电力系统自动化试卷及思考题答案2014年(华北电力大学)

1.那些实验是在EMS平台下进行？那些实验是在DTS平台下进行？EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q 都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。

3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。

4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。

实验项目二体现出保护是相互配合的。

当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。

实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。

继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。

5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？改变发电机无功：设置发电机无功时以10MV AR增长。

不能保证发电机有功功率和发电机电压恒定，他们可能会随着无功功率的改变有微小的变化。

改变变压器分接头：设置此时发电机相当于一个PV节点，即恒定的有功P和不变的电压U。

原因：发电机是无功电源，也是有功电源，是电能发生元件；变压器是电能转换元件，不产生功率。

7在实验中考虑了哪些调压措施？若某节点电压（kv）/无功……电压升高3kv，则应补偿多少电容？【实验】调节发电机端电压（调节有功，调节无功），调整变压器分接头【百度】电力系统的调压措施主要有： 1靠调节发电机机端电压调压 2靠改变变压器分接头调压 3靠无功补偿调压 4靠线路串连电容改变线路参数调压我的实验灵敏度系数为0.075，所以若电压升高3kv，应补偿3/0.075=40Mvar的电容8在调频实验中。

对单机单负荷系统，若发电机的额定功率……频率怎么变化？当负荷功率大于发电机功率的额定功率……通过K=△p/△f来判断f如何变化9、几个实验步骤实验九试探法求故障切除实验的实验步骤1. 进入DTS 之“教员台”，在DTS 控制面版上选择“进入暂态”；同上述项目一样，将各开关的线路继电保护退出运行。

2. 按右键点击线路lineAto2，选择“电气故障设置”项，设置“三相短路”、故障延时100ms、距线路首端50%，按“确定”，选择菜单栏上的“表格曲线”下“动态曲线显示”项，在出现的窗体上察看发电机“摇摆曲线”。

保存之。

3. 在“DTS 控制台”面版上选择“进入在线”，再点击“仿真重演”，选择设置故障前的时间，返回基态潮流。

根据发电机“摇摆曲线”的形态，继续在线路lineAto2 上设置故障，故障类型、位置等与上述完全相同，只是将故障延时增加一个Δt，比如Δt = 50ms，察看发电机“摇摆曲线”。

4．重复步骤 3 之操作，将故障延时不断增加一个Δt，每一次都注意其摇摆曲线是否已接近稳定极限或已经崩溃，直至系统失稳。

实验三（1）比较电抗器与电容器的调压作用返回系统基态潮流状态，断开连接在母线B 上的电抗器和电容器的断路器，记录下此时母线B 的电压；合上电容器的断路器，此时母线电压值发生变化，记录变化后的值；断开电容器的断路器，再合上电抗器的断路器，记录下变化后的母线电压值。

（2）调节各变压器分接头，对比不同变压器对某一母线的调压作用返回系统基态潮流，分别调整变压器1 号、2 号、3 号的分接头，比较哪一台变压器对改变母线A 的节点电压最有效。

具体做法，在“调度员潮流”状态，先把1 号发电电机设置为PV 节点，然后选中1 号变压器，按键，选“分接头调节”，将其分接头位置上调或下调一个档位（可多调几档），观察并记录下母线A 的电压变化情况。

返回系统基态潮流，分别对变压器B、C 重复这一实验步骤，观察并分别记录下，母线A 的电压变化情况。

（3）应用仿真系统中的灵敏度分析法对指定母线电压进行灵敏度分析作母线B 电压的灵敏度分析。

点击“量测分析”、“状态估计”、“静态安全分析”进入实验操作平台，用鼠标点击并选中“母线B”，在窗口上方上选择“校正对策分析”项，点击“灵敏度分析”下的“灵敏度分析”子项，在弹出窗口中的“受控参数”框中选择“电压”，在右侧的“控制参数”框选中复选项“发电机无功功率”、“负载无功功率”和“电容无功功率”三项，按“确定”后仿真系统便会自动计算并给出各台发电机的无功功率、各个负荷无功功率以及各个电容无功功率对母线B 电压影响的报表。

（4）估算并验证电容器补偿容量。

假设要将母线B 电压升高ΔU，不断试探改变电容器的无功容量参数后将其投入运行，直至母线B 电压符合或接近原定的要求，记录此时电容无功功率及母线B 电压值；再利用灵敏度分析结果大致估算将母线B 电压升高ΔU 所需的电容无功功率容量，对比二者结果是否一致。

实验一 电力系统有功功率分布及分析1.2、欲调节电压相角θ ，调有功P 有效还是调无功Q 有效？应调节有功P ，因为电力网络中，各元件的电抗一般远大于电阻，所以可将雅克比子阵中的N （eP ∂∂=N ）省略，可将修正方程中δ∆=∆H P ，所以节点电压相位角的改变主要影响各元件的有功功率潮流，即欲调节电压相角θ，调有功P 。

