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基于正规形理论的电力系统振荡稳定分析_夏成军

基于正规形理论的电力系统振荡稳定分析_夏成军
基于正规形理论的电力系统振荡稳定分析_夏成军

基于正规形理论的电力系统振荡稳定分析

夏成军,周良松,彭 波,胡会骏

(华中科技大学电力工程系,湖北武汉430074)

摘要:介绍了正规形理论的基本内容及其在电力系统中的应用情况,将正规形理论应用于电力系统振荡稳定分析中,可以将线性系统中的参与因子的概念推广到非线性系统中,为理解系统各振荡模式之间的非线性相互作用提供度量。

关键词:正规形理论; 非线性分析; 振荡模式; 参与因子; 特征值分析

中图分类号:T M711 文献标识码:A 文章编号:100324897(2001)0820013204

1 引言

正规形理论是简化常微分方程和微分同胚的重要工具,其主要内容是,对于一给定的向量场或映射,在给定的等价类中找到其较简单的形式以便于研究。从H.P oincare开始,一百多年来正规形理论得到很大发展,特别是近年来,由于这一理论在Hil2 bert第16问题、分岔理论等领域的广泛应用,它已越来越受到人们的关注。[1]

最近几年,美国学者开展了将这一理论应用于电力系统分析中的研究工作。从现有资料看,他们的工作主要集中于这样几个方面:①估计电力系统的暂态稳定域。[2]按照动力系统理论,故障后系统不稳定平衡点的稳定流形的并集组成了系统的稳定边界。将故障后系统的微分方程组经正规形变换后,求出系统在主导不稳定平衡点处的稳定流形,就可以估算故障后系统的稳定域。②电力系统的预测解列分析。[3,4]可以应用正规形理论分析电力系统在故障后的结构稳定性,识别出系统的失稳模式,从而预测失稳的发电机群,决定解列措施。③电力系统区域间振荡分析及振荡模式间的非线性相互作用分析。[5~10]研究表明:在“重负荷、弱联系、快速励磁、低阻尼”的情况下,电力系统受到扰动时,极有可能出现区域间机电振荡并导致系统失稳。用正规形理论分析系统的振荡模式,可以识别主导振荡模式并计及各振荡模式之间的非线性相互作用,更好地理解系统振荡的机理和选择抑制系统振荡的措施。

在国内,将正规形理论应用于电力系统的研究工作才刚刚开始,且研究领域集中在如何利用非线性动力学系统理论和正规形理论来确定电力系统暂态稳定域[11,12,13]。本文介绍了正规形理论如何应用于电力系统振荡稳定分析中,并且将小干扰法中的参与因子的概念推广到非线性系统中。2 问题的提出

在电力系统发展初期,稳定问题通常表现为发电机与系统间的非同期失步。但随着系统规模的扩大,网络结构的增强,系统的抗干扰性也增强了,不稳定就常表现为发电机(或发电机群)之间的增幅性振荡,在互联系统的联络线上这种情况尤为突出。因其振荡频率范围为0.2~2.5H z,通常将这种振荡称为低频振荡,或称为功率振荡。低频振荡有两类表现形式:一类为区域间振荡模式;另一类为就地机组间振荡模式。

对低频振荡问题的传统分析方法是小干扰法,即求解系统在某运行点上的线性化微分方程组的特征值和特指向量,由系统的特征值和特指向量分析来确定系统的主导振荡模式和机组之间的相互作用。这种分析方法是基于系统在运行时受到的扰动较小,可以将系统线性化,其本质是一种稳态分析方法。当电力系统在运行中受到大的扰动而发生振荡时,这种分析方法就带来很大误差。而且研究表明,电力系统的各振荡模式之间存在非线性相互作用,在一定条件下,这种非线性相互作用会引起参数谐振[14]而发生大幅度的振荡。小干扰法无法分析振荡模式之间的非线性相互作用,也就不能把握电力系统的非线性本质。

近年来非线性理论分析方法在电力系统稳定分析与控制中得到了很大发展。这种方法是用分岔理论把特征值和高阶多项式结合起来,从数学空间结构上分析系统的稳定性,用此理论统一研究电力系统中的静态失稳和周期振荡,能从数学角度更全面地分析电力系统稳定性。由于考虑到实际系统的非线性特点,该方法理论上比小干扰法更能把握问题实质。但现有的非线性理论的算法大都基于简单系统,对于多机系统还需进一步研究。

因此,需要一种新的工具来分析系统的振荡稳定问题,该工具应满足如下要求:

(1)能分析大扰动后系统的振荡稳定情况,能识别系统的主导振荡模式;

(2)能识别系统振荡模式之间的非线性相互作用;

(3)能统一研究系统的静态失稳和周期振荡甚至暂态稳定问题。

(4)不但能应用于简单的系统,也能应用于复杂的大系统。

3 系统模型

对于一具有N台发电机的电力系统,采用经典数学模型,即各发电机用X′

d后的电势E′保持恒定,并认为δ′与δ相等来进行模拟,负荷用恒定阻抗模拟,并假定原动机功率不变,忽略系统阻尼情况下,可列出全系统的微分方程组如下:

dδi

d t

=ωi

dωi d t =

1

T Ji

(P

mi

-P ei)

i=1,2,…,N(1)

其中P

ei =E i2G ii+6

N

j=1

j≠i

[E i E j G ij cos(δi-δj)+

E i E j B ij sin(δi-δj)] i,j=1,2,…,N

Y ij=G ij+jB ij为发电机内电势节点导纳矩阵。4 正规形理论(Normal F orm Theory)[1,15,16]

正规形理论的基本思想,是在奇点(或不动点)附近经过光滑变换把向量场(或微分同坯)化成(在一定意义下)尽可能简单的形式,以便于研究。这是源于P oincare时代的一个课题。由于近年来分岔理论的发展,正规形的应用更加广泛,因而重新引起人们对它的重视,并得出若干计算正规形的新方法。

可以将系统的微分方程组(1)记为一般形式:

X=f(X), X∈R n,

f:R n→R n, X0=X(0) (2)

其中X=[δ

1

,ω1,δ2,ω2,…,δN,ωN]T

正规形理论是对系统微分方程组(2)的泰勒展开式逐阶进行非线性变换,变换成一个线性系统进行分析,然后将线性系统反变换成原非线性系统,从而由线性系统得到原非线性系统的特性。

将方程组(2)在系统故障后稳定平衡点处泰勒展开,其泰勒展开式可以表示为:

X=AX+X2(X)+X3(X)+…+H.O.T.

X∈R n

或者

X=AX+h(X) X∈R n (3)

其中变量X为原变量X相对于故障后稳定平衡点的偏移,AX为系统的线性部分,而h(X)则为系统的非线性部分。

4.1 特征值分析

分析系统(3)的线性化微分方程组的特征值和特征向量,识别系统的主导振荡模式。

线性化系统只包含微分方程泰勒展开式的一阶项,即:

X=AX (4)

X=[δ1,ω1,δ2,ω2,…,δN,ωN]T。计算出矩阵A的特征值和特征向量就可以知道系统的振荡模式,从中识别出主导振荡模式。为简单起见,这里仅讨论矩阵A经相似变换后可化为对角阵的情形。设其特征值为λ

i

,A的特征向量组成了变换矩阵U,将X=UY代入原方程,变成

Y=J Y, Y0=U-1X0 (5)

J=U-1AU是一对角矩阵,其对角元素为A的特征值。方程(5)实现了各变量之间的解耦。因此第i个变量的解是

y i(t)=y i0eλi t (6)

y i0是(5)系统的第i个初始值。经变换X=UY 得到原状态变量的线性解

x i(t)=6

n

j=1

u ij y j0eλj t (7) u ij是右向量矩阵U第i行第j列元素。

4.2 正规形变换

对于微分方程组(3)作变量的线性变换,将线性部分矩阵变成一个对角形矩阵J。方程式(3)变成关于新变量Y的方程:

Y=J Y+v(Y) (8)

这里v是h经对角化变换后的形式,v是y的标准幂系列。现在我们希望尽量消去v(y)中的非线性项,作变量代换

Y=Z+φ(Z) (9)

这里φ(z)(由后面给出)是一阶数为r≥2的向量多项式。

将(9)代入(8),得到

d z

d t

+

9z

d z

d t

=Jz+Jφ+v[z+φ(z)] (10)要消去v的最低非线性项(阶数为r),其充分条件是要求下式成立:

L J?φ=9φ

9z?(J?z)-J?

