电力系统分析理论(第二版刘天琪邱晓燕)课后思考题答案(不包括计算)

电力系统剖析理论(第二版-刘天琪-邱晓燕)课后思虑题答案(不包含计算)第一章1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何确立的？答:电力系统的额定电压：能保证电气设施的正常运行，且拥有最正确技术指标和经济指标的电压。电力系统各元件的额定电压：a.用电设施的额定电压应与电网的额定电压相同。b.发电机的额定电压比所连结线路的额定电压高5%，用于赔偿线路上的电压损失。c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压，二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。2、电力线路的额定电压与输电能力有何关系？答：相同的电力线路，额定电压越高，输电能力就越大。在输送功率必定的状况下，输电电压高，线路消耗少，线路压降就小，就能够带动更大容量的电气设施。3、什么是最大负荷利用小时数？答：是一个设想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷连续运行所耗费的电能，恰巧等于该电力负荷整年耗费的电能。第二章1、分裂导线的作用是什么？分裂导线为多少适合？为啥？答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多，可是分裂数超出4时，电抗的下降渐渐趋缓。所以最好为4分裂。2、什么叫变压器的空载试验和短路试验？这两个试验能够获取变压器的哪些参数？答：变压器的空载试验：将变压器低压侧加电压，高压侧开路。此实验能够测得变压器的空载消耗和空载电流变压器的短路试验：将变压器高压侧加电压，低压侧短路，使短路绕组的电流达到额定值。此实验能够测得变压器的短路消耗和短路电压。3、关于升压变压器和降压变压器，假如给出的其余原始数据都相同，它们的参数相同吗？为啥？答：理论上只需两台变压器参数一致（包含给定的空载消耗，变比，短路消耗，短路电压），那么这两台变压器的性能就是一致的，也就是说能够交换使用，可是实质上不行能存在这样的变压器，我们知道出于散热和电磁耦等因数的考虑，一般高压绕组在基层（小电流），低压绕组在上层（大电流，外层便于散热）。绕组散布能够致使一二次绕组的漏磁和铜损差异较大，故此没法做到升压变压器和降压变压器参数完整一致。4、标幺值及其特色是什么?电力系统进行计算式，如何选用基准值？答：标幺值是有关于某一基准值而言的，同一出名值，当基准值选用不一样时，其标幺值也不一样。它们的关系以下：标幺值=出名值/基准值。其特色是结果清楚，计算简易，没有单位，是相对值。电力系统基准值的原则是：a.全系统只好有一套基准值b.一般取额定值为基准值c.电压、电流、阻抗和功率的基准值一定知足电磁基本关系。5、什么叫电力线路的均匀额定电压？我国电力线路的均匀额定电压有哪些？答：线路额定均匀电压是指输电线路首末段电压的均匀值。我国的电力线路平均额定电压有3.15kv、6.3kv、10.5kv、15.75kv、37kv、115kv、230kv、345kv、525kv。第三章1、什么是电压消耗和电压偏移？答：电压消耗是指始尾端电压的数值差。电压偏移是指网络中某节点的实质电压同网络该处的额定电压之间的数值差。2、如何计算输电线路和变压器阻抗元件上的电压下降？电压下降的大小主要取决于什么量？电压下降的相位主要取决于什么量？什么状况下会出现线路尾端电压大于线路首端电压？答：电压下降是指变压器和输电线路两头电压的向量差，可依据电路原理进行计算，电压下降大小主要取决于电压下降的纵重量△U=(PR+QX)/U，相位主要取决于电压下降的横行重量△U=(PX-QR)/U，当线路尾端的功率为容性负荷时，如线路空载，只有充电功率时，因为X>>R，由计算公式可见，会出现首端电压低于尾端电压的状况。3、如何计算输电线路和变压器的功率消耗？其导纳支路上的功率消耗有何不一样？答：输电线路和变压器功率消耗能够依据输电线路和变压器的等效电路依据电路的基本关系经过计算阻抗和导纳支路的功率消耗来进行，不一样的是，线路导纳消耗是容性无功功率，而变压器导纳支路消耗是感性的无功功率。4、求闭环网络功率散布的力矩法计算公式是什么？使劲矩法求出初始功率散布能否考虑了网络中的功率消耗和电压下降？答：其公式是：。力矩法求出的功率散布没有考虑网络中的功率消耗和电压下降。5、什么是循环功率？多极环网在什么状况下会出现循环功率？答：与负荷没关，由两个供电点的电压差和网络参数确立这部分功率称为循环功率。变压器的变比K1与K2，当K1≠K2时则存在循环功率。6、有哪些降低网损的技术举措？