電力系統(tǒng)復(fù)習(xí)

1、第一章電力系統(tǒng)等值電路1、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)的基本組成是什么？電力系統(tǒng)是由鍋爐、反應(yīng)堆、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等生產(chǎn)電能的設(shè)備，變壓器，電力線路等變換、輸送、分配電能的設(shè)備，電動(dòng)機(jī)、電燈等耗能的設(shè)備，以及檢測(cè)、保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)中，由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能的設(shè)備所組成的部分常稱(chēng)為電力網(wǎng)絡(luò)。2、描述一個(gè)電力系統(tǒng)的基本參量有：總裝機(jī)容量、年發(fā)電量、最大負(fù)荷、額定頻率和最高電壓等級(jí)，結(jié)線圖則由地理結(jié)線圖和電氣結(jié)線圖。電力系統(tǒng)運(yùn)行基本要求：保證可靠持續(xù)供電、保證良好的電能質(zhì)量、保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。3、電力變壓器的主要作用是什么？主要類(lèi)型有哪些？主

2、要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。在同一段線路上 , 傳送相同的功率 , 電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，線路傳輸?shù)碾娏鳒p小 , 可以減少線路損耗，提高送電經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的，而降壓則能滿(mǎn)足各級(jí)使用電壓的用戶(hù)需要。主要類(lèi)型： (1) 按相數(shù)分：1) 單相變壓器：用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。2) 三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。(2) 按冷卻方式分：1) 干式變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。2) 油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。(4) 按繞組形式分：1) 雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)

3、。2) 三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個(gè)電壓等級(jí)。3) 自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。4、架空線路和電纜線路各自有什么特點(diǎn)？架空線采用分裂導(dǎo)線有何好處？架空線路是由導(dǎo)線、避雷針、桿塔、絕緣子和金具等構(gòu)成；由于架空線采用多股導(dǎo)線，為增加機(jī)械強(qiáng)度， 采用鋼芯鋁線，外部鋁線作為主要載流部分；線路電壓超過(guò) 220KV時(shí)，為減小電暈損耗或線路電抗，采用擴(kuò)徑導(dǎo)線或分裂導(dǎo)線； 為了減小三相參數(shù)不平衡，架空線的三相導(dǎo)線需要換位，在中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，長(zhǎng)度超過(guò)100kW的架空線都應(yīng)換位。電纜線路比架空線造價(jià)高，檢修麻煩。優(yōu)點(diǎn)是不用桿塔，占地

4、小，供電可靠，對(duì)人身較安全，不易受破壞等。5、影響輸電線路電抗、電納、電阻、電導(dǎo)大小的主要因素是什么？電阻取決于導(dǎo)線電阻率和導(dǎo)線截面積； 電導(dǎo)取決于沿絕緣子串的泄露和電暈； 電抗取決于導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)分布；電納取決于導(dǎo)線周?chē)碾妶?chǎng)分布。6、 電力線路一般采用怎樣的等值電路來(lái)表示？集中參數(shù)如何計(jì)算？7、所謂自然功率，是指負(fù)荷阻抗為波阻抗時(shí)，該負(fù)荷所消耗的功率。波阻抗為純電阻，自然阻抗為純有功功率。 輸送功率等于自然功率時(shí)，線路末端電壓接近始端電壓；輸送功率大于自然功率時(shí)， 線路末端電壓低于始端電壓；輸送功率小于自然功率時(shí)，線路末端電壓高于始端電壓。8、中等長(zhǎng)度線指長(zhǎng)度在 100-300km 的架空線

5、路和不超過(guò) 100km的電纜線路，超過(guò)則稱(chēng)為長(zhǎng)線路，計(jì)算時(shí)必須考慮其分布參數(shù)特性。9、 直流輸電與交流輸電相比，有什么特點(diǎn)？一般認(rèn)為架空線路超過(guò)600-800km，電纜線路超過(guò)40-60km 直流輸電較交流輸電經(jīng)濟(jì)。高壓直流輸電是將三相交流電通過(guò)換流站整流變成直流電， 然后通過(guò)直流輸電線路送往另一個(gè)換流站逆變成三相交流電的輸電方式。它基本上由兩個(gè)換流站和直流輸電線組成， 兩個(gè)換流站與兩端的交流系統(tǒng)相連接。另外，直流輸電線造價(jià)低于交流輸電線路但換流站造價(jià)卻比交流變電站高得多。(1) 直流線路與交流輸電相比較 , 直流輸電具有如下優(yōu)點(diǎn) : 輸送相同功率時(shí)，線路造價(jià)低；輸送容量大、送電距離遠(yuǎn)，線路損

6、耗小；不存在交流輸電的穩(wěn)定問(wèn)題；能夠充分利用線路走廊資源，適宜于海下輸電； 能夠限制系統(tǒng)的短路電流； 調(diào)節(jié)速度快， 運(yùn)行可靠；能夠?qū)崿F(xiàn)交流系統(tǒng)的異步連接；可方便的進(jìn)行分期建設(shè)和增容建設(shè)，利于發(fā)揮投資效益。(2) 與交流輸電相比較, 直流輸電具有如下缺點(diǎn) : 換流站設(shè)備較昂貴；換流裝置要消耗大量的無(wú)功功率；換流器的過(guò)載能力較小，對(duì)直流運(yùn)行不利； 無(wú)適用的直流斷路器； 利用大地為回路帶來(lái)一些技術(shù)問(wèn)題； 直流輸電線路難以引出分支線路，絕大多數(shù)只能用于端對(duì)端送電。直流線路在遇到線路故障或隱患時(shí)（比如冰凍、山火等險(xiǎn)情）可以降壓運(yùn)行，但是交流線路不行。因?yàn)榫用裼秒?、各種廠礦用電都是交流電，所以要通過(guò)換流站

7、。10、電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？比較有備用和無(wú)備用接線形式的主要區(qū)別？電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為有備用和無(wú)備用結(jié)線兩類(lèi)。無(wú)備用結(jié)線包括單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。主要優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便，主要缺點(diǎn)是供電可靠性差。有備用結(jié)線包括雙回路放射式、干線式、 鏈?zhǔn)揭约碍h(huán)式和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)是可靠性和電能質(zhì)量高，缺點(diǎn)是不夠經(jīng)濟(jì)。11、為什么要規(guī)定電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)？我國(guó)主要的電壓等級(jí)有哪些？電力系統(tǒng)各元件的額定電壓是如何讓確定的？當(dāng)輸送一定功率時(shí)，輸電電壓越高，電流越小，導(dǎo)線等載流部分的截面積越小，投資越小；但電壓越高，對(duì)絕緣的要求越高，塔桿、變壓器、斷路器等絕緣的投資也越大。這樣，對(duì)應(yīng)于一定輸送