φ=v(z) (11)

其中,L

J为同调算子。方程式(11)被称为函数

φ的同调方程。

在此条件下,方程式(10)可化简为

d z

d t

=J?z+(阶数高于r的项) (12)故这一过程的关键问题是求解方程式(11)。

将向量多项式φ(未知)和v(已知)表示为向量单项式之和的形式:

v=6

s,m

v m,s z m u s

φ=6h

m,s z m u s

(13)

将(13)代入方程式(11)并比较每一基向量u

s 相同次幂项的系数,得到:

h m,s=

v m,s

6

i

m iωi-ωs

(14)

 当6

i

m iωi-ωs≠0时。

当某一个特征值可以表示为至少两个特征值的线性组合,式(14)便无意义。即

ω

s =6

i

m iωi, 6

j

|m j|≥2 (15)

这正是在分岔点邻域内发生的现象。这种情况被称为谐振,在谐振点式(14)无意义,线性化过程失败。

解决这一问题的方法之一是放弃消除所有的非线性项,而仅限制在不会发生谐振的非线性项。即在方程式(11)中仅包含v(z)的非谐振部分。在(12)中增加丢失的谐振部分。则原系统方程组可化为如下形式:

d zΠd t=Jz+6

r

w r(z) (16)

这里w

r

(z)是谐振单项式之和。

正规形变换的有关内容可概括为:系统(3)可以通过一个形式的正规化变换X=Y+h(Y)变为

Y =J Y+Y(Y),其中Y(Y)中的所有非共振项的系数为0。特别的,当系统不发生谐振时,可通过正规化变换成为一线性系统

Y=J Y。

5 计及非线性作用的参与因子

在线性系统的特征值分析中广泛应用参与因子来反映某一特征值与某一状态变量的相关程度,虽然其理论不十分严格,但在选择模式法和部分特征值分析方法中用来对低频振荡模式进行判别,以及在抑制低频振荡问题中对PSS进行合理配置等有很

大的实用价值。参与因子p

ki表示第k个状态变量与第i个振荡模式的关联度。其定义为:当初始状态向量x

=e k(e k中除第k个元素外,其它元素为0)时,第k个状态变量x k的大小。第k个状态变量

可用参与因子表示为:

x k(t)=6

n

k=1

P ki eλi t (17)应用正规形理论可以将参与因子的概念推广到非线性系统。虽然理论上对系统(3)的非线性变换可以进行到任意项,但考虑到非线性变换计算的复杂性,实际计算中方程式(3)的泰勒展开式通常截断到二阶项或三阶项。本文将参与因子推广到系统的

二阶泰勒展开式。此时正规形变换的逆变换为z

j

= y j-h2j(y)。当给定初始状态x0=e k,Jordan形的初始状态为(用y=vx):

y j0=v jk (18)

用正规形变换的逆变换可以近似得到正规形的初始条件为:

z j0=v jk-6

n

p=1

6n

q=p

h2jpq v pk v qk=v jk+v2jk(19)

第k个发电机状态变量(当i≠k时,x

i0

=0)可以写作

x k(t)=6

n

i=1

u ki(v ik+v2ikk)eλi t+6

n

p=1

6n

q=p

u2kpq(v pk+

v

2pkk

)(v

qk

+v2qkk)e(λp+λq)t (20)与线性系统分析同样的方法,我们可以定义二阶项参与因子:

x k(t)=6

n

i=1

P2ki eλi t+6

n

p=1

6n

q=p

P2kpq e(λp+λq)t (21)

(当i≠k时,x

i0

=0)

参与因子 P

2ki

=u ki(v ik+v2ikk)

P

2kpq

=U2kpq(v pk+v2pkk)(v qk+v2qkk)

注意到有两种类型的二阶项参与因子。P

2ki

表示第k个发电机状态在第i个单特征值模式中的二阶项参与因子,这些参与因子可以认为是对于线性参与因子的二阶项校正。事实上,观察式(22)发现

线性参与因子(P

ki

=u ki v ik)是P2ki表达式的一项。

第二类二阶项参与因子P

2kpq表示第k个发电机状态

在由特征值λ

p和

λ

q组合而成

p

+λq)的模式中的参与因子。这表明:如果一个电力系统具有小阻尼低频振荡模式,振荡模式之间的非线性相互作用可能会严重影响系统的状态。

6 结论

正规形理论在线性系统和非线性系统之间架起了一座桥梁,将非线性系统振荡稳定问题转化为线

性系统进行处理。将线性系统里的参与因子的概念推广到非线性系统中,可以更好理解系统各振荡模式之间的非线性相互作用如何影响系统的状态,而且为这种影响的大小提供了度量依据,可以推动我们对电力系统非线性本质的认识。当然,正规形理论是基于系统微分方程组的泰勒展开式,因此存在截断误差,这种误差在多大程度上影响对系统的分析,至今还缺乏严格的数学证明。但是已有的研究表明,通常截断阶数不太大时,即能非常近似地给出原系统的定性分析。正规形变换的计算也是非常繁琐的事情,依赖于新的算法和软件水平的提高。

参考文献:

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收稿日期: 2000212225; 改回日期: 2001204210

作者简介: 夏成军(1974-),男,博士研究生,主要研究方向为电力系统稳定与控制,人工智能在电力系统中的应用; 周良松(1967-),男,讲师,博士,主要研究方向为电力系统稳定与控制,计算机监控系统及综合自动化; 彭波(1975-),男,博士研究生,主要研究方向为电力系统运行及控制,E MS系统。

Pow er system oscillation analysis based on norm al form theory

XI A Cheng2jun,ZH OU Liang2s ong,PE NG Bo,H U Hui2jun

(Huazhong University of Science&T echnology,Wuhan430074,China)

Abstract: The main content of N ormal F orm Theory and its application in electric power system are introduced in this paper.Applying N ormal F orm Theory on electric power system oscillation analysis,the conception of participation factor used in linear system analysis can be extended to be used in nonlinear system analysis,and be used to measure the nonlinear interaction am ong oscillation m odes.

