电力系统问答题河海本科生期末考试复习资料.docx

1、电力系统问答题河海本科生期末考试复习资料电力系统问答题11何谓电力系统、动力系统、电力网？生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体，称作电力系统。由火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热能用户，水电厂的水轮机、水库和水用户等和电力系统一起构成的大系统，称作动力系统。电力系统中输送和分配电能的部分（含升、降压T，各电压等级的线路），称作电力网。2电能生产有哪些特点？对电力系统有什么要求？电能生产的特点是：电能的生产与消费具有同时性，且电能生产运行方式变化的过度过程十分短暂，电能与国民经济各部门和人民生活关系密切。因此，对电力系统运行的基本要求是：保证安全可靠地供电；保证良好的电

2、能质量；保证电力系统运行的经济性等。3电力系统主要的质量指标有哪几项？电力系统电能的质量指标有电压、频率、波形、可靠性，即安全不间断地向用户供应符合国家规定的质量 标准的电能。一般地，电压的质量标准为：高压U=UN（5-6）%UN；低压U=UN（5-7）%UN。频率的标准为：f=fN（0.2-0.5）Hz。波形应为正弦波，其谐波含量要符合国家标准。此外，还应有好的经济指标，即各类电厂额一次能源消耗最少；各种损耗低；厂用电率低等。4电力系统的接线方式有哪几种？他们各有什么特点？电力网接线方式按形式或冗余可分为开式（或无备用）和闭式接线方式。负荷只能由一条线路从一个方向取用电能的网络就是开式网络，

3、例如放射式、干线式、链式等。该接线方式简单，投资少，运维方便；但供电可靠性低，电能质量较差。若每一个负荷都能由双回路或多电源取得电能的网络就是闭网接线，例如双回路的放射式、干线式、链式，双端供电、环网等接线。该接线复杂，投资多，运维复杂；但供电可靠性高，电能质量较好。5我国规定频率的额定值是多少？允许偏移值是多少？系统低频运行有什么危害？我国规定的频率标准为50Hz，允许的偏差范围为（0.20.5）Hz。系统低频运行，一方面将影响用户的正常生产和生活，造成减产和废品，另一方面，将使汽轮机叶片产生振动，产生裂纹，甚至将引起叶片断裂。因此，系统不得在低频下运行。6什么是负荷曲线？它有哪些基本特征？

4、Tmax的物理意义怎样？负荷随时间变化的曲线称作负荷曲线。它的特征参数有Pmax、Pmin、Pav等。Tmax是最大有功负荷利用小时数。它的物理意义是负荷持续以Pmax在Tmax时间内所消耗的有功电能量等于它在一年内实际所消耗的有功电能量。7什么是额定电压？为使各种电气设备的设计、生产实现标准化和系列化，方便系统的运行、维护，使他们在规定的标准电压下工作时，获得最佳的技术经济效益，这个标准电压就是额定电压。8有哪些因素影响输电线路的电抗和电纳值？影响输电线路的X和B的主要因素有线路的排列方式和结构、导体截面的大小、导体的材料有关。9变压器的参数计算与变压器铭牌上哪些值有关？当变压器分接头变化时

5、，变压器参数是否变化？与Pk、Uk（）、P0、I0（）、KT等有关。当变压器的分接头改变时，变压器的参数按归算侧的电压而改变。10什么是变电所的运算负荷？什么是发电厂的运算负荷？变电所的运算负荷是一个等值负荷，等于它的低压母线负荷加上变压器的总功率损耗，再加上高压母线上的负荷和与其高压母线相连的所有线路电容功率的一半。发电厂的运算负荷，应等于它发出的总功率减去厂用电及地方负荷，再减去升压变压器中总功率损耗和与其高压母线相连的所有线路电容功率的一半。11何谓电力网环节？何谓节点的运算功率或运算负荷？通过同一电流的阻抗支路称作电力网环节。任何复杂的电网都是由若干电力网环节组成的。将某节点的所有功率

