山東大學(xué)成人教育《電網(wǎng)電能質(zhì)量控制》期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案

年級________；層次________；專業(yè)________；姓名________復(fù)習(xí)資料，自我完善，僅供參考，考完上交！《電網(wǎng)電能質(zhì)量控制》A1.電能質(zhì)量的基本要求是什么？解答：為保證電能安全經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，理想供電系統(tǒng)的運行應(yīng)具有如下基本特性：（1）以單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻（50Hz或60Hz，我國采用50Hz）、規(guī)定的若干電壓等級（如配電系統(tǒng)一般為110kV,35kV,10kV,380V/220V）和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電，并且這些運行參數(shù)不受用電負(fù)荷特性的影響。（2）始終保持三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡。用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即達(dá)到單位功率因數(shù)，同時各用電負(fù)荷之間互不干擾。（3）電能的供應(yīng)充足，即向電力用戶的供電不中斷，始終保證電氣設(shè)備的正常工作與運轉(zhuǎn)，并且每時每刻系統(tǒng)中的功率供需都是平衡的。2.簡述長時間電壓波動的內(nèi)容及其特征解答：長時間電壓變動是指，在工頻條件下電壓均方根值偏離額定值，并且持續(xù)時間超過1min的電壓變動現(xiàn)象。長時間電壓變動可能時過電壓也可能欠電壓。過電壓欠電壓持續(xù)中斷3.什么是對稱分量變換(120變換)？它適合哪種分析場合？120變換又稱對稱分量變換，它是一種把三相電流相量用正序、負(fù)序和零序?qū)ΨQ分量來表示的變換。其變換公式為(2-59)式中，互為共軛。應(yīng)用場合：是一種計算電力系統(tǒng)不平衡情況的工具，也可用于N相系統(tǒng)。4.改善電壓偏差的措施有哪些？解答：（一）配置充足的無功功率電源（二）系統(tǒng)調(diào)壓手段（1）電壓偏差的調(diào)整方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、恒調(diào)壓（2）電壓偏差的調(diào)整手段：用發(fā)電機(jī)調(diào)壓、改變變壓器變比調(diào)壓、改變線路參數(shù)調(diào)壓。5.什么是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整和二次調(diào)整？解答：頻率的一次調(diào)整是指利用發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器，對于變動幅度小、變動周期短的頻率偏差所做的調(diào)整。頻率的一次調(diào)整是指利用發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器對于變動幅度大、變動周期長的頻率偏差所做的調(diào)整。6.電壓波動與閃變有哪些危害？1引起車間，工作室和生活居室等場所的照明燈光閃爍，使人的視覺易于疲勞甚至難以忍受而產(chǎn)生煩躁情緒，從而降低了工作效率和生活質(zhì)量。2使得電視機(jī)畫面亮度頻繁變化以及垂直水平幅度搖晃。3造成對直接與交流電源相連的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，時而加速時而制動，由此可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時危及設(shè)備本身安全運行。例如，對于造紙業(yè)，絲織業(yè)和精加工機(jī)床制品等行業(yè)，如果在生產(chǎn)運行時發(fā)生電壓波動甚至?xí)巩a(chǎn)品報廢等。4對電壓波動較為敏感的工藝過程或?qū)嶒灲Y(jié)果產(chǎn)生不良影響。