K eyw ords: normal form theory; nonlinear analysis; oscillation m ode; participation factors; eigenvalue analysis

电力系统暂态分析要点总结

第一章 1.短路的概念和类型 概念:指一切不正常的相与相与地(对于中性点接地的系统)之间发生通路或同一绕组之间的匝间非 正常连通的情况。类型:三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路。 2.电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害? 1)短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流,由于短路电流的电动力效应,导体间将产生巨大的机械应力,可能破坏导体和它们的支架。 2)比设备额定电流大许多倍的短路电流通过设备,会使设备发热增加,可能烧毁设备。 3)短路电流在短路点可能产生电弧,引发火灾。 4)短路时系统电压大幅度下降,对用户造成很大影响。严重时会导致系统电压崩溃,造成电网大面积停电。 5)短路故障可能造成并列运行的发电机失去同步,破坏系统稳定,造成大面积停电。这是短路故障的最严重后果。 6)发生不对称短路时,不平衡电流可能产生较大的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势,干扰附近的通信线路和信号系统,危及设备和人身安全。 7)不对称短路产生的负序电流和电压会对发电机造成损坏,破坏发电机的安全,缩短发电机的使用寿命。3.同步发电机三相短路时为什么进行派克变换? 目的是将同步发电机的变系数微分方程式转化为常系数微分方程式,从而为研究同步发电机的运行问 题提供了一种简捷、准确的方法。 4.同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零? 变数:因为定子绕组的自感系数、互感系数以及定子绕组和转子绕组间的互感系数与定子绕组和转子绕 组的相对位置θ角有关,变化周期前两者为π,后者为2π。根本原因是在静止的定子空间有旋转的转子。 常数:转子绕组随转子旋转,对于其电流产生的磁通,其此路的磁阻总不便,因此转子各绕组自感系数 为常数,同理转子各绕组间的互感系数也为常数,两个直轴绕组互感系数也为常数。 零:因为无论转子的位置如何,转子的直轴绕组和交轴绕组永远互相垂直,因此它们之间的互感系数 为零。 5.同步发电机三相短路后,短路电流包含哪些分量?各按什么时间常数衰减? 1)定子短路电流包含二倍频分量、直流分量和交流分量;励磁绕组的包含交流分量和直流分量;D轴 阻尼绕组的包含交流分量和直流分量;Q轴阻尼包含交流分量。 2)定子绕组基频交流分量、励磁绕组直流分量和阻尼绕组直流分量在次暂态时按Td’’和Tq’’衰减,在暂 态情况下按Td’衰减;定子绕组的直流分量、二倍频分量和励磁绕组交流分量按Ta衰减。 6.用物理过程分析同步发电机三相短路后各绕组短路电流包含哪些分量? 短路前,定子电流为iwo,转子电流为ifo;三相短路时,定子由于外接阻抗减小,引起一个强制交流 分量△iw,定子绕组电流增大,相应电枢反应磁链增大。励磁绕组为保持磁链守恒,将增加一个直流分 量△ifɑ,其切割定子使定子产生交流分量△iw’。 定子绕组中iwo,iw,iw’不能守恒,所以必产生一个脉动直流,可将其分解为恒定直流分量和二倍频 交流分量。由于励磁绕组切割定子绕组磁场,因此励磁绕组与定子中脉动直流感应出一个交变电流△ifw。 又因为D轴阻尼与励磁回路平行,所以同样含有交流分量和直流分量。 由于假设定子回路电阻为零,定子基频交流只有直轴方向电枢反应因此Q轴绕组中只有基频交流分量 而没有直流分量。 第四章 1.额定转速同为3000转/分的汽轮发电机和水轮发电机,哪一个启动比较快? 水轮发电机启动较快。 2.水轮机的转动惯量比汽轮机大好几倍,为什么惯性时间常数Tj比汽轮机小? 水轮机极对数多于汽轮机的极对数,由n=60f/p得水轮机的额定转速小于汽轮机的转速,又因为惯性时 间常数为Tj=2.74GD2n2/(1000S B),所以T正比于n2,所以水轮机的Tj比汽轮机小。 3.什么是电力系统稳定性?什么是电力系统静态稳定、暂态稳定?区别? (1)电力系统稳定性:指当电力系统在某一运行状态下突然受到某种干扰后,能否经过一定时间后又

电力系统分析课程总结

电力系统分析课程总结报告 学院(部):电气学院 专业班级:电气工程 学生姓名: ** 指导教师: **** 2014年 6 月 28 日

目录 1电力系统概述和基本概念 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2电力系统中性点的接地方式 (3) 2电力系统元件参数和等值电路 (3) 2.1电力线路参数和等值电路 (4) 2.2变压器、电抗器的参数和等值电路 (4) 2.3发电机和负荷的参数及等值电路 ......................................................5 2.4电力网络的等值电路 .....................................................................5 3简单电力网络潮流的分析与计算 .............................................................. 6 3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落 .......................................... 6 3.2开式网络的潮流计算 .................................................................... 7 3.3环形网络的潮流分布 .................................................................... 7 4电力系统潮流的计算机算法 ................................................................... 7 4.1电力网络的数学模型 ..................................................................... 8 4.2等值变压器模型及其应用 .. (8) 4.3节点导纳矩阵的形成和修改 (8) 4.4功率方程和变量及节点分类 (9) 4.5高斯-塞德尔法潮流计算 (9) 4.6牛顿-拉夫逊法潮流计算 (9) 4.7P-Q 分解法潮流计算 (9) 5电力系统有功功率的平衡和频率调整 (10) 5.1电力系统中有功功率的平衡 (10) 5.2电力系统的频率调整 (11) 6电力系统的无功功率平衡和电压调整 (11) 6.1电力系统中无功功率的平衡 (12) 6.2电力系统的电压管理 (12) 6.3电力系统的几种调压方式 (13) 6.4电力线路导线截面的选择 (13) 7电力系统各元件的序参数和等值电路 (14) ???????????????????????????大电流接地方式中性点接地方式小电流接地方式(需要断路器遮断单 相接地故障电 流(单相接地电弧能够瞬间熄灭的)

电力系统分析理论(第二版-刘天琪-邱晓燕)课后思考题标准答案(不包括计算)

第一章 1、电力系统的额定电压是如何定义的?电力系统中各元件的额定电压是如何确定的? 答:电力系统的额定电压:能保证电气设备的正常运行,且具有最佳技术指标和经济指标的电压。 电力系统各元件的额定电压:a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。 b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%,用于补偿线路上的电压损失。 c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压,二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。 2、电力线路的额定电压与输电能力有何关系? 答:相同的电力线路,额定电压越高,输电能力就越大。在输送功率一定的情况下,输电电压高,线路损耗少,线路压降就小,就可以带动更大容量的电气设备。 3、什么是最大负荷利用小时数? 答:是一个假想的时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。 第二章 1、分裂导线的作用是什么?分裂导线为多少合适?为啥? 答:在输电线路中,分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小,分裂的根数越多,电抗下降也越多,但是分裂数超过4时,电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4分裂。 2、什么叫变压器的空载试验和短路试验?这两个试验可以得到变压器的哪些参数? 答:变压器的空载试验:将变压器低压侧加电压,高压侧开路。此实验可以测得变压器的空载损耗和空载电流 变压器的短路试验:将变压器高压侧加电压,低压侧短路,使短路绕组的电流达到额定值。此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。 3、对于升压变压器和降压变压器,如果给出的其他原始数据都相同,它们的参数相同吗?为啥? 答:理论上只要两台变压器参数一致(包含给定的空载损耗,变比,短路损耗,短路电压),那么这两台变压器的性能就是一致的,也就是说可以互换使用,但是实际上不可能存在这样的变压器,我们知道出于散热和电磁耦等因数的考虑,一般高压绕组在底层(小电流),低压绕组在上层(大电流,外层便于散热)。绕组分布可以导致一二次绕组的漏磁和铜损差别较大,故此无法做到升压变压器和降压变压器参数完全一致。 4、标幺值及其特点是什么?电力系统进行计算式,如何选取基准值? 答:标幺值是相对于某一基准值而言的,同一有名值,当基准值选取不同时,其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值=有名值/基准值。其特点是结果清晰,计算简便,没有单位,是相对值。电力系统基准值的原则是:a.全系统只能有一套基准值b.一般取额定值为基准值c.电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。 5、什么叫电力线路的平均额定电压?我国电力线路的平均额定电压有哪些?答:线路额定平均电压是指输电线路首末段电压的平均值。我国的电力线路平均

