山东大学成人教育《电网电能质量控制》期末考试复习题及参考答案

年级________；层次________；专业________；姓名________复习资料，自我完善，仅供参考，考完上交！《电网电能质量控制》A1.电能质量的基本要求是什么？解答：为保证电能安全经济地输送、分配和使用，理想供电系统的运行应具有如下基本特性：（1）以单一恒定的电网标称频（50Hz或60Hz，我国采用50Hz）、规定的若干电压等级（如配电系统一般为110kV,35kV,10kV,380V/220V）和以正弦函数波形变化的交流电向用户供电，并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响。（2）始终保持三相交流电压和负荷电流的平衡。用电设备汲取电能应当保证最大传输效率，即达到单位功率因数，同时各用电负荷之间互不干扰。（3）电能的供应充足，即向电力用户的供电不中断，始终保证电气设备的正常工作与运转，并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。2.简述长时间电压波动的内容及其特征解答：长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1min的电压变动现象。长时间电压变动可能时过电压也可能欠电压。过电压欠电压持续中断3.什么是对称分量变换(120变换)？它适合哪种分析场合？120变换又称对称分量变换，它是一种把三相电流相量用正序、负序和零序对称分量来表示的变换。其变换公式为(2-59)式中，互为共轭。应用场合：是一种计算电力系统不平衡情况的工具，也可用于N相系统。4.改善电压偏差的措施有哪些？解答：（一）配置充足的无功功率电源（二）系统调压手段（1）电压偏差的调整方式：逆调压、顺调压、恒调压（2）电压偏差的调整手段：用发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压。5.什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？解答：频率的一次调整是指利用发电机组的调速器，对于变动幅度小、变动周期短的频率偏差所做的调整。频率的一次调整是指利用发电机组的调频器对于变动幅度大、变动周期长的频率偏差所做的调整。6.电压波动与闪变有哪些危害？1引起车间，工作室和生活居室等场所的照明灯光闪烁，使人的视觉易于疲劳甚至难以忍受而产生烦躁情绪，从而降低了工作效率和生活质量。2使得电视机画面亮度频繁变化以及垂直水平幅度摇晃。3造成对直接与交流电源相连的电动机的转速不稳定，时而加速时而制动，由此可能影响产品质量，严重时危及设备本身安全运行。例如，对于造纸业，丝织业和精加工机床制品等行业，如果在生产运行时发生电压波动甚至会使产品报废等。4对电压波动较为敏感的工艺过程或实验结果产生不良影响。例如使光电比色仪工作不正常，使化验结果出差错。5导致电子仪器和设备，计算机系统，自动控制生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受到损害。5导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱，致使电力电力换流器换向失败等。顺便指出，波动性负荷除了会产生以上总结的闪变危害之外，由于自身的工作特点所决定，还会产生大量的谐波，并且由于其三相严重不对称带来的的负序分量，同样会危及供电系统的安全稳定运行7.供用电系统中典型的谐波源有哪几种？主要有三大类：1）铁磁饱和型：各种铁芯设备，如变压器、电抗器等，其铁磁饱和特性呈现百线性。2）电子开关型：主要为各种交直流换流装置、双向晶闸管可控开关设备以及PWM变频器等电力电子设备。3）电弧型：交流电弧炉和交流电焊机等。《电网电能质量控制》B1.电能质量的特征是什么?（1）电力系统的电能质量始终处在动态变化中。（2）电力系统是一个整体,其电能质量状况相互影响。电能不易储存，其生产、输送、分配和转换直至消耗几乎是同时进行的。（3）电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播性。（4）有些情况下用户是保证电能质量的主体部分。（5）对电力系统的电能质量指标进行综合评估非常困难。（6）控制和管理电力系统电能质量是一项系统工程2.电能质量问题的主要分析方法有哪三种？解答：时域仿真方法在电能质量分析中应用最为广泛。频域分析方法主要用于电能质量中谐波问题。基于数学变换的方法主要指傅立叶变换方法、短时傅立叶变换方法、矢量变换方法以及小波变换方法和人工神经网络分析方法。3.请写出变换的物理含义解答：假定同步电机的定子三相绕组空间上互差120°，且通以时间上互差120°的三相正弦交流电，此时，在空间上会建立一个角速度为ώ的旋转磁场。另外，若定子空间上有互相垂直的αβ两相绕组,且在绕组中通以互差90°的两相平衡交流电流时，也能建立与三相绕组等效的旋转磁场,因而可用αβ两相绕组等效代替定子三相绕组的作用。这就是αβ变换的思路,也是αβ变换的思路,也是变换的物理解释。4.供电电压偏差的系统调压手段有哪几种？解答：系统调压手段（1）电压偏差的调整方式：逆调压、顺调压、恒调压（2）电压偏差的调整手段：用发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压。5.频率调整和电压调整有什么区别？（1）全系统频率相同，而系统中各节点的电压却不同（2）系统频率质量主要由系统有功功率平衡状况决定，而系统电压质量则主要由系统无功功率平衡状况决定。（3）调整频率只有改变发电机组原动机功率这一唯一的措施，而调整电压的措施却很多6.电压暂降与中断的最主要的起因是什么？电压暂降与中断的最主要的起因是有断路故障、感应电动机启动和雷击。7.谐波的影响和危害有哪几方面？在电力危害方面：（1）旋转电机等的（换流变压器过载）附加谐波损耗发热，缩短使用寿命；（2）谐波谐振过电压，造成电气元件及设备的故障与损坏；（3）电能计量错误。在信号干扰方面：（1）对通信系统产生电磁干扰，使电信质量下降；（2）重要的和敏感的自动控制、保护装置不正确动作；（3）危害到功率处理器自身的正常运行《电网电能质量控制》C1.电能质量的定义是什么？