6、，包括该节点可能接的变压器、发电机，合成一个负荷功率，这就是这个节点的运算功率或运算负荷。12.13.何谓电压降落、电压损耗和电压偏移？线路首末两端电压相量差称作电压降落，表达式为U=UA-UB,而线路首末电压的代数差称作电压损耗，表达式为U=UA-UB，某点的实际电压与额定电压的差值对额定电压比值的百分数，称作该点的电压偏移，可记作：sigemaU%=（UX-UN）/UN*10014何谓电压中枢点？通常选什么母线作为电压中枢点？电压中枢点的调压方式有哪几种？电力系统中用以监视、控制和调整电压的母线，称作电压中枢点。常作为中枢点的母线有：区域性发电厂和枢纽变电所的高压母线，枢纽变电所的二次母线

7、，有一定负荷的发电机电压母线，城市直降变电所的二次母线等。常用调压方式有：逆调压、顺调压、常调压。15电力系统的调压措施有哪几种？改变发电机端电压U调压，改变变压器变比K调压，改变电力网无功分布调压，改变电网参数调压。16在无功不足的系统中，为什么不宜采用改变变压器的分接头来调压？若用此法会使某地区的U水平升高，则该地区所需的Q增大，可能扩大系统Q的缺额，从而导致整个系统的U水平更加下降。从全局看，其效果是不好的。18.什么是一次调频、二次调频？各有什么特点？利用G配置的调速器实现频率的调整，称作一次调频。它实现的是有差调节。而由调频器进行频率的调节，称作二次调频。它实现的无差调节。19如何选

8、择主调频厂？应拥有足够的调整容量及调整范围，调频机组应有与负荷变化速度相适应的调整速度；应符合安全与经济原则。20.无限大电源突然三相短路后，出现冲击电流的条件是什么？什么时刻出现可能冲击电流？冲击电流与基频分量短路电流的关系？最大有效值电流怎么计算？冲击电流和最大有效值电流有什么用途？当t=0时刻，且线路为空载，可能出现冲击电流。在电压过零，即t=0，且阿尔法=0，Im=0时，ish可能最大。21转移电抗是什么电抗？若只在第i个电源节点加电势Ei，其他电势为零，则Ei与从第k个节点流出网络的电流之比，就是i节点与k节点之间的转移电抗。22应用计算曲线怎样确定任意时刻的短路电流？绘制系统的等值

9、电路图；进行网络化简，求转移电抗；求计算电抗Xc；计算t时刻的Ipt；计算Ipt的有名值。23对称分量在三相对称元件中各分量的关系如何？在不对称的三相元件中的关系如何？在不对称三相元件中的关系如何？在三相对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性，即电路中通过某序对称分量电流时，只产生同一序的对称分量电压降，反之亦然。因此，可对正序、负序和零序分量分别进行计算。若三相不对称，则各序分量便没有独立性，故正序、负序和零序分量就不能分别进行计算。24.不对称短路时，怎样制定系统的正序、负序、零序等值网络和复合序网？根据建立序网络的原则，作零序网络从短路点开始，由近及远依次观察在零序电势作用下。零序电流

10、可能流通的途径零序电流通过的元件，都应列入零序网络中，无零序电流通过的元件，都应舍去。26如何用正序定则计算不对称短路电流？在简单不对称短路工况下，短路点的正序分量电流，与在短路点每一相中接入附加电抗X而发生三相短路的电流相等。这就是正序等效定则。依此可根据不同短路类型，组成相应的X并接入短路点，再按三相短路电流计算一样算出短路点的正序电流。27什么是静态稳定性？在功角曲线中最大可能输出功率是多少？电力系统静态稳定性是指系统在受到小扰动的情况下，能自动恢复到原来运行状态的能力。它是系统保持正常运行的基础。发电机功率特性曲线的最大值就是该发电机的功率极限。对有自动励磁调节器的发电机，其功率极限为

11、PEmEU/Xd。28等面积定则的物理本质是什么？暂态稳定的系统中，发电机转子在加速过程中获得的动能（加速面积）必须在减速过程中全部释放（减速面积）能量，此时的功角达到最大值，这就是等面积的物理本质。29电力系统稳定性问题分哪几类？提高电力系统静态稳定性的措施有哪些？按扰动量大小将系统的稳定性问题分为：静态稳定性和动态稳定性两大类。提高静态稳定性常用的措施有：提高发电机的电势E，减少系统的总电抗X，提高和稳定系统运行电压水平等。电力系统问答题21.什么是电力系统？什么是电力网？动力系统？ P1生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体被称为电力系统。电力系统中输送和分配电能

12、的部分称为电力网，它包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路。 火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户，水电厂的水轮机和水库等则属于电能生产相关的动力部分。2.电力系统运行的基本要求？（1）保证安全可靠的供电；（2）要有合乎要求的电能质量；（3）有良好的经济性；（4）尽可能减小对生态环境的有害影响。3.衡量电能质量的主要指标？ P5 电压和频率是很亮电能质量的两个基本指标，还有波形。4.电力系统的频率和有功有什么关系？电压和无功有么关系？频率主要决定于系统中的有功功率平衡，系统发出的有功功率不足，频率就会偏低。电压主要取决于系统中的无功功率平衡，无功不足时，电压就偏低。5.什么是电压降落？电

13、压损耗？电压偏移？ （P10）电压降落是指元件首末端两点电压的向量差。电压损耗通常指的是两点间电压绝对值之差。电压偏移是指电力网中任意点的实际电压同该处网络额定电压的数值差。电压偏移 6.闭式网络的自然功率分布？经济功率分布？7.导纳矩阵的特点？对角元素和非对角元素的物理意义？ （P72） （考自课件）特点：对称性和稀疏性物理意义：节点导纳矩阵的非对角元素等于连接节点i、j支路导纳的负值；节点导纳矩阵的对角元素等于与该节点所连接支路导纳的总和。8.负荷率？最小负荷系数？两者为何越大越好？ （P5下）负荷率 最小负荷系数 （其中 、 、 分别是日平均、日最大、日最小负荷）km、a值愈小，表明负荷

14、波动愈大，发电机的利用率愈差。km和a愈大，负荷特性愈好。采用“削峰填谷”，尽量使得km、a趋近于1。全年的耗电量W 最大负荷利用时间Tmax 9.备用容量的类型？形式？ （9章）（1）分类：负荷备用：为满足一日中计划外的负荷增加和适应系统中的短时负荷波动而留有的备用称为负荷备用。负荷备用容量的大小应根据系统总负荷大小、运行经验以及系统中各类用户的比重来确定，一般为最大负荷的2-5。检修备用：当系统中发电设备计划检修时，为保证对用户供电而留有的备用称为检修备用。发电设备运转一段时间后必须进行检修。检修分为大修和小修。大修一般安排在系统负荷的季节性低落期间，即年最大负荷曲线的凹下部分；小修一般在

15、节假日进行，以尽量减少检修备用容量。事故备用；当系统的发电机组由于偶然性事故退出运行时，为保证连续供电所需要的备用称为事故备用。事故备用容量的大小可根据系统中机组的台数、机组容量的大小、机组的故障率以及系统的可靠性指标等来确定，一船为最大负荷的5-10，但不应小于运转中最大一台机组的容量。国民经济备用：为满足工农业生产的超计划增长对电力的需求而设置的备用称为国民经济备用（2）备用形式 热备用（或称旋转备用）、冷备用（或称停机备用）10.什么是顺调压？逆调压？恒调压？（并说明各种调压的适用情况）（P91下）大负荷时，线路电压损耗大，适当提高中枢点电压就可以抵消掉部分电压损耗，使负荷电压不致过低。