电力系统暂态分析期末复习重点

1、无限大功率电源的特点是什么?无限大功率电源供电情况下,发生三相短路时,短路电流中包含有哪些电流分量,这些电流分量的变化规律是什么? 答:无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定;短路电流中包含有基频交流分量(周期分量)和非周期分量;周期分量不衰减,而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。 2、中性点直接接地电力系统,发生概率最高的是那种短路?中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路;对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。 3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障 纵向故障指电力系统断线故障(非全相运行),它包括一相断线和两相断线两种形式。 2、负序分量 是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C -B -A -C 。 4、转移阻抗 转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后,所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。 5、同步发电机并列运行的暂态稳定性 答:同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后,发电机保持同步运行的能力,能则称为暂态稳定,不能则称为暂态不稳定。 6、等面积定则 答:在暂态稳定的前提下,必有加速面积等于减速面积,这一定则称为等面积定则。 8、在隐极式发电机的原始磁链方程中,那些电感系数是常数?哪些是变化的?变化的原因是什么? 答:在隐极式发电机的原始磁链方程中,转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数;定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的,变化的原因是转子旋转时,定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。 9、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么?具体措施有那些? 答:提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”,具体的措施有: 1)采用分裂导线2)线路串联电力电容器;3)采用先进的励磁调节装置;4)提高输电线路的电压等级; 5)改善系统结构和选择适当的系统运行方式; 10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么? 简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。 11、转移电抗与计算电抗有何异同? 答:相同点是:转移电抗和计算电抗都是网络经化简消去除电源点和短路点之外的所有节点后,连接短路点与电源点的电抗标幺值。不同的是:转移电抗是以统一的功率基准值BS 为基准的电抗标幺值;计算电抗是以电源的额定容量NS 为基准的电抗标幺值。 12、简述应用对称分量法计算不对称短路故障处短路电流的步骤。 答:(1)绘制三序等值电路,计算三序等值电路参数; ② 对三序等值电路进行化简,得到三序等效网络(或三序电压平衡方程); ③ 列故障处边界条件方程; ④ 根据边界条件方程绘制复合序网,求取故障处基本相的三序电流分量(或利用三序电压方程和边界条件方程求解故障处基本相三序电流分量) ⑤ 利用对称分量法公式,根据故障处基本相三序电流分量求故障处各相电流。 2、短路的危害 答:短路的主要危害主要体现在以下方面: 1)短路电流大幅度增大引起的导体发热和电动力增大的危害; 2)短路时电压大幅度下降引起的危害; 3)不对称短路时出现的负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。 1、短路电流最大有效值出现在(1)。A 、短路发生后约半个周期时; 2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时,应选(2)相作为分析计算的基本相。B 、特殊相 3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量,下述说法中正确的是(3)。C 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外,其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。 4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路,短路电流中一定存在(2)。 B 、正序分量和负序分量; 5、在简单电力系统中,如某点的三序阻抗021∑∑∑==Z Z Z ,则在该地点发生不同类型短路故障时,按对发电机并列运行暂态稳定 性影响从大到小排序,应为(2)。B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路; 6、发电机-变压器单元接线,变压器高压侧母线上短路时,短路电流冲击系数应取(2)。B 、1.8; 7、电力系统在事故后运行方式下,对并列运行静态稳定储备系数(%)P K 的要求是()。C 、(%)P K ≧10。 8、下述各组中,完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是(2)。 B 、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障; 9、对于三相三柱式变压器,其正序参数、负序参数和零序参数的关系是(2)。 B 、正序参数与负序参数相同,与零序参数不同; 10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法,就其实质而言都是为

电力系统暂态分析重点及答案

单项选择题 1、短路电流最大有效值出现在(1)。A 、短路发生后约半个周期时; 2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时,应选(2)相作为分析计算的基本相。B 、特殊相 3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量,下述说法中正确的是(3)。 C 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外,其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。 4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路,短路电流中一定存在(2)。 B 、正序分量和负序分量; 5、在简单电力系统中,如某点的三序阻抗021 ∑∑∑==Z Z Z ,则在该地点发生不同类型短路故障时,按对发电机并列运行暂态稳定性影响从 大到小排序,应为(2)。B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路; 6、发电机-变压器单元接线,变压器高压侧母线上短路时,短路电流冲击系数应取(2)。B 、1.8; 7、电力系统在事故后运行方式下,对并列运行静态稳定储备系数(%)P K 的要求是(3)。C 、(%)P K ≧10。 8、下述各组中,完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是(2)。 B 、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障; 9、对于三相三柱式变压器,其正序参数、负序参数和零序参数的关系是(2)。 B 、正序参数与负序参数相同,与零序参数不同; 10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法,就其实质 而言都是为了求(1)。A 、t -δ 曲线 1、计算12MW 以上机组机端短路冲击电流时,短路电流冲击系数应取(2)。 B 、1.9; 2、发电机三相电压为:)sin(αω+=t U u m a 、)120sin(0-+=αωt U u m b ,)120sin(0++=αωt U u m c ,如将短路发生时刻 作为时间的起点(0=t ) ,当短路前空载、短路回路阻抗角为800(感性)时,B 相短路电流中非周期分量取得最大值的条件是(2) B 、0110=α; 3、具有阻尼绕组的凸极式同步发电机,机端发生三相短路时,电磁暂态过程中定子绕组中存在(1)。 A 、基频交流分量、倍频分量和非周期分量; 4、中性点直接接地系统中发生不对称短路时,故障处短路电流中(3)。 C 、可能存在,也可能不存在零序分量,应根据不对称短路类型确定。 5、在中性点直接接地的电力系统中,如电力系统某点不对称短路时的正序电抗、负序电抗和零序电抗的关系为)2()1() 0(22∑∑∑==Z Z Z , 则该点发生单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时,按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是(3)。 C 、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路。 6、中性点不接地系统中,同一点发生两相短路和两相短路接地两种故障情况下,故障相电流的大小关系为(1)。 A 、相等; 7、电力系统中,f 点发生两相经过渡阻抗Z f 短路时,正序增广网络中附加阻抗?Z 为(2) B 、f Z Z +∑)2(; 8、电力系统两相断线时的复合序网在形式上与(1)的复合序网相同。A 、单相金属性接地短路; 9、电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到(2)作用时的稳定性。B 、大干扰; 10、切除双回输电线路中的一回,对电力系统的影响是(2)。 B 、既会降低电力系统并列运行的静态稳定性,也会降低电力系统并列运行的暂态稳定性; 判断: 1、变压器中性点经小电阻接地可以提高接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。(√) 2、对称分量法不能用于非线性电力网的不对称短路分析。(√) 3、不管电力系统中性点采用什么样的运行方式,其零序等值电路都是一样的。(╳) 4、在)0()2() 1(∑∑∑==x x x 的情况下,三相短路与单相接地短路时故障相的短路电流相同,因此它们对于电力系统并列运行暂态稳定性的影 响也相同。(╳) 5、输电线路采用单相重合闸与采用三相重合闸相比较,单相重合闸更有利于提高单相接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。(√)

最新电力系统分析总结(复习资料)

