资源描述
额定电压：电力系统中的发电、输电、配电和用电设备都是按一定标准电压设计和制 造的，在这以标准下运行，设备的技术性能和经济指标将达到最好，这一标准电压称 之为额定电压。2. 分裂导线：引致 损失发 生或 者增加 损失程 度的 条件。3. 负荷：电 力系统 中用电 设备 所消耗 的功 率的总 和 。4. 变压器的变比：三相电 力系统 计算 中，变 压器 的变比 指两 侧绕组 空载线 电压 的比值 s。5. 标幺值：电力 系 统计算 中，阻 抗 、 导纳 、 电压、 电 流及功 率 用相对 值 表示， 并 用于 计算， 这种运算形式称为标幺制。一 个物理量的标么值是指该物理量的实际值与所选 基准值的比值。6. 电压降落：网络 元件的 电压 降落是 指元件 始末 两端电 压的 相量差 ， 是相 量。7. 电压偏移：线路 始端或 末端 电压与 线路额 定电 压的数 值差 ，是标 量 。8. 电压损耗：两点 间电压 绝对 值之差 ，是标 量。9. 输电效率：线路 末端输 出的 有功功 率与线 路始 端输入 的有 功功率 的 比值 ，常 用百 分 值表示。10. 最大负荷利用小时数：如果负荷始终等于最大值 Pmax ，经过 Tmax 小时后所消耗 的电 能恰好 等 于全 年的 用电量 ， Tmax 称之 为最大 负 荷利用小 时数。11最大负荷损耗时间T如果线路中输送的的功率一直保持为最大负荷功率Smax , 在T小时内的能量损耗恰等于线路全年的实际电能损耗，则称T为最大负荷损耗时间。 12 PQ 节点： 这类节点的有功功率和无功功率是给定的， 节点电压的幅值和相位是待 求量。 通常变电所都是这一类型的节点13 PV 节点： 这类节点的有功功率和电压幅值是给定的， 节点的无功功率和电压的相 位是待求量。14 平衡节点： 它的电压幅值和相位已给定， 而其有功功率和无功功率是待求量。15 耗量微增率： 耗量特性曲线上某点切线的斜率，表示在该点的输入增量与 输出增 量之比。16 等耗量微增率准则： 按耗量微增率相等的原则在各机组间分配负荷， 可使消耗的 一次能源最少。17 电源有功功率静态频率特性： 发电机组的原动机机械功率与角速度或频率的关系。18 单位调节功率： 发电机组有功功率特性曲线的斜率称为发电机的单位调节功率。KG = - AP/Af19 频率的一次调整： 对于负荷变动幅度小， 周期较短而引起的频率变化进行的调整 称为频率的一次调整， 采用发电机组上装设的调速系统完成.20 频率的二次调整： 对于负荷变动较大、周期较长引起的频率偏移进行调整。 采用 发电 机组上 装 设的 调频 系统完 成 。21 无差调节：无差调节是指负荷变动时，经过自动调速系统的调整作用，原动机的转 速或频率能够恢复为初值的调节。22 有差调节：有差 调节 是指负 荷 变动 时，经过 自 动调速 系统 的 调整 作 用，原动 机的 转 速或频率不能恢复为初值的调节。23 有功功率平衡： 电源发出的有功功率应满足负荷所消耗的有功功率和传送电功率 时在网络中损耗的有功功率之和。 电源所发出的有功功率应能随负荷、网络损耗的增 减二相应调整变化， 才可保证整个系统的有功功率平衡。24 无功功率平衡： 电力系统无功功率平衡的基本要求是：系统中的无功电源可能发 出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和。25 同步调相机： 同步调相机相当于空载运行的同步电动机。 在过励磁运行时， 它向 系统供给感性无功功率起无功电源的作用；在欠励磁运行时， 它从系统吸取感性无功 功率起无功负荷作用。26 电压中枢点： 指某些能反映系统电压水平的主要发电厂或变电所母线。27 逆调压：在大负荷时，线路的电压损耗也大，如果提高中枢点电压，就可以抵偿掉 部分电压损耗，使负荷点的电压不致过低。反之，在小负荷时，线路电压损耗也小， 适当降低中枢点电压就可使负荷点电压不致过高。这种在大负荷时升高电压，小负荷 时降低电压的调压方式称为逆调压。28. 顺调压：在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% ； 小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路额定电压的107.5%。29. 恒调压：逆调压和顺调压方式之间的调压方式是恒调压（常调压）。即在任何负荷 下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2%5%。