東南大學(xué)電力系統(tǒng)簡(jiǎn)答題總結(jié)

12電能系統(tǒng)的負(fù)荷與分類(lèi)

1.甩能系統(tǒng)的負(fù)荷定義：

電能系統(tǒng)的負(fù)荷指各種用電設(shè)備從電力系統(tǒng)中取用的功率或電能。

負(fù)荷分類(lèi)：(根據(jù)用戶對(duì)供電可靠性的要求和突然中斷供電對(duì)政治經(jīng)濟(jì)的影響程度。)

(1)一級(jí)負(fù)荷：指供電突然中斷將造成人傷亡，或政治上造成極壞影響，經(jīng)濟(jì)上造成重大損

失或引起社會(huì)混亂的負(fù)荷,

(2)二級(jí)負(fù)荷：指供電突然中斷將造成政治上不好影響，經(jīng)濟(jì)上較大損失或社會(huì)生活的正常

規(guī)律被打亂的負(fù)荷。

(3)三級(jí)負(fù)荷：指有計(jì)劃停電時(shí)不會(huì)造成較大影響的負(fù)荷。

負(fù)荷曲線：電力負(fù)荷隨時(shí)訶變化的圖形。

負(fù)荷曲線的用途：

(1)調(diào)度中心根據(jù)日預(yù)測(cè)負(fù)荷曲線，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行規(guī)律來(lái)計(jì)劃和分配各發(fā)電廠的發(fā)電任務(wù)，

提高經(jīng)濟(jì)效益。

(2)按年最大負(fù)荷曲線確定系統(tǒng)裝機(jī)容量，安排主要設(shè)備檢修計(jì)劃。

13電能系統(tǒng)的電壓等級(jí)：

為使電力工業(yè)和電工制造業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和統(tǒng)一化，世界各國(guó)都制定有關(guān)于額定電

壓等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。

IEC對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備電壓的選擇原則可以歸納為以下二點(diǎn)：

1)對(duì)50Hz的標(biāo)準(zhǔn)電壓,在3.3、6.6、11、22、33kV中建議采用一個(gè)。其中3.3、6.6kV不應(yīng)

用于配電系統(tǒng)。

2)任一國(guó)家內(nèi)，相鄰兩級(jí)電壓之比，不應(yīng)小于2倍。

3)對(duì)任一地理區(qū)域內(nèi)，對(duì)下列三組電壓等級(jí)中只能選用每組中的一個(gè):(245?330?363kV),

(363?420kV),(420?525kV)。

14三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓

額定電壓是用來(lái)代表電網(wǎng)或電氣設(shè)備運(yùn)行電壓特性的數(shù)值。

?對(duì)于1000V以下的電壓等級(jí)，供電設(shè)備比受電設(shè)備額定電壓高5%。

?IOOOV以上的電壓等級(jí)，發(fā)電機(jī)額定電壓比同等電壓級(jí)的電網(wǎng)電壓高5%。

?直接與發(fā)電機(jī)組相連的變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)相同。

?變壓器一次繞組與線路或母線相連時(shí)，其額定電壓與相連的線路或母線電壓相同。

?對(duì)于變壓器的二次繞組，因變壓器在滿教時(shí)其本身內(nèi)部壓降約占5%,所以在計(jì)級(jí)

較長(zhǎng)的線路壓降時(shí)，變壓器二次側(cè)額定電壓應(yīng)比線路額定電壓或用電設(shè)備額定電壓

高10%,當(dāng)線路不長(zhǎng)時(shí)，變壓器二次側(cè)電壓則只高5%。

?對(duì)于1000V以下的電壓等級(jí)，供電(電源)與受電設(shè)備的額定電壓則取得相等

220KV以上輸電線路為減小電暈損耗，常采用分裂導(dǎo)線。

15電能系統(tǒng)的接線方式

I)無(wú)備用電源接線

無(wú)備用接線包括：?jiǎn)位胤派涫?、?shù)干式、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便。

缺點(diǎn)：供電可靠性差。

2)有備用電源接線

有備用接線方式包括：雙回放射式、干線式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式及兩端供電網(wǎng)絡(luò)。

雙回放射式、干線式、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)

優(yōu)點(diǎn)：供電可靠、電壓質(zhì)量比較高缺點(diǎn)：設(shè)備投資成倍增加

環(huán)式網(wǎng)絡(luò)

優(yōu)點(diǎn)：供電經(jīng)濟(jì)、可靠；缺點(diǎn)：運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜，線路發(fā)生故障切除后，由于功率重新分

配，可能導(dǎo)致線路過(guò)載或電壓質(zhì)量降低。

開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)：每個(gè)負(fù)荷只能從一個(gè)方向取得電能的電氣接線方式，如放射式、干線式和鏈?zhǔn)?/p>

網(wǎng)絡(luò)。

閉式網(wǎng)絡(luò)：每一個(gè)負(fù)荷可以從兩個(gè)方向取得電能的電氣接線方式，如環(huán)形和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。

16三相電能系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)指發(fā)電機(jī)和星形聯(lián)結(jié)變壓器的中性點(diǎn).