1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成的整体,称为电力系统 2、按电压等级的高低,电力网可分为:1低压电网(<1kv)2中低电网(11000kv) 3、负荷的分类:1.按物理性能分:有功负荷、无功负荷 2.按电力生产与销售过程分:发电负荷、供电负荷、和用电负荷 3.按用户性质分:工业、农业、交通运输业和人民生活用电负荷 4.按负荷对供电的可靠性分:一级、二级、三级负荷 4、我国电力系统常用的4种接地方式:1.中性点接地 2.中性点经消弧线圈接地3.中性点直接接地 4.中性点经电阻的电抗接地小电流接地方式:(1.2)优点:①可靠性能高②单相接地时,不易造成人身或轻微轻微的人身和设备安全事故缺点:经济性差、容易引起谐振,危及电网的安全运行。大接地电流方式:(3.4)优点:①能快速的切除故障、安全性能好②经济性好。缺点:系统供电可靠性差(任何一处故障全跳) 5、消弧线圈的工作原理:在单相接地时,可以线圈的电流Il补偿接地点的容性电流消除接地的不利影响补偿方式:①全补偿:Ik=Il时,Ie=0.容易发生谐振,一般不用②负补偿,Il< Ik时,Ie为纯容性,易产生谐振过电压③过补偿:Il>Ik时,Ie为纯感性,一般都采用过电压法。 6、架空线路的组成:①导线、②避雷线、③杆塔、④绝缘子、⑤金具 7、电力网的参数一般分为两类:一类是由元件结构和特性所决定的参数,称为网络参数,如R、G、L等;另一类是系统的运行状态所决定的参数,称为运行参数,如I、V、P等。 8、分裂导线用在什么场合,有什么用处?一般用在大于350kv的架空线路中。可避免电晕的产生和增大传输容量。 9、导线是用来反映的架空线路的泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的参数。 10、三绕组变压器的绕组排列方式:①中、高、低②低、中、高排列原则:①高压绕组电压高,故绝缘要求也高,一般在最外层、②升压变压器一般采用:---- 1、标么值:是指实际有名值与基准值得的比值。优点:可以用来简化计算缺点:同一实际值可能对应着多个不同的标么值。基准值的选取:①基准值的单位应与有名值的单位相同、②所选取的基准值物理量之间应符合电路的基本关系、③P33 12、短路:指一切不正常的相与相之间的或相与地面之间的通路。形式: ①三相电路、②单相短路接地、③两相短路、④两相短路接地。 13、短路计算的任务; ①在选择电气设备时,要保证电气设备要有足够的动稳定性和热稳定性,这都要以短路计算为依据。②为了合理地配置各种继电保护装,并正确整定其参数,必须进行短路电流的计算。③在设计发电厂的变电所的主接线时,需要对各种可能的设计方案进行详细的技术经济比较,以便确定最优设计方案,这也要以短路计算为依据。④进行电力系统暂态稳定的计算,也包含一些电流计算的内容。 14、无穷大电源:是一种为了理论上简化分析的需要,所假定的可以输出无穷大的功率的电源。特点:①电源频率和电压保持不变、②电源的内阻为零。 15、短路要做的假设:①由无穷大电源供电、②短路前处于稳态、③电路三相对称。16、短路电流实际上包括两个分量:①是周期性分量,即稳态短路电流,它是短路电流中的强迫分量,其幅值Im取决于电源电动势的幅值和电路参数。 ②是非周期分量,它是短路电流中的自由分量,按指数形式衰减。17、 短路冲击电流:是指短路电流中最大可能的瞬时值,同非周期分量有关。18、对称分量法:是将一组不对称的三相量看成三组不同的对称三相量之和。三相量为:①正序分量:各相量的绝对值相等、相互之间有120°的相位,且与系统在正常对称运行下的相序相同。Ib1=Ia1?e-j120、Ic1= Ia1?ej120; ②负序分量:各相量的绝对值相等,相互之间有120°的相位差但与正常运行时的相许相反,以A相为基准相,有Ib2=Ia2?ej120、Ic2=Ia2?ej-120;③零序分量:各相量的绝对值相等,相位相同,也即Ia0=Ib0=Ic0。19、力系统元件的序参数:同步发电机的负序和零序阻抗:正序电抗、负序电抗、零序电抗。20、电网中各发电机之间合并的条件:①发电机的特性(类型、参数等)是否大致相同,②发电机到短路点的电气距离是否大致相等。 21、短路功率主要用来校验断路器的切断能力。22、不对称故障:①纵向故障:指的是网络中的两个相邻节点k和k′之间出现不正常的断开或三相阻抗不相等的情况。②横向故障:23、非全相断线:是指一相断线和两相断线的非全线断线形式。非全相断线的运行是在故障口出现了某种不对称状态,系统的其余某部分的参数还是三相对称的,可以运用对称分量法进行分析。 24、潮流计算的几个量:①电压降落:指供电支路首末端电压的相位差; ②电压损耗:指供电支路首末端两端电压的数量差,即为(U1-U2);③电压偏移:指电网中某点的实际电压U与其额定电压UN之差,有时用百分数表示,即:电压偏移=(U-Un)/Un*100% ; ④电压调整:指线路末端在空载时的电压U20与负载时的电压U2的数量差。由于输电线路的电容效应,特别是超高压输电线路的电容效应,在空载时线路末端电压值上升较大。25、电源输出的功率由两部分组成:①一部分与负荷和线路阻抗有关、②第二部分与负荷无关,只与两端电源的电压差和线路阻抗有关,称为循环功率。 26、通过对负荷节点的功率流向的分析会发现:①有的负荷只需要单方向提供电力就能满足负荷供电的要求,②而有的负荷必须从两个方向或两个以上方向同时同时提供电力才能满足负荷的供电要求。这种必须同时从两个方向或以上提供电力才能满足负荷供电要求的负荷节点,称为功率分点。27、闭式网络中电压最低点的判断:功率分点就是整个电力网电压的最低点。①在较高电压级的电网中,由于X>>R,此时电压最低点往往是无功功率分点。②在较低电压级的电网中,由于R>>X,此时电压最低点往往是有功功率分点。28、潮流计算的主要内容:①电流和分布的计算、②节点电压和电压损耗的计算、③功率损耗的计算。29、对每个节点i来讲,通常有四个变量:①发电机发出的有功功率和无功功率、②电压幅值和相位30、根据电力系统的实际运行条件,一般将节点分为以下三种类型:①PQ节点:这类节点P和Q是给定的,节点电压(幅值、相位)是待求量。电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。②PU 节点:这类节点是P和U是给定的,节点的Q和电压的相位待求。③平衡节点:平衡节点只有一个,它的电压幅值U和相位已给定,P和Q为待求量。31、 ①平衡节点:在潮流分布算出之,网络中的功率损耗是未知的。因此网络中至少有一个节点的P不能给定,这个节点承担了系统的有功功率平衡,故称为平衡节点。②基准节点:必须选定一个节点,指定电压相位为0,作为计算各点电压相位的参考。这个节点称为基准节点。习惯上把基准节点和平衡节点选为同一点,称为平衡节点。32、高斯—塞得尔潮流计算步骤:P130 功率因数:cos@=Pmax/Sn 33、每一次选代中,对于PU节点,必须作以下几项计算:①修正节点电压、②计算节点无功功率、③无功功率超限检查。 34、几种常见的无功功率电源:①同步发电机、②同步调相机及同步电动机、③并联电容器、④静止无功功率补偿器svc、⑤高压输电线的充电功率。 