8、功率和輸送距離應(yīng)該有一最合理的線路電壓。額定電壓等級(jí)有：3kW 6kW 10kW 35kW 60kW 110kW 220kW 330kW 500kW ，500kW 通常用于區(qū)域電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)，220kW通常用于地方電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)，35kW及以下通常用于配電網(wǎng)絡(luò)。發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的 105%；變壓器一次側(cè)電壓等于用電設(shè)備額定電壓（直接與發(fā)電機(jī)相連則為發(fā)電機(jī)額定電壓） ，二次側(cè)為線路額定電壓的 110%，漏感很小的、二次側(cè)直接與用電設(shè)備相連的和電壓特別高的變壓器，其二次側(cè)額定電壓為線路額定電壓的5%。11、變壓器的短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)是在什么條件下做的？如何讓用這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)得到數(shù)

9、據(jù)計(jì)算變壓器等值電路中的參數(shù)？12、衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)行的兩個(gè)主要指標(biāo)：煤耗率和網(wǎng)損率。13、什么是電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線？最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax 指的是什么？負(fù)荷曲線反應(yīng)了某段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax 的含義是：如果負(fù)荷始終保持等于最大值Pmax 時(shí)，經(jīng)過(guò) Tmax 小時(shí)后所消耗的電能恰好等于全年的實(shí)際耗電量W。14、何為電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性（電壓特性、頻率特性）？負(fù)荷特性指負(fù)荷功率隨端電壓或者系統(tǒng)頻率變化而變化的規(guī)律，因而有電壓特性和頻率特性之分。15、我國(guó)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有哪些？各有什么特點(diǎn)？(1) 直接接地：不接地和經(jīng)消弧線圈接地3 類(lèi)。(2)

10、 直接接地：供電可靠性低，單相接地時(shí)，構(gòu)成短路回路，接地電流大。(3) 不接地：系統(tǒng)可靠性高，但是絕緣水平要求也高，單相接地不構(gòu)成短路回路，但是非接地相電壓升為相電壓的倍。(4)110kW 以上系統(tǒng)直接接地，60kW一下系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地。(5) 經(jīng)消弧線圈接地 : 由于導(dǎo)線對(duì)地有電容， 中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)單相接地時(shí)， 短路點(diǎn)會(huì)有大的容性電流，裝設(shè)消弧線圈后， 接地點(diǎn)電流增加了感性電流分量， 與容性分量相抵消， 減小了接地點(diǎn)電流，使電弧易于自行熄滅，提高供電可靠性。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地又可分為過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償。感性電流大于容性電流稱(chēng)為過(guò)補(bǔ)償，容性電流大于感性電流稱(chēng)為欠補(bǔ)償，一般采用過(guò)補(bǔ)償。16、電

11、力系統(tǒng)計(jì)算中，采用標(biāo)幺制有什么好處？基準(zhǔn)值如何選取？不同基準(zhǔn)之下的標(biāo)幺值如何讓換算？標(biāo)幺制具有計(jì)算結(jié)果清晰、便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性、可大量簡(jiǎn)化計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。通常選用三相功率和線電壓作為基準(zhǔn)值，功率的基準(zhǔn)值一般取系統(tǒng)總功率，電壓基準(zhǔn)值一般取參數(shù)和變量都將向其歸算的該級(jí)額定電壓。17、在電力系統(tǒng)等值電路參數(shù)計(jì)算中，如何精確計(jì)算？何為近似計(jì)算？適用場(chǎng)合怎樣？在電力系統(tǒng)等值電路的參數(shù)計(jì)算中，若采用電力網(wǎng)或元件的額定電壓進(jìn)行計(jì)算，稱(chēng)為精確計(jì)算法；若采用各電壓等級(jí)的平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算，則稱(chēng)為近似計(jì)算法；在進(jìn)行電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算時(shí)，常采用精確計(jì)算法，而在電力系統(tǒng)短路計(jì)算時(shí)，常采用近似計(jì)算法。18、

12、為什么 110KV 及以上的架空輸電線路需要全線架設(shè)避雷線而35KV 及以下架空輸電線路不需全線架設(shè)避雷線？因?yàn)?110KV 及以上系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是，正常運(yùn)行情況下各相對(duì)地電壓為相電壓，系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，非故障相對(duì)地電壓仍為相電壓，電氣設(shè)備和輸電線路的對(duì)地絕緣只要按承受相電壓考慮，從而降低電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣費(fèi)用，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性； 缺點(diǎn)是發(fā)生單相接地短路時(shí)需要切除故障線路，供電可靠性差。 考慮到輸電線路的單相接地絕大部分是由于雷擊輸電線路引起，全線路架設(shè)避雷線， 就是為了減少雷擊輸電線路造成單相接地短路故障的機(jī)會(huì)，提高220K

13、V 電力系統(tǒng)的供電可靠性。35KV及以下系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，即使雷擊輸電線路造成單相接地時(shí)，電力系統(tǒng)也可以繼續(xù)運(yùn)行，供電可靠性高，所以無(wú)需全線架設(shè)避雷線。19、什么叫電力系統(tǒng)分析計(jì)算的基本級(jí)？基本級(jí)如何選擇？電力系統(tǒng)分析計(jì)算時(shí)，將系統(tǒng)參數(shù)歸算到那一個(gè)電壓等級(jí)，該電壓等級(jí)就是分析計(jì)算的基本級(jí)?；炯?jí)可根據(jù)分析問(wèn)題的方便與否進(jìn)行選擇，無(wú)特殊要求的情況下，通常選擇系統(tǒng)中的最高電壓級(jí)最為分析計(jì)算的基本級(jí)。20、在下圖所示的電力系統(tǒng)中已知U=10kV，單相接地時(shí)流過(guò)接地點(diǎn)的電容電流為35A,如要把單相接地時(shí)流過(guò)接地點(diǎn)的電流補(bǔ)償?shù)?0A，請(qǐng)計(jì)算所需消弧線圈的電感系數(shù)：根據(jù)