三相電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式的影響：

對(duì)地絕緣、內(nèi)部過(guò)電壓、繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定、對(duì)線路附近通信線路的干

擾、電壓等級(jí)、系統(tǒng)結(jié)戰(zhàn)等

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)運(yùn)行方式：

?不接地

?經(jīng)避雷器接地

變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式有：

?中性點(diǎn)不接地（10?35kV系統(tǒng)）

?中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（10?63kV系統(tǒng)）

?中性點(diǎn)直接接地（110kV以上系統(tǒng)、380/220V三相四線低壓系統(tǒng)）

有效接地系統(tǒng)（火電流接地系統(tǒng)）：

?中性點(diǎn)接地

?中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地

非有效接地系統(tǒng)（小電流接地系統(tǒng)）：

?中性點(diǎn)不接地

?中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地

?中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)：若X0/X1W3,且rO/XlW1,則為有效接地系統(tǒng)

21常用線路的穩(wěn)態(tài)參數(shù)有三類(lèi)：

1.單位長(zhǎng)度基本參數(shù)

電阻一決定線路上有功功率損耗和電能預(yù)耗的參數(shù)，是串聯(lián)參數(shù)。

電導(dǎo)一用來(lái)描述絕緣子表面泄漏損耗和導(dǎo)線電暈損耗的參數(shù)，是線路并聯(lián)參數(shù)。

（電暈一輸電線在高壓情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣地?fù)舸?qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線附近地空

氣產(chǎn)生電離從而發(fā)生放電現(xiàn)象）

電抗一導(dǎo)線通過(guò)交流電流時(shí)，在導(dǎo)線及其周?chē)a(chǎn)生交變磁場(chǎng)，因而有電感和電抗，電抗是串

聯(lián)參數(shù)。

電納一導(dǎo)線通過(guò)交流電流時(shí)，在其周?chē)嬖陔妶?chǎng)，使得輸電線相間及相對(duì)地之間有一定電容

存在，因而存在容性電納，電納是并聯(lián)參數(shù)。

2.集中參數(shù)和分布參數(shù)

采用分裂導(dǎo)線，等效增加了導(dǎo)線半徑，可以減少線路電抗,,增大電暈臨界電壓,，減少線路電

阻,，增加線路電納.

22使用標(biāo)幺值的好處：

1）三相電路的計(jì)算公式與單相電路的計(jì)算公式完全相同，線電壓的標(biāo)幺值與相電壓的標(biāo)幺

值相等式，三相功率的標(biāo)幺值和單相功率的標(biāo)標(biāo)幺值相等；

2）只需確定各電壓級(jí)的基準(zhǔn)值，而后直接在各自的基準(zhǔn)值下計(jì)算標(biāo)幺值，不需要進(jìn)行參數(shù)

和計(jì)算結(jié)果的折算；

3）用標(biāo)幺值后，電力系統(tǒng)的元件參數(shù)比較接近，易于進(jìn)行計(jì)算和對(duì)結(jié)果的分析比較.

31電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的目的：

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)：指系統(tǒng)正常的、相對(duì)靜止的運(yùn)行狀態(tài)。

潮流計(jì)算是根據(jù)給定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件，通過(guò)電壓、功率平衡方程，求出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)

行狀態(tài)，包括各母線的電壓、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。

電力系統(tǒng)中進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的目的在于：確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；檢查系統(tǒng)中的

各元件是否過(guò)壓或過(guò)載；為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的整定提供依據(jù)；為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計(jì)算提供

初值；為電力系統(tǒng)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供分析的基礎(chǔ)。

電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中一項(xiàng)最基本的計(jì)算,其既有一定的獨(dú)立的實(shí)際意義，又是

研究其它問(wèn)題的基礎(chǔ)。

32交流電力線路功率傳輸與線路兩端電壓關(guān)系：

1）在純甩感等值電路中，電壓幅值差是由傳輸無(wú)功功率產(chǎn)生；電壓相角差是由傳輸有功功

率產(chǎn)生。

2）一般情況下，線路無(wú)力功率傳輸主要影響電壓幅值，有功功率傳輸主要影響電壓功角。

3）有功功率總是從電壓相位超前端流向電壓相角滯后端：感性無(wú)功功率總是從電壓幅值較

高端流向電壓幅值較低端。

33電能質(zhì)量的標(biāo)志

1）電壓降落：2）電壓損耗：3）電壓偏差4）電壓調(diào)整

34環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算：

1）確定功率流向和功率分點(diǎn)，將環(huán)網(wǎng)從電壓最低點(diǎn)解開(kāi)，使之成為兩個(gè)開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)；

