高压直流输电线路暂态量保护元件的频率特性分析
2022年注册电气工程师发输变电专业考试题库(完整版)
2022年注册电气工程师发输变电专业考试题库（完整版）单选题1.某火电厂装设600MW机组2台，动力中心为单母线接线；锅炉低压变压器380 V/220V2台动力中心为单母线接线。
均为明备用接线方式。
若厂用电380V/220V 系统为中性点直接接地，柴油发电机中性点接地方式应为（）。
A、直接接地方式；B、经高电阻接地方式；C、不接地方式；D、A和B均可。
答案：A解析：根据DL/T5153—2002第4.6.1条。
2.某水电厂调速器油压装置由主屏直接供电，电缆长180m，电动机功率37kW(计算电流70.2A)。
按电压损耗，该回路铜芯电缆截面选（）。
A、3X16+1X6；B、3X25+1X10；C、3X35+1X10；D、3X50+1X16。
答案：B解析：当铜芯电缆截面选3X25+1X10时，△u%(每安公里的电压损失）为0.355%,△U%=△u%IL=0.355%X70.2X0.18=4.49%5%,满足要求。
3.在有效接地和低电阻接地系统中，发电厂、变电站电气装置保护接地线的截面应按接地短路电流进行校验，当采用铜质接地线时，其短时温度不应超过（）。
A、400℃；B、450℃；C、300℃；D、100℃。
答案：B4.水电厂设计中，标称电压超过（）容易被触及的裸带电体必须设置遮护物，其防护等级不应低于IP2x。
A、6V；B、12V；C、24V；D、36V。
答案：C5.电力系统无功补偿容量指的是（）。
A、无功补偿设备的全部并联电容器容量；B、无功尝设备的全部低压并联电抗器容量；C、无功补偿设备的全部容性无功和感性无功容量；D、无功补楼设备的并联电容器和并联电抗器全部容量。
答案：C6.安全稳定控制系统中，采用数字式远方传送命令信息设备来传送允许式（有就地启动判据）命令，其传瑜时间要求不大于（）。
A、5msB、8ms；C、10ms；D、12ms。
答案：C7.某220kV线路，双分裂LGJ—300/40导线，悬垂绝缘子串长为3.Om,计算弧垂用，k值取7.75X10-5l/m，使用的铁塔如图10所示。
国家电网笔试题
1、什么是动力系统、电力系统、电力网？(电力系统分析)答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。
2、现代电网有哪些特点?答:1、由较强的超高压系统构成主网架。
2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。
3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。
4、具有相应的平安稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。
5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。
3、区域电网互联的意义与作用是什么?答：1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续开展。
2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。
3、可以利用时差、温差,错开用电顶峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。
4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网平安水平和供电可靠性。
5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。
6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。
4、电网无功补偿的原那么是什么?答:电网无功补偿的原那么是电网无功补偿应根本上按分层分区和就地平衡原那么考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,防止经长距离线路或多级变压器传送无功功率。
5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么?答：电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。
电力系统继电保护原理 第十二章 高压直流输电系统的保护
• 低电压保护属于后备保护，在两站失去通信的 情况下仍能正常工作。
• 纵联差动保护的判据为
| I dL I dL.oth |
• 式中：IdL 为直流线路电流；I dL.oth 为对站直流线路电流。
• 纵联差动保护比较来自整流站和逆变站的直流电流，如 果两站电流差值超过了设定值，保护动作。
– （1）极母线设备的闪络或接地故障。 • 极母线设备包括平波电抗器、直流滤波器等。
– （2）极母线直流过电压、过电流以及持续的直流欠压。 – （3）中性母线开路或接地故障。 – （4）站内接地网过流。 – （5）接地极引线开路或对地故障、接地极引线过负荷。 – （6）直流滤波器过流、过负荷、失谐，高压电容器不平衡以及有源部分
• 在研究保护策略时，除交直流模型外，必须结合相应的控 制系统。
第二节 直流输电系统保护原理与配置
一、直流线路故障过程
直流架空线路发生故障时，从故障电流的特征而论， 短路故障的过程可以分为初始行波、暂态和稳态三个阶段。 1、初始行波阶段
