電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)題答案

1、 電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)題 二、計(jì)算題 1有一臺(tái)110/11，容量為20000KVA的三相雙繞組變壓器，名牌給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：PK=135KW, P0=22KW，Uk%=10.5，I0%=0.8，試計(jì)算折算到一次側(cè)的型變壓器參數(shù)，畫出等值電路。2. 無窮大電源供電系統(tǒng)如圖1所示，在輸電線中點(diǎn)發(fā)生三相短路，求短路沖擊電流最大有效值和短路功率，已知：Ug=110kV,降壓變壓器參數(shù)為ZT=0.5003+j7.7818，ZL=1.1+j402。圖13.電力線路長(zhǎng)80km，線路采用LGJ-120導(dǎo)線，其參數(shù)為Zl=21.6+j33，Bl/2=1.1*10-4S，線路額定電壓為110KV，末端接有一臺(tái)容量為2

2、0MVA、變比為110/38.5KV的降壓變壓器，折算到變壓器高壓側(cè)的變壓器參數(shù)為： ZT=4.93+j63.5，YT=(4.95-j49.5)*10-6S，變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為15+j11.25MVA，正常運(yùn)行時(shí)要求線路始端電壓U1為117.26KV。試畫出網(wǎng)絡(luò)等值電路，計(jì)算該輸電網(wǎng)的潮流、電壓分布（有名值、標(biāo)幺值均可）。4計(jì)算圖3網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納矩陣（圖中數(shù)據(jù)是阻抗值）圖 35.單相對(duì)地短路故障如圖4所示，故障邊界條件為：, 其中：Z0=j0.25, Z1=j0.14, Z2=j0.15, UF=1.0500（a）畫出序網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系圖，(b)寫出正、負(fù)、零序故障電流、電壓計(jì)算式。圖4電力線路長(zhǎng)10

3、0km，線路采用LGJ-120導(dǎo)線，如圖3所示，其參數(shù)為Zl=27+j41.2，Bl/2=j1.3810-4S，線路額定電壓為110kV，末端接有一臺(tái)容量為20MVA、變比為110/38.5kV的降壓變壓器，折算到變壓器高壓側(cè)的變壓器參數(shù)為：ZT=4.93+j63.5，YT=(4.95-j49.5)10-6S，變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為10+j5MVA，正常運(yùn)行時(shí)要求線路始端電壓U1為118kV。（1）試畫出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為有名值時(shí)的等值電路；（2）計(jì)算各元件標(biāo)幺值并繪制標(biāo)幺值等值電路；（3）計(jì)算該輸電網(wǎng)的潮流、電壓分布（有名值、標(biāo)幺值均可）。圖3三、綜合題1. 某一網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行潮流計(jì)算后的數(shù)據(jù)如圖5所示，說明

4、該系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器及負(fù)載個(gè)數(shù)，利用圖中數(shù)據(jù)說明發(fā)電機(jī)總的發(fā)電功率，負(fù)荷總的用電功率，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)損耗和效率，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓是否滿足穩(wěn)態(tài)運(yùn)行要求，若要增大節(jié)點(diǎn)電壓可采取哪種措施？ 圖52、電力線路長(zhǎng)80km，線路采用LGJ-120導(dǎo)線，如圖3所示，其參數(shù)為Zl=21.6+j33，Bl/2=j1.110-4S，線路額定電壓為110kV，末端接有一臺(tái)容量為20MVA、變比為110/38.5kV的降壓變壓器，折算到變壓器高壓側(cè)的變壓器參數(shù)為： ZT=4.93+j63.5，YT=(4.95-j49.5)10-6S，變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為10+j6MVA，正常運(yùn)行時(shí)要求線路始端電壓U1為118 kV。（1）

