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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 压是如何确定的?答:电力系统的额定电压:能保证电气设备的正常运行,且具有最佳 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.用电设备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接线路的额定电压髙5%,用 于补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髙 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,额定电压越髙,输电能力就越大。在输送功率一 定的情况下,输电电压髙,线路损耗少,线路压降就小,就可以带动更 大容量的电气设备.3、什么是最大负荷利用小时数?答:是一个假想的时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷持续运 行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。第二章1、分裂导线的作用是什么?分裂导线为多少合适?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,但是分裂数超过4时,电抗的下降逐渐趋缓。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?这两个试验可以得到变压 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,髙压侧开路。此实验可以测得变压器的空载损耗和空载电流变压器的短路试验:将变压器髙压侧加电压,低压侧短路,使短路绕 组的电流达到额定值。此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。3、对于升压变压器和降压变压器,如果给出的其他原始数据都相同, 它们的参数相同吗?为啥?答:理论上只要两台变压器参数一致(包含给定的空载损耗,变比, 短路损耗,短路电压),那么这两台变压器的性能就是一致的,也就是 说可以互换使用,但是实际上不可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,一般髙压绕组在底层(小电流),低 压绕组在上层(大电流,外层便于散热)。绕组分布可以导致一二次 绕组的漏磁和铜损差别较大,故此无法做到升压变压器和降压变压器 参数完全一致。4、标幺值及其特点是什么?电力系统进行计算式,如何选取基准值?答:标幺值是相对于某一基准值而言的,同一有名值,当基准值选取 不同时,其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值=有名值/基准值. 其特点是结果清晰,计算简便,没有单位,是相对值。电力系统基准 值的原则是:a。全系统只能有一套基准值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必须满足电磁基本关系。5、什么叫电力线路的平均额定电压?我国电力线路的平均额定电压有 哪些?答:线路额定平均电压是指输电线路首末段电压的平均值。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、什么是电压损耗和电压偏移?答:电压损耗是指始末端电压的数值差。电压偏移是指网络中某节点 的实际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降落?电压降落的 大小主要取决于什么量?电压降落的相位主要取决于什么量?什么情 况下会出现线路末端电压大于线路首端电压?答:电压降落是指变压器和输电线路两端电压的向量差,可按照电路 原理进行计算,电压降落大小主要取决于电压降落的纵分量厶 U=(PR+QX)/U,相位主要取决于电压降落的横行分量厶U=(PXQR)/U, 当线路末端的功率为容性负荷时,如线路空载,只有充电功率时,由 于XR,由计算公式可见,会出现首端电压低于末端电压的情况。3、如何计算输电线路和变压器的功率损耗?其导纳支路上的功率损 耗有何不同?答:输电线路和变压器功率损耗可以根据输电线路和变压器的等效电 路按照电路的基本关系通过计算阻抗和导纳支路的功率损耗来进行, 不同的是,线路导纳损耗是容性无功功率,而变压器导纳支路损耗是 感性的无功功率。4求闭环网络功率分布的力矩法计算公式是什么?用力矩法求出初始 功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落?答:其公式是:。力矩法求出的功率分布没有考虑网络中的功率损耗 和电压降落。5、什么是循环功率?多极环网在什么情况下会出现循环功率?答:与负荷无关,由两个供电点的电压差和网络参数确定这部分功率 称为循环功率.变压器的变比K1与K2,当K1HK2时则存在循环功 率6、有哪些降低网损的技术措施?答:减少无功功率的传输,在闭式网络中实行功率的经济分布,合理确 定电力网的运行电压,组织变压器的经济运行等。第四章1、电力系统频率偏高偏低有哪些危害? 答:a.