30. 无限大功率电源：指的是电源外部有扰动发生时，仍能保持电压和频率恒定的电 源。31短路冲击电流：短路电流最大可能的瞬时值，以iim表示。32. 短路电流的有效值：在短路过程中，任一时刻t的短路电流有效值是指以时刻t为 中心的一个周期内瞬时电流的均方根值。33. 短路容量：等于短路电流有效值与短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压） 的乘积。34. 磁链守恒原则：电阻为零的超导体闭合回路中，具有维持交链此回路的总磁链不 变的特性。35. 无阻尼同步发电机机端短路时，定子短路电流中包含哪些电流分量？在dq0系统 中它们被变换成什么电流分量？定子中有强制基频电流分量和自由基频分量，自由直 流分量和二倍频率分量。在dq0系统中，前者变换成强制直流和自由直流分量，后者 变换成自由基频分量。36. 强行励磁：强行励磁装置是自动励磁调节系统的一个组成部分，当发生短路或由于 其他原因使机端电压显著下降时，强行励磁装置动作，使施于励磁绕组的电压增大， 从而增大励磁电流以恢复机端电压。37. 临界电抗：在临界电抗下发生短路时，机端电压刚好在暂态过程结束时恢复到额定 值。38. 起始次暂态电流：短路电流周期分量（基频分量）的初始有效值。39. 计算电抗：归算到发电机额定容量的外接电抗的标幺值和发电机纵轴次暂态电抗的 标幺值之和。40. 节点阻抗矩阵：是节点导纳矩阵的逆矩阵。41序阻抗：各序电流和各序电压之间的关系。42. 简单不对称故障：简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况，简单不对 称故障包括单相接地短路、两相短路、两相短路接地、单相断开和两相断开等。43. 复合序网：根据故障处各序量之间的关系，将各序网络在故障端口联接起来所构成 的网络称为复合序网。44. 横向故障电力系统的短路通常也称为横向故障。它指的是在网络的节点f处出现了 相与相之间或相与零电位点之间不正常接通的情况。45. 静态稳定性：电力系统正常运行状态下，受到某种小干扰后，能够恢复到原来的 运行状态的能力。46. 暂态稳定性：电力系统正常运行状态下，突然受到某种大干扰后，能够过渡一个 新的稳定运行状态或恢复到原来的运行状态的能力。47. 简单电力系统：为一台同步发电机与无限大容量电源组成的系统。48. 功角：发电机电动势Eq与受端电压U之间的相角差5称之为功角。49. 静态稳定极限：当功角90时，电磁功率对功角的变化率等于零 ，是静态稳 定的临界点，称为静态稳定极限。50. 极限切除角：如果在某一切除角时，最大可能的减速面积与加速面积大小相等， 则系统将处于稳定的极限情况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。这个角度 称为极限切除角。51极限切除时间：为了判断系统的暂态稳定性，还必须知道转子抵达极限切除角所 用的时间，即所谓切除故障的极限允许时间。52. 电气制动：在系 统发 生短路 故 障后 ，有控制 地 在加速 的发 电机端 投 入电阻负 荷，则 可以增加发电机的电磁功率，产生制动作用从而达到提高暂态稳定的目的。这种做法 称为电气制动。53. 制动电阻：电气制 动 接入的 电阻称为 制 动电阻 。1. 电力系 统运行的 基本 要 求是什 么 ? 保证供电的可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。2. 电能质量是指的 是什么？ 电压大小，波形质量，频率。3. 什么是电力系统 ？ 由生产、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为电力 系统。4. 什 么 是电力 网 ？ 电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包括升降压变压器和各种电压等 级的输电线路。5. 联合电力系统的 优越性是什么？ 提高电力系统供电的可靠性，减少系统备用容量的比重，可采用高效率的大容量机 组，可减少总负荷的峰值，可充分利用水电厂的水能资源。6. 有备用电源接线 的五种接线方式是什么？ 放射式，干线式、链式、环式和两端电源供电网。7. 负荷的峰谷差指 的是什么？ 指日负荷曲线的最大负荷与最小负荷之差。8. 电力系统中性点 的接地方式有哪些？分别 适 合 哪些 电 压等 级 ?