5、試畫出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為有名值時(shí)的等值電路；（2）計(jì)算各元件標(biāo)幺值并繪制標(biāo)幺值等值電路；（3）計(jì)算該輸電網(wǎng)的潮流、電壓分布（有名值、標(biāo)幺值均可）。圖33.電力網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，各元件參數(shù)用純電抗表示，試?yán)L制該電力網(wǎng)正序、負(fù)序及零序等值電路，寫出網(wǎng)絡(luò)f-1（n）點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí)的正序、負(fù)序及零序等效電抗表達(dá)式，繪制該點(diǎn)單相接地短路時(shí)的三序網(wǎng)的連接關(guān)系圖。 圖24、如圖3所示的某三相系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生單相接地故障，已知，Z1=j0.4， Z2=j0.5，Z0=j0.25，Zk=j0.35。求a相經(jīng)過阻抗Zk接地短路時(shí)短路點(diǎn)的各相電流、電壓。（20分）圖35、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖4

6、所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量）。（15分）圖4 6、電力線路長(zhǎng)100km，線路采用LGJ-120導(dǎo)線，如圖3所示，其參數(shù)為Zl=27+j41.2，Bl/2=j1.3810-4S，線路額定電壓為110kV，末端接有一臺(tái)容量為20MVA、變比為110/38.5kV的降壓變壓器，折算到變壓器高壓側(cè)的變壓器參數(shù)為：ZT=4.93+j63.5，YT=(4.95-j49.5)10-6S，變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為10+j5MVA，正常運(yùn)行時(shí)要求線路始端電壓U1為118kV。（1）試畫出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為有名值時(shí)的等值電路；（2）計(jì)算各元件標(biāo)幺值并

7、繪制標(biāo)幺值等值電路；（3）計(jì)算該輸電網(wǎng)的潮流、電壓分布（有名值、標(biāo)幺值均可）。圖37、在圖4所示的電力網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)降壓變電所母線上發(fā)生了三相短路時(shí)，可將系統(tǒng)視為無限大容量電源，試求此時(shí)短路點(diǎn)的沖擊電流，短路電流的最大有效值和短路容量。圖4 電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)題答案一、 簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的基本要求?答：三相電力系統(tǒng)滿足統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的要求，每一臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出必須接近于預(yù)先設(shè)定值；必須確保聯(lián)絡(luò)線潮流低于線路熱極限和電力系統(tǒng)穩(wěn)定極限；必須保持某些中樞點(diǎn)母線上的電壓水平在容許范圍內(nèi)，必要時(shí)用無功功率補(bǔ)償計(jì)劃來達(dá)到； 區(qū)域電網(wǎng)是互聯(lián)系統(tǒng)的一部分，必須執(zhí)行合同規(guī)定的輸送至鄰網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線功率計(jì)劃； 用

8、故障前的潮流控制策略使事故擾動(dòng)效應(yīng)最小化。2.試說明潮流計(jì)算中如何對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類？其特點(diǎn)如何？答: 1）平衡節(jié)點(diǎn)，一般一個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗是未知的，因此，至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無功功率Q不能給定。另外必須選定一個(gè)節(jié)點(diǎn)，制定其電壓相角為零，作為其它節(jié)點(diǎn)電壓相位的參考，這個(gè)節(jié)點(diǎn)叫基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。為了計(jì)算方便，常將平衡節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)設(shè)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。平衡節(jié)點(diǎn)是電壓參考節(jié)點(diǎn)，該母線的是給定值，作為輸入數(shù)據(jù)，典型取標(biāo)幺值。潮流程序計(jì)算P1和Q1。因?yàn)槠胶夤?jié)點(diǎn)的P、Q事先無法確定，為使潮流計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際，常把平衡節(jié)點(diǎn)選在有較大調(diào)節(jié)裕量的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，潮流計(jì)算結(jié)束時(shí)