14、消弧線圈應(yīng)采用過(guò)補(bǔ)償方式的要求可知單相接地時(shí)流過(guò)消弧線圈的電流為：第二章電力系統(tǒng)潮流分布計(jì)算1 在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，負(fù)荷是怎樣表示的？2 輸電線路的變壓器的功率損耗如何計(jì)算？他們?cè)趥€(gè)導(dǎo)納支路上損耗的無(wú)功功率有什么不同？輸電線路和變壓器的功率損耗可以根據(jù)輸電線路和變壓器的等效電路， 按照電路的基本關(guān)系， 通過(guò)計(jì)算阻抗和導(dǎo)納支路的功率損耗來(lái)進(jìn)行， 不同的是， 線路導(dǎo)納損耗的是容性無(wú)功功率， 而變壓器導(dǎo)納支路損耗的是感性的無(wú)功功率。3 輸電線路和變壓器阻抗元件上的電壓降落如何計(jì)算？電壓降落的大小主要由什么決定？電壓降落的相位主要有什么決定？什么情況下會(huì)出現(xiàn)線路末端電壓高于首段電壓？電壓降落是指變壓

15、器和輸電線路始末兩端電壓的相量差， 可按照電路原理進(jìn)行計(jì)算， 電壓降落的大小主要決定于電壓降落的縱分量 U,相位主要決定于電壓降落的橫行分量 U。因線路對(duì)地電納吸收容性無(wú)功功率， 即發(fā)出感性無(wú)功功率， 線路輕載時(shí)， 電納中發(fā)出的感性無(wú)功功率可能大于電抗中吸收的感性無(wú)功功率，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)線路末端電壓高于首段電壓。4 電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整各自如何定義？電壓降落是指變壓器和輸電線路始末兩端電壓的相量差() ，是相量。電壓損耗是指變壓器和輸電線路始末兩端電壓的數(shù)量差( U1- U 2) ，近似等于電壓降落的縱分量。電壓偏移是指線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差(U1- UN) 或

16、( U2- UN) 。電壓調(diào)整是指線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差(U20- U2) 。5 運(yùn)算功率是什么？運(yùn)算負(fù)荷是什么？6 輻射性網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算可以分為哪兩種類(lèi)型？分別怎樣計(jì)算？一類(lèi)已知同一點(diǎn)的電壓和功率，其計(jì)算就是根據(jù)等效電路逐級(jí)推算功率損耗和電壓降落；另一類(lèi)是已知不同點(diǎn)的電壓和功率，可采用迭代法進(jìn)行計(jì)算。7 什么是基本功率分布？什么是自然功率分布？什么是循環(huán)功率？什么是強(qiáng)制功率分布？什么是初步功率分布？什么是最終功率分布？什么是經(jīng)濟(jì)功率分布？自然功率分布：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度線路參數(shù)不等時(shí)的按阻抗分布功率。強(qiáng)制功率分布： 附加串聯(lián)加壓器時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)制功率分布，使其與自然分布功率的疊加可達(dá)到理想值。循環(huán)

17、功率：取決于兩端電壓的差值（相量）和環(huán)路總阻抗的功率。經(jīng)濟(jì)功率分布：在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中使網(wǎng)絡(luò)的功率損耗為最小的功率分布稱(chēng)作功率的經(jīng)濟(jì)分布。只有在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中， 每段線路的比值R/X 都相等的均一網(wǎng)絡(luò)中， 功率的自然分布才與經(jīng)濟(jì)分布一致。8 求初步功率分布的目的是什么？找出功率分點(diǎn)9 為什么要找出功率分點(diǎn)？功率分點(diǎn)可以將閉環(huán)網(wǎng)分開(kāi)成兩個(gè)輻射網(wǎng)，然后，以功率分點(diǎn)為末端，對(duì)這兩個(gè)輻射網(wǎng)分別用逐段推算法進(jìn)行潮流計(jì)算。10 變壓器并聯(lián)運(yùn)行條件:并聯(lián)運(yùn)行的變壓器必須具備以下三個(gè)條件：各變壓器的原邊額定電壓要相等，各副邊額定電壓也要相等，即變比要相等；各變壓器副邊線電勢(shì)對(duì)原邊線電勢(shì)的相位差應(yīng)相等，即連接組要相同；各

18、變壓器的阻抗電壓標(biāo)么值應(yīng)相等，短路阻抗角應(yīng)相等。11 簡(jiǎn)單閉環(huán)網(wǎng)路主要有哪兩種類(lèi)型？其潮流計(jì)算的主要步驟是什么？12 平衡節(jié)點(diǎn)： 配電網(wǎng)潮流一般只有一個(gè)電源點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角已知，是其他節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算的參考點(diǎn)，待求的是該節(jié)點(diǎn)輸入的有功和無(wú)功功率。PQ 節(jié)點(diǎn)： 一般配電網(wǎng)潮流計(jì)算中負(fù)荷節(jié)點(diǎn)已知負(fù)荷的有功和無(wú)功功率，待求節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，這類(lèi)節(jié)點(diǎn)為 PQ節(jié)點(diǎn)。PV 節(jié)點(diǎn)： 配電網(wǎng)中有一些節(jié)點(diǎn)安裝有并聯(lián)電容器等無(wú)功電源，運(yùn)行中希望這類(lèi)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值保持在某一水平， 在潮流計(jì)算中這樣的節(jié)點(diǎn)已知負(fù)荷的有功和節(jié)點(diǎn)的電壓幅值大小， 待求節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率和電壓相角，這類(lèi)節(jié)點(diǎn)為 PV 節(jié)點(diǎn)。13 功率自然

19、分布時(shí)，有可能不滿(mǎn)足安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)供電的要求，這樣，就提出了調(diào)整控制潮流或功率的問(wèn)題 。調(diào)整控制潮流的首段有3 種，即串聯(lián)電容、串聯(lián)電抗、附加串聯(lián)加壓器。串聯(lián)電容的作用是以容抗抵補(bǔ)線路的感抗，可起轉(zhuǎn)移其他重載線段上流通功率的作用。串聯(lián)電抗的作用與串聯(lián)電容相反，主要在限流，可避免重載線段過(guò)載。附加串聯(lián)加壓器的作用在于產(chǎn)生一環(huán)流或者強(qiáng)制循環(huán)功率，使其與自然分布功率的疊加達(dá)到理想值。第三章電力系統(tǒng)有功功率平衡及頻率調(diào)整1 電力系統(tǒng)進(jìn)行有功功率平衡的目的？頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)， 而頻率域有功功率密切相關(guān)， 有功功率不平衡， 將會(huì)導(dǎo)致頻率的變化。2 有功功率負(fù)荷的變動(dòng)分為三類(lèi)：第一種變動(dòng)幅度很