直 接 接地 ， 110kV,220kV,500kV ； 不 接地 ，10kV ；经 消弧 线 圈接 地 ，35kV 。9. 弧线圈的作用是 什么？ 发生单相故障，中性点电压作用在销弧线圈上，将产生感性电流，该电流与故障接 地处的电容电流相抵消，减小接地点的电流，使接地电弧易于自行熄灭，提高供电 的可靠性。10. 中性点直接接地系统发生单相接地时，其故障相、非故障相的电压如何变化 ? 故障相电压为零，非故障相的电压变化与零序与负序网对短路点的组合阻抗的比值KO二Z0X/Z2有关，K0=l，非故障相电压不变，KO1，非故障相电压上升，K0 xq36. 理想同发电机，d轴电抗的大小顺序是什么？xdxdxd37. 输电线路的负序阻抗是否与正序阻抗相等？ 是38. 输电线路的零序阻抗是否与正序 阻抗相等？ 不是，输电线路的零序阻抗大于正序阻抗。39. 短路点（f点）b、c两相短路时的相边界条件是什么？Ifb=-Ifc ,Ifa=0 ， Vb=Vc40. 单相短路时的复合序网是在短路点处是如何连接的？ 正序、负序和零序三个序网串联。41. 两相相短路接地时的复合序网是在短路点处是如何连接的？ 正序、负序和零序三个序网并联。42. 一相断线时的复合序网是在断口处是如何连接的？ 正序、负序和零序三个序网并联。43. 两相断线时的复合序网是在断口处是如何连接的？ 正序、负序和零序三个序网串联。44. Y0/ -11双绕组变压器，在Y侧发生a相接地故障时，正序分量电流为A1，与 侧正序分量al。的关系是什么？相位向前移动 30 ，即 a1= A1ej30 。45. Y0/ -11双绕组变压器，在Y侧发生a相接地故障时，负序分量电流为A2，与 侧负序分量 a2。 的关系是什么？相位向后移动 30 ，即 a2= A2e-j3046. 小干扰法适用于简单电力系统的何种分析计算？ 静态稳定分析。47. 提高系统静态稳定的措施是什么? 采用自动调节励磁装置，减小元件的电抗，改善系统结构和采用中间补偿装置。48. 提高静态稳定措施之一是减少线路电抗， 主要有哪三种措施来减少线路电抗？ 采用分裂导线，串联电容补偿，提高线路额定电压等级。49. 分析简单系统的暂态稳定性， 确定系统的极限切除角依据的原则是什么？ 等面积定则。50. 什么是暂态稳定极限？ 把刚好保持暂态稳定时所能输送的最大功率，称为暂态稳定极限。51. 自动重合闸成功时为什么可以提高电力系统暂态稳定性？ 自动重合闸成功，线路恢复运行，可以提高发电机输出的电磁功率，增加减速面积， 使减速面积大于加速面积，提高暂态稳定性。52. 采用减少原动机输出功率的方法为什么能够改善系统的暂态稳定性？ 减少原动机输出的机械功率，也相当于减少过剩功率，增加减速面积，使减速面积 大于加速面积，从而提高系统的暂态稳定性。模拟试题一：一、填空（ 20）1. 构成电 力网的 主 要设备 有 和 。答：升降压变压器;各种电压等级的输电线路 2中性点经消弧线圈接地的电力系统一般采用的补偿方式是 。答：过补偿3. 110kV 电力网的平均额定电压为 。答： 115KV4. 采 用 分裂导 线的目的 是 电纳 。答：减小5线路的电压损耗是线路首末两点间电压的 。答：绝对值之差，是标量6.潮流计算中，PV节点待求的物理量是该节点的 和。答： 无功功 率 Q、 电压 相 角7有功功率最优分配的准则是按 分配。答：等耗量微增率8. 电压中枢点指某些能反映系统电压水平的 或 。答：主要发电厂、变电所母线9. 无限大功率电源指的是电源外部有扰动发生时， 仍能保持 和 恒定的电源。答：电压、频率10分析简单系统的 暂态稳定性， 确 定系统的 极限切除角依据的 原则是 。答：等面积准则二 、 简 答题（ 30）1. 联合电力系统的优越性是什么？答：提高电力系统供电的可靠性， 减少系统备用容量的比重， 可采用高效率的大容量 机组 ， 可减 少 总负 荷的 峰值， 可 充分利用 水 电厂 的 水能资源 。2. 有备用电源接线的五种接线方式是什么？点击查看答案 答：放射式， 干线式、链式、环式和两端电源供电网。3. 电力系 统常用 的 调压措 施有 哪些？ 答：改变发电机端压、改变变压器分接头、串联电容补偿、并联无功补偿。4. 计算冲击电流的目的？ 答：主要用来校验电气设备和载流导体的电动力稳定度。5. 两相相短路接地时的复合序网是在短路点处是如何连接的？ 答： 正序、 负 序和 零序 三个序 网 并联。6. 什么是电力系统的静态稳定性？答：电力系统正常运行状态下， 受到某种小干扰后， 能够恢复到原来的运行状态的能 力。三、计算题（一）两系统由联络线连接为一联合系统。