- 与交流输电线路故障时的波过程相似，直流输电线故障后，沿线路的 电场和磁场所储存的能量相互转化形成故障电流行波和相应的电压行 波。
• 横联差动电流保护属于后备保护，只适用于单极金属 回线方式。
三、直流系统保护的配置
（一） 直流系统保护设计原则
- （1）满足可靠性、灵敏性、选择性、速动性的基本要求。 - （2）在直流系统各种运行方式下，对全部运行设备都能提供完全
的保护。能检测到设备的故障和异常情况，并从系统中切除影响运行 的故障设备。 - （3）保护系统应至少双重化配置，每一保护区域具备充分冗余度。保 证保护不误动或拒动，如有可能，后备保护应尽可能使用不同的测量 原理。 - （4）相邻保护区应有重叠，保证无保护死区。采用分区保护、保护区 搭接的方式。 - (5）各保护之间配合协调，并能正确反映故障区域，保护动作尽量避 免双极停运。 - （6）与直流控制系统能密切配合，控制系统故障不引起保护跳闸。
线路保护校验方法
RCS-900系列线路保护测试一、RCS-901A 型超高压线路成套保护RCS-901A 配置：主保护：纵联变化量方向，纵联零序，工频变化量阻抗；后备保护：两段（四段）式零序，三段式接地/相间距离；1) 工频变化量阻抗继电器：保护原理：故障后 F 点的电压 Uf = 0，等价于两个方向相反的电压源串联，如果不考虑故障瞬间的暂态分量，则根据叠加定律，有根据保护安装处的电压变化量U ∆和电流变化量I ∆，保护构造出一个工作电压opU ∆来反映U ∆和I ∆，其定义为 set opZ I U U ⋅∆-∆=∆ ，物理意义如下图所示当故障点位于不同的位置时，工作电压opU ∆具有不同的特征正向故障： 区内 f op U U ∆>∆区外 f op U U ∆<∆反向故障： f op U U ∆<∆所以：根据工作电压opU ∆的和△Uf 的幅值比较就可以正确地区分出区内和区外故障，而且具有方向性。
其中，根据前面的定义，△Uf = 故障前的F 点的运行电压，一般可近似取系统额定电压（或增加5%的电压浮动裕度）。
工频变化量阻抗继电器本质上就是一个过电压继电器；工频变化量阻抗继电器并不是常规意义上的电压继电器，由于其工作电压opU ∆构造的特殊性（能同时反映保护安装处短路电压和电流的变化），它具有和阻抗继电器完全一致的动作特性，固而称其为阻抗继电器；● 动作特性分析：正向故障时：工作电压)Z Z (I Z I Z I Z I U U set s set s setop +⋅∆-=⋅∆-⋅∆-=⋅∆-∆=∆短路点处的电压变化量（注意：fU ∆的方向！） )Z Z (I U f s f+⋅∆=∆ 所以：动作判据 f op U U ∆≥∆等价于 s set s f Z Z Z Z +≤+，结论：正向保护区是以（-Zs ）为圆心，以 |Zset + Zs| 为半径的圆。
当测量到的短路阻抗 Zf 位于圆内（正向区内）则动作，位于圆外（正向区外）不动；反向故障时：工作电压)Z Z (I Z I Z I Z I U U setR set R setop -⋅∆=⋅∆-⋅∆-=⋅∆-∆=∆短路点处的电压变化量（注意：fU ∆的方向！） )Z Z (I U f R f+⋅∆-=∆ 所以：动作判据 f op U U ∆≥∆等价于 R set R f Z Z Z )Z (-≤--，结论：反向保护区是以 ZR 为圆心，以 |ZR –Zset|为半径的圆。
高压直流输电换流阀性能分析研究
±800kV/5000A自主化换流阀性能分析马元社，李侠，刘宁，娄彦涛，张雷（西安西电电力系统有限公司，陕西省西安市 710075）摘要：文中介绍了西电电力系统公司(XDPS)自主研制的±800kV/5000A换流阀主要参数。
从换流阀的电压耐受能力、电流耐受能力和大角度运行能力详细分析了自主设计换流阀的主要性能。
在国家高压电器检测检验中心通过的型式试验验证了所设计换流阀性能可靠，满足实际工程应用。
关键词：特高压直流；换流阀；电压应力；电流应力1引言特高压直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低的优势,是实现我国能源资源优化配置的重要途径之一[1]。
目前我国已经建成的特高压±800kV直流工程有云南-广东和向家坝-上海直流工程，在建的有锦屏-苏南直流工程，已经开始招标的有哈密-郑州直流工程，十二五期间我国还将有数条特高压直流工程开始建设，其社会经济效益显著。
随着我国特高压直流工程技术的不断发展以及我国社会经济发展的需要，自主研制±800kV特高压直流输电工程换流阀对于我国打破国外技术垄断，提升我国特高压直流工程国产化水平具有重要意义。
2011年11月西安西电电力系统有限公司设计具有自主知识产权的特高压±800kV/5000A换流阀研制成功，在国家高压电器检测检验中心通过了全部型式试验，并于2012年1月通过了国家能源局组织的国家级鉴定，技术指标达到国际先进水平。
文中对西安西电电力系统有限公司研制的±800kV/5000A换流阀进行了介绍，重点对换流阀的性能进行了分析。
2±800kV/5000A换流阀设计参数(1)环境条件表1 阀厅内使用条件名称参数全封闭户内，微正压，带通风和空调长期运行温度范围＋10～＋50℃最高温度＋60 ℃最低温度＋5 ℃长期运行湿度50%RH最大湿度60%RH地面水平加速度0.2 g海拔高度不超过1000m(2)电气参数为了满足不同工程的不同技术要求，换流阀采用标准化设计，模块化设计是实现标准化的最好途径。
电力电子化电力系统暂态稳定性分析综述
电力电子化电力系统暂态稳定性分析综述一、概述随着科技的快速发展和电力电子技术的广泛应用，电力电子化电力系统已成为现代电网的重要组成部分。