9、若平衡節(jié)點(diǎn)的有功功率、無功功率和實(shí)際情況不符，就要調(diào)整其他節(jié)點(diǎn)的邊界條件以使平衡節(jié)點(diǎn)的功率滿足實(shí)際允許范圍。2）PQ節(jié)點(diǎn)，Pi和Qi是輸入數(shù)據(jù)。這類節(jié)點(diǎn)的有功功率Pi和無功功率Qi是給定的，潮流計(jì)算程序計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓幅值Ui和相角。負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和無功功率注入的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都屬于這類節(jié)點(diǎn)。有些情況下，系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)為固定時(shí)，該發(fā)電廠母線也可以作為PQ節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)典型的潮流程序中絕大多數(shù)母線作為PQ節(jié)點(diǎn)。3）PU節(jié)點(diǎn)（電壓控制母線），Pi和Ui是輸入數(shù)據(jù)。這類節(jié)點(diǎn)的有功功率Pi和節(jié)點(diǎn)電壓幅值Ui是給定的，潮流程序計(jì)算節(jié)點(diǎn)的無功功率Qi和電壓相角。這類節(jié)點(diǎn)必須具有足夠的無功可調(diào)容量，用

10、以保持給定的節(jié)點(diǎn)電壓幅值。在電力系統(tǒng)中這類節(jié)點(diǎn)的數(shù)目較少。3.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)有功功率對(duì)頻率有什么影響？系統(tǒng)為什么要設(shè)置有功功率備用容量？答：當(dāng)電力系統(tǒng)中負(fù)荷增大時(shí)，頻率下降，負(fù)荷減小時(shí)，頻率升高，負(fù)荷的變化將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的偏移，頻率變化超出允許范圍時(shí)，對(duì)用電設(shè)備的正常工作和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生影響，甚至造成事故，因此應(yīng)對(duì)發(fā)電功率作相應(yīng)調(diào)整，以使系統(tǒng)在要求的頻率下達(dá)到新的平衡。為了保證供電可靠性及電能質(zhì)量合格，系統(tǒng)需要具有一定的備用容量，只有在具備系統(tǒng)備用容量的情況下，才有可能進(jìn)行系統(tǒng)的頻率調(diào)整與廠間負(fù)荷的最優(yōu)分配。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分稱為系統(tǒng)的備用容量，即備用容量=系統(tǒng)可用電源容量-發(fā)

11、電負(fù)荷。4.簡(jiǎn)述我國(guó)常用的額定電壓等級(jí)，各電氣設(shè)備額定電壓是如何規(guī)定的？答：我國(guó)常用的額定電壓等級(jí)有：6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500kV和750kV, 800kV,1000kV。輸電線路的額定電壓取線路首末兩端電壓平均值，UN =(UaUb)/2 。各用電設(shè)備的額定電壓：取與線路的額定電壓相等，從而使所有用電設(shè)備在額定電壓的附近處運(yùn)行。用電設(shè)備容許的電壓偏移一般為5%，沿線電壓降落一般為10%，因而要求線路始端電壓為額定值的1.05倍，并使末端電壓不低于額定值的0.95倍。發(fā)電機(jī)通常接于線路始端，因此發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的1.05倍。UGN UN

12、（15）變壓器一次側(cè)額定電壓：取等同于用電設(shè)備額定電壓，對(duì)于直接和發(fā)電機(jī)相聯(lián)的變壓器，其一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓即：U1N UGN UN（15）變壓器二次側(cè)額定電壓：取比線路額定電壓高5% ，因變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時(shí)的電壓，而額定負(fù)荷下變壓器內(nèi)部電壓降落約為5%。為使正常時(shí)變壓器二次側(cè)電壓較線路額定電壓高5%，變壓器二次側(cè)額定電壓取比線 路額定電壓高10%。 5. 電能質(zhì)量的三個(gè)主要指標(biāo)是什么？各有怎樣的要求？ 答：電壓 電壓偏移是指電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓之差（代數(shù)差）。規(guī)定：用戶端額定電壓不應(yīng)超過額定電壓的：35KV級(jí)以上的用戶為5%；10KV及以下用戶為 7%；低壓照明