频率变化对用户的影响:影响用户生产的产品的质量,使电动 机的功率降低,影响电子设备的准确度。b。频率变化对发电厂和电 力系统本身的影响:频率降低将使它们的出力降低,若频率降低过多, 有可能使电动机停止运转,这会引起严重后果。电力系统在低频率运 行时,容易引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大事故。电力系统的频率降低时,异步电动 机和变压器的励磁电流将大为增加,引起系列的无功功率损耗增加, 在系统中备用无功电源不足的情况下,将导致电压的降低.2、什么是电力系统频率的一次和二次调整?电力系统有功功率负荷 变化的情况与电力系统的频率一次和二次调整有何关系?答:一次调整:负荷变化引起频率偏差时,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率调整。二次调整:通过操作调 频器,使发电机组的频率特性平行的移动,从而使负荷变动引起的频 率偏移缩小在允许波动范围内关系: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与,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一频率的静态特性?什么是有功 负荷的频率调节效应?何为发电机组的有功功率一频率静态特性? 发电机的单位调节功率是什么?答:当电力系统稳态运行时,系统中有功功率随频率变化的特性。当 系统中有功功率失去平衡时而引起频率变化,系统负荷也参与对频率 的调节,这种特性有助于系统中有功功率在新的频率值下重新获得平 衡,这种现象称为负荷的频率调节效应。发电机输出的有功功率与系 统频率的关系。发电机单位调节功率KG表示当频率下降或上升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节功率?试说明电力系统频率的一次调 频和二次调频的基本原理。答:电力系统的单位调节功率即电力系统的功率-频率静态特性系数, 它表示在计及发电机组和负荷的调节效应时,引起频率单位变化的负 荷变化量。当负荷变化引起频率偏差时,系统中的某些发电机组装有调速器又留 有可调容量就可以参加频率调整,自动地增加或减小机组的功率,从 而达到新的平衡,这是一次调频的原理。通过操作调频器,使发电机组的频率特性平行的移动,从而使负荷变 动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内,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通过联络线联接而成的互联 系统,在调整频率时,必须注意联络线功率交换的问题。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平衡,则 可实现无差调节,即 f=0,否则会出现频率偏移。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平衡与节点电 压的关系?答:电压变化对用户的影响:用电设备偏离额定电压必然导致效率下 降,经济性变差。电压过髙会大大缩短照明灯的寿命,也会对设备的 绝缘产生不利影响。电压过低会引起发热,甚至损坏。系统电压崩溃. 无功功率平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过剩时,系统负荷电压将上 升。因为电力系统中每一元件都有可能产生电压降落,所以电力系统 中各点电压不相同,不可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损耗主要指什么?答:由于大多数用电设备的功率因数都不等于1,因此在运行中要消 耗无功功率,即为无功负荷。无功损耗指电力线路上的无功损耗和变 压器的无功损耗。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定 的?答:发电机,同步调相机,静电电容器,静止补偿器,并联电抗器做 出发电机的等值电路向量图后,以Vn末端为原点,Vn为X轴(Q), Y轴为P,找到额定运行点C,则水平线PgnC就是原动机出力限制。4、电力系统中电压中枢点一般选在何处?电压中枢点的调压方式有哪 几种?哪一种方式容易实现?那一种不容易实现?答:一般可选择下列母线作为电压中枢点:大型发电厂的髙压母线。 枢纽变电所的二次母线。有大量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,采用顺调压方式的中枢点电 压,在最大负荷时,允许中枢点电压低一些,但不低于线路额定电压的 102。5%,即1。25VN;在最小负荷时允许中枢点电压髙一些,但不等 于线路额定电压的107。5%。逆调压最不容易实现,采用逆调压方 式的中枢点电压,在最大负荷时较线路的额定电压髙105% ;在最小 负荷时等于线路的额定电压即1。0VN.常调压只要把中枢点电压保持 在较线路额定电压髙102%105%的数值,即1.021.05VN。5、电力系统调压的基本原理是什么?电力系统有哪几种主要调压措 施?当电力系统无功不负时,是否可以只通过改变变压器的变比?为 什么?答:a基本原理:其基本原理是从变压器某一侧的线圈中引出若干分 接头,通过有载分接开关,在不切断负荷电流的情况下,由一分接头 切换到另一分接头,以变换有效匝数,达到调节电压的目的。