正 常运行时，联络线上没有交换功率流通。两系统的容量分别为1500MW 和1000MW ,各自的单位调节功率如图所示。设A系统 负荷增加 100MW ， 试计算下列情况下的频率变量和联络线上流过的交换功率：1）两系统既无一次调频,也无二次调频2）两系统参与一次调频,但均无二次调频3）两系统依靠二次调频各增发 50MW4）A 系统无二次调频， B 系统二次调频增发 200MW5) B系统无二次调频，A系统二次调频增发200MW1500MW1 000MV7碍以标虽個表示的单慢调节功率折埠為胃宕% = K 開片/25x1500/50 = 750(IWW/Hz)备=扛忸甩 /；=20k1 COO /50 = 4 00(MW/Hz)紜匸甩甩 J = L%15EI时刘=俯Hz)疋lb = 1/ = 1-3x1500/50= 26(MW/Hz)无Tfc调频时3 独=45(MW/He), 今沁二站(MW田邸有一朮期励屁“甩.口 7(MW/Hz) s 3备 + 纭-42d(MW/Hz)】)两系统既无一校调频也无二次调频已知A-必阿临寸0, 鮎L 口辿耐献.扎甩.Q ,疋止匸耳豪+疋山轩斗哎的阳三*鸟恳慌 4用口 2EMW/HS , A/?_-200MW, 蜂。-2.3169( Hsl睐*血岛21D+0且.玄虫卡扁 45 + 36=3 - T = 5 = _?32W 加 心 +爲45+26这种情况最严重，发生在A、B系统的机组都已满载，调速器受负荷限制器的限制已无 法调整。由于两系统既无一次调频又无二次调频，没有调频措施，频率偏差很大，远 超出允许范围，这时A系统增加的负荷功率200MW，一方面靠自身的调节效应KDAf =45x (-2.8169)=126.7606( MW)，另一方面 B 系统送来功率 73.2394MW ，形成在低频率水平上的功平衡，这是应当避免的情况。2)两系统参与一次调频,但均无二次调频两系统参与一次调频氓=33一 =皿=_fiS：77S9CMW疋e 二疋匡 + 瓷住二 426MWrHz ,曲=纠入一AP = 20CMW,. A毘=迅-AE = 0K + ZE795 + 425由于两系统均参与一次调频，频率偏差大为减小，如果想进一步提高频率质量，可采 取二次调频。795+426込=-aA/-Aa+50=-795 (- 0.0819)- 200 + 50 = -84.889 /i+i+ Z3Zj+ Es+i24.2 + jj?.9 iiJ1.5-j3S.7$i4i 12.1+?.44- 13.5-J2 Ll47 7-j(54.13.117-11|1，非故障相电压上升，KOvl , 非故障相电压下降。5. 提高静态稳定措施之一是减少线路电抗，主要有哪三种措施来减少线路电抗？ 答：采用分裂导线，串联电容补偿，提高线路额定电压等级。6. 什么是电力系统的暂态稳定性？答：电力系统正常运行状态下，突然受到某种大干扰后，能够过渡一个新的稳定运行 状态或恢复到原来的运行状态的能力。三、计算题（50 ）（一）某降压变电所装设一容量为20MVA，电压为110/llkV 的变压器，变压器低压 侧母线电压允许偏移在最大和最小负荷时分别是额定电压的2.5%和7.5%.最大和最小 负荷为18MVA和7MVA,cos =0.8,变压器高压侧的电压在任何负荷下均维持为107.5kV。变压器的参数为：Uk % = 10.5kV，Pk=163kW,不计激磁影响。试选择变压器的分接头。20MVA110/llkV点击查看答案答:20MVA110/llkV变压器的电阻和电抗为:_|变压器最大和最小负荷：=18xO.S 十 jl8xO.6= 14.4 十4lh = 7x0.8 + j7x0.6 = 5.6 + j4.2（WA）最大和最小负荷低压母线要求电压： 最大负荷时电压%最小负荷时电压纭iM + mgcmtkv）变压器低压母线归算到高压侧的电压:%-c- 4 Q3 + 4 7 -v %匸益込=巧-肚猛=107-5 4- + 土解得：%啊=99.9 kV分接头电压：h=104.6kV最大负荷时分接头电压t _ r rr _li12:%，珥.-_ = 104.dxJJ_= 107.03fkV）fll in iH_L J BUB. p q-1 厂| 丁 f最小负荷时分接头电压如=4咲十厲遇=1肌1十m= a7.la（kv）分接头平均电压校验：S沁絆 m 7-7 = 2 叹 kV)最大负荷时低压母线电压%强=%血繆4皿= 10.73(kV)最小负荷时低压母线电压(%) = W 55-10 xl00= 2.5最大负荷时低压母线电压偏移lminA?7(%) = W73-10x1007.3最小负荷时低压母线电压偏移所选分接头电压使低压母线电压波动在2.5%-7.5%范围之内，是合适的。