从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电。电力部门可能把电能质量定义为电压、频率的合格率以及连续供电的年小时数，并且用统计数字来说明电力系统是安全可靠运行的。因此可以综合定义为：导致用电设备故障或者不能正常工作的电压、电流或者频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或者瞬态过电压、波形畸变、电压瞬降以及供电连续性等。2.什么是傅里叶变换？它有什么特点？傅立叶变换是时域到频域相互转换的工具。从物理意义上讲，傅立叶变换的实质是把这个波形分解成许多不同频率的正弦波的叠加和。这样我们就可以把对原函数的研究转化为其权系数即傅立叶变换的研究。特点：1从傅立叶变换式中可以看出，这些标准基是由正弦波及其高次谐波组成的，因此它在频域内是局部化的。2虽然傅里叶谱变换能够将信号的时域特征和频域特征联系起来，能分别从时域和频域对信号进行观察，但不能把二者有机结合起来。这时因为信号的时域波形中不包括任任何频域信息，而其傅里叶谱是信号的功能，完全不具备时域信息。3.写出供电电压偏差的定义和计算公式供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压(通常，电力系统的额定电压采用标称电压去描述，对电气设备则采用额定电压的术语)之差对系统标称电压的百分数称为该节点的电压偏差。其数学表达式为(3-1)式中——电压偏差；——实际电压，kV；——系统标称电压，kV4.电力系统频率偏差的定义解答：电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值之差称为系统的频率偏差，用公示表示为式中δf——频率偏差，Hz；fre——实际频率，Hz；fN——系统标称频率，Hz。频率偏差属于频率变化范畴。5.三相电压和电流不平衡度是如何定义的?电力系统在正常运行方式下，电量的负序分量均方根值与正序分量均方根值之比定义为该电量的三相不平衡度，用符号ε表示，即6.谐波是如何定义的?国际上公认的谐波定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。”7.电力系统谐波的抑制技术有哪几种抑制措施通常分为预防性和补偿性两种预防性措施包括：1）供电设备在设计、制造、配置等方面采取减少谐波的措施；2）通过增加整流器的脉动数或采用可控整流来限制电力谐波的主要来源—整流器的谐波。补偿性措施包括：1）改变馈线参数；2）采用滤波器电网电能质量控制D一、单选题1.将参考坐标由旋转电机的定子侧转移到转子侧的坐标变换为（B）。A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 2.电能质量的基本要素是：电压合格、频率合格和（C）A.周期合格 B.电流合格 C.连续供电 D.三项平衡 3.电压波动与闪变的关系，以下叙述正确的是（B）。A.电压波动是由闪变引起的，是一种电磁现象B.闪变是电压波动的结果，是人对照度波动的主观视感反应C.两者表述的意思相同D.两者没有关系4.单调谐滤波器有（）种谐振频率。A.一 B.两 C.三 D.四 5.电压暂降已经成为现代电力用户所面临的最重要的（D）干扰问题之一。A.电能质量 B.用电质量 C.电压 D.电磁 6.长时间电压变动不包括（A）。A.电压凹陷 B.过电压 C.欠电压 D.持续中断 7.具有故障自动恢复装置的断电为（A）。A.短时间中断 B.长时间中断 C.电压中断 D.电流中断 8.GB/T15543-2008规定，电力系统公共连接点的正常电压不平衡度允许值为（C）。A.4% B.3% C.2% D.1% 9.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（D）。A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多B.电网节点多，电能质量问题具有传播性C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同D.电能质量测量仪表精度不够10.根据IEEE定义电压电压暂降的电压下降幅度为标准电压的（B）。A.90%-10% B.90%-1% C.85%-10% D.80%-1% 11.低压380V配电系统中电压谐波畸变率的允许值为（）。A.5% B.10% C.3% D.7% 12.在实际电力系统中，正序性谐波都有哪些（C）。A.3、6、9、12等次谐波 B.2、5、8、11等次谐波 C.1、4、7、10等次谐波 D.11、13、15、17等次谐波 13.过电压是在工频条件下交流电压方均根值升高，超过额定值的（），并且持续时间大于1min的电压波动现象。DA.3% B.5% C.7% D.10% 14.电能质量的基本要素不包括（A）A.电流合格 B.电压合格 C.频率合格 D.连续供电 15.在谐波分析中采用的小波变换属于（C）。A.时域变换 B.频域变换 C.时频域变换 D.综合分析变换 二、判断题1.电能质量是指并网公用电网、发电企业、用户受电端的交流电能质量，包括频率和电压质量。（√）2.谐波的抑制措施只有滤波这一种措施（）3.SVC是指静止无功补偿装置。（√）4.电力机车产生的特征谐波次数为。（）5.电压波动值与负荷的功率变动量及公共连接点的容量有关。（）6.电力系统中的调压措施有很多种，如发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压以及同步调相机调压等。（）7.电压凹陷是指电压瞬时值在短时间内突然变化，其典型持续时间在1min以上。（）8.顺调压是指在最大负荷时适当升高中枢点电压。（）9.交流电弧炉不是谐波源。（）10.调整频率只有改变发电机组原动机功率这一唯一的措施。（）三、综合题1.无功补偿在电力系统的作用？参考答案：①补偿无功功率，提高功率因素；②增加电网传输能力，提高设备利用率；③降低线路损失和变压器有功损失；④减少设备容量；⑤改善电压质量。2.电压暂降与中断的最主要的起因是什么？参考答案：当输配电系统中发生短路故障、感应电动机启动、雷击、开关操作、变压器以及电容器组投切等事件时，均可引起电压暂降。其中，短路故障、感应电动机启动和雷击是引起电压暂降的最主要的原因。3.统一电能质量调节器的功能?参考