1、電力工程基本概念復(fù)習(xí) 1. 簡(jiǎn)述電力工業(yè)的特點(diǎn)。答：電力工業(yè)是一個(gè)重要的基礎(chǔ)工業(yè)，與人民生活密切聯(lián)系，它的發(fā)展對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有直接影響；電能難以存儲(chǔ)，生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)是一個(gè)連續(xù)過(guò)程；電能是以電磁波的速度傳播，因此電力系統(tǒng)中任何設(shè)備的投入或切除都會(huì)立刻影響到其它設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；電力系統(tǒng)是投資密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是消耗一次能源最大的產(chǎn)業(yè)。2. 電力系統(tǒng)的不對(duì)稱故障有哪些類型？答：電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障有f(1,1)、f(2)、f(1)。3. 求解潮流方程時(shí)將系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分幾類？各節(jié)點(diǎn)有何特點(diǎn)？答：分三類：PQ節(jié)點(diǎn)：已知節(jié)點(diǎn)的有功功率和無(wú)功功率，求節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和角度；PV節(jié)點(diǎn)：已知節(jié)點(diǎn)的有功功率

2、和需要維持的電壓幅值，待求的是節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率和電壓角度；平衡節(jié)點(diǎn)：用于平衡全系統(tǒng)的功率，電壓幅值取1，角度取0。一般一個(gè)系統(tǒng)只設(shè)一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。4. 何為電力系統(tǒng)電壓中樞點(diǎn)？中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式都有哪幾種？答：電力系統(tǒng)電壓中樞點(diǎn)是指系統(tǒng)中某些可以反映系統(tǒng)整體電壓水平的電廠或變電站母線。中樞點(diǎn)調(diào)壓方式有：逆調(diào)壓：在最大負(fù)荷時(shí)將中樞點(diǎn)電壓調(diào)整到1.05UN，在最小負(fù)荷時(shí)降低到UN。恒調(diào)壓(常調(diào)壓)：在任何負(fù)荷的情況下都將中樞點(diǎn)電壓保持在略高于UN，如1.021.05UN.。順調(diào)壓：在最大負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓不得低于1.025UN，在最小負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓不得高于1.075UN。5. 系統(tǒng)調(diào)頻分別由什么設(shè)備完成

3、?它們能否實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)?答：頻率的一次調(diào)整由有調(diào)速器實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)；頻率的二次調(diào)整由調(diào)頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)。頻率的三次調(diào)整是指各電廠按負(fù)荷曲線發(fā)電。6電力系統(tǒng)調(diào)壓措施有哪些？為調(diào)整用戶端電壓可采取哪些措施？答：發(fā)電機(jī)調(diào)勵(lì)磁進(jìn)行調(diào)壓；調(diào)變壓器分接頭；并聯(lián)無(wú)功（改變功率分布，減少壓損）；線路串電容（改變線路參數(shù)）。7. 旁路母線的作用是什么？試以代路操作為例說(shuō)明。答：在某出線檢修（斷路器、刀閘或其它線路設(shè)備）時(shí)，通過(guò)旁路開關(guān)及旁母的配合可以實(shí)現(xiàn)該出線不停電檢修，從而提高了供電的可靠性。（注意，只能轉(zhuǎn)代一條出線）代路操作：依初始狀態(tài)不同，操作有區(qū)別初態(tài)：設(shè)旁母未充電 （旁母充電）合旁

4、路開關(guān)回路：先合電源側(cè)刀閘，后合負(fù)荷側(cè)刀閘，最后合開關(guān) （并聯(lián)） 合待檢修回路： 合旁路刀閘3 （退出線） 斷開出線回路：先斷開關(guān)，依次斷負(fù)荷側(cè)刀，電源側(cè)刀。 （檢修） 在待檢修開關(guān)兩側(cè)合地刀（或掛地線）8. 寫出變電所電氣主接線的類型。答：?jiǎn)文妇€接線；雙母線接線；一臺(tái)半短路器接線（3/2）；變壓器母線組接線；橋形接線；角形接線。單元接線(只適用于電廠)9. 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)。提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施有哪些？答：靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)：dPe/dd0若dPe/dd0，則此系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的；否則系統(tǒng)是靜態(tài)不穩(wěn)定的。提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施有：提高系統(tǒng)電壓(電壓等級(jí))，采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)