20、小，周期短，負(fù)荷變動(dòng)有很大偶然性；第二種變動(dòng)負(fù)荷幅度較大，周期也較長(zhǎng)；第三種變動(dòng)幅度最大，周期也最長(zhǎng)，基本可預(yù)測(cè)。3 電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整大體分為3 種：一次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行，針對(duì)第一種符合變動(dòng)引起的頻率偏移；二次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行，針對(duì)第二種符合變動(dòng)引起的頻率偏移；三次調(diào)頻：按最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)分配第三種有規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷。4 進(jìn)行有功功率和頻率的三次調(diào)整時(shí)根據(jù)根據(jù)有功功率日負(fù)荷曲線。編制負(fù)荷曲線時(shí)，網(wǎng)絡(luò)損耗和廠用電是兩個(gè)重要指標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)損耗分兩部分，一部分是變壓器空載損耗，又稱(chēng)不便損耗，另一部分與負(fù)荷平方成正比，主要為變壓器和線路的電阻損耗。5 什么叫熱備用和冷備用？為保證可

21、靠供電和良好的電能質(zhì)量， 系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷， 系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電機(jī)負(fù)荷的部分成為系統(tǒng)的備用容量。 所謂熱備用是指運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)出的最大功率與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷之差。冷備用則指未運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。6 有功功率最有分配包括兩部分：有功功率電源的最優(yōu)組合和有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配。有功功率電源最優(yōu)組合指機(jī)組的合理開(kāi)停， 包括機(jī)組最優(yōu)組合順序， 機(jī)組最優(yōu)組合數(shù)量和機(jī)組最優(yōu)開(kāi)停時(shí)間。 有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配指系統(tǒng)的有功功率在各個(gè)發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠之間的合理分配。7 有調(diào)節(jié)水庫(kù) ，豐水期，往往滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，調(diào)頻主要有中溫中壓火電廠完成，枯水期，承擔(dān)急劇變化的負(fù)荷，水庫(kù)容量越大，

22、調(diào)節(jié)功能越強(qiáng)。8 發(fā)電設(shè)備輸入與輸出的關(guān)系，這關(guān)系稱(chēng)單位時(shí)間內(nèi)輸入能量和輸出功率之比稱(chēng)耗量特性， 耗量特性曲線上某一點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的比值，即比耗量 ， 其倒數(shù)就是發(fā)電設(shè)備的效率 。 耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率稱(chēng) 耗量微增率。9 討論有功功率負(fù)荷最有分配的目的在于：在供應(yīng)同樣大小負(fù)荷有功功率的前提下，單位時(shí)間內(nèi)的能量消耗最少。10 等耗量微增率準(zhǔn)則：為使總耗量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。11 發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)或電源頻率特性的斜率為： KG=-PG/ f，稱(chēng)為發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率。發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了隨頻率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少或增加的多寡。綜合負(fù)荷的靜態(tài)

23、頻率特性的斜率：KL=PL/ f，稱(chēng)為 負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率，負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率標(biāo)志了隨頻率的升降負(fù)荷消耗功率增加或減小的多寡。12 一次調(diào)頻過(guò)程：發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)的頻率特性和負(fù)荷頻率特性的交點(diǎn)就是系統(tǒng)的原始運(yùn)行點(diǎn)，設(shè)在原始運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷突然增加，即負(fù)荷頻率特性突然向上移動(dòng)，由于負(fù)荷突增是發(fā)電機(jī)組功率不能隨之次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷的功率將因它本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動(dòng)機(jī)的頻率特性向上增加，后者沿負(fù)荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減的震蕩過(guò)程，抵達(dá)一個(gè)平衡點(diǎn)。13 系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率 K S= KG + KL，標(biāo)志了系統(tǒng)復(fù)核人增加或減少時(shí)，在原動(dòng)機(jī)調(diào)速器和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下系統(tǒng)頻率下

24、降或上升的多寡。14 二次調(diào)頻： 系統(tǒng)頻率在一次調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次調(diào)整，就是在負(fù)荷變動(dòng)引起頻率下降月初允許范圍時(shí)， 操作調(diào)頻器， 增加發(fā)動(dòng)機(jī)組發(fā)出的功率，是發(fā)電機(jī)組頻率特性向上移動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組如數(shù)增發(fā)的負(fù)荷功率的原始增量是，則f 為零，即實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)。15 兩系統(tǒng)互聯(lián)為一個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)線無(wú)交換功率流通。兩系統(tǒng)容量分別為1500MW 和1000MW ；系統(tǒng) A 的單位調(diào)節(jié)功率 (標(biāo)幺值 )K * GA =25，K * LA =1.5，系統(tǒng) B 的單位調(diào)節(jié)功率 K * GA =20 ，K * LA =1.3，設(shè) A 系統(tǒng)負(fù)荷增加 100MW ，試求頻率變化和聯(lián)絡(luò)線交換功率： (1)

25、A 、B 兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻 (2)A 、 B 兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次調(diào)頻(3) B 系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻(4) A 系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻。第四章電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡及電壓調(diào)整1 無(wú)功功率負(fù)荷系統(tǒng)總負(fù)荷的成分- 晝夜間各不相同。白晝，工業(yè)用電比重大；傍晚，生活用電比重增加，而二者功率因數(shù)不同。 如果白晝和傍晚的有功功率負(fù)荷的峰值約略相等，白晝無(wú)功功率負(fù)荷的峰值將大于傍晚；反之，如果白晝有功功率負(fù)荷的峰值小于傍晚，白晝和傍晚的無(wú)功功率負(fù)荷約略相等。2 變壓器中的無(wú)功功率損耗變壓器中的無(wú)功功率損耗分兩部分，即勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗中損耗。勵(lì)磁支路損耗百分值基本上等于空載電流Io 的百分值