2）設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，從電壓最低點(diǎn)開(kāi)始，沿兩個(gè)方向向電源點(diǎn)推算出功率損耗，得

到近似功率分布；

3）從電源處出發(fā)，利用已知電源電壓和得到的功率沿功率流向逐點(diǎn)求出電壓；

功率分點(diǎn)：功率從兩側(cè)流入的點(diǎn)為功率分點(diǎn)，分為有功功率分點(diǎn)和無(wú)功功率分點(diǎn)。

若有功功率分點(diǎn)和無(wú)功功率分點(diǎn)為同一點(diǎn)，則該點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)電壓最低點(diǎn)。

若有功功率分點(diǎn)和無(wú)功功率分點(diǎn)不為同一點(diǎn)，則一般無(wú)力功率分點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)電壓最低點(diǎn)。

35導(dǎo)納矩陣元素物理意義

自導(dǎo)納Yii：在等效網(wǎng)絡(luò)的第i個(gè)節(jié)點(diǎn)施加單位電壓，其余各節(jié)點(diǎn)全部接地時(shí)，經(jīng)節(jié)點(diǎn)i注

入網(wǎng)絡(luò)的電流。匕=熟=0,戶力=）芯片Y產(chǎn)系6=0,i.j）=Yit=-刀

互導(dǎo)納Yij：在j節(jié)點(diǎn)施加單位電壓，其余節(jié)點(diǎn)全接地時(shí)，i節(jié)點(diǎn)的注入電流。

n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)：

n*n方陣；對(duì)稱(chēng)矩陣；復(fù)數(shù)矩陣；高度稀疏矩陣；

功率方程：??.

P「jQi=Ui￡YNj

j-i

P.=U力以cos4+B°sin%）Q=U如&sinq-Bi}cos%）

j=ij=i

36雅可比矩陣具有以下特點(diǎn)：

1）雅可比矩陣中元素是節(jié)點(diǎn)電壓的函數(shù)，迭代過(guò)程中每次迭代電壓都要修正此雅可比矩陣

中元素每次迭代都改變。

2）雅可比矩陣不是對(duì)稱(chēng)防。耽K%眥媽:俄，

3）雅可比矩陣為稀疏陣。因?yàn)榉菍?duì)角元

，且互導(dǎo)納均=0時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的非對(duì)角元都為零?？蔀?/p>

37牛頓拉夫遜法計(jì)算潮流的解算過(guò)程

9）檢查是否口繞收斂°利用事先給定的收金攵住

港劃斷收斂與否。

[△glV、

1△C7|v￡2

1O＞如不收斂，存各節(jié)點(diǎn)電壓廷彳匕信作為新的切

而值自三步開(kāi)始進(jìn)入下——次迭代O

11）計(jì)算收斂后，計(jì)經(jīng)H線路中的功率分而衣:干

衡節(jié)點(diǎn)注入功率，PV^T點(diǎn)注入無(wú)功。

391快速解耦潮流算法優(yōu)點(diǎn)：與牛頓拉夫遜法相比，快速解耦潮流算法的修正方程用兩個(gè)常

數(shù)陣、代替原來(lái)變化的高階的雅可比矩陣J,不需每次迭代后修改：可以進(jìn)行P，Q解耦計(jì)

算；系數(shù)矩陣為對(duì)稱(chēng)陣，因此可以提高計(jì)算速度，降低存儲(chǔ)容量。

快速解耦潮流算法和牛頓一拉夫遜潮流算法的收斂判據(jù)用同，因此推導(dǎo)修正方程式所作的假

設(shè)并不影響算法的計(jì)算精度。

一般情況下，采用P-Q解耦潮流計(jì)算時(shí)的迭代次數(shù)較采用牛頓一拉夫遜法時(shí)多，但每次迭

代所需的時(shí)間則較采用牛頓一拉夫遜法時(shí)少，以致總的計(jì)算速度仍是P-Q解耦法快。

如果不滿足R?X的條件，快速解耦潮流算法會(huì)導(dǎo)致不收斂。

392輻射形配電網(wǎng)潮流計(jì)算的特點(diǎn)

輻射形配電網(wǎng)的接線可分為輻射式、鏈?zhǔn)?、干線式二種網(wǎng)絡(luò)。

1、輻射形配電網(wǎng)的支路數(shù)一定小于節(jié)點(diǎn)數(shù)，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的稀疏度很高。

2、電壓配電網(wǎng)線路電阻較大，一般不滿足R?X,因此通常不能采用快速解耦法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)