5、裝置（本電壓等級(jí)下提高發(fā)電機(jī)端電壓），減少元件電抗（涉及運(yùn)行方式）。10. 線路的傳輸容量受哪些因素的制約？答：線路傳輸容量的制約因素：熱極限、電壓約束、穩(wěn)定性約束。11. 什么叫無(wú)限大功率電源？無(wú)限大功率電源供電的回路三相短路，哪種短路條件下短路電流最大？答：無(wú)限大功率電源：該電源內(nèi)阻相對(duì)較小，可認(rèn)為是0，從而電源的端電壓認(rèn)為恒定。 短路電流最大的條件有：短路前空載（即ImA|0|=0）；短路時(shí)電源電壓正好過(guò)零（即a=0）；電路為純電感電路（即j=90o）。12. 超高壓輸電線路采用緊湊型布置為什么可以提高線路的輸送功率？答： 相間距離減小，線路波阻抗減小，從而可以提高輸送功率。一般可提高3

6、0%以上。13. 試述變壓器絕緣老化六度定則的內(nèi)容。答：變壓器絕緣老化六度定則：變壓器的最熱點(diǎn)（鐵心或繞組處）油溫度維持在98時(shí)，變壓器壽命正常。當(dāng)最熱點(diǎn)溫度每升高/降低6度，壽命將縮短一半/延長(zhǎng)一倍。14. 有無(wú)可能出現(xiàn)末端電壓高于始端電壓的現(xiàn)象？答：有可能，末端電壓高于始端電壓的發(fā)生和線路中無(wú)功的流動(dòng)方向有關(guān)，當(dāng)無(wú)功由末端流向始端時(shí)，其電壓降落的縱向分量可能為負(fù)值，這時(shí)末端電壓可能高于始端電壓。經(jīng)常發(fā)生于長(zhǎng)線路輕載的情況。15 . 電流互感器運(yùn)行中嚴(yán)禁二次側(cè)開路為什么？答：運(yùn)行中的CT二次側(cè)開路會(huì)在二次側(cè)很高的（可能上萬(wàn)伏）電勢(shì)，造成人員及設(shè)備的損傷 同時(shí)還會(huì)在CT鐵心中產(chǎn)生剩磁，造成CT

7、本身計(jì)量不準(zhǔn)。 所以在運(yùn)行中若更換儀表，可以先短接二次側(cè)，再更換儀表。16. 選擇導(dǎo)線和電纜的截面時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？答：應(yīng)考慮：經(jīng)濟(jì)問(wèn)題（不能金屬耗量太大或運(yùn)行中電能損耗高）；選擇導(dǎo)線按經(jīng)濟(jì)電流密度法。發(fā)熱問(wèn)題（在正常運(yùn)行或短路情況下滿足熱穩(wěn)定要求）；按發(fā)熱條件選擇。電壓損失 (滿足系統(tǒng)對(duì)電壓的要求)； 按電壓損失選擇機(jī)械強(qiáng)度 （在正?；驉毫犹鞖庀拢罂缭角闆r等能夠不斷線）；電暈 (對(duì)于110kV及以上的高壓架空線路，防止電暈發(fā)生有必要時(shí)應(yīng)選擇分裂導(dǎo)線)。功率分布問(wèn)題一、 額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖所示。已知電源A端電壓為121kV，求功率分布和B、C母線電壓的模值。（注