这也给电力系统的暂态稳定性带来了新的挑战。
暂态稳定性是指电力系统在受到大扰动后，能否保持同步运行并恢复到稳定状态的能力。
对电力电子化电力系统的暂态稳定性进行深入分析和研究，对于确保电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
电力电子化电力系统暂态稳定性分析涉及多个领域的知识，包括电力电子技术、电力系统分析、稳定性理论等。
其分析方法主要有时域仿真法、基于机器学习的预测方法、基于大数据技术的分析方法等。
这些方法各有优缺点，需要根据具体的应用场景和需求进行选择和优化。
近年来，随着人工智能、大数据等技术的快速发展，电力电子化电力系统暂态稳定性分析也取得了一些新的进展。
例如，基于机器学习的预测方法可以通过对历史数据的训练，建立模型对未来的暂态稳定性进行预测，从而提高分析的准确性和效率。
同时，基于大数据技术的分析方法可以通过处理海量的电力系统状态数据，建立高维度的模型，以更全面地反映电力系统的动态特性。
电力电子化电力系统暂态稳定性分析仍面临一些挑战。
电力电子装置的非线性特性和快速动态响应给电力系统的稳定性分析带来了困难。
随着电网规模的扩大和互联程度的提高，电力系统的动态特性变得更加复杂多变，这也增加了暂态稳定性分析的难度。
现有的分析方法在准确性和实时性方面仍有待提高。
1. 电力电子化电力系统的定义与发展背景随着科技的不断进步，电力电子技术在电力系统中扮演着日益重要的角色。
电力电子化电力系统，简而言之，是指应用现代电力电子技术，如变流器、整流器、逆变器等设备，实现电能的高效转换、稳定控制和灵活调节的电力系统。
这一技术极大地提高了电力系统的运行效率和稳定性，推动了电力系统的现代化和智能化发展。
发展背景方面，随着工业化和城市化的进程，电力需求持续增长，传统的电力系统已难以满足日益增长的电力需求。
华电 - 电力系统 - 博士面试 - 电力系统复习题(新)
暂态第1章稳态习题1.什么是电力系统？有哪些特点和基本要求？答：电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。
电力系统的特点是：电能不能大量储存，发电、供电、用电必须同时完成，过渡过程非常迅速。
对电能质量要求很高，电能质量的优劣，直接影响各行各业。
电力生产的事故，也是其它行业的灾难。
电力系统的基本要求：①保证可靠地持续供电；②保证良好的电能质量；③保证系统运行的经济性。
2.我国电力系统的现状如何？答：①发电装机容量、发电量持续增长。
截止2007年底，全国新增装机容量10,009万千瓦，总量达到71,329万千瓦。
其中，水电新增1,306.5万千瓦，火电新增8,158.35万千瓦。
同时，华能玉环电厂、华电邹县电厂、国电泰州电厂共七台百万千瓦超超临界机组的相继投运，标志着中国已成功掌握世界先进的火力发电技术，电力工业已经开始进入―超超临界‖时代。
此外，中国电网建设快速发展，新增220千伏及以上输电线路回路长度4.15万公里，新增220千伏及以上变电设备容量18,848万千伏安。
②电源结构不断调整。
上大压小的举措提高了火电行业平均单机装机容量，增强了行业的总体经济效益，提高了环境效益。
对于新能源的各项政策及规划，将引导降低火电在电力中的占比，增加水电、核电、风电的比例，优化电力结构。
③西电东送和全国联网发展迅速。
我国能源资源和电力负荷分布的不均衡性，决定了―西电东送‖是我国的必然选择。
西电东送重点在于输送水电电能。
按照经济性原则，适度建设燃煤电站，实施西电东送。
目前，西电东送已进入全面实施阶段：贵州到广东500千伏交、直流输变电工程已先后投产运行，向广东送电规模已达1088万千瓦。
三峡到华东、广东±500千伏直流输变电工程先后投产。
蒙西、山西、陕西地区向京津唐电网送电能力逐步增加。
华北与东北、福建与华东、川渝与华中等一批联网工程已经投入运行，2003年跨区交换电量达到862亿千瓦时。
《继电保护》(高级)试卷答案1
(11－059)电力职业技能考试<<继电保护>>高级工理论模拟试卷1（答案）一、选择题(请将正确答案的代号填入括号内,共23题)1.(La3A1046).三个相同的电阻串联总电阻是并联时总电阻的( )。
(A)6倍；(B )9倍；(C)3倍；(D)1／9。
答案:B2.(La3A2049).两只额定电压相同的灯泡，串联在适当的电压上，则功率较大的灯泡( )。
(A)发热量大；(B )发热量小；(C)与功率较小的发热量相等；(D)与功率较小的发热量不等。
答案:B3.(La3A3052).全波整流电路如图A-1所示，当输入电压u 1为正半周时，( )。
图A-1(A )V1导通，V2截止；(B)V2导通，V1截止；(C)V1、V2均导通；(D)V1、V2均截止。
答案:A 4.(La3A5056).D 3－ϕ型单相相位表的象限选择开关切换的是( )。
(A)电流；(B )电压；(C)电流和电压；(D)以上三个答案都不正确。
答案:B5.(La3A4065).有两只电容器，其额定电压U e 均为110V ，电容量分别为C 1＝3μF ，C 2＝6μF ，若将其串联接在220V 的直流电源上，设电容C 1、C 2的电压分别为U 1、U 2，则( )。
(A )U 1超过U 2；(B)U 1、U 2均超过U e ；(C)U 2超过U e ；(D)U 2超过U 1。
答案:A6.(Lb3A1172).电力系统发生振荡时，振荡中心电压的波动情况是( ) 。
(A)幅度最大；(B)幅度最小；(C)幅度不变；(D)幅度不定。