潮流計(jì)算。

3、對(duì)于末端負(fù)荷節(jié)點(diǎn)前的支路功率就是末端運(yùn)算負(fù)荷功率，所以可直接求支路功率損耗和

電壓損耗，并依次前推。

配電網(wǎng)潮流計(jì)算可以采用一種類(lèi)似于簡(jiǎn)單手算潮流的方法進(jìn)行輻射形配電網(wǎng)的潮流計(jì)算，也

稱(chēng)前推回推法。

40三次調(diào)頻介紹

頻率調(diào)整，乂稱(chēng)頻率控制，是電力系統(tǒng)中維持有功功率供需平衡的主要措施，其根本目的是

保證電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定，電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的主要方法是調(diào)整發(fā)電功率和進(jìn)行負(fù)荷管理。

按照調(diào)整范圍和調(diào)節(jié)能力的不同，頻率調(diào)整可分為一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和三次調(diào)頻。

1）一次調(diào)頻是指當(dāng)電力系統(tǒng)頻率偏離目標(biāo)頻率時(shí)，發(fā)電機(jī)組通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)反應(yīng)，調(diào)

整有功出力以維持電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。一次調(diào)頻的特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，但是只能做到有差控

制。

2）二次調(diào)頻也稱(chēng)為自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）,是指發(fā)電機(jī)組提供足夠的可調(diào)整容量及一定的

調(diào)節(jié)速率，在允許的調(diào)節(jié)偏差下實(shí)時(shí)跟蹤頻率，以滿足系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的要求。二次調(diào)頻可以

做到頻率的無(wú)差調(diào)節(jié)，且能夠?qū)β?lián)絡(luò)線功率進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整。二次調(diào)頻目前有兩種方法：

I,由調(diào)總下令各廠調(diào)整負(fù)荷。2,機(jī)組采用AGC方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷自動(dòng)調(diào)度

3）三次調(diào)頻三次調(diào)頻就是協(xié)調(diào)各發(fā)電廠之間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配，從而達(dá)到電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定

運(yùn)行！其實(shí)質(zhì)是完成在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度，其目的是在滿足電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定和系統(tǒng)安全的前提下

合理利用能源和設(shè)備，以最低的發(fā)電成本或費(fèi)用獲得更多的、優(yōu)質(zhì)的電能。

41互聯(lián)系統(tǒng)的調(diào)頻方式

1）按頻率的調(diào)整方式：采用按頻率調(diào)整方式，只需監(jiān)視系統(tǒng)頻率，當(dāng)△f=0時(shí)停止調(diào)頻。

2）按聯(lián)絡(luò)線交換功率調(diào)整方式：采用這種方式調(diào)頻，只需監(jiān)視聯(lián)絡(luò)線功率，當(dāng)APAB=O時(shí)

停止調(diào)頻。

3）按頻率及交換功率偏移的調(diào)整方式：采用按頻率和交換功率偏移的頻率，調(diào)整方式，既

要監(jiān)視系統(tǒng)頻率的偏移，又要聯(lián)絡(luò)線功率的偏移。

42電壓調(diào)整，調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的電壓，使其變化不超過(guò)規(guī)定的允許范圍，以保證電力系統(tǒng)的

穩(wěn)定水平及各種電力設(shè)備和電器的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電壓是衡最電能質(zhì)最的基本指標(biāo)之一，

是反映電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡和合理分布的標(biāo)志。無(wú)功功率平衡和電壓調(diào)整是電力系統(tǒng)規(guī)劃

設(shè)計(jì)必須考慮的因素：進(jìn)行電壓調(diào)整，確保電壓質(zhì)量是運(yùn)行調(diào)度人員的主要任務(wù)之一。

無(wú)功平衡：系統(tǒng)無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率與系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功損耗相平衡。

L無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功損耗

1）無(wú)功負(fù)荷：滯后功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備所吸取的無(wú)功功率。

2）無(wú)功損耗：包括輸電線路無(wú)功損耗和變壓器的無(wú)功損耗。

43無(wú)功電源:包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器、靜止無(wú)功補(bǔ)償、線路充電功率。

同步發(fā)電機(jī)既是電力系統(tǒng)基本的有功功率電源，同時(shí)也是重要的無(wú)功功率電源。

調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，是電力系統(tǒng)中能大量吞吐無(wú)功的設(shè)備，在過(guò)激運(yùn)行

時(shí)向系統(tǒng)提供感性無(wú)功；在欠激運(yùn)行時(shí)則從系統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率。改變調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁可以

平滑地改變它的無(wú)功功率的大小及方向。但在欠激運(yùn)行其容量約為過(guò)激運(yùn)行時(shí)容量的50%

時(shí)，調(diào)相機(jī)運(yùn)行有少量有功功率的損耗。

并聯(lián)電容器只能向系統(tǒng)供給感性無(wú)功