13、用戶為 5%-10%。頻率我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)頻率是50Hz, 一般頻率波動(dòng)應(yīng)在 0.5Hz以內(nèi)，對(duì)于精密儀器系統(tǒng)頻率波動(dòng)應(yīng)在 0.2Hz以內(nèi)。波形 為正弦波，波形不能畸變。6簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)標(biāo)幺值的定義及基準(zhǔn)值的選定原則。標(biāo)么值：采用其實(shí)際值（有名單位值）與某一選定的值的比值 表示：選擇基準(zhǔn)值的規(guī)則:在電氣量中可先選定兩個(gè)基準(zhǔn)值，通常先選定基準(zhǔn)功率SB和基準(zhǔn)電壓UB，一個(gè)系統(tǒng)中只選定一個(gè)功率基準(zhǔn)值，變壓器高、低壓側(cè)基準(zhǔn)電壓之比等于額定變比。7簡(jiǎn)述采用標(biāo)幺制的好處以及選擇基準(zhǔn)值的規(guī)則。答：采用標(biāo)幺制的好處:采用適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值，可簡(jiǎn)化變壓器等值電路，在高、低壓側(cè)變壓器標(biāo)幺等值電路參數(shù)相同，采用標(biāo)幺值計(jì)算避免差生誤

14、差。當(dāng)采用設(shè)備額定值作為基準(zhǔn)值時(shí)，設(shè)備的標(biāo)幺阻抗在某一數(shù)值范圍內(nèi)，便于檢查計(jì)算誤差。選擇基準(zhǔn)值的規(guī)則:在電氣量中可先選定兩個(gè)基準(zhǔn)值，通常先選定基準(zhǔn)功率SB和基準(zhǔn)電壓UB，一個(gè)系統(tǒng)中只選定一個(gè)功率基準(zhǔn)值，變壓器高、低壓側(cè)基準(zhǔn)電壓之比等于額定變比。8簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)短路的種類及危害。答：電力系統(tǒng)短路故障有時(shí)也稱為橫向故障，因?yàn)樗窍鄬?duì)相或相對(duì)地的故障， (三相短路), (單相短路), (兩相短路), (兩相接地短路). 還有一種稱為縱向故障的情況，即斷線故障。危害：短路電流很大，引起導(dǎo)體及絕緣體的嚴(yán)重發(fā)熱而損壞.導(dǎo)體、母線受到強(qiáng)大的電流動(dòng)力，也可造成損壞。短路致使電網(wǎng)電壓突然降低，影響用電設(shè)備正常工作

15、。最嚴(yán)重的后果是系統(tǒng)解列。另外，斷路故障對(duì)通信也有影響。9. 簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)頻率變動(dòng)時(shí)，對(duì)用戶的影響有哪些?答：用戶使用的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率有關(guān)。頻率變化將引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如，紡織工業(yè)、造紙工業(yè)等都將因頻率變化而出現(xiàn)殘次品。近代工業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)都已廣泛使用電子設(shè)備，系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定將會(huì)影響電子設(shè)備的工作。雷達(dá)、電子計(jì)算機(jī)等重要設(shè)施將因頻率過低而無法運(yùn)行。頻率變動(dòng)對(duì)發(fā)電廠和系統(tǒng)本身也有影響：火力發(fā)電廠的主要廠用機(jī)械風(fēng)帆和泵，在頻率降低時(shí)，所能供應(yīng)的風(fēng)量和水量將迅速減少，影響鍋爐的正常運(yùn)行。 低頻率運(yùn)行還將增加汽輪機(jī)葉片所受的應(yīng)力，引起葉片的共振，縮短葉片的壽命，甚

16、至使葉片斷裂。低頻率運(yùn)行時(shí)，由于磁通密度的增大，變壓器的鐵芯損耗和勵(lì)磁電流都將增大。 頻率降低時(shí)，系統(tǒng)中的無功功率負(fù)荷將增加，而無功功率負(fù)荷的增大又將促使系統(tǒng)電壓水平的下降?？傊?。由于所有設(shè)備都是按系統(tǒng)額定頻率設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)頻率質(zhì)量的下降將影響各行各業(yè)。而頻率過低時(shí)，甚至?xí)拐麄€(gè)系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。10. 試說明潮流計(jì)算中如何對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類？其特點(diǎn)如何？ 答: 1）平衡節(jié)點(diǎn)，一般一個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗是未知的，因此，至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無功功率Q不能給定。另外必須選定一個(gè)節(jié)點(diǎn)，制定其電壓相角為零，作為其它節(jié)點(diǎn)電壓相位的參考，這個(gè)節(jié)點(diǎn)叫基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)