8、：考慮功率損耗，不計(jì)電壓降落的橫分量）解答：計(jì)算結(jié)果正確2分，標(biāo)明單位1分。設(shè) 設(shè)為均一網(wǎng)由末端向首端功率推導(dǎo) (2分) (2分) (2分) (2分) (1分)功率推導(dǎo)結(jié)束已知 由首端向末端 計(jì)算電壓損失 (2分) (2分) (2分) 二220kV輸電線路等值電路如圖所示，已知首端電壓=2480okV，末端負(fù)荷P2=220MW，cosj=0.8，試進(jìn)行功率及電壓分布計(jì)算。（不計(jì)電壓降落橫分量）。S1S2S2Sy1Sy2SS1P2, cosjj5.410-4Sj5.410-4S6+j30W 解答 計(jì)算結(jié)果正確2分，標(biāo)明單位1分。1. 設(shè)U2=U N =220kV，設(shè)均一網(wǎng)，注意與上一題的區(qū)別然后

9、由末端首端推算潮流分布S2=P2+P2tag(cos-10.8) =220+ j165MVA(2分)Sy2=-U22y= -2202j5.410-4= -j26.1360 注意負(fù)號(hào)表示向上注入功率(1分)（1）S2=S2+Sy2=220+ j165- j26.1360=220+j138.86MVA(1分)（2）S= (P22+Q22)(R+jX)/ U22= (2202+138.862)(6+j30)/ 2202=8.3905+j41.9524 MVA(2分)S1=S2+S=220+j138.86+8.3905+j41.9524=228.39+j180.82MVA(1分)Sy1= -U12y=

10、 -2482 j5.410-4= -j33.2122 注意負(fù)號(hào)表示向上注入功率(1分)S1=S1+Sy1=228.39+j147.60MVA(1分)2.首端末端推算節(jié)點(diǎn)電壓U=(P1R+Q1X) / U1=(229.386+147.6030) / 248=23.3809 kV(2分)U2=U1-U = 248-23.3809 kV=224.60910o注意：迭代過(guò)程一般出現(xiàn)新值，立刻使用，如（1）式中，求S2用S2 （2）式中，求S用S2分接頭調(diào)壓三、 某降壓變電站歸算到高壓側(cè)的變壓器阻抗以及其輸出的最大、最小負(fù)荷如圖所示，最大負(fù)荷時(shí)高壓側(cè)電壓為113kV，此時(shí)低壓允許電壓為10kV，最小負(fù)荷

11、時(shí)高壓側(cè)電壓為115kV，此時(shí)低壓允許電壓為11kV。試選擇變壓器分接頭。(不計(jì)變壓器功率損耗) 解答：計(jì)算結(jié)果正確2分，標(biāo)明單位1分。1.分接頭選擇 最大負(fù)荷時(shí)，歸算到高壓側(cè)的變壓器二次側(cè)電壓為U2max=U1max - ( PmaxR + QmaxX ) / U1max = 113-（183+1250）/ 113 = 107.21kV(3分)最小負(fù)荷時(shí)，歸算到高壓側(cè)的變壓器二次側(cè)電壓為U2min =U1 min - ( P min R + Q min X ) / U1 min = 115-（73+550）/ 115 = 112.64 kV(3分)按題意要求，最大負(fù)荷時(shí)二次側(cè)母線電壓不得低于

12、10 kV，則分接頭電壓應(yīng)為U1tmax= U2maxU2N / U2 =107.2111 / 10 = 117.93 kV (2分) 最小負(fù)荷時(shí)二次側(cè)母線電壓不得高于11 kV，則分接頭電壓應(yīng)為U1tmin= U2minU2N / U2 =112.6411/ 11 = 112.64kV(2分)取平均值U1t= (U1tmax + U1tmax) / 2 = 115.29kV(2分)選擇最接近的分接頭：110+22.5%=115.5 kV紅色部分為電壓損失，也可以單獨(dú)計(jì)算(1分)2.校驗(yàn) 本過(guò)程必不可少U2 max= U2maxU2 N / U1t = 107.2111/115.5=10.21

13、 kV10kV (2分)U2 min= U2minU2 N / U1t = 112.6411/115.5=10.73 kV11kV(2分)所選分接頭滿足要求。 短路計(jì)算問(wèn)題1. 電力系統(tǒng)各元件參數(shù)示于圖中，當(dāng)變壓器高壓母線上f點(diǎn)發(fā)生a相接地時(shí)，試分別計(jì)算故障點(diǎn)的各相短路電流、短路電壓的有名值。（故障前f點(diǎn)電壓Uf0115kV）（10分）解答： 取SB 100MVA，UBUav。 本基準(zhǔn)值假設(shè)非常必要正序網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障點(diǎn)的等值電抗： (1分)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障點(diǎn)的等值電抗： (1分)零序網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障點(diǎn)的等值電抗： (1分)當(dāng)a相接地時(shí)，復(fù)合序網(wǎng)如左圖所示：各序電流為： (1分)各序電壓為： (1分) (1

14、分)故障點(diǎn)的各相短路電流： (1分) 故障點(diǎn)的各相短路電壓： (1分)以上也可以用矩陣形式計(jì)算故障點(diǎn)短路電流、短路電壓的有名值分別為： (1分) (1分)2. 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)各元件標(biāo)么值參數(shù)示于圖中（SB =100MWA，UB = Uav），當(dāng)高壓母線上F點(diǎn)發(fā)生bc兩相短路故障時(shí)，求故障點(diǎn)各相短路電流、短路電壓的有名值。發(fā)電機(jī)E = 1X1 = 0.2X2 = 0.3變壓器X1 =X2 =X0 =0.13解答 1.復(fù)合序網(wǎng)故障點(diǎn)邊界條件Ufb=Ufc,Ifa=0,Ifb=-Ifc，正負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)x1=0.2+0.13=0.33 (0.5分)x2=0.3+0.13=0.43(0.5分)Ifa1= -

15、Ifa2 = E/j(x1+x2)= 1/j0.76= -j1.3158(1分)Ifa0=0(0.5分)Ufa1=Ufa2=E-jIfa1x1 = 0.5658(1分)Ufa0=0(0.5分)2.故障點(diǎn)相電流、電壓標(biāo)么值Ifa=Ifa1+Ifa2+Ifa0=0(0.5分)Ifb= a2Ifa1+ a Ifa2+Ifa0 = -2.279(0.5分)Ifc= a Ifa1+ a2 Ifa2+Ifa0 = 2.279(0.5分)Ufa=Ufa1+Ufa2+Ufa0=1.1316(0.5分)Ufb= a2Ufa1+ a Ufa2+Ufa0 = -0.5658(0.5分)Ufc= a Ufa1+ a2

16、 Ufa2+Ufa0 = -0.5658(0.5分)3.有名值UB=Uav/=115/=66.395kV(0.5分)IB=SB/UB=0.502kA(0.5分)Ifa =0(0.5分)Ifb=1.1442 kA(0.5分)Ifc= 1.1442 kA(0.5分)Ufa= 75.133 kV(0.5分)Ufb= Ufc=37.566 kV(1分)三相短路比較簡(jiǎn)單，一般步驟為1， 設(shè)基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓2， 求各元件電抗標(biāo)么值3， 求轉(zhuǎn)移阻抗（短路電抗）4， 求轉(zhuǎn)移阻抗倒數(shù)，即得到短路電流。若求沖擊電流，可參考沖擊系數(shù)若求短路容量，則參考電壓即可。穩(wěn)定計(jì)算問(wèn)題1、有一簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)如圖。已知：發(fā)電機(jī)參數(shù)：，原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，線路參數(shù)如圖示，無(wú)窮大系統(tǒng)母線電壓。如果在一條線路的始端突然發(fā)生三相短路，當(dāng)在突然三相短路后，轉(zhuǎn)子角度再增加 時(shí)才切除故障線路，問(wèn)此系統(tǒng)是否暫態(tài)穩(wěn)定？計(jì)算時(shí)假定為常數(shù)。（10分）解答計(jì)算結(jié)果正確1分1.正常運(yùn)行時(shí) (1分)解，得功角 (1分)2.故障時(shí)系統(tǒng)發(fā)生三相短路，則附加電抗， (1分)即發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送的功率變?yōu)? (1分)3.故障線路被切除后 (1分)解， (1分)4.極限切除角 (1分) (1分) (1分)5.結(jié)論：系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的。2. 畫圖說(shuō)明自動(dòng)重合閘提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的原理。解答：