35、中枢点电压的调节方式:①逆调压:对于中枢点至各负荷点的供电线路较长,各负荷变化规律大致相同,且负荷波动较大的网络中,在最大负荷时,线路上电压损耗增大,适当提高中枢电压以抵偿增大的电压损耗防止负荷点的电压过低;在最小负荷时,线路上电压损耗减小,适当降低中枢点电压以防止负荷点的电压过高。这种在最大负荷时提高中枢电压,在最负荷时降低中枢点电压的调压方式i,称为逆调压。②顺调压:对于负荷变化较小哦,线路不长的网络,在允许电压偏移范围内,最大负荷时,电压可以低一些;最小负荷时,电压可以搞一些,这种方式称为顺调节。③恒调压:对于负荷变动较小,供电线路上电压损耗也较小的电力网络,无论是最大负荷还是最小负荷,只要中枢点电压维持在允许电压偏移范围内的某一个或较小范围内,就是可以保证各负荷点的电压质量。36、变压器的分接头:一般设在高压和中压绕组上。对于6300kv?A 及以下的变压器中,高压侧有三个分接头。每个分接头可使电压变化5%,各分接头电压分别为:0.95Un、Un、1.05Un。对于容量为8000kv?A 及以上的变压器,高压侧有5个分接头。各分接头电压分别为:0.95Un、0.975Un、Un、1.025Un、1.05Un,记为:Un(+/-)2*2.5% 37绕组变压器:三绕组变压器除高压侧有分接头外,一般中压侧也有分接头可供选择。首先根据低压侧母线的调压要求,在高—低压绕组之间进行计算,选取高压侧的分接头电压,即变比Uth/Un;然后根据中压侧母线的调压要求及选取的高压侧分接头电压Uth在高—中压侧绕组之间进行计算,选取中压侧的分接头电压Utm。确定变比为Uth/Utm/Un1 38、频率的一次调整:当负荷波动时,将引起频率的变化。这时发电机组的出力在调速器的作用下,也将作适当的调整;负荷从系统中吸收的实际功率也将作一定调整,从而在新的频率下,达到新的功率平衡。 39、频率的二次调整:一次调整是由调速器来调节,其结果是发电机增加的输入功率小于实际增加的负荷功率,此时频率仍旧小于fn。为了使系统稳定运行在fn下,此时用自动调频装置去调整,使发电机的静态曲线向上平移,直至系统发电机组的输入功率能符合负荷功率的增长的需要使系统频率运行于fn 上。序参数:对称的三相电路中流过不同序列的电流时,所遇到的阻抗是不同的,然而同一相序的电压和电流间仍符合欧姆定律。40、降低网损的技术措施:①提高用户处的功率因数,避免无功功率还距离传送;②在闭式网络中实行功率经济分布;③组织变压器经济运行; ④合理组织各发电厂经济运行; ⑤合理选择导线的截面积;⑥调整用户的负荷曲线,调峰节电。⑦合理安排检修计划;⑧适当提高电力网的运行电压水平。41、等微增率准则:就是运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷,这样就是使系统总的燃料消耗 为最小,从而是最经济的。42、提高电力系统静态稳定性的措施:①减小元件 的电抗、②采用自动调节励磁装置、③改善系统的结构和采用中间补偿设备。 1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成 的整体,称为电力系统2、按电压等级的高低,电力网可分为:1低压电网 (<1kv)2中低电网(11000kv)3、负荷的分类:1.按物理性能 分:有功负荷、无功负荷 2.按电力生产与销售过程分:发电负荷、供电负荷、 和用电负荷 3.按用户性质分:工业、农业、交通运输业和人民生活用电负荷 4. 按负荷对供电的可靠性分:一级、二级、三级负荷4、我国电力系统常用 的4种接地方式:1.中性点接地 2.中性点经消弧线圈接地3.中性点直接接地 4. 中性点经电阻的电抗接地小电流接地方式:(1.2)优点:①可靠性能 高②单相接地时,不易造成人身或轻微轻微的人身和设备安全事故缺点:经济 性差、容易引起谐振,危及电网的安全运行。大接地电流方式:(3.4)优 点:①能快速的切除故障、安全性能好②经济性好。缺点:系统供电可靠性 差(任何一处故障全跳)5、消弧线圈的工作原理:在单相接地时,可 以线圈的电流Il补偿接地点的容性电流消除接地的不利影响补偿方式:①全 补偿:Ik=Il时,Ie=0.容易发生谐振,一般不用②负补偿,Il< Ik时,Ie为纯容 性,易产生谐振过电压③过补偿:Il>Ik时,Ie为纯感性,一般都采用过电压法。 6、架空线路的组成:①导线、②避雷线、③杆塔、④绝缘子、⑤金具 7、 电力网的参数一般分为两类:一类是由元件结构和特性所决定的参数,称为网络 参数,如R、G、L等;另一类是系统的运行状态所决定的参数,称为运行参数, 如I、V、P等。8、分裂导线用在什么场合,有什么用处?一般用在大于 350kv的架空线路中。可避免电晕的产生和增大传输容量。9、导线是用来反映 的架空线路的泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的参数。 10、三绕组变压器的绕组排列方式:①中、高、低②低、中、高排列原 则:①高压绕组电压高,故绝缘要求也高,一般在最外层、②升压变压器一般 采用:---- 1、标么值:是指实际有名值与基准值得的比值。优点:可以用来简 化计算缺点:同一实际值可能对应着多个不同的标么值。基准值的选取:①基 准值的单位应与有名值的单位相同、②所选取的基准值物理量之间应符合电路的 基本关系、③P33 12、短路:指一切不正常的相与相之间的或相与地面之间的通路。形式: ①三相电路、②单相短路接地、③两相短路、④两相短路接地。 13、短路计算的任务; ①在选择电气设备时,要保证电气设备要有足够的动 稳定性和热稳定性,这都要以短路计算为依据。②为了合理地配置各种继电保护 装,并正确整定其参数,必须进行短路电流的计算。③在设计发电厂的变电所的 主接线时,需要对各种可能的设计方案进行详细的技术经济比较,以便确定最优 设计方案,这也要以短路计算为依据。④进行电力系统暂态稳定的计算,也包含 一些电流计算的内容。 14、无穷大电源:是一种为了理论上简化分析的需要,所假定的可以输出 无穷大的功率的电源。特点:①电源频率和电压保持不变、②电源的内阻为零。 15、短路要做的假设:①由无穷大电源供电、②短路前处于稳态、③电路三相对 称。16、短路电流实际上包括两个分量:①是周期性分量,即稳态短路电流, 它是短路电流中的强迫分量,其幅值Im取决于电源电动势的幅值和电路参数。 ②是非周期分量,它是短路电流中的自由分量,按指数形式衰减。17、 短路冲击电流:是指短路电流中最大可能的瞬时值,同非周期分量有 关。18、对称分量法:是将一组不对称的三相量看成三组不同的对称三相量之 和。三相量为:①正序分量:各相量的绝对值相等、相互之间有120°的相位, 且与系统在正常对称运行下的相序相同。Ib1=Ia1?e-j120、Ic1= Ia1?ej120; ②负 序分量:各相量的绝对值相等,相互之间有120°的相位差但与正常运行时的相 许相反,以A相为基准相,有Ib2=Ia2?ej120、Ic2=Ia2?ej-120;③零序分量:各 相量的绝对值相等,相位相同,也即Ia0=Ib0=Ic0。19、力系统元件的序参数: 同步发电机的负序和零序阻抗:正序电抗、负序电抗、零序电抗。20、电网中 各发电机之间合并的条件:①发电机的特性(类型、参数等)是否大致相同,② 发电机到短路点的电气距离是否大致相等。 21、短路功率主要用来校验断路器的切断能力。22、不对称故 障:①纵向故障:指的是网络中的两个相邻节点k和k′之间出现不正常的断开 或三相阻抗不相等的情况。②横向故障:23、非全相断线:是指一相断线和两 相断线的非全线断线形式。非全相断线的运行是在故障口出现了某种不对称状 态,系统的其余某部分的参数还是三相对称的,可以运用对称分量法进行分析。 24、潮流计算的几个量:①电压降落:指供电支路首末端电压的相位差; ②电压损耗:指供电支路首末端两端电压的数量差,即为(U1-U2);③电压偏 移:指电网中某点的实际电压U与其额定电压UN之差,有时用百分数表示, 即:电压偏移=(U-Un)/Un*100% ; ④电压调整:指线路末端在空载时的电压 U20与负载时的电压U2的数量差。由于输电线路的电容效应,特别是超高压输 电线路的电容效应,在空载时线路末端电压值上升较大。25、电源输出的 功率由两部分组成:①一部分与负荷和线路阻抗有关、②第二部分与负荷无关, 只与两端电源的电压差和线路阻抗有关,称为循环功率。 26、通过对负荷节点的功率流向的分析会发现:①有的负荷只需要单方向 提供电力就能满足负荷供电的要求,②而有的负荷必须从两个方向或两个以上方 向同时同时提供电力才能满足负荷的供电要求。这种必须同时从两个方向或以上 提供电力才能满足负荷供电要求的负荷节点,称为功率分点。27、闭式网络中 电压最低点的判断:功率分点就是整个电力网电压的最低点。①在较高电压级的 电网中,由于X>>R,此时电压最低点往往是无功功率分点。②在较低电压级的 电网中,由于R>>X,此时电压最低点往往是有功功率分点。28、潮流计算的 主要内容:①电流和分布的计算、②节点电压和电压损耗的计算、③功率损耗的 计算。29、对每个节点i来讲,通常有四个变量:①发电机发出的有功 功率和无功功率、②电压幅值和相位30、根据电力系统的实际运行条件, 一般将节点分为以下三种类型:①PQ节点:这类节点P和Q是给定的,节点电 压(幅值、相位)是待求量。电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。②PU 节点:这类节点是P和U是给定的,节点的Q和电压的相位待求。③平衡节点: 平衡节点只有一个,它的电压幅值U和相位已给定,P和Q为待求量。31、 ①平衡节点:在潮流分布算出之,网络中的功率损耗是未知的。因此 网络中至少有一个节点的P不能给定,这个节点承担了系统的有功功率平衡, 故称为平衡节点。②基准节点:必须选定一个节点,指定电压相位为0,作为计 算各点电压相位的参考。这个节点称为基准节点。习惯上把基准节点和平衡节点 选为同一点,称为平衡节点。32、高斯—塞得尔潮流计算步骤:P130 功 率因数:cos@=Pmax/Sn 33、每一次选代中,对于PU节点,必须作以下几项 计算:①修正节点电压、②计算节点无功功率、③无功功率超限检查。 34、几种常见的无功功率电源:①同步发电机、②同步调相机及同步电动 机、③并联电容器、④静止无功功率补偿器svc、⑤高压输电线的充电功率。 35、中枢点电压的调节方式:①逆调压:对于中枢点至各负荷点的供电线 路较长,各负荷变化规律大致相同,且负荷波动较大的网络中,在最大负荷时, 线路上电压损耗增大,适当提高中枢电压以抵偿增大的电压损耗防止负荷点的电 压过低;在最小负荷时,线路上电压损耗减小,适当降低中枢点电压以防止负荷 点的电压过高。这种在最大负荷时提高中枢电压,在最负荷时降低中枢点电压的 调压方式i,称为逆调压。②顺调压:对于负荷变化较小哦,线路不长的网络, 在允许电压偏移范围内,最大负荷时,电压可以低一些;最小负荷时,电压可以 搞一些,这种方式称为顺调节。③恒调压:对于负荷变动较小,供电线路上电压 损耗也较小的电力网络,无论是最大负荷还是最小负荷,只要中枢点电压维持在 允许电压偏移范围内的某一个或较小范围内,就是可以保证各负荷点的电压质 量。36、变压器的分接头:一般设在高压和中压绕组上。对于6300kv?A 及以 下的变压器中,高压侧有三个分接头。每个分接头可使电压变化5%,各分接头 电压分别为:0.95Un、Un、1.05Un。对于容量为8000kv?A 及以上的变压器, 高压侧有5个分接头。各分接头电压分别为:0.95Un、0.975Un、Un、1.025Un、 1.05Un,记为:Un(+/-)2* 2.5% 37绕组变压器:三绕组变压器除高压侧有分 接头外,一般中压侧也有分接头可供选择。首先根据低压侧母线的调压要求,在 高—低压绕组之间进行计算,选取高压侧的分接头电压,即变比Uth/Un;然后根 据中压侧母线的调压要求及选取的高压侧分接头电压Uth在高—中压侧绕组之 间进行计算,选取中压侧的分接头电压Utm。确定变比为Uth/Utm/Un1 38、频率的一次调整:当负荷波动时,将引起频率的变化。这时发电机组 的出力在调速器的作用下,也将作适当的调整;负荷从系统中吸收的实际功率也 将作一定调整,从而在新的频率下,达到新的功率平衡。 39、频率的二次调整:一次调整是由调速器来调节,其结果是发电机增加 的输入功率小于实际增加的负荷功率,此时频率仍旧小于fn。为了使系统稳定 运行在fn下,此时用自动调频装置去调整,使发电机的静态曲线向上平移,直 至系统发电机组的输入功率能符合负荷功率的增长的需要使系统频率运行于fn 上。序参数:对称的三相电路中流过不同序列的电流时,所遇到的阻抗是不 同的,然而同一相序的电压和电流间仍符合欧姆定律。40、降低网损的 技术措施:①提高用户处的功率因数,避免无功功率还距离传送;②在闭式网络 中实行功率经济分布;③组织变压器经济运行; ④合理组织各发电厂经济运行; ⑤合理选择导线的截面积;⑥调整用户的负荷曲线,调峰节电。⑦合理安排检修 计划;⑧适当提高电力网的运行电压水平。41、等微增率准则:就是 运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷,这样就是使系统总的燃料消耗 为最小,从而是最经济的。42、提高电力系统静态稳定性的措施:①减小元件 的电抗、②采用自动调节励磁装置、③改善系统的结构和采用中间补偿设备。 1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成 的整体,称为电力系统2、按电压等级的高低,电力网可分为:1低压电网 (<1kv)2中低电网(11000kv)3、负荷的分类:1.按物理性能 分:有功负荷、无功负荷 2.按电力生产与销售过程分:发电负荷、供电负荷、 和用电负荷 3.按用户性质分:工业、农业、交通运输业和人民生活用电负荷 4. 按负荷对供电的可靠性分:一级、二级、三级负荷4、我国电力系统常用 的4种接地方式:1.中性点接地 2.中性点经消弧线圈接地3.中性点直接接地 4. 中性点经电阻的电抗接地小电流接地方式:(1.2)优点:①可靠性能 高②单相接地时,不易造成人身或轻微轻微的人身和设备安全事故缺点:经济 性差、容易引起谐振,危及电网的安全运行。大接地电流方式:(3.4)优 点:①能快速的切除故障、安全性能好②经济性好。