17、。為了計(jì)算方便，常將平衡節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)設(shè)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。平衡節(jié)點(diǎn)是電壓參考節(jié)點(diǎn)，該母線的是給定值，作為輸入數(shù)據(jù)，典型取標(biāo)幺值。潮流程序計(jì)算P1和Q1。因?yàn)槠胶夤?jié)點(diǎn)的P、Q事先無法確定，為使潮流計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際，常把平衡節(jié)點(diǎn)選在有較大調(diào)節(jié)裕量的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，潮流計(jì)算結(jié)束時(shí)若平衡節(jié)點(diǎn)的有功功率、無功功率和實(shí)際情況不符，就要調(diào)整其他節(jié)點(diǎn)的邊界條件以使平衡節(jié)點(diǎn)的功率滿足實(shí)際允許范圍。2）PQ節(jié)點(diǎn)，Pi和Qi是輸入數(shù)據(jù)。這類節(jié)點(diǎn)的有功功率Pi和無功功率Qi是給定的，潮流計(jì)算程序計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓幅值Ui和相角。負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和無功功率注入的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都屬于這類節(jié)點(diǎn)。有些情況下，系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)為固

18、定時(shí)，該發(fā)電廠母線也可以作為PQ節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)典型的潮流程序中絕大多數(shù)母線作為PQ節(jié)點(diǎn)。3）PU節(jié)點(diǎn)（電壓控制母線），Pi和Ui是輸入數(shù)據(jù)。這類節(jié)點(diǎn)的有功功率Pi和節(jié)點(diǎn)電壓幅值Ui是給定的，潮流程序計(jì)算節(jié)點(diǎn)的無功功率Qi和電壓相角。這類節(jié)點(diǎn)必須具有足夠的無功可調(diào)容量，用以保持給定的節(jié)點(diǎn)電壓幅值。在電力系統(tǒng)中這類節(jié)點(diǎn)的數(shù)目較少。11. 簡(jiǎn)述影響電力系統(tǒng)的負(fù)載能力的因素有哪些？ 答: 影響線路帶負(fù)載能力的三個(gè)重要因素為：（1）熱極限，（2）電壓降落極限，（3）穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定性極限。對(duì)于短電力線路，導(dǎo)體的最大溫度取決于熱極限；對(duì)于中等長(zhǎng)度電力線路，線路負(fù)載能力主要取決于電壓降落的限制；對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電線路，穩(wěn)

19、態(tài)穩(wěn)定性則是最重要的限制因素。12. 電力系統(tǒng)的故障類型都有哪些？ 答：短路故障稱為電力系統(tǒng)的橫向故障，因?yàn)樗鼈兪请娏ο到y(tǒng)相與相或相與地的問題，而相與相或相與地的關(guān)系認(rèn)為是橫向關(guān)系。還有一種常見的故障是斷線造成的故障，稱為電力系統(tǒng)縱向故障。所謂斷線，通常是發(fā)生一相或兩相短路后，故障相開關(guān)跳開造成非全相運(yùn)行的情況。短路故障分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路四種。三相短路時(shí)三相系統(tǒng)仍然保持對(duì)稱，故稱為對(duì)稱短路，其余三種類型的短路發(fā)生時(shí)，三相系統(tǒng)不再對(duì)稱，故稱不對(duì)稱短路。 13. 簡(jiǎn)述短路發(fā)生的原因和危害有哪些？答：所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相或相與地(或中性線)之