答案:A7.(Lb3A1175).某输电线路，当发生BC 两相短路时(如不计负荷电流)，故障处的边界条件是( )。
(A) I U U ²²²＝＝＝A B C 00；(B) U I I ²²²＝＝＝A B C 00；(C ) I I I U U ²²²²²＝＝＝A B C B C 0-；(D) I I I ²²²＝＝A B C 0。
动态电力系统思考题总结(新)
动态电力系统思考题一、励磁系统和调速器1. 自并（复）励的优点和缺点。
在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
①自并励:自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，优点:接线结构简单，设备少，投资省和维护工作量少 ,励磁调节速度快.缺点:近端三相短路而切除时间又较长时,强励能力差,不利系统稳定.因短路电流衰减快,继电保护的配合复杂,要采取一定的技术措施以保证其动作②自复励:自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。
这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
优点:在机端近端短路时,因串联变的复励作用,使励磁系统具有较强的强励能力及较高的顶值倍数.缺点:投资大花费多,增加了阻极电抗,使换弧电压升高,波形畸变厉害.2. 为什么发电机突然甩负荷后可能出现过电压？为什么这个问题对自并励方式的发电机更加严重？在长线路传输大功率的情况下，首端母线电压等于额定电压，而首端发电机的等效电动势E则高于此额定电压。
负荷被甩掉，而原动机调速器和发电机自动调压装置因惯性在一开始起不到调节作用，母线电压就从额定电压上升到E，这是形成甩负荷过电压的第一个因素。
此外，由于空载发电机继续受到驱动而加速旋转，汽轮发电机在短时间内的转速可增至原来的1.10~1.15倍，水轮发电机转速可增至原转速的 1.3倍以上，电源电动势和母线电压将按上述同样倍数而继续增大，这是形成甩负荷过电压的另一个因素。
3. 旋转励磁有什么优点和缺点？答：课本p61①直流励磁系统由于受直流励磁机的整流子限制，功率不宜过大，可靠性较差。
直流励磁机时间常数较大，响应速度较慢，价格较高，一般只用于中、小型发电机励磁。
《继电保护》(高级)试卷答案1
(11－059)电力职业技能考试<<继电保护>>高级工理论模拟试卷1（答案）一、选择题(请将正确答案的代号填入括号内,共23题)1.(La3A1046).三个相同的电阻串联总电阻是并联时总电阻的( )。
(A)6倍；(B )9倍；(C)3倍；(D)1／9。
答案:B2.(La3A2049).两只额定电压相同的灯泡，串联在适当的电压上，则功率较大的灯泡( )。
(A)发热量大；(B )发热量小；(C)与功率较小的发热量相等；(D)与功率较小的发热量不等。
答案:B3.(La3A3052).全波整流电路如图A-1所示，当输入电压u 1为正半周时，( )。
图A-1(A )V1导通，V2截止；(B)V2导通，V1截止；(C)V1、V2均导通；(D)V1、V2均截止。
答案:A 4.(La3A5056).D 3－ϕ型单相相位表的象限选择开关切换的是( )。
(A)电流；(B )电压；(C)电流和电压；(D)以上三个答案都不正确。
答案:B5.(La3A4065).有两只电容器，其额定电压U e 均为110V ，电容量分别为C 1＝3μF ，C 2＝6μF ，若将其串联接在220V 的直流电源上，设电容C 1、C 2的电压分别为U 1、U 2，则( )。
(A )U 1超过U 2；(B)U 1、U 2均超过U e ；(C)U 2超过U e ；(D)U 2超过U 1。
答案:A6.(Lb3A1172).电力系统发生振荡时，振荡中心电压的波动情况是( ) 。
(A)幅度最大；(B)幅度最小；(C)幅度不变；(D)幅度不定。
答案:A7.(Lb3A1175).某输电线路，当发生BC 两相短路时(如不计负荷电流)，故障处的边界条件是( )。
(A) I U U ···＝＝＝A B C 00；(B) U I I ···＝＝＝A B C 00；(C ) I I I U U ·····＝＝＝A B C B C 0-；(D) I I I ···＝＝A B C 0。
国家电网招聘之电工类模拟题库及附答案
2023年国家电网招聘之电工类模拟题库及附答案单选题（共100题）1、十九大提出实施乡村振兴战略破解“三农”问题，解决“三农”问题的根本途径是：A.科技创新B.加大资金投入C.城镇化D.城乡发展一体化【答案】 D2、当系统频率高于额定频率时，方向阻抗继电器的最灵敏角（）A.变大B.变小C.不变D.都有可能【答案】 A3、单相重合闸主要应用于（）。
A.220～500kV的线路B.110kV的线路C.任何电压等级的线路D.以上都不对【答案】 A4、直流式验电压的脉动是指对电压（）的周期性波动。
A.算术平均值B.最大值C.最小值D.峰值【答案】 A5、无载分接开关应在变压器停电状态下切换，用直流电桥测量（）合格后，变压器才可能送电。
A.绕组直流电阻B.分接开关接触电阻C.不清楚【答案】 B6、在自动重合闸中，后记忆元件的作用是（）。
A.将脉冲展宽B.减小测量误差C.有延时作用D.以上都不对【答案】 A7、防止系统谐波的影响当电网背景谐波为5次及以上时，可配电抗率为（）的串联电抗器。
A.4～6%B.4.5～6%C.5～6%【答案】 B8、电气设备温度下降，其绝缘的直流泄露电流（ )。
A.变大B.变小C.不变D.变得不稳定【答案】 B9、在电力系统线路的故障中，大多数是（）的故障。