缺点:系统供电可靠性 差(任何一处故障全跳)5、消弧线圈的工作原理:在单相接地时,可 以线圈的电流Il补偿接地点的容性电流消除接地的不利影响补偿方式:①全 补偿:Ik=Il时,Ie=0.容易发生谐振,一般不用②负补偿,Il< Ik时,Ie为纯容 性,易产生谐振过电压③过补偿:Il>Ik时,Ie为纯感性,一般都采用过电压法。 6、架空线路的组成:①导线、②避雷线、③杆塔、④绝缘子、⑤金具 7、 电力网的参数一般分为两类:一类是由元件结构和特性所决定的参数,称为网络 参数,如R、G、L等;另一类是系统的运行状态所决定的参数,称为运行参数, 如I、V、P等。8、分裂导线用在什么场合,有什么用处?一般用在大于 350kv的架空线路中。可避免电晕的产生和增大传输容量。9、导线是用来反映 的架空线路的泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的参数。 10、三绕组变压器的绕组排列方式:①中、高、低②低、中、高排列原 则:①高压绕组电压高,故绝缘要求也高,一般在最外层、②升压变压器一般 采用:---- 1、标么值:是指实际有名值与基准值得的比值。优点:可以用来简 化计算缺点:同一实际值可能对应着多个不同的标么值。基准值的选取:①基 准值的单位应与有名值的单位相同、②所选取的基准值物理量之间应符合电路的 基本关系、③P33 12、短路:指一切不正常的相与相之间的或相与地面之间的通路。形式: ①三相电路、②单相短路接地、③两相短路、④两相短路接地。 13、短路计算的任务; ①在选择电气设备时,要保证电气设备要有足够的动 稳定性和热稳定性,这都要以短路计算为依据。②为了合理地配置各种继电保护 装,并正确整定其参数,必须进行短路电流的计算。③在设计发电厂的变电所的 主接线时,需要对各种可能的设计方案进行详细的技术经济比较,以便确定最优 设计方案,这也要以短路计算为依据。④进行电力系统暂态稳定的计算,也包含 一些电流计算的内容。 14、无穷大电源:是一种为了理论上简化分析的需要,所假定的可以输出 无穷大的功率的电源。特点:①电源频率和电压保持不变、②电源的内阻为零。 15、短路要做的假设:①由无穷大电源供电、②短路前处于稳态、③电路三相对 称。16、短路电流实际上包括两个分量:①是周期性分量,即稳态短路电流, 它是短路电流中的强迫分量,其幅值Im取决于电源电动势的幅值和电路参数。 ②是非周期分量,它是短路电流中的自由分量,按指数形式衰减。17、 短路冲击电流:是指短路电流中最大可能的瞬时值,同非周期分量有 关。18、对称分量法:是将一组不对称的三相量看成三组不同的对称三相量之 和。三相量为:①正序分量:各相量的绝对值相等、相互之间有120°的相位, 且与系统在正常对称运行下的相序相同。Ib1=Ia1?e-j120、Ic1= Ia1?ej120; ②负 序分量:各相量的绝对值相等,相互之间有120°的相位差但与正常运行时的相 许相反,以A相为基准相,有Ib2=Ia2?ej120、Ic2=Ia2?ej-120;③零序分量:各 相量的绝对值相等,相位相同,也即Ia0=Ib0=Ic0。19、力系统元件的序参数: 同步发电机的负序和零序阻抗:正序电抗、负序电抗、零序电抗。20、电网中 各发电机之间合并的条件:①发电机的特性(类型、参数等)是否大致相同,② 发电机到短路点的电气距离是否大致相等。 21、短路功率主要用来校验断路器的切断能力。22、不对称故 障:①纵向故障:指的是网络中的两个相邻节点k和k′之间出现不正常的断开 或三相阻抗不相等的情况。②横向故障:23、非全相断线:是指一相断线和两 相断线的非全线断线形式。非全相断线的运行是在故障口出现了某种不对称状 态,系统的其余某部分的参数还是三相对称的,可以运用对称分量法进行分析。 24、潮流计算的几个量:①电压降落:指供电支路首末端电压的相位差; ②电压损耗:指供电支路首末端两端电压的数量差,即为(U1-U2);③电压偏 移:指电网中某点的实际电压U与其额定电压UN之差,有时用百分数表示, 即:电压偏移=(U-Un)/Un*100% ; ④电压调整:指线路末端在空载时的电压 U20与负载时的电压U2的数量差。由于输电线路的电容效应,特别是超高压输 电线路的电容效应,在空载时线路末端电压值上升较大。25、电源输出的 功率由两部分组成:①一部分与负荷和线路阻抗有关、②第二部分与负荷无关, 只与两端电源的电压差和线路阻抗有关,称为循环功率。 26、通过对负荷节点的功率流向的分析会发现:①有的负荷只需要单方向 提供电力就能满足负荷供电的要求,②而有的负荷必须从两个方向或两个以上方 向同时同时提供电力才能满足负荷的供电要求。这种必须同时从两个方向或以上 提供电力才能满足负荷供电要求的负荷节点,称为功率分点。27、闭式网络中 电压最低点的判断:功率分点就是整个电力网电压的最低点。①在较高电压级的 电网中,由于X>>R,此时电压最低点往往是无功功率分点。②在较低电压级的 电网中,由于R>>X,此时电压最低点往往是有功功率分点。28、潮流计算的 主要内容:①电流和分布的计算、②节点电压和电压损耗的计算、③功率损耗的 计算。29、对每个节点i来讲,通常有四个变量:①发电机发出的有功 功率和无功功率、②电压幅值和相位30、根据电力系统的实际运行条件, 一般将节点分为以下三种类型:①PQ节点:这类节点P和Q是给定的,节点电 压(幅值、相位)是待求量。电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。②PU 节点:这类节点是P和U是给定的,节点的Q和电压的相位待求。③平衡节点: 平衡节点只有一个,它的电压幅值U和相位已给定,P和Q为待求量。31、 ①平衡节点:在潮流分布算出之,网络中的功率损耗是未知的。因此 网络中至少有一个节点的P不能给定,这个节点承担了系统的有功功率平衡, 故称为平衡节点。②基准节点:必须选定一个节点,指定电压相位为0,作为计 算各点电压相位的参考。这个节点称为基准节点。习惯上把基准节点和平衡节点 选为同一点,称为平衡节点。32、高斯—塞得尔潮流计算步骤:P130 功 率因数:cos@=Pmax/Sn 33、每一次选代中,对于PU节点,必须作以下几项 计算:①修正节点电压、②计算节点无功功率、③无功功率超限检查。 34、几种常见的无功功率电源:①同步发电机、②同步调相机及同步电动 机、③并联电容器、④静止无功功率补偿器svc、⑤高压输电线的充电功率。 35、中枢点电压的调节方式:①逆调压:对于中枢点至各负荷点的供电线 路较长,各负荷变化规律大致相同,且负荷波动较大的网络中,在最大负荷时, 线路上电压损耗增大,适当提高中枢电压以抵偿增大的电压损耗防止负荷点的电 压过低;在最小负荷时,线路上电压损耗减小,适当降低中枢点电压以防止负荷 点的电压过高。这种在最大负荷时提高中枢电压,在最负荷时降低中枢点电压的 调压方式i,称为逆调压。②顺调压:对于负荷变化较小哦,线路不长的网络, 在允许电压偏移范围内,最大负荷时,电压可以低一些;最小负荷时,电压可以 精品文档

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