答：减少无功功率的传输，在闭式网络中推行功率的经济散布，合理确立电力网的运行电压，组织变压器的经济运行等。第四章1、电力系统频次偏高偏低有哪些危害？答：a.频次变化对用户的影响：影响用户生产的产品的质量，使电动机的功率降低，影响电子设施的正确度。b.频次变化对发电厂和电力系统自己的影响：频次降低将使它们的卖力降低，若频次降低过多，有可能使电动机停止运行，这会惹起严重结果。电力系统在低频次运行时，简单惹起汽轮机低压叶片的共振，缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会是叶片断裂造成重要事故。电力系统的频次降低时，异步电动机和变压器的励磁电流将大为增添，惹起系列的无功功率消耗增添，在系统中备用无功电源不足的状况下，将致使电压的降低。2、什么是电力系统频次的一次和二次调整？电力系统有功功率负荷变化的状况与电力系统的频次一次和二次调整有何关系？答：一次调整：负荷变化惹起频次误差时，系统中凡装有调速器又留有可调容量的发电机组都自动参加频次调整。二次调整：经过操作调频器，使发电机组的频次特征平行的挪动，进而使负荷改动惹起的频次偏移减小在同意颠簸范围内。关系：负荷变化幅度较大，周期较长的，一次调整和二次调整同时参加，负荷变化幅度小，周期短时只需一次调频。3、什么是电力系统负荷的有功功率—频次的静态特征？什么是有功负荷的频次调理效应？何为发电机组的有功功率—频次静态特征？发电机的单位调理功率是什么？答：当电力系统稳态运行时，系统中有功功率随频次变化的特征。当系统中有功功率失掉均衡时而惹起频次变化，系统负荷也参加对频次的调理，这类特征有助于系统中有功功率在新的频次值下从头获取均衡，这类现象称为负荷的频次调理效应。发电机输出的有功功率与系统频次的关系。发电机单位调理功率KG表示当频次下降或上涨1HZ时发电机增发或减发的功率值。4、什么是电力系统的单位调理功率？试说明电力系统频次的一次调频和二次调频的基来源理。答：电力系统的单位调理功率即电力系统的功率-频次静态特征系数，它表示在计及发电机组和负荷的调理效应时，惹起频次单位变化的负荷变化量。当负荷变化惹起频次误差时，系统中的某些发电机组装有调速器又留有可调容量就能够参加频次调整，自动地增添或减小机组的功率，进而达到新的均衡，这是一次调频的原理。经过操作调频器，使发电机组的频次特征平行的挪动，进而使负荷改动惹起的频次偏移减小在同意颠簸范围内，这是二次调频的原理。5、互联电力系统怎么样调频才合理？为啥？答：把互联电力系统看作是若干个分系统经过联系线联接而成的互联系统，在调整频次时，一定注意联系线功率交换的问题。若互联电力系统发电机功率的二次调整增量△??能与全系统负荷增量△??相均衡，则可实现无差调理，即△????f=0，不然会出现频次偏移。第五章1、电压变化对用户有什么影响？电力系统中无功功率均衡与节点电压的关系？答：电压变化对用户的影响：用电设施偏离额定电压必定致使效率下降，经济性变差。电压过高会大大缩短照明灯的寿命，也会对设施的绝缘产生不利影响。电压过低会惹起发热，甚至破坏。系统电压崩溃。无功功率均衡与节点电压的关系：当系统出现无功功率缺额时，系统各负载电压降下降；当系统出现无功功率剩余时，系统负荷电压将上涨。因为电力系统中每一元件都有可能产生电压下降，所以电力系统中各点电压不相同，不行能同时将所有节点保持在额定电压。2、电力系统中无功负荷和无功功率消耗主要指什么？答：因为大部分用电设施的功率因数都不等于1，所以在运行中要耗费无功功率，即为无功负荷。无功消耗指电力线路上的无功消耗和变压器的无功消耗。3、电力系统中无功功率电源有哪些？发电机的运行极限是如何确立的？答：发电机，同步伐相机，静电电容器，静止赔偿器,并联电抗器。做出发电机的等值电路向量图后，以Vn尾端为原点，Vn为X轴（Q），Y轴为P，找到额定运行点C，则水平线PgnC就是原动机卖力限制。4、电力系统中电压中枢点一般选在哪处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式简单实现？那一种不简单实现？答：一般可选择以下母线作为电压中枢点：大型发电厂的高压母线。枢纽变电所的二次母线。有大批地方性负荷的发电厂母线。调压方式：逆调压，顺调压，常调压。顺调压易实现，采纳顺调压方式的中枢点电压，在最大负荷时，同意中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5%，即1.25VN；在最小负荷时同意中枢点电压高一些，但不等于线路额定电压的107.5%。逆调压最不简单实现，采纳逆调压方式的中枢点电压，在最大负荷时较线路的额定电压高105%；在最小负荷时等于线路的额定电压即1.0VN。