A.架空线路B.电缆线路C.与线路的长度有关D.双回线路【答案】 A10、在发电厂或变电所中，一般按经济电流密度选择母线截面的回路是（）。
A.发电机和主变压器回路B.所有高压回路C.所有低压回路D.发电机回路【答案】 A11、导体的电阻是导体本身的一种性质，以下说法错误的是( )。
A.和导体截面积有关B.和导体长度有关C.和环境温度无关D.和材料性质有关【答案】 C12、以下（）不配置电压互感器。
A.主母线B.旁路母线C.发电机出现端部D.系统同期点【答案】 B13、对于储能元件是电容的非线性动态电路，如果电容的成分关系是q=u+u3 ,则电路的状态变量应选（）A.电容电压B.电容电荷C.电感磁链D.电感电流【答案】 A14、变压器绕组的波的过程是指（ )。
孤岛方式下高压直流断路器带电的暂态特性分析
设备管理与改造・Shebei Guanli yu Gaizao孤岛方式下高压直流断路器带电的暂态特性分析卫宇辰$郭小江#候永超！（1.国网冀北电力有限公司检修分公司，北京102400;2.山东大学电气工程学院，山东济南250100）摘要：高压直流断路器的使用对于直流电网系统特别是柔性直流电网的发展有着重要意义。
高压直流断路器使得柔性直流输电可以成网运行，有效提高了柔性直流的输电容量和可靠性，产生了更多的运行方式。
但在实际运用过程中，由于高压直流断路器的结构和开断原于流断路器，直流电的特性于流电，开在的过程中产生较大的电弧，对于运行全产生了一定的影响。
鉴于此，分析了现有压直流断路器产生电弧的原，行了，对于高压直流断路器的用和安全运行具有的鉴意义。
关键词：高压直流断路器；柔性直流电网；电弧;运行安全0引言采用全控型器件作为换流模块的柔性直流输电技术，由于其换流阀的可控性，可以方实现流反限运行、提。
相比于统直流输电技术，不会换相失败的特性使得柔性直流输电在孤方式下进行大的输，要i有可靠交流电网的。
柔性直流电网可以进一步提高柔性直流输电技术的可靠性，但远距离输电线路可流阀全部闭锁，大大影响输电可靠性。
因此，具备重合闸功能的高压直流断路器对于柔性直流电网尤为重要。
世界上首个柔性直流电网工程是中国的“土500kV张北可再生能源柔性直流电网示范工程”，该工程使用了多结构的混合式直流断路器，高压直流断路器。
1高压直流断路器简介直流断路器可以分为三类：机械式直流断路器、固态式直流断路器、混合式直流断路器。
中，式直流断路器，即压直流断路器无分断死区，可控，重力，基可以满足柔性直流电网的要求，是目前主流的发展路线。
高压直流断路器的基本拓扑结构如图1所示。
高压直流断路器主支路主要发挥用：一是高压直流断路器在位状态时采用主支路通流，以实现较小的通态损耗；二是在要高压直流断路器切断电流，主支路形成械断口，实现路的有效。
转移路是压直流断路器实现的主要手段，原理是利用多层级联的IGBT器，叠加电流关断和反向承压能力，在主支路形成断口之后，将直流电流断，并通过耗路消耗残余的电。
电力系统分析课程教学大纲
电力系统分析课程教学大纲（适用电气工程及其自动化专业电气工程方向）（共80 学时）一、课程的性质、地位、任务和教学目标（一）课程的性质和地位本课程是电气工程及其自动化专业的专业核心基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。
本课程为高低压电气设备、电力系统继电保护、电力系统自动化以及其他相关专业选修课程奠定理论基础。
（二）课程的主要任务通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。
（三）课程的教学目标通过本课程的学习，掌握电力系统稳态、暂态分析的基本原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
在学习本门课程前，应掌握“电路”、“电机学”等课程中的相关理论。
通过学习，使学生对电力系统的组成和运行有全面、深刻的了解。
掌握电力系统稳态运行、电力系统电磁和机电暂态过程、电力系统控制的各种分析和计算方法。
对应用计算机进行电力系统分析和计算有一定程度的了解并能简单应用。
二、课程教学环节组成本课程的教学环节包括课堂讲授，师生讨论学生自学，习题讨论课，习题，答疑，质疑和期末考试。
三、课程教学内容纲要第一章电力系统基本概述和基本概念【目的和要求】：了解电力系统及其发展情况；掌握电力系统中性点的接地方式；掌握电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求、电力系统额定电压的概念、电力系统的负荷和负荷曲线。
【重点和难点】：电力系统的概念和电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；电力系统各元件的额定电压；电力系统中性点接地方式。
【教学内容】第一节电力系统概述第二节第二节电力系统的电压等级和负荷第三节电力系统中性点的接地方式第二章电力系统元件参数和等值电路【目的和要求】：了解电力线路结构；掌握线路等值电路、变压器的等值电路、发电机及负荷的等值电路；掌握有名制和标幺制的计算。
电力系统分析
1.额定电压：电力系统中的发电、输电、配电和用电设备都是按一定标准电压设计和制造的，在这以标准下运行，设备的技术性能和经济指标将达到最好，这一标准电压称之为额定电压。
2. 分裂导线：引致损失发生或者增加损失程度的条件。
3. 负荷：电力系统中用电设备所消耗的功率的总和。
4. 变压器的变比：三相电力系统计算中，变压器的变比指两侧绕组空载线电压的比值s。