20、間的連接。在正常運(yùn)行時(shí)，除中性點(diǎn)外，相與相或相與地之間是絕緣的。產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對(duì)地絕緣被破壞。正常運(yùn)行時(shí)電力系統(tǒng)各部分絕緣是足以承受所帶電壓的，且具有一定的裕度。但架空輸電線路的絕緣子可能由于受到過電壓(例如由雷擊引起)而發(fā)生閃絡(luò)或者由于空氣的污染使絕緣子表面在正常工作電壓下放電；其它電氣設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜等載流部分的絕緣材料在運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行中削弱或損壞，造成帶電部分的相與相或相與地形成通路；運(yùn)行人員在設(shè)備(線路)檢修后未拆除地線就加電壓或者帶負(fù)荷拉刀閘等誤操作也會(huì)引起短路故障；此外，鳥獸跨接在裸露的載流部分以及大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起架空線路桿塔倒塌所

21、造成的短路也屢見不鮮。短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備有很大的危害，主要表現(xiàn)在如下幾方面:發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路的阻抗減小以及突然短路的暫態(tài)過程，使短路回路中的短路電流值大大增加，可能超過該回路的額定電流許多倍。短路點(diǎn)距發(fā)電機(jī)的電氣距離越近(即阻抗越小)，短路電流越大。例如在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過發(fā)電機(jī)定子回路的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)發(fā)電機(jī)額定電流的倍，在大容量系統(tǒng)中的短路電流可達(dá)幾萬甚至幾十萬安培。短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電氣設(shè)備；短路電流通過電氣設(shè)備中的導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞。同時(shí)，導(dǎo)體也會(huì)受到很大的電動(dòng)力沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。因此，各種電氣設(shè)備應(yīng)有足

22、夠的熱穩(wěn)定度和動(dòng)穩(wěn)定度，使電氣設(shè)備在通過最大可能的短路電流時(shí)不致?lián)p壞。14. 簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的基本要求?答：電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行應(yīng)滿足以下要求:1）滿足系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的要求，每一臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出必須接近于預(yù)先設(shè)定值；2）必須確保聯(lián)絡(luò)線潮流低于線路熱極限和電力系統(tǒng)穩(wěn)定極限；3）必須保持某些中樞點(diǎn)母線上的電壓水平在容許范圍內(nèi)，必要時(shí)用無功功率補(bǔ)償計(jì)劃來達(dá)到；4）區(qū)域電網(wǎng)是互聯(lián)系統(tǒng)的一部分，必須執(zhí)行合同規(guī)定的輸送至鄰網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線功率計(jì)劃； 5）用故障前的潮流控制策略使事故擾動(dòng)效應(yīng)最小化。15. 簡(jiǎn)述衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)有哪些？答：電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量三個(gè)方面。電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量一般都

23、以偏移是否超過給定值來衡量，我國(guó)規(guī)定，用戶供電電壓的允許偏移量是額定值的+5%-7%，額定頻率是50Hz，允許的偏移量為0.20.5Hz。波形質(zhì)量則以畸變是否超過給定值來衡量，所謂畸變率（或正弦波形畸變率），是指各次諧波有效值平方和的方根值與基波有效值的百分比。給定的允許畸變率常因供電電壓等級(jí)而異，例如，以380、220V供電時(shí)為5%，以10kV供電時(shí)為4%，等等。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一些 手段予以保證。16.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中負(fù)荷的種類及常用的頻率調(diào)整方法？ 答：一般將系統(tǒng)實(shí)際的負(fù)荷看作由三種具有不同變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷組成:第一種變動(dòng)幅度很小（0.1%0.5%），周期又很短（一般10s以

24、內(nèi)），這種負(fù)荷變動(dòng)有很大的偶然性。第二種變動(dòng)幅度較大（0.5%1.5%），周期也較長(zhǎng)（一般10s3min），屬于這種的主要有電爐、壓延機(jī)械、電氣機(jī)車等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng)；第三種變動(dòng)幅度最大，周期也最長(zhǎng)的可預(yù)測(cè)負(fù)荷，這一種是由于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng)。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整大體上也可分為一次、二次、三次調(diào)整三種，對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移，由發(fā)電機(jī)組調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整，稱為頻率的一次調(diào)整；第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移，由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器進(jìn)行調(diào)整，稱為頻率的二次調(diào)整；對(duì)第三種負(fù)荷變化，必須根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷曲線，按優(yōu)化原則在各廠（機(jī)組）間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配，也稱為三次調(diào)整。17.

