电力系统分析简答题1

一、电力系统的根本概念

1、电力系统：发电、变电、输电、配电、用电

电网：变电、输电、配电

2、电力系统的根本特点：

(1)电能的生产与消费具有同时性。

(2)电能与国民经济各部门和人民日常生活密切相关。

(3)电能的过渡过程十分短暂。

3、电力系统运行的根本要求

U)保证平安可靠供电。

(2)保证良好的供电质量(电能质量的指标是：频率、电压、交流电的波形)。

(3)保证电力系统运行的经济性。

14)保持生态环境良好。

4、电力系统的额定电压

(1)用电设备(kV)：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000

(2)电力线路的额定电压与用电设备相等。

(3)发电机的额定电压比网络额定电压高5%。

(4)①变压器一次侧绕组的额定电压与网络额定电压相等，直接与发电机相连时，其额定

电压等于发电机额定电压。

②变压器二次绕组的额定电压为空载时的电压。

(a)直接接线路(10%)：变压器满载时内部阻抗上约有5%的电压损耗，为使变压

器在额定负荷下工作时二次侧的电压比网络额定电压高5%,变压器二次绕组额

定电压应比网络额定电压高10%。

(b)内阻抗小于7.5%(5%)：变压器内部损耗可忽略。

(c)直配负荷(5%)：没有线路损耗。

5、电力系统的接线方式按供电可靠性不同可分为：无备用接线(开式网)和有备用接线(闭

式网)。

二、电力网络各元件的参数和等值电路

1、单位长度参数：电阻r0(线路热效应)、电抗磁效应)、电导班(反映由泄漏电流和

电晕所引起的有功损耗)、电纳为(对地电场效应)

2、采用分裂式导线的目的：增大导线半径，减小线路的电晕损耗以及线路电抗。

3、(1)①短路实验：低压侧短路，在高压侧加电压使绕组通过电流的电流到达额定值，测

出高压侧所加电压值和回路所消耗的有功功率。

②空载实验：低压侧开路，高压侧加额定电压测出变压涔的空载电流和空载损耗。

(2)变压器参数计算：短路损耗△R-%、短路电压百分数4%-X7、空载损耗APO-GT、

空载电流百分数一

4、(1)有名制：在电力系统计算中，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行

计算。

(2)标幺制：在电力系统计算中，采用无单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等的相

对值进行计算。

(3)标幺制的特点：①相电压与线电压标幺值数值相等。

②三相功率与单相功率标幺值数值相等。

③便于计算。

5、基准值的选择(等值电路中)：相阻抗、相导纳、三相功率、线电压、线电流。

6、电力线路的平均额定电压：是约定的、较线路额定电压高5%的电压系列。

三、简单电力系统的潮流计算

1、电压降落：网络元件首末端电压的相量差。

电压损耗：电力网两点电压的代数差。

电压偏移：某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。

2、Q：电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压的计算公式是以

相电压推导的,是否也适合于线电压?为什么？

A-ArrPR+QXPX-QR

A:1)MJ=———>6t/=———

2u2zu

(2)适合。原来在相电压的计算公式中功率是每相功率，而用于线电压计算时功率用

三相总功率即可。三相功率是每相功率的3倍，当公式用三相功率代入时，要使

等式成立和5%前面都要乘3倍。而线电压是相电压的6倍，将和5/前

的3拆为

3、(1)运算负荷功率：从电力线路阻抗中流出的功率。

(2)运算电源功率：流入电力线路阻抗的功率

(3)变电所的运算负荷二低压侧负荷+变压器的绕组损耗+变压器的励磁损耗十所有与其

高压母线相连线路充电功率的一半。

四、电力系统的有功功率平衡与频率调整

1、Q：电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有何关系？

A：(1)第一种变化负荷引起频率偏移由发电机组的调遨|进行，称为频率的一次调整。

(2)第二种变化负荷所引起的频率偏移由发电机组的调频蛰进行，称为频率的二次

调整。

(3)第三种负荷的变化是可预测的，发电厂按照给定的配发电任务进行发电。

2、频率的一次调整(有差调节)：

负荷增大一发电机输出功率增加f频率略低于原值；

负荷降低一发电机输出功率减小一频率略低于高于；

3、系统备用容量按存在形式可分为：热备用和冷备用；按作用可分为：负荷备用、事故备

用、检修备用、国民经济备用。

4、Q：互联电力系统怎样调频才为合理？

A:在进行联合系统调频时需注意的是不仅是要保持整个系统的一个有功功率的平衡，还

要考虑联络线上功率APab不超过允许的范围，在调频效果相同的前提下应尽量使每个系

统的功率缺额由该系统的发电机补偿，从而使联络线上功率APab尽可能小。

五、电力系统的无功功率平衡与电压调整

1、无功功率电源：同步发电机、同步调相机、静电电容器和静止补偿器。

2、电压中枢点包括：

(1)水、火电厂的高压母线。

(2)枢纽变电所的二次母线。

(3)有大量地方负荷的发电机机压母线。

(4)城市直降变电所二次母线。

3、电压中枢点的调压方式：顺调压、逆调压、常调压。

4、电力系统电压调整的根本原理是什么？

%=(%KL"/K2

通过改变发电机机端电压4,改变变压器变比，改变无功功率分布或者串联电容补偿

器来改变用电设备端电压。

5、电压调整的措施：(1)改变发电机机端电压。

(2)改变变压器的变比。

(3)改变功率分布，主要是改变无功功率的分布。

(4)改变电力网络的参数。

七、同步发电机的根本方程

1、Q：什么是派克方程？其意义是什么？

A：(1)将a、b、c三相狰止的绕组通过坐标变换等效为d轴dd绕组、q轴qq绕组，

与转子一同旋转。

(2)它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上，从而使

得定子绕组自感、互感，定、转子绕组间互感变成常数，大大简化了同步电机

的原始方程。

八、电力系统三相短路的暂态过程

1、横向故障：相间或相对低的故障，也称短路故障。

纵向故障：一相或两相断线的情况，也称断线故障。

2、无限大功率电源(电压和频率保持恒定，内阻抗为0)：假设电源的内阻抗小于短路回

路总阻抗的10%,或娈动负荷容量小于电源容量的3%。

3、短路的危害：

(1)发生短路时，短路回路中的电流大大增加。

(2)短路引起电网中电压降低，结果可能使局部用户的供电受到损坏，用电设备不能正

常匚作。

(3)不对称短路所引起的不平衡电流，将产生不平衡磁通，会在邻近的平行通信线路内

感应出电动势，造成对通信系统的十扰，威胁人身和设备平安。

(4)短路可能造成的最严重后果是破坏系统的稳定性。

4、产生最大短路冲击电流的条件(最恶劣的短路条件)：短路时电路空载、短路

时合闸角为0,、电路接近纯电感性。

5、冲击电流：冲击电流一般是指用电器给电一瞬间在其内部产生的大电流。

冲击系数：冲击电流值相对于故障后周期电流幅值的倍数。(发电机端：1.9、发电厂高

压母线侧1.85、远离发电厂的地点：1.8)

6、无限大功率电源全电流包括稳态分量(交流分量、不衰减)与暂态分量(直流分量、衰

减)。时间常数几二L/R。

7、Q：用计算曲线法查出的各发电机电流后是否可直接相加得到短路点电流？

A:不能。因查曲线法查出的是各发电机的电流必须转换到同一基准之下才可直接相加。

8、Q:比拟短路计算中线路和变压器模型与手算潮流中的不同，并说明为什么短路计算中可

以采用近似处理？

A:线路模型在潮流计算中采用n型或T型等值电路。变压器在潮流计算中采用I'型等值

电路。而在短路计算中，二者均忽略对地支路的影响，因为短路故障发生后，电压下

降对地支路电流远小于短路电流。

9、Q：电力系统短路的类型有那些？那些类型与中性点接地方式有关？

A：(1)三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路

(2)两相接地短路、单相接地短路

十、电力系统各元件的序阻抗和等效电路

1、Q：什么是对称分量法？正序、负序和零序分量各有什么特点？

A：(1)对称分量法就是将一组不对称的三相向量分解为三相对称的三相向量，或者将

三组对称的三相向量合成为一组不对称的三相向量的方法。

(2)正序：幅值相等，相位彼此互差120°,旦a超前b,b超前c。

负序：幅值相等，相位彼此互差120°,且c超前b,b超前a。

零序：幅值和相位均相等。

2、Q：三个序网络方程是否与不对称故障的形式有关?为什么？

A；无关。因为它们是直接从故障端口用戴维宁定理等效后得到的。

十一、电力系统简单不对称故障的分析计算

1、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。

2、Y、dll接线变压器：在Y侧施加正序电压时，d侧电压超前Y侧电压30°；

在Y侧施加负序电压时，d侧电压滞后Y侧电压30°；

十二、电力系统稳定性概述

1、电力系统稳定性是电力系统中各同步发电机在受到扰动后保持或恢复同步运行的能力。

2、电力系统稳定性一般分为功角稳定性和电压稳定性。

3、我国通常将电力系统功角稳定性分为静态稳定、暂态稳定和动态稳定。

4、同步发电机组的惯性时间常数77的物理意义：当给发电机转子施加额定转矩后，其转子

从静止状态到达额定转速所需的时间。

5、隐极发电机在场为常数时的功角特性方程：PE=-^sin8

qX”

十三、电力系统静态稳定

1、电力系统静态稳定的实用判据：第>0

do

PmPe

2、静态稳定储藏系数为：Kv%=~^x100%

PPE(。)

电力系统正常运行方式和正常检修运行方式下，Kp216%〜20%；事故后

运行方式和特殊的运行方式时，Kp>10%

3、提高电力系统静态稳定性的措施：

(1)装设自己调节励磁装置。

(2)减小元件阻抗：①减小发电机和变压器的电抗。

②减小线路电抗：3)用电缆线代替架空线。

(b)采用扩