b. 调压措施:改变发电机端电压调压,改变变压器分接头调压,利用 并联补偿设备调压,利用串联电容器补偿调压.c. 不能,因为改变变压器的电压从本质上并没有增加系统的无功功率, 这样以减少其他地方的无功功率来补充某地由于无功功率不足而造 成的电压低下,其他地方则有可能因此人造成无功功率不足,不能根 本性解决整个电力网的电压质量问题,所以,必须首先进行无功补偿, 再进行调压。6、试比较并联电容补偿和串联电容补偿的特点,极其在电力系统中的 应用。答:并联电容器:a特点:是最经济最方便的补偿设备,但控制性能 最差.b。应用:分散安装在各用户处和一些降压变压所的10KV或35KV母 线上使髙低压电力网(包括配电网)的电压损耗和功率损耗都得到减 小,在髙峰负荷时能提髙全网的电压水平,在负荷较低时,可以切除 部分并联电容器,防止电压过髙。串联电容器:a.特点:串联电容器提升的末端电压的数值QXc/V (即 调压效果)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,由于PR/V 分量的比重大,串联补偿的调压效果就很小。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用串联电 容补偿,作用在于提髙运行稳定性和输电能力。第六章1、为什么要进行派克变换?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、转子在磁路上只是分别对于a轴和q轴对称而不是任意对称的, 转子旋转也导致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、同步发电机稳定运行的电势方程、等值电路及向量图的形式如何? 答:电势方程:V=j,其中=-j()。等值电路和向量图:P165P166。3、虚拟电势有何意义?的物理意义是什么?答:在凸极机中,工,电势方程中含有电流两个轴向分量,等值电路图 也只能沿两个轴向分别作出,这不便于实际应用为了能用一个等值 电路来代表凸极同步发电机,或者仅用定子全电流列写电势方程便提 出了虚拟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?与短路电流周期分量 有什么关系?答:短路冲击电流指短路电流最大可能的瞬时值,用表示。其主要作 用是校验电气设备的电动力稳定度.它在短路前电路处于空载状态, 并且短路时电源电势刚好过零值(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=+。2、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 电流瞬时值的均方根值。其计算式是二。(当冲击系数=1。9时,=1。62;当=1.8时,=1。51,其中为短路电流的强制分量,其变化规律与 外加电源电势变化规律相同)3、什么是短路功率(短路容量)?其标幺值是否等于短路电流标幺 值?为什么?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(一般用平均额定电压)的乘积。短路功率的标幺值等于短 路电流的标幺值,因为=二.4、无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时,定子和转子绕组中出现 了哪些电流分量?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突然三相短路时,定子电流中出现的分量 包括:a、基频交流分量(含强制分量和自由分量),衰减时间常数 为;b、倍频交流分量(若d、q磁阻相等,无此量),衰减时间常数 为;c、直流分量(自由分量),衰减时间常数为转子电流中出现的分 量包含:a、直流分量(含强制分量和自由分量),自由分量的衰减 时间常数为;b、基频分量(自由分量),其衰减时间常数为。产生的原因包括:a、三相短路瞬间,由于定子回路阻抗减小定子电 流突然增大,电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大,f绕组为保 持磁链守恒,将增加一个自由直流分量,并在定子回路中感应基频交 流,最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡(其中的自由分 量要衰减为0)b、同样,定子绕组为保持磁链守恒,将产生一脉动 直流分量(脉动是垂直于d、q不对称),该脉动直流可分解为恒定直 流和倍频交流,并在转子中感应出基频交流分量。这些量均为自由分 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:二-j,其中二-j(-).等值电路和向量图:P165 P166。暂态时的电势方程:二-j其中:二-j()。等值电路和向量图:P178。 次暂态时的电势方程:二-j。等值电路和向量图P180.6、为什么要引入暂态电势和暂态电抗?它们具有怎样的物理意义? 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间不 突变的电势,则可根据正常运行的状态求取它的值,再利用它不突变 的特点来求取短路时的电流,故我们引入暂态电势和如果按纵轴向 把同步电机看做双绕组变压器,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、什么是对称分量法?