25、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)主要的無功電源及無功功率負(fù)荷有哪些？ 答：電力系統(tǒng)的無功電源向系統(tǒng)發(fā)出滯后的無功功率，一般系統(tǒng)中有以下幾類無功電源，一是同步發(fā)電機(jī)以及過激運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)；二是無功補(bǔ)償電源包括電容器、靜止無功補(bǔ)償器和同步調(diào)相機(jī)；三是110kV及以上電壓線路的充電功率。系統(tǒng)中無功功率負(fù)荷主要有以下幾類，1）用戶與發(fā)電廠廠用電的無功負(fù)荷（主要是異步電動(dòng)機(jī)）；2）線路和變壓器的無功損耗；3）并聯(lián)電抗器的無功損耗。18. 簡(jiǎn)述無功功率管理的主要措施有哪些？答：無功功率管理的具體措施包括： （1）電力用戶的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上；（2）分散安裝電容器，就地供無功功率。（3）在一次及二次變電所的低壓母線上安

26、裝電容器，樞紐變電所安裝調(diào)相機(jī)。在有無功沖擊負(fù)荷的變電所以及超高壓送電線末端宜安裝靜止無功補(bǔ)償器；（4）對(duì)于水、火聯(lián)合電網(wǎng)，枯水期利用水電機(jī)組調(diào)相運(yùn)行，豐水期利用火電機(jī)組調(diào)相運(yùn)行，供出感性無功功率；（5）同步電動(dòng)機(jī)過激運(yùn)行，供出感性無功功率。19. 簡(jiǎn)述影響電力系統(tǒng)的負(fù)載能力的因素有哪些？ 答: 影響線路帶負(fù)載能力的三個(gè)重要因素為：（1）熱極限，（2）電壓降落極限，（3）穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定性極限。對(duì)于短電力線路，導(dǎo)體的最大溫度取決于熱極限；對(duì)于中等長(zhǎng)度電力線路，線路負(fù)載能力主要取決于電壓降落的限制；對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電線路，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定性則是最重要的限制因素。20. 電力系統(tǒng)的故障類型都有哪些？ 答：短路故障稱為

27、電力系統(tǒng)的橫向故障，因?yàn)樗鼈兪请娏ο到y(tǒng)相與相或相與地的問題，而相與相或相與地的關(guān)系認(rèn)為是橫向關(guān)系。還有一種常見的故障是斷線造成的故障，稱為電力系統(tǒng)縱向故障。所謂斷線，通常是發(fā)生一相或兩相短路后，故障相開關(guān)跳開造成非全相運(yùn)行的情況。短路故障分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路四種。三相短路時(shí)三相系統(tǒng)仍然保持對(duì)稱，故稱為對(duì)稱短路，其余三種類型的短路發(fā)生時(shí)，三相系統(tǒng)不再對(duì)稱，故稱不對(duì)稱短路。 二、計(jì)算題1.解：計(jì)算變壓器阻抗1）串聯(lián)電阻（歸算到121kV高電壓側(cè)）2）串聯(lián)電抗3）勵(lì)磁回路（并聯(lián)）導(dǎo)納參數(shù)等效在高壓側(cè)2.解：短路電流周期分量有效值沖擊系數(shù)： 短路沖擊電流、最大有效值及短路

28、功率3.解：由已知條件繪制網(wǎng)絡(luò)等值電路為先設(shè)全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓為線路額定電壓 ，求潮流分布（由末端向始端推算功率損耗及功率分布）。1）從末端向始端推算各元件的功率損耗和全網(wǎng)功率分布而不計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓。變壓器功率損耗：線路末端導(dǎo)納支路功率損耗：線路阻抗支路末端功率：線路阻抗損耗：線路首端導(dǎo)納支路功率損耗：首端功率：2）待求得首端功率后，由給定的首端電壓，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功率分布從首端至末端推算各元件的電壓損耗和各節(jié)點(diǎn)電壓，不再重新計(jì)算全網(wǎng)的功率分布。4.解 根據(jù)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的定義，求導(dǎo)納矩陣各元素：Y14=Y24=Y41=Y42=05.解：根據(jù)故障類型有二、 綜合題1、解：發(fā)電機(jī)總的發(fā)電功率，SG=377+