5. 标幺值：电力系统计算中，阻抗、导纳、电压、电流及功率用相对值表示，并用于计算，这种运算形式称为标幺制。
一个物理量的标么值是指该物理量的实际值与所选基准值的比值。
6. 电压降落：网络元件的电压降落是指元件始末两端电压的相量差，是相量。
7. 电压偏移：线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差，是标量。
8. 电压损耗：两点间电压绝对值之差，是标量。
9. 输电效率：线路末端输出的有功功率与线路始端输入的有功功率的比值，常用百分值表示。
10. 最大负荷利用小时数：如果负荷始终等于最大值Pmax，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年的用电量，Tmax称之为最大负荷利用小时数。
11. 最大负荷损耗时间τ：如果线路中输送的的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的能量损耗恰等于线路全年的实际电能损耗，则称τ为最大负荷损耗时间。
12. PQ节点：这类节点的有功功率和无功功率是给定的，节点电压的幅值和相位是待求量。
通常变电所都是这一类型的节点13. PV节点：这类节点的有功功率和电压幅值是给定的，节点的无功功率和电压的相位是待求量。
14. 平衡节点：它的电压幅值和相位已给定，而其有功功率和无功功率是待求量。
15. 耗量微增率：耗量特性曲线上某点切线的斜率，表示在该点的输入增量与输出增量之比。
16. 等耗量微增率准则：按耗量微增率相等的原则在各机组间分配负荷，可使消耗的一次能源最少。
17. 电源有功功率静态频率特性：发电机组的原动机机械功率与角速度或频率的关系。
电力系统分析简答题
一、电力系统的基本概念1、电力系统：发电、变电、输电、配电、用电电网：变电、输电、配电2、电力系统的基本特点：（1）电能的生产与消费具有同时性。
（2）电能与国民经济各部门和人民日常生活密切相关。
（3）电能的过渡过程十分短暂。
3、电力系统运行的基本要求（1）保证安全可靠供电。
（2）保证良好的供电质量（电能质量的指标是：频率、电压、交流电的波形）。
（3）保证电力系统运行的经济性。
（4）保持生态环境良好。
4、电力系统的额定电压（1）用电设备（kV）：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000 （2）电力线路的额定电压与用电设备相等。
（3）发电机的额定电压比网络额定电压高5%。
（4）①变压器一次侧绕组的额定电压与网络额定电压相等，直接与发电机相连时，其额定电压等于发电机额定电压。
②变压器二次绕组的额定电压为空载时的电压。
（a）直接接线路（10%）：变压器满载时内部阻抗上约有5%的电压损耗，为使变压器在额定负荷下工作时二次侧的电压比网络额定电压高5%，变压器二次绕组额定电压应比网络额定电压高10%。
（b）内阻抗小于7.5%（5%）：变压器内部损耗可忽略。
（c）直配负荷（5%）：没有线路损耗。
5、电力系统的接线方式按供电可靠性不同可分为：无备用接线（开式网）和有备用接线（闭式网）。
二、电力网络各元件的参数和等值电路1、单位长度参数：电阻r0（线路热效应）、电抗x0（磁效应）、电导g0（反映由泄漏电流和电晕所引起的有功损耗）、电纳b0（对地电场效应）2、采用分裂式导线的目的：增大导线半径，减小线路的电晕损耗以及线路电抗。
3、（1）①短路实验：低压侧短路，在高压侧加电压使绕组通过电流的电流达到额定值，测出高压侧所加电压值和回路所消耗的有功功率。
②空载实验：低压侧开路，高压侧加额定电压测出变压器的空载电流和空载损耗。
（2）变压器参数计算：短路损耗∆P s→R T、短路电压百分数U s%→X T、空载损耗∆P0→G T、空载电流百分数I0→B T。
高压直流输电系统(HVDC)基本概念和应用
高压直流输电系统（HVDC）基本概念和应用1HVDC的基本概念高压直流输电（HVDC）的基本原理是通过整流器将交流电变换为直流电形式，再通过逆变器将直流电变换为交流电，从而实现电能传输和电网互联。
典型双极HVDC的主系统如图2-1所示。
图2-1 高压直流输电系统原理接线图根据直流导线的正负极性，直流输电系统分为单极系统、双极系统和同极系统。
为了提高直流现路的电压和减小换流器产生的谐波，常将多个换流桥串联而成为多个多桥换流器。
多桥换流器的接线方式有双极和同极。
图2-1即为双极接线方式。
换流站中的主要设备有：换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、无功补偿设备和断路器。
换流器的功能是实现交流电与直流电之间的变换。
把交流变为直流时称为整流器，反之称为逆变器。
组成换流器的最基本元件是阀元件。
现代高压阀元件的额定电压约为3～5kV，额定电流约为 2.5～3kA。
由于阀元件的耐压值和过流量有限，换流器可由一个或多个换流桥串并联组成。
用于直流输电的换流桥为三相桥式换流电路。
一个换流桥有6个桥臂，桥臂由阀元件组成。
换流桥的直流端与直流线路相连，交流端与换流变压器的二次绕组相连。
换流变压器的一次绕组与交流电力系统相连。
换流变压器与普通的电力变压器相同，但通常须带有有载调压分接头，从而可以通过调节换流变压器的变比方便地控制系统的运行状况。
换流变压器的直流侧通常为三角形或星形中性点不接地接线，这样直流线路可以有独立于交流系统的电压参考点。
换流器运行时，在其交流侧和直流侧都产生谐波电压和谐波电流。
这些谐波分量影响电能质量，干扰无线通讯，因而必须安装参数合适的滤波器抑制这些谐波。