26、；繞組漏抗中損耗，在變壓器滿(mǎn)載時(shí)，基本上等于短路電壓UK的百分值。3 電力線路上的無(wú)功功率損耗兩部分并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗中的無(wú)功功率損耗。當(dāng)通過(guò)線路輸送的有功功率大于自然功率時(shí)，線路將消耗感性無(wú)功功率；當(dāng)通過(guò)線路輸送的有功功率小于自然功率時(shí)， 線路將消耗容性無(wú)功功率。通過(guò) 110kV 及以下線路輸送的功率玩玩大于自然功率；通過(guò)500kV 線路輸送的功率大致等于自然功率。4 無(wú)功功率電源發(fā)電機(jī)、電容器、調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、靜止調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電抗器。電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)為正：調(diào)相機(jī)、TCR 型靜止補(bǔ)償器、SR 型靜止補(bǔ)償器。電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)為負(fù)：電容器、TSR 型靜止補(bǔ)償器。5 無(wú)功功率的平衡進(jìn)行無(wú)功功率平衡計(jì)算

27、的前題應(yīng)該是系統(tǒng)的電壓水平正常，如果不能在正常電壓水平下保證無(wú)功功率的平衡，系統(tǒng)的電能質(zhì)量就不能保證。6 無(wú)功功率電壓最優(yōu)分布：等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則優(yōu)化無(wú)功功率電源分布的目的在于降低網(wǎng)絡(luò)的有功功率損耗。等約束條件：無(wú)功功率平衡。7 無(wú)功功率負(fù)荷最優(yōu)補(bǔ)償：最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則(1) 所謂無(wú)功功率負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償是指最優(yōu)補(bǔ)償容量的確定、最優(yōu)補(bǔ)償設(shè)備的分布和最優(yōu)補(bǔ)償順序的選擇等問(wèn)題 .(2) 最優(yōu)網(wǎng)損微增率也稱(chēng)無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。等網(wǎng)損微增率是無(wú)功電源最優(yōu)分布的準(zhǔn)則，而最優(yōu)網(wǎng)損微增率或無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量則是衡量無(wú)功負(fù)荷最優(yōu)補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)則。8 限制電壓波動(dòng)的措施：由大電容變電所以專(zhuān)用母線或線路單獨(dú)向這類(lèi)負(fù)荷供電； 在

28、電壓波動(dòng)的地點(diǎn)與電源之前設(shè)置串聯(lián)電容器（作用：抵償線路等感抗，限制電壓波動(dòng)幅度） ；在附近設(shè)置調(diào)相機(jī)（作用：供給波動(dòng)負(fù)荷以波動(dòng)的無(wú)功功率），并在其供電線路上串聯(lián)電抗器（作用：類(lèi)似于發(fā)電廠或變電所的出線電抗器，起維持公共母線電壓的作用） ；在供電線路上設(shè)置靜止補(bǔ)償器（幾乎可以完全消除電壓波動(dòng)，效果最好） 。9 電壓中樞點(diǎn)： 指某些能夠反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或者樞紐變電所母線。電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整問(wèn)題也就轉(zhuǎn)化為保證各電壓中樞點(diǎn)的電壓偏移不越出給定范圍的問(wèn)題。10 逆調(diào)壓：高峰負(fù)荷時(shí)供電線路電壓損耗大， 因而將中樞點(diǎn)供電電壓適當(dāng)升高以抵償電壓損耗的壓降；低估負(fù)荷時(shí)供電線路電壓損耗小， 因而將中樞

29、點(diǎn)供電電壓適當(dāng)降低， 完全有可能滿(mǎn)足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求。這種高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓、低谷負(fù)荷時(shí)降低電壓的中樞點(diǎn)電壓調(diào)整方式稱(chēng)逆調(diào)壓。供電線路較長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)采取這種調(diào)壓方式。11 順調(diào)壓： 與逆調(diào)壓相對(duì)，對(duì)供電線路不長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)不大的中樞點(diǎn)，允許采取順調(diào)壓。所謂順調(diào)壓，就是高峰負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低；低谷時(shí)，允許中樞點(diǎn)電壓略高。13 常調(diào)壓： 在任何負(fù)荷下都保持中樞點(diǎn)電壓為一基本不變的數(shù)值。14 調(diào)壓措施：(1) 改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓：如供電線路不很長(zhǎng)、線路上電壓損耗不很大，一般就借調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、改變其母線電壓，使之實(shí)現(xiàn)逆調(diào)壓以滿(mǎn)足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求。(2) 改變變壓器變比調(diào)壓：

30、 帶分接頭變壓器 （退出運(yùn)行時(shí)才能改變） 或者有載調(diào)壓變壓器或串聯(lián)加壓器。(3) 借補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓：容器、調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、靜止調(diào)相機(jī)。第五章同步發(fā)電機(jī)基本方程及三相短路分析計(jì)算1 什么是理想同步電機(jī)?（ 1）電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)上直軸和交軸完全對(duì)稱(chēng)；定子三相繞組完全對(duì)稱(chēng)，在空間互差120 電角度。（ 2）定子電流在氣隙中產(chǎn)生正弦分布的磁動(dòng)勢(shì)；轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組間的互感磁通也在氣隙中按正弦分布。（ 3）定子及轉(zhuǎn)子的槽和通風(fēng)溝不影響定子及轉(zhuǎn)子繞組的電感，即認(rèn)為電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子具有光滑的表面。2 同步發(fā)電機(jī)基本方程為什么要進(jìn)行派克變換？派克變換的物理意義是什么？原因： (1)? 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使定、轉(zhuǎn)子繞組

31、間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 致使定、 轉(zhuǎn)子繞組間的互感系數(shù)發(fā)生相應(yīng)的周期性變化。 (2)? 轉(zhuǎn)子在磁路上只是分別對(duì)于 d 軸和 q 軸對(duì)稱(chēng)而不是任意對(duì)稱(chēng)的， 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致定子各繞組的自感和互感的周期性變化。 變換后的電感系數(shù)都變?yōu)槌?shù)，可以假想 dd 繞組， qq 繞組是固定在轉(zhuǎn)子上的， 相對(duì)轉(zhuǎn)子靜止。 派克變換陣對(duì)定子自感矩陣起到了對(duì)角化的作用， 并消去了其中的角度變量 ，L d,Lq,L 0 為其特征根。變換后定子和轉(zhuǎn)子間的互感系數(shù)不對(duì)稱(chēng)，這是由于派克變換的矩陣不是正交矩陣。 Ld 為直軸同步電感系數(shù)，其值相當(dāng)于當(dāng)勵(lì)磁繞組開(kāi)路，定子合成磁勢(shì)產(chǎn)生單純直軸磁場(chǎng)時(shí)，任意一相定子繞組的自感系數(shù)。意義：派

32、克變換將觀察者的角度從靜止的定子繞組轉(zhuǎn)移到隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組上，繞組自、互感，定、轉(zhuǎn)子繞組間互感變成常數(shù)，大大簡(jiǎn)化了同步電機(jī)的原始方程。派克變換將三相靜止的繞組通過(guò)坐標(biāo)變換等效為d 軸 dd 繞組、 q 軸 qq 繞組，與轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)。從而使得定子a、b、c3 無(wú)阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)了哪些分量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時(shí)間常數(shù)衰減？試用磁鏈?zhǔn)睾阍碚f(shuō)明它們是如何產(chǎn)生的？無(wú)阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子電流中出現(xiàn)的分量包含：（ a） 基頻交流分量( 含強(qiáng)制分量和自由分量) ，基頻自由分量的衰減時(shí)間常數(shù)為T(mén) d。（ b）直流分量 （自由分量），

33、其衰減時(shí)間常數(shù)為 Ta。（ c）倍頻交流分量（若 d、q 磁阻相等，無(wú)此量） ，其衰減時(shí)間常數(shù)為T(mén)a。轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)的分量包含：（ a）直流分量 ( 含強(qiáng)制分量和自由分量（ b） 基頻分量（自由分量） ，其衰減時(shí)間常數(shù)為T(mén)a。) ，自由分量的衰減時(shí)間常數(shù)為T(mén)d 。產(chǎn)生原因簡(jiǎn)要說(shuō)明：(1)三相短路瞬間， 由于定子回路阻抗減小，定子電流突然增大，電樞反應(yīng)使得轉(zhuǎn)子 f 繞組中磁鏈突然增大，f 繞組為保持磁鏈?zhǔn)睾悖瑢⒃黾右粋€(gè)自由直流分量，并在定子回路中感應(yīng)基頻交流，最后定子基頻分量與轉(zhuǎn)子直流分量達(dá)到相對(duì)平衡（其中的自由分量要衰減為0）。 ( 2)同樣，定子繞組為保持磁鏈?zhǔn)睾?，將產(chǎn)生一脈動(dòng)直流分量（脈動(dòng)

34、是由于d、 q 不對(duì)稱(chēng)），該脈動(dòng)直流可分解為恒定直流以及倍頻交流，并在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出基頻交流分量。這些量均為自由分量，最后衰減為0。4 有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)了哪些分量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時(shí)間常數(shù)衰減？有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子電流和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)的分量與無(wú)阻尼繞組的情況相同。衰減時(shí)間常數(shù)如下：(a)? 定子基頻自由分量的衰減時(shí)間常數(shù)有3 個(gè)： T d、 T d、 Tq， 分別對(duì)應(yīng)于f 繞組 、D 繞組和 Q 繞組 。?(b)? 定子直流分量和倍頻分量（自由分量），其衰減時(shí)間常數(shù)均為T(mén) a。?(c)?轉(zhuǎn)子自由直流分量的衰減時(shí)間常數(shù)為 T

35、 d、 T d。(d)? 轉(zhuǎn)子基頻分量（自由分量） ，其衰減時(shí)間常數(shù)為T(mén)a。 ?產(chǎn)生原因說(shuō)明： f 繞組與無(wú)阻尼繞組的情況相同。另外增加了D 繞組和 Q 繞組，這兩個(gè)繞組中與 f 繞組類(lèi)似，同樣要產(chǎn)生直流分量和基頻交流分量（f 繞組與 D 繞組間要相互感應(yīng)自由直流分量） ，但全部為自由分量，最后衰減為0。定子繞組中也有相應(yīng)分量與之對(duì)應(yīng)。5 為什么要引入暫態(tài)電勢(shì)Eq、 Eq”、 Ed”、 E”？不計(jì)阻尼回路時(shí) ，Eq為暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)，它與勵(lì)磁繞組磁鏈f 有關(guān)，故在擾動(dòng)前后瞬間不變，可用來(lái)計(jì)算短路后瞬間的基頻交流分量。當(dāng)計(jì)及阻尼回路時(shí)，Eq”為 q 軸次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)，由于其正比于f 繞組磁鏈和 D 繞組

36、磁鏈的線性組合， 可用來(lái)計(jì)算短路后瞬間基頻d 軸次暫態(tài)電流初始值，Ed”為 d 軸次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)， 用來(lái)計(jì)算基頻 q 軸次暫態(tài)電流初始值 ， E=” 。6 同步發(fā)電機(jī)端三相短路,出現(xiàn)沖擊電流的條件是什么？最?lèi)毫佣搪窏l件下，短路電流的最大瞬時(shí)值稱(chēng)為短路沖擊電流。在不計(jì)同步發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻時(shí)，機(jī)端短路沖擊電流出現(xiàn)的條件是短路前空載，短路發(fā)生在某相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)。7 對(duì)稱(chēng)分量法能否應(yīng)用于分析非線性電力系統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)短路？為什么？對(duì)稱(chēng)分量法不能用于分析非線性電力系統(tǒng)的的不對(duì)稱(chēng)短路。 因?yàn)閷?duì)稱(chēng)分量法實(shí)際上是把不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的電壓、電流分解為正序分量、 負(fù)序分量和零序分量， 然后利用各序分量的相互獨(dú)立性和

37、疊加原理分別進(jìn)行計(jì)算，然后再合成得到不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的各相電流和電壓。 即不對(duì)稱(chēng)分量法的理論基礎(chǔ)之一是疊加原理，而疊加原理只適用于線性電路，所以不能用對(duì)稱(chēng)分量法分析非線性電力系統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)短路。8 強(qiáng)行勵(lì)磁起什么作用？強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作后應(yīng)注意什么問(wèn)題？當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓降到某一規(guī)定值時(shí)，強(qiáng)制勵(lì)磁裝置自動(dòng)投入，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源會(huì)自動(dòng)迅速增加勵(lì)磁電流， 這種作用叫做強(qiáng)行勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)的端電壓逐漸恢復(fù)，短路電流的周期分量的幅值逐漸增加，最終趨于穩(wěn)定。強(qiáng)行勵(lì)磁主要有以下幾個(gè)方面的作用： （ 1）增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ 2）在短路切除后，能使電壓迅速恢復(fù)（ 3）提高帶時(shí)限的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的可靠性（ 4）改善系統(tǒng)故障時(shí)電動(dòng)機(jī)