3,、想要调节水轮发电机的出力P 应调节什么控制量？如想要调节汽轮发电机的 出力P 又应调节什么控制量？想要调节水轮发电机的出力P 应调节其水门，调节水流量；如想要调节汽轮发电机的出力P 应调节其气门，调节进气量。

实验二 电力系统无功功率分布及分析1.2．欲调节电压相角θ，调有功P 有效还是调无功Q 有效？答：调节无功有效。

3．想要调节水轮发电机的无功Q 应调节什么控制装置？调节汽轮发电机的Q 呢？答：调节励磁装置，调节发电机励磁电流,增加励磁电流就会增加无功输出,减少励磁电流无功输出就会下降。

4．调整变压器分接头能增加或减少全系统无功总量吗？答：不能。

系统的无功总量由发电机，同步调相机，电力电容器和静止补偿器等来影响，变压器分接头只是通过改变电压来改变无功分布，不影响全系统无功总量。

实验三 电力系统综合调压措施分析1．步骤2中，哪一种调压手段更有效些？为什么？答：步骤2中对比了发电机1、3的无功对母线A 电压的影响。

调节3号发电机对调压更有效。

有i ijij ij ij U X Q R P U +=∆可知，电压降落主要受X 和Q ，发电机3到母线A 的X 更大，所以发电机无功调节相同的量，3号发电机对母线A 电压的影响更大，调压更有效。

2．从本实验的结果看出，要调整电压不合格点电压，最优先采用的调压手段是哪一种？为什么？而最有效的手段又是哪一种？答：最优先采用的是调节发电机端电压、调整变压器分接头的方法，通过调整变压器的电压分接头来调整电压是电力系统经常采用的措施。

最有效的是进行无功补偿，从而调节无功负荷。

因为改变变压器的变比调压是有条件的。

它就是：必须维持系统的无功功率平衡。

调整变压器分接头不能从根本是改变无功缺乏的问题，还可能引起电压降落；i ijij ij ij U X Q R P U +=∆，所以调节无功Q 对电压调整非常有效。

3．如果想降网损，前提不能减出力、不能减负荷，如何通过各种调压手段进行调节？ 答：无功补偿。

通过无功补偿使线路上流过的无功减小，线路电压升高，线路是的电压降落减小，从而降低了网损。

实验四 电力系统有功-频率分析1．在一个实际运行的电网中，假设系统有功出力缺额P ∆，单独依靠发电机自身“一次调频”能力使系统重新平衡（不计负荷调节），系统的频率值为f1；单独依靠负荷自身调节效应使系统重新平衡（不计发电机调节），系统的频率值为f2。

问二者是否相等？答：二者不相等，因为发电机的单位调节功率和负荷的单位调节功率的值相差比较多，如：=*G K 33.3~20, =*L K 1.5。

2．有人说，一号发电机的发电容量大于2号发电机，因此选调频机的时候应优先选一号机？ 答：这种说法不对，因为发电机的单位调节功率和机组的调差系数σ有互为倒数的关系。

100%f P 1K GN G ⨯==σσN实验五 电力系统潮流控制分析1． 为什么会有线损？线损的构成主要有哪些成分？答:电能通过输电线路传输而产生的能量损耗，简称线损。

电力网络中除输送电能的线路外，还有变压器等其他输变电设备，也会产生电能的损耗，这些电能损耗（包括线损在内）的总和称为网损。

线损是由电力传输中有功功率的损耗造成的，主要由以下3个部分组成。

= 1 \* GB3①于电流流经有电阻的导线，造成的有功功率的损耗，它是线损的最主要部分②由于线路有电压，而线间和线对接之间的绝缘有漏电，造成的有功功率损耗③电晕损耗：架空输电线路带电部分的电晕放电造成的有功功率损耗。

在一般正常情况下，后两部分只占极小的份量。

2． 从实验步骤3中的记录情况，谈谈你对线路损耗的认识。

答:线损是电能通过输电线路传输而产生的能量损耗产生的。

电力网络中除输送电能的线路外，还有变压器等其他输变电设备，也会产生电能的损耗，这些电能损耗的总和称为网损。

线损是由电力传输中有功功率的损耗造成的，主要由以下3个部分组成。

= 1 \* GB3①于电流流经有电阻的导线，造成的有功功率的损耗，它是线损的最主要部分②由于线路有电压，而线间和线对接之间的绝缘有漏电，造成的有功功率损耗③电晕损耗：架空输电线路带电部分的电晕放电造成的有功功率损耗。

在一般正常情况下，后两部分只占极小的份量。

3． 如果各110kV 线路承担的输送功率长期满负荷运行，有何方法可较好地解决线损过高问题？答:为了降低网络功率损耗,可以采取改变系统运行方式,调整运行参数和负荷率等措施使网络的功率分布接近经济分布,使网络运行更经济,功率损耗为最小。