正序、负序、零序分量各有什么特点?答:对称分量法是指在三相电路中,任意一组不对称的三向量, 可以分解成三组三相对称的分量:a、正序分量(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、负序分量(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、零序分 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因素决定?零序等值电路有何特 点?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铁 心结构密切相关。零序等值电路与外电路的连接相关,与变压器三相 绕组连接形式及中性点是否接地有关.3、架空输电线路的正序、负序和零序参数各有什么特点?答:架空线路是静止元件,它的正序电抗等于负序电抗,由于三相架 空线路中,各相序电流大小相等,相位相同,各相间互感磁通互相加 强,故零序电抗要大于正序电抗.4、三个序网络方程是否与不对称故障的形式有关?为什么?答: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。5、如何制定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),逐一查明各序电流能流通的路径,凡各序电流所流经的 元件,都应包括在等效电路中。6、什么是正序等效定则?其意义何在?答:正序等效定则:再简单不对称故障情况下,故障点正序电流与在故 障点每一相中接入附加阻抗,并在其后发生的三相短路时的电流相等。 其意义是可以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同?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 性点之间的电压;而断线故障的等值电势是以断开点的两端为端口, 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得到的。第九章1、电力系统稳定性如何分类?研究的主要内容又是什么?答:电力系统的稳定性按照干扰的大小一般分为静态稳定和暂态稳定 两类。研究的内容:系统在某一正常运行的状态下受到干扰之后,经 过一段时间能否恢复到原来的稳定运行状态,或过渡到新的稳定运行 状态.2、功角6和发电机惯性时间常数的物理意义是什么?答:功角既可以做为一个电磁参数,表示电机q轴电势间的相位差, 也可以作为一个机械运动参数表示发电机转子之间的相对空间位置, 通过可以将电力系统中的机械运动和电磁运动联系起来。二,是发 电机的惯性时间常数,单位为s,反映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?答:用有名值表达发电机转子的运动方程为二AM,若选取基准转矩二, 则用标幺值表示为二AM*4、电力系统静态稳定的实用判据是什么?答:其判据就是系统状态方程的特征根都小于0。5、电力系统静态稳定储备系数和整步功率系数的含义是什么? 答:电力系统静态稳定储备的大小通常用静态稳定储备系数来表示, 二,其中为静态稳定的极限输送功率,为正常运行时的发电机输送功 率。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.6、自动励磁调节器对电力系统静态稳定有何影响?比例式励磁调节 器放大倍数整定过大,电力系统将以什么样的形式失去稳定?答:如果自动励磁调节器能基本保持发电机端电压不变,则静态稳定 极限可扩展到90,而且极限功率可以提髙到,故能提髙电力系统 的静态稳定。但是由cons t,不能保持发电机端电压不变,故当整 定过大时,系统将震荡失去稳定,这相当于存在负的阻尼功率。7、小干扰法的基本原理是什么?如何根据小干扰法判断电力系统的 静态稳定性?答:小干扰法是根据描述受扰运动的线性化微分方程组的特征方程式 的根的性质来判断受扰运动是否稳定的方法。如果特征方程所有根的 实部均为负值,则系统稳定;如果特征方程有实部为正的根,则系统 不稳定;虽然没有实部为正的根,如果有0特征值或者实部为0的纯 虚数特征值时,稳定的判断要根据初等因子的次数来确定(即特征方 程式的根全位于复平面上虚轴的左侧时,则未受扰运动是稳定的;只 要有一个根位于虚轴右侧,则未受扰运动是不稳定的)8、试述等面积定则的基本含义及其在暂态稳定分析中的作用.答:基本含义:转子在加速期间积蓄的动能增量已在减速过程中全部 耗尽,即加速面积和减速面积的大小相等。应用等面积定则,可以快 速确定。9、提高电力系统静态稳定和暂态稳定的措施主要有哪些?答:提髙静态稳定:a、采用自动励磁调节装置b、提髙运行电压水平c、 发电机快速强制励磁d、减小发电机和变压器的电抗e、改善系统结 构f、减小输电线路电抗(串联电容、采用分裂导线)提髙暂态稳定:a、快速切除故障b、采用自动重合闸c、发电机快速 强制励磁d、发电机电气制动e、变压器中性点经小电阻接地f、快 速关闭汽门g、切发电机和切负荷h、设置中间开关站i、输电线路 强行串联补偿.
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