16、反之，小负荷时，线路电压损耗小，适当降低中枢点电压就可以使负荷点电压不致过高，这种调压方式称为“逆调压”。（一般采用该方式调压）FROM（课件）顺调压：最大负荷运行方式时，中枢点的电压不应低于线路额定电压的102.5%； 最小负荷运行方式时，中枢点的电压不应高于线路额定电压的107.5%。 逆调压：最大负荷运行方式时，中枢点的电压 要比线路额定电压高5% ；最小负荷运行方式时，中枢点的电压要等于线路额定电压。 恒调压：最大和最小负荷方式时保持中枢点电压为线路额定电压的1.021.05倍。11.升压变压器和降压变压器的一二次绕组的额定电压如何确定？一次绕组：接受电能，相当于用电设备；二次绕组：输

17、出电能，相当于发电机。降压变压器一次绕组的额定电压与用电设备的相同，等于电网的额定电压；升压变压器一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。升、降压变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10；当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5。12.PQ、PV和平衡节点的定义？（以及它们的选择） PQ节点此类节点注入的有功功率P和无功功率Q为已知量，而节点电压相量为待求量。由于没有发电机，故旗发电功率为零。系统中的降压变电所母线以及某些固定出力的发电厂母线均属于这类节点。由于系统中的降压变电所为数众多，所以这类节点的数目也最多。

18、 PV节点这类节点的特点是注入的有功功率P为给定量，同时又规定了母线电压V的数值，而无功功率和电压的相位角则为待求量，需根据系统运行情况确定。由于这类节点电压的数值应在规定的范围之类，因此此类节点必须具有充足的可调无功电源。一般按照给定有功功率曲线和电压曲线运行的发电厂母线或装有无功补偿设备的变电所母线均可选为节点。节点的数目比PQ节点要少得多。 V节点即平衡节点这种节点的已知量为V和，有功功率和无功功率则为待求量。实际进行潮流计算时，总是把平衡节点与电压基准点合选成一个节点。一般选择电力系统中主调频电厂的母线作为平衡节点。有时为了提高导纳矩阵算法的收敛性，也可以选择出线数目最多的发电厂母线作

19、为平衡节点或者按其它原则选择平衡节点。13.电力系统经济运行的目标是什么？什么是网损率（或者叫线损率）目标：在保证整个系统安全可靠和电能质量符合标准的前提下，尽可能提高电能生产和输送的效率，降低供电的燃料消耗或供电成本。在给定的时间内，系统中所有发电厂的总发电量同厂用电量之差，称为供电量，所有送点、变电和配电环节所损耗的电量，称为电力网的损耗电量（或损耗能量），在同一时间内，电力网损耗电量占供电电量的百分比，称为电力网的损耗率。 14.什么是标幺值？其特点？短路计算中基准值一般如何选择？（P36上） 标幺制：采用物理量的标幺值进行分析计算的体制。是相对单位制的一种，在标幺值中个物理量都标幺值表

20、示。标幺值的特点： 能简化计算公式和计算过程，便于判断设备的性能。 具有相对性。当给出某个量的标幺值时，必须同时给出它的基准值，否则，这个量的标幺值是无意义的。 只要选择合适的基准值，总可使得某物理量的标幺值为1。没有量纲，物理意义没有有名值明确。 基准值的选择 （P36） 15.调频和调压有何特点？在频率和电压均较低的系统中，应如何操作才能使系统尽快恢复正常运行？为什么？（1）电力系统的有功功率和无功功率需求既同电压有关，也和频率有关。频率或电压的变化都将通过系统的负荷特性同时影响到有功功率和无功功率的平衡。（2）当系统频率下降时，发电机发出的无功功率将要减小（因为发电机的电势依励磁界限的不

21、同与频率的平方或三次方成正比变化）；变压器和异步电动机励磁所需的无功功率将要增加，绕组漏抗的无功功率损耗将要减小；线路电容充电功率和电抗的无功损耗都要减小。总的来说，频率下降时，系统无功需求略有增加。如果系统的无功电源不足，则在频率下降时。将很难维持电压的正常水平。通常频率下降1%，电压下降（0.82）%如果系统的无功电源充足，则在频率下降时，为满足正常点压下的无功平衡，发电机将输出更多的无功功率。当系统频率增高时，发电机电势将要增高，系统的无功需求略有减少，因此系统的电压将要上升。为维持电压的正常水平，发电机的无功出力可以略为减少。 当电力网中电压水平提高时，负荷所需的有功功率将要增加，电力