例如使光電比色儀工作不正常，使化驗結(jié)果出差錯。5導(dǎo)致電子儀器和設(shè)備，計算機(jī)系統(tǒng)，自動控制生產(chǎn)線以及辦公自動化設(shè)備等工作不正常，或受到損害。5導(dǎo)致以電壓相位角為控制指令的系統(tǒng)控制功能紊亂，致使電力電力換流器換向失敗等。順便指出，波動性負(fù)荷除了會產(chǎn)生以上總結(jié)的閃變危害之外，由于自身的工作特點所決定，還會產(chǎn)生大量的諧波，并且由于其三相嚴(yán)重不對稱帶來的的負(fù)序分量，同樣會危及供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行7.供用電系統(tǒng)中典型的諧波源有哪幾種？主要有三大類：1）鐵磁飽和型：各種鐵芯設(shè)備，如變壓器、電抗器等，其鐵磁飽和特性呈現(xiàn)百線性。2）電子開關(guān)型：主要為各種交直流換流裝置、雙向晶閘管可控開關(guān)設(shè)備以及PWM變頻器等電力電子設(shè)備。3）電弧型：交流電弧爐和交流電焊機(jī)等?！峨娋W(wǎng)電能質(zhì)量控制》B1.電能質(zhì)量的特征是什么?（1）電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量始終處在動態(tài)變化中。（2）電力系統(tǒng)是一個整體,其電能質(zhì)量狀況相互影響。電能不易儲存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉(zhuǎn)換直至消耗幾乎是同時進(jìn)行的。（3）電能質(zhì)量擾動具有潛在危害性與廣泛傳播性。（4）有些情況下用戶是保證電能質(zhì)量的主體部分。（5）對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評估非常困難。（6）控制和管理電力系統(tǒng)電能質(zhì)量是一項系統(tǒng)工程2.電能質(zhì)量問題的主要分析方法有哪三種？解答：時域仿真方法在電能質(zhì)量分析中應(yīng)用最為廣泛。頻域分析方法主要用于電能質(zhì)量中諧波問題?；跀?shù)學(xué)變換的方法主要指傅立葉變換方法、短時傅立葉變換方法、矢量變換方法以及小波變換方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法。3.請寫出變換的物理含義解答：假定同步電機(jī)的定子三相繞組空間上互差120°，且通以時間上互差120°的三相正弦交流電，此時，在空間上會建立一個角速度為?的旋轉(zhuǎn)磁場。另外，若定子空間上有互相垂直的αβ兩相繞組,且在繞組中通以互差90°的兩相平衡交流電流時，也能建立與三相繞組等效的旋轉(zhuǎn)磁場,因而可用αβ兩相繞組等效代替定子三相繞組的作用。這就是αβ變換的思路,也是αβ變換的思路,也是變換的物理解釋。4.供電電壓偏差的系統(tǒng)調(diào)壓手段有哪幾種？解答：系統(tǒng)調(diào)壓手段（1）電壓偏差的調(diào)整方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、恒調(diào)壓（2）電壓偏差的調(diào)整手段：用發(fā)電機(jī)調(diào)壓、改變變壓器變比調(diào)壓、改變線路參數(shù)調(diào)壓。5.頻率調(diào)整和電壓調(diào)整有什么區(qū)別？（1）全系統(tǒng)頻率相同，而系統(tǒng)中各節(jié)點的電壓卻不同（2）系統(tǒng)頻率質(zhì)量主要由系統(tǒng)有功功率平衡狀況決定，而系統(tǒng)電壓質(zhì)量則主要由系統(tǒng)無功功率平衡狀況決定。（3）調(diào)整頻率只有改變發(fā)電機(jī)組原動機(jī)功率這一唯一的措施，而調(diào)整電壓的措施卻很多6.電壓暫降與中斷的最主要的起因是什么？電壓暫降與中斷的最主要的起因是有斷路故障、感應(yīng)電動機(jī)啟動和雷擊。7.諧波的影響和危害有哪幾方面？在電力危害方面：（1）旋轉(zhuǎn)電機(jī)等的（換流變壓器過載）附加諧波損耗發(fā)熱，縮短使用壽命；（2）諧波諧振過電壓，造成電氣元件及設(shè)備的故障與損壞；（3）電能計量錯誤。