平波电抗器的电感值很大，有时可达1H。
其主要作用是减小直流线路中的谐波电压和谐波电流；避免逆变器的换相失败；保证直流电流在轻负荷时的连续；当直流线路发生短路时限制整流器中的短路电流峰值。
另外，换流器在运行时需从交流系统吸收大量无功功率。
交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响
交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响摘要：交流输电线路的功率出现快速倒方向，导致快速纵联方向保护误动，使重要输电线路停运的严重事件随着我国高压直流输电的进一步发展。
直流系统对交流保护的影响间题会越发突出，特别是在故障情况下所表现出的交流电气故障特征变化，给传统交流电力系统的继电保护领域提出了新的课题。
因此，应深入研究交直流互联电网中直流系统对交流系统的影响，发现并解决这些影响给交流系统带来的负面效应，以保障交直流互联电网的安全可靠运行。
关键词：直流输电；功率倒向；继电保护；暂态1功率倒向1.1平行双回线路中的劝率倒向传统的功率倒向是指在平行双回线路中，一条,线路发生故障，故障切除时可能会导致另外一条无故障线路上短路功率的方向发生转换，造成无故障线路方向纵联保护误动，这种情况如图1所示。
假设L2线路上采用允许式纵联保护，故障发生在线路L1上靠近M侧的F点，断路器1CF先于断路器2CF跳闸。
在1CF跳闸前，假设线路L2中的短路功率由N 侧流向M侧，线路L2的N侧正方向元件动作，向M侧发允许信号并准备跳闸。
在1CF跳闸后，2CF跳闸前，线路L2中的短路功率倒向。
那么，L2的M侧正方向元件动作，向N侧发允许信号并准备跳闸，此时N侧的正方向元件将返回并停止发允许信号。
但是，由于正方向元件以及反方向元件的动作时间不同，允许信号传输的延时以及发信的展宽延长等原因，3CF侧收到的允许信号未能及时复归，可能导致线路L2上的3CF侧方向纵联保护误动。
对于传统的功率倒向，因为开关动作时间不可能太快，解决这个间题的办法是启动元件动作经过一段时间(如40ms)后尚未跳闸，就认为是外部故障，延迟方向纵联保护的动作时间以躲过功率倒向的过程。
1.2交直流互联电网中的暂态劝率倒向在交直流互联电网中的交流系统故障期间，电压下降导致直流系统换相失败，随后在控制系统作用下，直流系统快速恢复再次投入。
如在此暂态过程中，直流等值系统的外在表现为吸收有功和无功功率，类似直流系统表现为一个故障点，可能导致交流系统的功率在故障期间出现倒方向流向直流系统的过程，称为暂态功率倒向。
高压直流输电系统的结构和元件
高压直流输电系统的结构和元件1.3.1 高压直流联络线的分类高压直流联络线大致可分以下几类：(1)单极联络线；(2)双极联络线；(3)同极联络线。
单极联络线的基本结构如图1.1所示，通常采用一根负极性的导线，而由大地或水提供回路。
出于对造价的考虑，常采用这类系统，对电缆传输来说尤其如此。
这类结构也是建立双极系统的第一步。
当大地电阻率过高，或不允许对地下（水下）金属结构产生干扰时，可用金属回路代替大地作回路，形成金属性回路的导体处于低电压。
图1.1 单极HVDC联络线双极联络线结构如图1.2所示，有两根导线，一正一负，每端有两个为额定电压的换流器串联再直流侧，两个换流器间的连接点接地。
正常时，两级电流相等，无接地电流，两级可独立运行。
若因一条线路故障而导致一级隔离，另一级可通过大地运行，能承担一半的额定负荷，或利用换流器及线路的过载能力，承担更多的负荷。
图1.2 双极HVDC联络线从雷电性能方面看．一条双极HVDC线路能有效地等同于两回交流传输线路。
正常情况下，它对邻近设备的谐波干扰远小于单极联络线。
通过控制(不需要机械开关)改变两极的极性来实现潮流反向。
当接地电流不可接受时，或接地电阻高而接地电极不可行时，用第三根导线作为金属性中性点。
在一极退出运行或双极运行失去平衡时，此导线充当回路。
第三条导线的绝缘要求低，还可作为架空线的屏蔽线。
如果它完全绝缘，可作为一条备用线路。
同极联络线结构如图1.3所示，导线数不少于两根，所有导线同极性。
通常最好为负极性，因为它由电晕引起的无线电干扰较小。
这样的系统采用大地作为回路，当一条线路发生故障时，换流器可为余下的线路供电，这些导线有一定的过载能力，能承受比正常情况更大的功率。
相反，对双极系统来说，重新将整个换流器连接到线路的一极上要复杂得多，通常本文由直流高压发生器–/110/index.html整理提供，转载需注明是不可行的。
在考虑连续的地电流是可接受的情况下，同极联络线具有突出的优点。
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波 电抗 器 对 行 波 波 头 的影 响 来 判 别 区 内 、外 故 障 ，
分 析方 法 。通 过 综 合 分 析 线 路 和 边 界 的 频 率 特 性
没 有 考 虑 到 长 线 路 对 波 头 的衰 减 作 用 ；并 且 二 者 对故 障 暂 态 分 量 的 影 响 发 现 ： 区 内外 故 障 时 暂 态
Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０１ ３
高 压 直 流 输 电线 路 暂 态 量 保 护 元件 的频 率特 性 分 析
于 洋 ，孙 平 ，王 强