22、网中的损耗略有减少，系统总的有功需求有所增加。如果有功电源不很充裕，将引起频率的下降。当电压水平降低时，系统总的有功需求将要减少，从而导致频率的升高。在事故后的运行方式下，由于某些发电机(或电厂)退出运行，系统的有功和无功功率都感不足时，电压的下降将减少有功的缺额，从而在一定程度上阻止频率的急剧下降。（3）当系统由于有功不足和无功不足因而频宰和电压都偏低时，应该首先解决有功功率平衡的问题，因为频率的提高能减少无功功率的缺额，这对于调整电压是有利的。如果首先去提高电压，就会扩大有功的缺额，导致频率更加下降，因而无助于改善系统的运行条件。16.静止元件的各序参数有何特点？旋转元件各序参数有何特点？

23、静止元件各序参数的特点：正负序相等，零序较大旋转元件各序参数的特点：各序都不相等17.中性点有几种接地方式？它们分别适合于什么场合？两种：（1）大接地（直接接地）方式，用于110KV及以上；（2）小接地（包括不接地和经消弧线圈接地）方式，用于35KV及以下。18.何谓计算曲线？何谓计算电抗？用计算曲线解题的步骤是什么？在发电机（包括励磁系统）的参数和运行初态给定之后，短路电流将只是短路点距离（用从机端到短路点的外接电抗Xe表示）和时间的函数。发电机的纵轴次暂态电抗和归算到发电机额定容量的外接电抗的标幺值之和，就是计算电抗。短路电流周期分量的标幺值可表示为计算电抗和时间的函数，即反映这一函数的关

24、系的曲线称为计算曲线。计算曲线法的具体计算步骤（1）绘制等值网络。a.选取基准功率和基准电压；b.发电机电抗用 ，略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和变压器的励磁支路；C.无限大功率电源的内电抗等于零；d.略去负荷。（2）进行网络变换。a.将网络中的电源合并成若干组；b.无限大功率电源（如果有的话）另成一组。c.求出各等值发电机对短路点的转移电抗以及无限大功率电源对短路点的转移电抗。（3）将前面求出的转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行归算，便得到各等值发电机对短路点的计算电抗 ， 。（4）由 分别根据适当的计算曲线找出指定时刻t由各等值发电机提供的短路周期电流的标幺值；（5）网络中无限大

25、功率电源供给的短路周期电流是不衰减的，由下式确定 （6）计算短路电流周期分量的有名值。第i台等值发电机提供的短路电流为： 无限大等值发电电源提供的短路电流为： 短路点周期电流的有名值为： 式中，Vav应取短路处电压级的平均额定电压；Ini 为归算到短路出电压级的第i台等值发电机的额定电流；Ib为对应于所选基准功率Sb在短路处电压级的基准电流。 19.什么是功率极限？什么是稳定极限？什么是输电效率？（P12&25上）功率极限输电效率：线路末端输出有功功率 与受端输入有功功率 之比。20.什么是闭式网？什么是开式网？开式网络是电力网中结构最简单的一种，一般是由一个电源点通过辐射状网络向若干个负荷节

26、点供电。简单闭式网络通常是指两端供电网络和简单环形网络。21.什么是比耗量？什么是效率？什么是耗量微增率？反映发电设备（或其组合）单位时间内能量输入和输出关系的曲线，称为改设备的耗量特性，耗量特性曲线上某点的众坐标和横坐标之比，即输入与输出之比称为比耗量 其倒数 表示发电厂的效率。耗量特性曲线上的某点切线的斜率称为该点的耗量微增率 ，它表示在该点运行时输入增量对输出增量之比。22.什么是最大负荷使用时间？什么是功率损耗时间？如果负荷始终等于最大值 ,经过 小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称 为最大负荷利用小时数 最大负荷损耗时间如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax，

27、在小时内的能量损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，即 23.电力系统主要调压措施是什么？实际中如何中和运用这些措施？为什么？如在无功功率不足的系统中，为什么不宜改变变压器变比来调压？（1）调节励磁电流以改变发电机端电压VG（2）适当选择变压器的变比（3）改变线路的参数4）改变无功功率的分布在无功功率不足的系统中，不宜改变变压器变比来调压，因为某一地区的电压由于变压器分接头改变升高后，该地区所需无功功率也增大了，扩大了系统的无功缺额，导致整个系统的电压水平更加下降。24.什么是一次调频？什么是二次调频？它们各有何特点？ （P115）一次调频：依靠发电机组调速器自动调节发电机组有功功率的输出来调整

28、调率的过程。一次调频的特点：只能实现有差调频；系统中的所有机组都参与。 二次调频：在一次调频的基础上，手动或电动发电机组的同步器来调节其有功功率输出的过程。二次调频的特点： 可以实现频率的无差调节。由一个或数个发电厂来承担。25.电力系统中发电厂按调频作用分为几类？一般按什么条件选择主调频厂？电厂的分类： 主调频厂:负责全系统的频率调整工作，一般由一个发电厂担任； 辅助调频厂:协助主调频厂调频，一般由12个电厂承担；非调频厂：一般按负荷曲线发电，不参与调频。 各电厂的调频职责: 我国300万以上大系统的调度规程规定 ：频率偏移不超过0.2Hz时由主调频厂调频；频率偏移超过0.2Hz时，辅助调频

29、厂参加调频；频率偏移超过0.5Hz时，系统内所有电厂参与调频。 主调频厂的选择条件: 具有足够的调节容量和范围 ；具有较快的调节速度；具有安全性与经济性 此外还应注意：电源联络线上的交换功率； 调频引起的电压波动是否在允许偏移范围之内。26.交流电网功率传输的基本规律是什么？元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。感性无功功率将从电压较高的一端流向电压较低的一端；有功功率则从电压相位越前的一端流向电压相位落后的一端，这是交流电网中关于功率传送的重要概念。27.什么是功率分点？什么是初步功率分布？什么是最终功率分布？功率分点：在电力网中功率由两个方向流入

30、的节点称为功率分点。初步功率分布不计网损，最终功率分布计网损。（P73下）28.电力系统的主要无功电源有哪些？它们在调压方面各有何特点？电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有同步调相机、静电电容器、静止无功补偿器和近年来发展起来的静止无功发生器，这四种装置又称无功补偿装置。(1) 静电电容器只能吸收容性无功功率(即发出感性无功功率)，其余几类补偿装置既能吸收容性无功，亦能吸收感性无功。电力电容器提供的无功功率与其安装处的电压平方成正比，即 电力电容器的特点：运行维护方便； 有功功率损耗小； 单位容量投资小且与总容量的大小几乎无关；既可集中安装，也可分散布置； 无功功率调节性能差，输出无功功

31、率受端电压影响较大； 只能阶跃式的调压。 (2)发电机既是唯一的有功功率电源，又是最基本的无功功率电源。发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：发电机的特点：发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。(当系统低负荷运行时，输电线路电抗中的无功功率损耗明显减少，线路电容产生的无功功率将有大量剩余，引起系统电压升高。在这种情况下有选择地安排部分发电机进相运行将有助于缓解电压调整的困难。进相运行时，发电机的角增大，为保证静态稳定，发电机的有功功率输出应随着电势的下降(即发电机吸收无功功率的增加)逐渐减小。说明：在有功备用较充裕时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无功功率以提高电力网的运行电压水平； 远离负荷中心的发电厂不宜降低功率因数运行。因为无功功率大量的、远距离传输，会引起网络较大的有功和无功功率以及电压损耗。(3) 同步调相机同步调相机是只输出无功功率的发电机；输出的无功功率Qcs与电压V之间的关系和同步发电机类似。 同步调相机的特点: 过励磁运行可作无功电源运行；欠励磁运行可