在信號干擾方面：（1）對通信系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾，使電信質(zhì)量下降；（2）重要的和敏感的自動控制、保護(hù)裝置不正確動作；（3）危害到功率處理器自身的正常運行《電網(wǎng)電能質(zhì)量控制》C1.電能質(zhì)量的定義是什么？從普遍意義上講，電能質(zhì)量是指優(yōu)質(zhì)供電。電力部門可能把電能質(zhì)量定義為電壓、頻率的合格率以及連續(xù)供電的年小時數(shù)，并且用統(tǒng)計數(shù)字來說明電力系統(tǒng)是安全可靠運行的。因此可以綜合定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或者不能正常工作的電壓、電流或者頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、瞬時或者瞬態(tài)過電壓、波形畸變、電壓瞬降以及供電連續(xù)性等。2.什么是傅里葉變換？它有什么特點？傅立葉變換是時域到頻域相互轉(zhuǎn)換的工具。從物理意義上講，傅立葉變換的實質(zhì)是把這個波形分解成許多不同頻率的正弦波的疊加和。這樣我們就可以把對原函數(shù)的研究轉(zhuǎn)化為其權(quán)系數(shù)即傅立葉變換的研究。特點：1從傅立葉變換式中可以看出，這些標(biāo)準(zhǔn)基是由正弦波及其高次諧波組成的，因此它在頻域內(nèi)是局部化的。2雖然傅里葉譜變換能夠?qū)⑿盘柕臅r域特征和頻域特征聯(lián)系起來，能分別從時域和頻域?qū)π盘栠M(jìn)行觀察，但不能把二者有機(jī)結(jié)合起來。這時因為信號的時域波形中不包括任任何頻域信息，而其傅里葉譜是信號的功能，完全不具備時域信息。3.寫出供電電壓偏差的定義和計算公式供電系統(tǒng)在正常運行方式下，某一節(jié)點的實際電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓(通常，電力系統(tǒng)的額定電壓采用標(biāo)稱電壓去描述，對電氣設(shè)備則采用額定電壓的術(shù)語)之差對系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)稱為該節(jié)點的電壓偏差。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為(3-1)式中——電壓偏差；——實際電壓，kV；——系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，kV4.電力系統(tǒng)頻率偏差的定義解答：電力系統(tǒng)在正常運行條件下，系統(tǒng)頻率的實際值與標(biāo)稱值之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差，用公示表示為式中δf——頻率偏差，Hz；fre——實際頻率，Hz；fN——系統(tǒng)標(biāo)稱頻率，Hz。頻率偏差屬于頻率變化范疇。5.三相電壓和電流不平衡度是如何定義的?電力系統(tǒng)在正常運行方式下，電量的負(fù)序分量均方根值與正序分量均方根值之比定義為該電量的三相不平衡度，用符號ε表示，即6.諧波是如何定義的?國際上公認(rèn)的諧波定義為：“諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍?！?.電力系統(tǒng)諧波的抑制技術(shù)有哪幾種抑制措施通常分為預(yù)防性和補(bǔ)償性兩種預(yù)防性措施包括：1）供電設(shè)備在設(shè)計、制造、配置等方面采取減少諧波的措施；2）通過增加整流器的脈動數(shù)或采用可控整流來限制電力諧波的主要來源—整流器的諧波。補(bǔ)償性措施包括：1）改變饋線參數(shù)；2）采用濾波器電網(wǎng)電能質(zhì)量控制D一、單選題1.將參考坐標(biāo)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子側(cè)轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)子側(cè)的坐標(biāo)變換為（B）。A.αβ變換 B.dq變換 C.傅里葉變換 D.小波變換 2.電能質(zhì)量的基本要素是：電壓合格、頻率合格和（C）A.