38、的自起動(dòng)條件。強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作后，如果不返回，磁場(chǎng)電阻長(zhǎng)時(shí)間被短接，在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)， 轉(zhuǎn)子將承受很高的電壓而受到損傷根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀況，在保證正常運(yùn)行的前提下，可以將不返回的強(qiáng)勵(lì)裝置切除。查明原因，排除故障后再投入運(yùn)行。9 同步發(fā)電機(jī)端三相短路,短路電流為什么會(huì)出現(xiàn)非周期分量？（ 1）短路電流暫態(tài)過(guò)程的突出特點(diǎn)就是產(chǎn)生非周期分量電流，產(chǎn)生的原因是由于短路回路中存在電感。（ 2）在發(fā)生突然短路的瞬間，根據(jù)楞次定律，短路電流不能突變。由于短路前的電流與短路后的周期分量電流一般不相等，為維持電流的連續(xù)性，將在短路回路中產(chǎn)生一自感電流來(lái)阻止短路電流的突變。（ 3）這個(gè)自感電流就是非周期分量， 其初值大小與

39、短路發(fā)生的時(shí)刻相關(guān)，即與電源電壓的初相位有關(guān)。（ 4）短路電流的非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減的，其衰減快慢取決于短路回路時(shí)間常數(shù)。一般非周期分量衰減很快，在0.2S 后即衰減到初值的2%，在工程上即可認(rèn)為已衰減結(jié)束。10 什么是短路容量？短路點(diǎn)的額定電壓U N 與短路電流的周期分量I P 所構(gòu)成的視在功率，即 SK3U K I P計(jì)算短路容量的目的是選擇開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí)，用來(lái)校驗(yàn)其分?jǐn)嗄芰Α?1 短路電流分析以 a 相為例 ，電壓 UaUm sin( t) ，線路電流 i Im sin( t) ， ImUmL )2 ，短路前( RR )22 (Lklkl回路阻抗角arctan(LL kl ) ，R R

40、klk 點(diǎn)發(fā)生短路后，忽略負(fù)載對(duì)短路電流的影響，其值可由短路回路的微分方程來(lái)確定。非齊次微分方程的解為：根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)發(fā)生三相短路的瞬間，電流不能突變，即短路后瞬間短路電流瞬時(shí)值（用 i 0+表示）與短路前瞬間負(fù)載電流值（用 i0- 表示）相等 。把 t=0 帶入短路前電流公式iIm sin(t) ，得短路前瞬間電流的瞬時(shí)值為i0- Im sin() ，把 t=0 帶ik Um sin(tt入短路后電流公式tkl )ce T KI pm sin(tkl )ce TK ，得短路后瞬時(shí)電流值為Zkli0- =I pm sin(kl )c ，由 i0+ =i0- 得出 ： cI m sin()

41、I pm sin(kl )i ap0 ，非周期分量初始值。短路全電流瞬時(shí)值 i k：短路電流最大可能的瞬時(shí)值為沖擊電流。當(dāng)短路回路的參數(shù)已知時(shí)，短路電流的周期分量的幅值就能確定，則短路電流最大瞬時(shí)值便由非周期分量初始值i ap0 的大小決定 。短路電流出現(xiàn)最大值的條件：（ 1）短路前為空載， 即 t=0 時(shí)，Im為零。（ 2）當(dāng) -o時(shí)，iap0= I pm，因高壓電網(wǎng)中感抗Lkl Rkl，kl = 90有 o=0o 時(shí)，發(fā)生短路，即短路瞬間恰好發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓過(guò)零kl=arctan( Lkl / Rkl ) 90 ,這時(shí)，初相角點(diǎn)。短路沖擊電流，在短路發(fā)生后約半個(gè)周期，即0.01s（設(shè)頻率為

42、 50Hz）出現(xiàn)。即式中 KM 稱(chēng)為沖擊系數(shù)，即沖擊電流值相對(duì)于故障后周期電流幅值的倍數(shù)，計(jì)算中通常取為1.81.9 。短路全電流有效值：在三相短路的暫態(tài)過(guò)程中，任一時(shí)刻t 的短路電流有效值I t，是指以時(shí)刻 t 為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的方均根值。周期分量i p 在計(jì)算周期內(nèi)幅值恒定，t 時(shí)刻的周期電流有效值為I pm/ ，非周期分量 i ap在以時(shí)間 t為中心的一個(gè)周期內(nèi)不變，因此其有效值等于瞬時(shí)值，即i ap(t)。 因此 t 時(shí)刻短路全電流的有效值為： It =。12 短路電流交流分量有效值（或最大值）變化的物理過(guò)程如下：短路瞬間，轉(zhuǎn)子上阻尼繞組D 和勵(lì)磁繞組 f 均感生抵制定子直軸

43、電樞反應(yīng)磁通穿入的自由直流電流i D和 i ，迫使電樞反應(yīng)磁通”走 D 和 f 的漏磁路徑，磁導(dǎo)小，對(duì)應(yīng)的定子回路等值電抗X”小，電流 I”addf 大，此狀態(tài)稱(chēng)為次暫態(tài)狀態(tài)。由于 D 和 f 均有電阻 ，iD 和 if均要衰減， 而其中 i D很快衰減到很小， 直軸電樞反應(yīng)磁通可以穿入D ，”而僅受 f 的抵制仍走 f 的漏磁路徑， 此時(shí)磁導(dǎo)有所增加， 即定子等值電抗 X d比 X d 大，定子電流I 比 I小，即所謂暫態(tài)狀態(tài)。此后，隨著 if逐漸衰減至零，電樞反應(yīng)磁通最終全部穿入直軸，此時(shí)，磁導(dǎo)最大，對(duì)應(yīng)的電子電抗為 X d，定子電流為 I ，即為短路穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。第六章電力系統(tǒng)三相短路實(shí)用計(jì)