常调压只需把中枢点电压保持在较线路额定电压高102%～105%的数值，即1.02～1.05VN。5、电力系统调压的基来源理是什么？电力系统有哪几种主要调压举措？当电力系统无功不负时，能否能够只经过改变变压器的变比？为何？答：a.基来源理：其基来源理是从变压器某一侧的线圈中引出若干分接头，经过有载分接开关，在不切断负荷电流的状况下，由一分接头切换到另一分接头，以变换有效匝数，达到调理电压的目的。调压举措：改变发电机端电压调压，改变变压器分接头调压，利用并联赔偿设施调压，利用串连电容器赔偿调压。不可以，因为改变变压器的电压从实质上并无增添系统的无功功率，这样以减少其余地方的无功功率来增补某地因为无功功率不足而造成的电压低下，其余地方则有可能所以人造成无功功率不足，不可以根天性解决整个电力网的电压质量问题，所以，一定第一进行无功赔偿，再进行调压。6、试比较并联电容赔偿和串连电容赔偿的特色，极其在电力系统中的应用。答：并联电容器：a.特色：是最经济最方便的赔偿设施，但控制性能最差。b.应用：分别安装在各用户处和一些降压变压所的10KV或35KV母线上使高低压电力网（包含配电网）的电压消耗和功率消耗都获取减小，在顶峰负荷时能提高全网的电压水平，在负荷较低时，能够切除部分并联电容器，防备电压过高。串连电容器：a.特色：串连电容器提高的尾端电压的数值QXc/V（即调压成效）随无功负荷增大而增大，随无功负荷的减小而减小，恰与调压要求一致。但对负荷功率因数字或导线截面小的线路，因为PR/V重量的比重要，串连赔偿的调压成效就很小。b.应用：只用于110KV以下电压等级，长度特别大或有冲击负荷的架空分支线路上，220KV以下电压等级的远距离输电线路中采纳串连电容赔偿，作用在于提高运行稳固性和输电能力。第六章1、为何要进行派克变换？其实质是什么？答：因为在同步发电机原始方程中，磁链方程式出现了变系数：a、转子的旋转使定子绕组间产生相对运动，使定转子绕组间的互感系数发生相应的周期变化b、转子在磁路上不过分别关于α轴和q轴对称而不是随意对称的，转子旋转也致使定子各绕组的自感和互感周期性变化，所以引入派克方程线性变换。其实质是将变系数微分方程变换成常系数微分方程。2、同步发电机稳固运行的电势方程、等值电路及向量图的形式如何？答：电势方程：

V=??-j????，此中??=??-j????????

（??-??）??。??????等值电路和向量图：P165-P166。3、虚构电势??有何意义？??的物理意义是什么？????答：在凸极机中，??≠??，电势方程中含有电流两个轴向重量，等值电路图也????只好沿两个轴向分别作出，这不便于实质应用。为了能用一个等值电路来代表凸极同步发电机，或许仅用定子全电流列写电势方程便提出了虚构电势??。??一????般指空载电动势。第七章1、什么是短路冲击电流？它在什么条件下出现？与短路电流周期重量有什么关系？答：短路冲击电流指短路电流最大可能的刹时价，用??表示。其主要作用是校im验电气设施的电动力稳固度。它在短路前电路处于空载状态，并且短路时电源电势恰巧过零值（即合闸角为0）的时候，即发生短路后约半个周期时出现。其与??的关系是??=??+??-0.01/??????。pmimpmpm2、什么是短路电流的最大有效值？其计算公式是什么？答：短路电流的最大有效值是指以t时刻为中心的一周期内短路全电流刹时价的均方根值。其计算式是??√（）。（当冲击系数；im??im-1??imp1+22imp当??时，??im，此中??为短路电流的强迫重量，其变化规律与外加im=1.8=1.51??pp电源电势变化规律相同。）3、什么是短路功率（短路容量）？其标幺值能否等于短路电流标幺值？为何？答：短路容量也称短路功率，它等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压（一般用均匀额定电压）的乘积。短路功率的标幺值等于短路电流的标幺值，√3??????因为??==??。???=√3?????????B????4、无阻尼绕组同步发电机忽然三相短路时，定子和转子绕组中出现了哪些电流重量？试用磁链守恒原理说明它们如何产生的。答：无阻尼绕组同步发电机忽然三相短路时，定子电流中出现的重量包含：a、基频沟通重量（含强迫重量和自由重量），衰减时间常数为??′；b、倍频沟通分??量（若d、q磁阻相等，无此量），衰减时间常数为??；c、直流重量（自由分??量），衰减时间常数为??。转子电流中出现的重量包含：a、直流重量（含强迫??重量和自由重量），自由重量的衰减时间常数为??′；b、基频重量（自由重量），??其衰减时间常数为??。??