周期合格 B.電流合格 C.連續(xù)供電 D.三項平衡 3.電壓波動與閃變的關(guān)系，以下敘述正確的是（B）。A.電壓波動是由閃變引起的，是一種電磁現(xiàn)象B.閃變是電壓波動的結(jié)果，是人對照度波動的主觀視感反應(yīng)C.兩者表述的意思相同D.兩者沒有關(guān)系4.單調(diào)諧濾波器有（）種諧振頻率。A.一 B.兩 C.三 D.四 5.電壓暫降已經(jīng)成為現(xiàn)代電力用戶所面臨的最重要的（D）干擾問題之一。A.電能質(zhì)量 B.用電質(zhì)量 C.電壓 D.電磁 6.長時間電壓變動不包括（A）。A.電壓凹陷 B.過電壓 C.欠電壓 D.持續(xù)中斷 7.具有故障自動恢復(fù)裝置的斷電為（A）。A.短時間中斷 B.長時間中斷 C.電壓中斷 D.電流中斷 8.GB/T15543-2008規(guī)定，電力系統(tǒng)公共連接點的正常電壓不平衡度允許值為（C）。A.4% B.3% C.2% D.1% 9.關(guān)于電能質(zhì)量評估的復(fù)雜性的描述，錯誤的是（D）。A.多個質(zhì)量指標(biāo)共同作用于一個系統(tǒng)，組合太多B.電網(wǎng)節(jié)點多，電能質(zhì)量問題具有傳播性C.不同電氣設(shè)備在不同條件下對電壓干擾的敏感度不同D.電能質(zhì)量測量儀表精度不夠10.根據(jù)IEEE定義電壓電壓暫降的電壓下降幅度為標(biāo)準(zhǔn)電壓的（B）。A.90%-10% B.90%-1% C.85%-10% D.80%-1% 11.低壓380V配電系統(tǒng)中電壓諧波畸變率的允許值為（）。A.5% B.10% C.3% D.7% 12.在實際電力系統(tǒng)中，正序性諧波都有哪些（C）。A.3、6、9、12等次諧波 B.2、5、8、11等次諧波 C.1、4、7、10等次諧波 D.11、13、15、17等次諧波 13.過電壓是在工頻條件下交流電壓方均根值升高，超過額定值的（），并且持續(xù)時間大于1min的電壓波動現(xiàn)象。DA.3% B.5% C.7% D.10% 14.電能質(zhì)量的基本要素不包括（A）A.電流合格 B.電壓合格 C.頻率合格 D.連續(xù)供電 15.在諧波分析中采用的小波變換屬于（C）。A.時域變換 B.頻域變換 C.時頻域變換 D.綜合分析變換 二、判斷題1.電能質(zhì)量是指并網(wǎng)公用電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)、用戶受電端的交流電能質(zhì)量，包括頻率和電壓質(zhì)量。（√）2.諧波的抑制措施只有濾波這一種措施（）3.SVC是指靜止無功補(bǔ)償裝置。（√）4.電力機(jī)車產(chǎn)生的特征諧波次數(shù)為。（）5.電壓波動值與負(fù)荷的功率變動量及公共連接點的容量有關(guān)。（）6.電力系統(tǒng)中的調(diào)壓措施有很多種，如發(fā)電機(jī)調(diào)壓、改變變壓器變比調(diào)壓、改變線路參數(shù)調(diào)壓以及同步調(diào)相機(jī)調(diào)壓等。（）7.電壓凹陷是指電壓瞬時值在短時間內(nèi)突然變化，其典型持續(xù)時間在1min以上。（）8.順調(diào)壓是指在最大負(fù)荷時適當(dāng)升高中樞點電壓。（）9.交流電弧爐不是諧波源。（）10.調(diào)整頻率只有改變發(fā)電機(jī)組原動機(jī)功率這一唯一的措施。（）三、綜合題1.無功補(bǔ)償在電力系統(tǒng)的作用？參考答案：①補(bǔ)償無功功率，提高功率因素；②增加電網(wǎng)傳輸能力，提高設(shè)備利用率；③降低線路損失和變壓器有功損失；④減少設(shè)備容量；⑤改善電壓質(zhì)量。2.電壓暫降與中斷的最主要的起因是什么？參考答案：當(dāng)輸配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障、感應(yīng)電動機(jī)啟動、雷擊、開關(guān)操作、變壓器以及電容器組投切等事件時，均可引起電壓暫降。其中，短路故障、感應(yīng)電動機(jī)啟動和雷擊是引起電壓暫降的最主要的原因。3.統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的功能?參考