29、j136+520+j354=897+j490MVA負(fù)荷總的用電功率，SL=60+j30+800+j300=860+j330MVA網(wǎng)絡(luò)損耗功率為S= SG- SL=（897+j490）-（860+j330）=37+j160MVA節(jié)點(diǎn)1、3、4、5電壓分別為1、相角00；1.05、相角-0.0340；1.017、相角-2.3730；0.970、相角-4.3360，滿足節(jié)點(diǎn)電壓在額定值5%的運(yùn)行要求。節(jié)點(diǎn)2電壓低于0.816、相角-22.5540，低于0.95，不滿足節(jié)點(diǎn)電壓在額定值5%的運(yùn)行要求，可以安裝無功功率補(bǔ)償設(shè)備提高該點(diǎn)電壓。2、 電力線路長(zhǎng)80km，線路采用LGJ-120導(dǎo)線，如圖3所示

30、，其參數(shù)為Zl=21.6+j33，Bl/2=j1.110-4S，線路額定電壓為110kV，末端接有一臺(tái)容量為20MVA、變比為110/38.5kV的降壓變壓器，折算到變壓器高壓側(cè)的變壓器參數(shù)為： ZT=4.93+j63.5，YT=(4.95-j49.5)10-6S，變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為SD=15+j11.25MVA，正常運(yùn)行時(shí)要求線路始端電壓U1為117.26kV。（1）試畫出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為有名值時(shí)的等值電路；（2）計(jì)算各元件標(biāo)幺值并繪制標(biāo)幺值等值電路；（3）計(jì)算該輸電網(wǎng)的潮流、電壓分布（有名值、標(biāo)幺值均可）。 解：（1）由已知條件繪制網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為有名值時(shí)的等值電路為（2）計(jì)算各元件標(biāo)幺值設(shè)基準(zhǔn)容量為

31、SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓為UB=110kV，線路參數(shù)標(biāo)幺值如下：變壓器參數(shù)標(biāo)幺值如下：負(fù)荷標(biāo)幺值為：標(biāo)幺值等值電路為：（3）計(jì)算該輸電網(wǎng)的潮流、電壓分布用有名值計(jì)算，先設(shè)全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓為線路額定電壓110kV，求潮流分布（由末端向始端推算功率損耗及功率分布）。1）從末端向始端推算各元件的功率損耗和全網(wǎng)功率分布而不計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓。變壓器阻抗中的功率損耗為：變壓器導(dǎo)納中的功率損耗為：變壓器首端功率：線路末端導(dǎo)納支路功率損耗：線路阻抗支路末端功率：線路阻抗損耗：線路首端導(dǎo)納支路功率損耗：首端功率：2）待求得首端功率后，由給定的首端電壓，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功率分布從首端至末端推算各元件的電壓損耗和各節(jié)點(diǎn)電壓，不再重新計(jì)算全網(wǎng)的功率分布。線路電壓降落：變壓器電壓降落：變壓器低壓側(cè)電壓為：3、電力網(wǎng)絡(luò)如圖6所示，各元件參數(shù)用純電抗表示，試?yán)L制該電力網(wǎng)正序、負(fù)序及零序等值電路，寫出網(wǎng)絡(luò)的f-1（n）點(diǎn)發(fā)生單相不對(duì)稱短路時(shí)正序、負(fù)序及零序等效電抗表達(dá)式，繪制三序網(wǎng)的連接關(guān)系圖。(10分) 圖2正序等效零序等效4、如圖3所示的某三相系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生單相接地故障，已知，Z1=j0.4， Z2=j