产生的原由包含：a、三相短路瞬时，因为定子回路阻抗减小，定子电流忽然增大，电枢反响使得转子f绕组中磁链忽然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增添一个自由直流重量，并在定子回路中感觉基频沟通，最后定子基频重量与转子直流重量达到相对均衡（此中的自由重量要衰减为0）b、相同，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流重量（脉动是垂直于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流和倍频沟通，并在转子中感觉出基频沟通重量。这些量均为自由重量，最后衰减为0。5、同步发电机稳态，暂态，次暂态时的电势方程、等值电路及向量图的形式如何？答：稳态时的电势方程：??=??-j??，此中??=??-j（??-??）??。等值电路和????????????????向量图：P165-P166。暂态时的电势方程：??=??′此中：??′′′。等值电路和向量??????????图：P178。次暂态时的电势方程：??=??′′′′。等值电路和向量图P180。-j??????6、为何要引入暂态电势′′??和暂态电抗??？它们拥有如何的物理意义？????答：在求取发电机参数中的未知量时，我们需要找到一个短路瞬时不突变的电势，则可依据正常运行的状态求取它的值，再利用它不突变的特色来求取短路′′????变压器，则当副边绕组（即励磁绕组）短路时，从原边测得的电抗就是′。????第八章1、什么是对称重量法？正序、负序、零序重量各有什么特色？答：对称重量法是指在三相电路中，随意一组不对称的三向量??，??，??，能够??????分解成三组三相对称的重量：a、正序重量（三向量大小相等，相位互差120°，且与正常运行时的相序相同）b、负序重量（三向量大小相同，小岗位互差120°，且与正常运行时的相序相反）c、零序重量（三向量大小相等，相位一致）。2、变压器的零序参数主要由哪些要素决定？零序等值电路有何特色？答：变压器零序漏抗与正序、负序相等，而零序励磁电抗与变压器死心构造亲密有关。零序等值电路与外电路的连结有关，与变压器三相绕组连结形式及中性点能否接地有关。3、架空输电线路的正序、负序和零序参数各有什么特色？答：架空线路是静止元件，它的正序电抗等于负序电抗，因为三相架空线路中，各相序电流大小相等，相位相同，各相间互感磁通相互增强，故零序电抗要大于正序电抗。4、三个序网络方程能否与不对称故障的形式有关？为何？答：没关，因为它们是直接从故障端口用戴维宁定理等效后获取的。5、如何拟订电力系统的各序等值电路？答：做等效电路图时，一般从故障点开始做起（相当于在故障点施加某一序电压），逐个查明各序电流能流通的路径，凡各序电流所流经的元件，都应包含在等效电路中。6、什么是正序等效定章？其意义安在？答：正序等效定章：再简单不对称故障状况下，故障点正序电流与在故障点每一相中接入附带阻抗，并在后来发生的三相短路时的电流相等。其意义是能够计算不对称的三相短路电流。(??)7、短路故障的等值电势??与断线故障的等值电势??含义有何不一样？?????′答：短路故障时，等值电势??是以短路点与中性点（大地）为端口，用戴维宁?定理等效各序等效电路中接在端口上的各序电压，是短路点和中性点之间的电(0)压；而断线故障的等值电势??是以断开点的两头为端口，用戴维宁定理等效各????′序等效电路中接在端口上的各序电压而获取的。第九章1、电力系统稳固性如何分类？研究的主要内容又是什么？答：电力系统的稳固性依据扰乱的大小一般分为静态稳固和暂态稳固两类。研究的内容：系统在某一正常运行的状态下遇到扰乱以后，经过一段时间可否恢复到本来的稳固运行状态，或过渡到新的稳固运行状态。2、功角δ和发电机惯性时间常数??的物理意义是什么？??答：功角δ既能够做为一个电磁参数，表示电机q轴电势间的相位差，也能够作为一个机械运动参数表示发电机转子之间的相对空间地点，经过δ能够将电2???力系统中的机械运动和电磁运动联系起来。??=??，是发电机的惯性时间常数，??????单位为s，反应发电机转子机械惯性的重要参数是转子在额定转速下的功能的两倍除以基准功率。3、发电机转子运动方程的基本形式如何？???2??答：用出名值表达发电机转子的运动方程为??????2=M，若选用基准转矩??=??，??????ω??????22???????则用标幺值表示为??2=M*ω??????????4、电力系统静态稳固的适用判据是什么？答：其判据就是系统状态方程的特色根都小于0。5、电力系统静态稳固贮备系数和整步功率系数的含义是什么？答：电力系统静态稳固贮备的大小往常用静态稳固贮备系数??来表示，????-????0，此中??为静态