（二）计算f点发生短路的冲击电流，系统各元件的参数为：发电机 G: 60MVA, xd=0.12 调相机 SC: 5MVA, xd=0.2, 变压器 T1: 31.5MVA ,Uk%=10.5, T2: 20MVA, Uk%=10.5, T3: 7.5MVA, Uk%=10.5,线路 L1: 60km, L2: 20km,L3: 10km 各条线路电抗均为0.4Q/km负荷： LD1: 30MVA, LD2: 18MVA, LD3: 6MVA（ 20）取先将全部负荷计入，以额定标幺电抗为0.35,SB=100MVA, UB=Uav点击查看答案答:电势为0.8的电源表示。 发电机r = o.i2x= 0.21 60调相机负荷X3=Q35x 30变压器=0.105x 庁31.5詈十，心罟2亠U时齐山心圖呼线路0.03取发电机的次暂态电势耳二1.尿调相机按短路前额定满负荷运行= ?7 + x；Zsin9D = l+D.2xl = 1.2网络简化：Xu = (X1/!X.)+XX9=12x1-7 +0.33+0.18=0.6812 + 1.：7屁=3血）+禺+血=1,9 兀二血耳）+如+撬二1.幻A + A丄+丄局+卫场=芈營 =0.93“况”風二101耳+産4a 血-血起始次暂态电流和冲击电流的计算： 起始次暂态电流： 变压器T3方面提供 r = A = L21=o,523孔 13负荷LD3提供 = = =0-7 爲 5.E3冲击电流f二唧”i.yj变压器T3方面提供电流0.523中有发电机、调相机、和负荷提供的电流，冲击系数 分别为1.8 ，1.8，1 为把负荷提供的电流分出来，回到等值电路中去计算a点残余电压氏之兀+%)严厂-盼皿=(1.4 + 0.03)0.523 = 0.75,“ 九0 6 VlA.13vWS7 = 0.9311b、c点残余电压=0970S 同理可得负荷不提供短路电流由短路点右侧提供的的短路电流是发电机和调相机发出的 短路点6kV电压等级的基准电流冲击电流10073x6.3一 一农心X.G厂一，珞 比-V2；1.E- 0.523+1. Dx 0.137)X9 16 =13.97(kA：短路点远离负荷时，负荷不输出短路电流。近似计算不计负荷，E=1,短路点的输入阻 抗为14 =丙十厲I旳川I叫I旳I叼o； I血*咤= (0.2+0.无十 0 13).7；- +0.53 十 Q.06十 Q.2 十 1.4= 2.05 由变压器T3方面提供的短路电流 r = Efx =1/2.05 = 0.49冲击电流hl=2(1.8 x 0.49+1.0x0.137)x9. H = 13.20(kA)比计及负荷的值小6%，这种简化在实际计算中是允许的(三) 已知如图所示的简单电力系统中，发电机升压变压器和双回线路向系统送电,参数如下心二1, %-勺，兔=A2D4 ,和二 0.125 , F 二 0一103 ,工l 二 1.098 ,正常运 行时，U=L0。计算该系统发电机的功率特性、极限功率、极限功角及静态稳定储备系数（15）G丁 1LT2=UqH答:XL1-wvXT2区辽=吨+近1 +兀L+近2=0.92+0.125 + 0.549+0.103=1.697瓦1E =记 + 巧1 + 也 + XT2 = If 1 + 125 + 1/4 + 0.103 = 1.287Qq 二窃tan 诃二 1天tan 25.84 = 0.484-i； _总=tan1.287-x71-0 4Uxl.l：_f + L益拧-2 0=38.41 + 0.484x1.2S7Eq- U cos 3Eq = U cos 3+X直3 = cos-1 0.9= 25.84=cos34.8 + 2 7-Cs34 S1.697 = 2.481.287功角特性：尽1 = 尹+片咛軒一-亠“罢如占+事半：血对=竺卫肋/+U 创7一门87肋繭=1.4阿血+ .凹4肋历 如呂知官止日迟如官-去旳列壬1.6972 1.697 xl.287极限功角：Eq = -= 1.46 005+2x0.094 cos2 = 03占=股.分功率极限：伽max = 1.465in82.82+ 0.094cos(2x82.82) = 1.472求储备系数：知=xlOO% 二47.2%
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