（ 山东 电力公 司 淄博供 电公 司，山东 淄博 ２ ５ ５ ０ ０ ０ ） 摘要 ： 目前直流线路行 波保 护的研 究均未全 面考虑线路 上各元件 对故障暂 态分量 的影响 ，导 致保护 的可 靠性不足 。针对上述 不足提 出了具有普遍性的分析方 法，首先分析频 率相 关参数 输 电线路和 线路 边界 的 频率特性 ；然后对特 定边界 （ 葛 南直流 线路边 界 ）透反 射 系数频 率特性 的 分析 发现 ：边界 对频 率 大于
ＥＬ ＥＣＴＲｌ Ｃ ＰＯＷ ＥＲ ＥＮＧＩ Ｎ豪ＥＲ｝ ＮＧ
设 中 占有 越 来 越 重 要 的地 位 。 性 ，以 得 到 其 对 不 同 频 率 信 号 传 输 特 点 的 影 响 ； 目前 ，直 流 工 程 线 路 主保 护 主要 采 用 Ａ Ｂ Ｂ和 并 且 考 虑 到 边 界 对 信 号 的 透 、反 射 具 有 方 向 性 ， Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ 行 波 保 护 ，二 者 保 护 原 理 均 是 利 用 线 路 平 进 而 提 出 可 以兼 顾 透 反 射 系 数 相 频 和 幅 频 特 性 的
ＥＬＥ ｅ ｒ Ｒｉ Ｇ ｐ０Ｗ Ｒ ＮＧｌ Ｎ鲑鞋Ｒ｛ ＮＧ
第２ ９卷第 ６期
２ ０ １ ３年 ６月
电
力
科
学
与
工
程
Ｖｏ １ ． ２ ９． Ｎｏ ． ６
３５
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
未 对 直 流 线 路 边 界 透 、反 射 系 数 的 幅 频 和 相 频 特 为 直 流 母 线 Ｍ 指 向线 路 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ４— ２ ３ 。
作者简介 ：于洋 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ，男 ，工程 师 ，研究 方向为电力系统 自动化 ，Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ：ｙ ｔ ｐ ｌ ｙ ｙ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ。
性 以及 线 路 的 频 率 相 关 特 性 进 行 全 面 的 分 析 ， 以
０ 引 言
随着 大 功 率 电 力 电 子 器 件 的开 发 和 控 制 技 术
至 于 未 充 分 把 握 线 路 和 边 界 等 元 件 对 区 内 、外 故 障暂 态 量 频 率 特 征 的共 同影 响 。 由于 故 障暂 态 分 量 在 直 流 线 路 上 的 传 播 特 点
６ ０ ０ Ｈ ｚ的信 号具 有很 强的衰减作用 ，而对 区内直流 滤波器调谐频 率 ６ ０ ０ Ｈ ｚ ，１ ２ ０ ０ Ｈ ｚ ，１ ８ ０ ０ Ｈ ｚ 处的信号 具有反 向全反射 的特 点；另外，考虑 到直流线路的频率相 关特性 ，线路保 护判据 的构建 宜选 用直流 滤波
果 均 在不 同程 度 上 改 善 了直 流 输 电线 路 行 波 保 护 纳 分 别 为 ＝ （ ） ，Ｙ （ ） ，它 们 在 线 路 上 是 均 匀 的 动作 安 全 性 和 可 靠 性 。 但 是 ，上 述 研 究 均 分 布 的 ，模 型 如 图 １所 示 ，规 定 前 行 波 的 正 方 向
的发 展 ，高 压 直 流输 电 （ ＨＶ Ｄ Ｃ，Ｈｉ ｇ ｈ Ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｄ ｉ — 受 直 流 滤 波 器 、平 波 电 抗 器 、线 路 等 设 备 的参 数
ｒ ｅ ｃ ｔ Ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ） 技 术 以 其 线 路 造 价 低 、长 距 离 大 容 影 响 ，因 此 ，本 文 首 先 分 析 频 率 相 关 参 数 直 流 量 输 送 电 能 、控 制 性 能 好 等 优 点 ，在 现 代 电 网 建 线 路 及 由直 流 滤 波 系 统 组 成 的 线 路 边 界 的 频 率 特
保 护 判 据 中 多 采 用 电 压 、 电 流 的 瞬 时 值 ，易 受 噪 分 量差 异 主要 体 现在 直 流滤 波 器 调 谐 频 带 内 。
声 干 扰 。大 量 运 行 经 验 和 研 究 结 果 表 明 ，二 者 保 护 的可 靠 性 较 差 ，抗 过 渡 电阻 能 力 较 低 。 。 近 年 来 ，在 交 流 输 电线 路 的 行 波 保 护 、暂 态 保 护 以及 边 界 保 护 的启 发 下 ，众 多 保 护 研 究 者 将 交 流 输 电线 路 的 暂 态 保 护 原 理 移 植 到 高 压 直 流 输
１ 频 率 相 关 参 数直 流 线 路 的传 播 特 性
１ ． １ 频率 相关 参数 直流 线路 的传 播方 程
假 设 一 条 长 度 为 的 频 率 相 关 参 数 直 流 输 电
电 线 路 的保 护 中 ，取 得 了一 系 列 的成 果 ，这 些 成 线 路 ＭＮ，其 中 每 公 里 频 率 相 关 参 数 的 阻 抗 和 导
器 调 谐 频 率 段 内 的信 号 分 量 。
关键词 ：频率相 关参数输 电线路 ；线路 边界 ；频率特性
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｍ ７ ２ １ ． １ ； Ｔ Ｍ ７ ４ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ０ ７ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ ７