时候，系统有正序、负序和零序分量。两相短路故障时候，系统有正序和负序分量。两相短路接地故障时，系统有正序、负序和零序分量。零序电流，必须以中线作为通道，且中线流过的电流等于一相零序电流的三倍。求零序分量：把三个向量相加求和。即A相不动，B相的原点平移到A相的顶端（箭

18、头处），注意B相只是平移，不能转动。同方法把C相的平移到B相的顶端。此时作A相原点到C相顶端的向量（些时是箭头对箭头），这个向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一，这就是零序分量的幅值，方向与此向量是一样的。求正序分量：对原来三相向量图先作下面的处理，A相的不动，B相逆时针转120度，C相顺时针转120度，因此得到新的向量图。按上述方法把此向量图三相相加及取三分一，这就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差120度的方法分别画出B、C两相。这就得出了正序分量。求负序分量：注意原向量图的处理方法与求正序时不一样。A相的不动，B相顺时针转120度，C相逆时针转120度，因此得到新的向量图。

19、下面的方法就与正序时一样了。2 电力系统各元件序参数的基本概念如何有什么特点对于静止元件（架空线、电缆、变压器、电抗器等），正序阻抗和负序阻抗相等，零序阻抗与正、负序阻抗不同。对于旋转元件（发电机、电动机），各序电流分别通过时，将会引起不同的电磁过程：正序电流产生与转子旋转的方向相同的旋转磁场；负序电流产生于转子旋转方向相反的旋转磁场；零序电流产生的磁场和转子的位置无关。因此，旋转元件的正序、负序、零序阻抗互不相等。3 正序等效定则在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量与在短路点各相中接入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。4 附加阻抗三种不对称短路电流的正序分量和三相短路电流在形式上

20、很相似，只是阻抗为Z“+Z.Za为附加阻抗。在单相短路时附加阻抗为和7（或7+3Zf）的串联，两相短路时附加阻抗为Z邙或右严）,两相接地短路时附加阻抗为Z和Z“（或右严Zf）的并联。5 电力系统不对称故障的边界条件是什么电力系统不对称故障时各序电压电流所需满足的关系式称为电力系统不对称故障的边界条件。U+U+U=0单相接地短路边界条件：V(1)=IfIf(0)Ifff(0)两相短路的边界条件：I=o；I=_i；u=uf(0)f(1)ff(1)fU=U=U两相接地短路的边界条件：1if+if:iff0If(1)ff(0)6 电力系统发生不对称故障时，何处的正序电压、负序电压、零序电压最高何处最低

21、1）越靠近电源正序电压数值越高，越靠近短路点正序电压数值就越低。三相短路时，短路点电压为零，系统其他个点电压降低最严重；两相短路接地时正序电压降低的情况仅次于三相短路；单相接地时，正序电压值降低最小。（2）越靠近短路点，负序和零序电压的有效值总是越高，这相当于在短路点有个负序和零序的电源。越远离短路点，负序和零序电压数值就越低。在发电机中性点上负序电压为零。第八章电力系统电磁功率特性1什么叫电力系统的运行稳定性如何分类主要研究内容是什么运行稳定性：当电力系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后，凭借本身的固有能力和控制设备的作用，在有限的一段时间内，恢复到原始运行状态或稳定到新的稳定运行状态。分

22、类：（1）静态稳定：电力系统受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力（2）暂态稳定：电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力（3）动态稳定：电力系统受到大的或小的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。2简单电力系统的功角S的含义是什么（1）表示同步电机电势E和端电压U的夹角，即表示系统的电磁关系。（2）表示各发电机转子间的相对位置，又称位置角。暂态过程中，功角随时间的变化时判断各发电机是否能够保持同步运行的依据。3负荷稳定性：负荷在正常运行中受到扰动后能保持某一转差下继续运行的能力。4电压稳定性：

23、维持所有母线电压的能力。电压稳定性主要取决于系统负荷动态特性。5电压不稳定：当系统出现扰动、负荷增大或者系统变更后使得一些母线电压急剧下降或者向下漂移，并且运行人员和自动装置的控制已经无法终止这种电压衰落，从而使得系统的完整性遭到破坏，功率不能正常的传送给用户，则称此时系统的电压不稳定的。6电压崩溃：当负荷功率增加到一定限值时，节点电压发生不可控制的急剧下降。第九章电力系统静态稳定性1、简单电力系统静态稳定判据是什么简单系统，其静态稳定的判据为詈0，导数二称为整步功率系数，其大小可以说明发电机维持同步运行的能力，即说明静态稳定的程度。当：愈接近90度，其值愈小，稳定的程度愈低；当勺等于90度，

24、是稳定与不稳定的分界点，称为静态稳定极限。2电力系统不应该在接近稳定极限的情况下运行，而应该保持一定的储备，其储备系数为Kp：心H1以1：,入为最大功率，巴为某一运行情况下的输出功率。系统正常运行情况下，0应不小于15%20%；在事故后的运行方式下，0应不小于10%。3提高电力系统静态稳定性的措施发电机可能输送的功率极限越高则静态稳定性越高，减小发电机与系统之间的联系电抗就可以增加发电机的功率极限。(1) 采用自动调节励磁装置。(2) 减小元件的电抗。采用分裂导线提高线路预定额定电压等级采用串联电容补偿。(3) 改善系统的结果和采用中间补偿设备。第十章电力系统暂态稳定性1等面积准则IHf:-=卜“山，即当减速面积等于加速面积时，转子角速度恢复到同步速度，亡达到X并开始减小。2什么是极限切除角、极限切除时间使最大减速面积恰好等于加速面积的故障切除角称为极限切除角，当实际故障切除角大于极限切除角时，加速面积小于最大减速面积，系统暂态