44、算1 電力系統(tǒng)短路故障的分類(lèi)、危害以及短路計(jì)算的目的？所謂短路 , 是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地( 或中性線 ) 之間的連接。短路分類(lèi)：三相短路時(shí)三相回路依舊是對(duì)稱(chēng)的，故稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)短路；其它幾種短路均使三相回路不對(duì)稱(chēng)，故稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)短路， 包括兩相短路、 單相接地短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明， 單相短路接地占大多數(shù)。短路危害：（ 1）短路回路中的電流大大增加。其熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞；同時(shí)電動(dòng)力效應(yīng)也可能使導(dǎo)體變形或損壞。 （ 2）短路還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，結(jié)果可能使部分用戶(hù)的供電受到破壞，用電設(shè)備不能正常工作。 （ 3）不對(duì)稱(chēng)短路所引起的不平衡電流，產(chǎn)

45、生不平衡磁通，會(huì)在鄰近的平行通信線路內(nèi)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)， 造成對(duì)通信系統(tǒng)的干擾，威脅人身和設(shè)備安全。 （ 4）由于短路引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機(jī)輸出功率與輸入功率不平衡，可能會(huì)引起并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，使系統(tǒng)瓦解， 造成大面積停電。短路計(jì)算目的：（ 1）選擇有足夠電動(dòng)力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備。（ 2）合理的配置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置，并正確整定其參數(shù)。 （3）選擇最佳的主接線方案。 （ 4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算。 （ 5）確定電力線路對(duì)鄰近通信線路的干擾等。2 無(wú)限大容量電源的含義是什么？所謂無(wú)限大容量電源是個(gè)相對(duì)概念，它是指電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，電源的額定容量遠(yuǎn)大于系統(tǒng)供給

46、短路點(diǎn)的短路容量，在短路過(guò)程中可近似認(rèn)為電源電壓恒定不變。該類(lèi)電源被稱(chēng)之為無(wú)限大容量電源。真正的無(wú)限大容量電源內(nèi)阻抗為零，但實(shí)際應(yīng)用中，常把內(nèi)阻抗小于10%的電源作為無(wú)限大容量電源。 在分析短路暫態(tài)過(guò)程中，對(duì)于無(wú)限大容量電源，可以不考慮電源內(nèi)部的暫態(tài)過(guò)程，認(rèn)為電源電壓恒定不變。3 電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算方法：（ 1）手工計(jì)算：優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算準(zhǔn)確；缺點(diǎn)是工作量大。 （ 2）查表計(jì)算：優(yōu)點(diǎn)是可以直接查表得到短路電流，節(jié)約時(shí)間；缺點(diǎn)是不夠準(zhǔn)確。 （ 3）計(jì)算機(jī)算法：優(yōu)點(diǎn)是大型電力系統(tǒng)故障計(jì)算，尤其在高壓電網(wǎng)短路計(jì)算中，使用簡(jiǎn)便；缺點(diǎn)是在小型電網(wǎng)計(jì)算時(shí)不夠準(zhǔn)確。第七章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障分析計(jì)算1 什么是對(duì)稱(chēng)

47、分量法？ABC 分量與正序、負(fù)序、零序分量具有怎樣的關(guān)系？對(duì)稱(chēng)分量法是分析電力系統(tǒng)三相不平衡的有效方法，其基本思想是把三相不平衡的電流、電壓分解成三組對(duì)稱(chēng)的正序相量、負(fù)序相量和零序相量，這樣就可把電力系統(tǒng)不平衡的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成平衡問(wèn)題進(jìn)行處理。在三相電路中，對(duì)于任意一組不對(duì)稱(chēng)的三相相量（電壓或電流），可以分解為三組三相對(duì)稱(chēng)的分量。電力系統(tǒng)的正序，負(fù)序，零序分量便是根據(jù)ABC 三相的順序來(lái)定的。正序：A 相領(lǐng)先 B 相 120 度，B 相領(lǐng)先 C相 120 度，C 相領(lǐng)先 A 相 120度。負(fù)序： A 相落后 B 相 120度，B 相落后 C相 120度，C相落后 A 相 120 度。零序： ABC

48、 三相相位相同，哪一相也不領(lǐng)先，也不落后。對(duì)于理想的電力系統(tǒng)， 由于三相對(duì)稱(chēng)， 因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零 （這就是我們常說(shuō)正常狀態(tài)下只有正序分量的原因） 。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱(chēng)了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了（有時(shí)只有其中的一種） ，因此通過(guò)檢測(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知道系統(tǒng)的問(wèn)題（特別是單相接地時(shí)的零序分量） 。三相短路故障和正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)里面是正序。單相接地故障時(shí)候，系統(tǒng)有正序、負(fù)序和零序分量。兩相短路故障時(shí)候，系統(tǒng)有正序和負(fù)序分量。兩相短路接地故障時(shí)，系統(tǒng)有正序、負(fù)序和零序分量。零序電流，必須以中線作為通道，且中線流過(guò)的電流等于一相零序電流的三倍

49、。求零序分量：把三個(gè)向量相加求和。即A 相不動(dòng)， B 相的原點(diǎn)平移到A 相的頂端（箭頭處） ，注意B 相只是平移， 不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 同方法把 C相的平移到 B?相的頂端。 此時(shí)作 A 相原點(diǎn)到 C 相頂端的向量 （些時(shí)是箭頭對(duì)箭頭） ，這個(gè)向量就是三相向量之和。 最后取此向量幅值的三分一， 這就是零序分量的幅值，方向與此向量是一樣的。求正序分量：對(duì)原來(lái)三相向量圖先作下面的處理，A 相的不動(dòng)， B 相逆時(shí)針轉(zhuǎn)120 度， C 相順時(shí)針轉(zhuǎn) 120 度，因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一，這就得到正序的A 相，用 A 相向量的幅值按相差120 度的方法分別畫(huà)出B、 C 兩相。這就得出了正序分量。求負(fù)序分量：注意原向量圖的處理方法與求正序時(shí)不一樣。A 相的不動(dòng)， B 相順時(shí)針轉(zhuǎn)120 度， C相逆時(shí)針轉(zhuǎn)120 度，因此得到新的向量圖。下面的方法就與正序時(shí)一樣了。2 電力系統(tǒng)各元件序參數(shù)的基本概念如何？有什么特點(diǎn)？對(duì)于靜止元件（架空線、電纜、變壓器、電抗器等），正序阻抗和負(fù)序阻抗相等，零序阻抗與正、負(fù)序阻抗不同。對(duì)于旋轉(zhuǎn)元件（發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)），各序電流