电网调度实用技术问答2(2)

从而影响道单相重合闸的成功，因此线路单相重合闸的时间还必须考虑此电流影响,一般需要0.6秒时间。

l4、什么叫管理线损和理论线损?影响线损的因素有哪些?有哪些降损措施?
答：管理线损和理论线损：
理论线损是在输送和分配电能过程中无法避免的损失,是由当时电力网的负荷情况和供电设备的参数决定的，这部分损失可以通过理论计算得出。

管理线损是电力网实际运行中的其他损失和各种不明损失。

例如由于用户电度表有误差,使电度表的读数偏小;对用户电度表的读数漏抄、错算,带电设备绝缘不良而漏电;以及无表用电和窃电等所损失的电量。

影响线损的因素：
1）、管理制度不健全；
2）、网络结构不尽合理；
3）、运行方式不尽合理
降损措施：
降低线损的措施主要有：组织措施、技术措施。

技术措施又分为建设措施和运行措施两部分。

现分别叙述。

1）、组织措施：
●制度线损管理制度；
●开展线损小指标活动；
●加强计量管理，合理计量、改进抄表工作；
●组织用电普查、堵塞营业漏洞；
2）、建设措施：
●把较高电压的线路架设到负荷中心的地方;
●装置补偿设备,减少无功电能输送，提高电压水平；
●把电力网改为高压电网;
●改进变压器结构；
3）、运行措施:
●确定最经济的电力网结线方式；
●低负荷时停用主变压器；
如果变电站内装有两台及以上主变压器,可根据主变压器经济运行曲线确定最经济的运行台数；
●提高输电系统电压；
因为系统线损中铜损是与电压平方成反比，提高运行电压，对降低线损有较大效果；
●使无功补偿设备经济运行；
●调相机本身的损就较大,在低负荷时,调相设备投入运行,有时并不
经济,所以应根据系统运行情况,经过具体计算确定调相机的运行条件,使达到经济运行的目的。

同时合理分布电容器，使其能发挥最大的经济效益；
●加强统一检修,减少线路检修停运次数。

附：
线损电量一般可分为可变损失和固定损失两部分.所谓可变损失就是指当电流通过导体时,其损失与电流平方成正比,也与导体本身的电阻值成正比,对一定截面的导线来说,其损失的大小随通过电流的大小而变化.而所谓固定损失是与电流的大小无关,只要设备接通电源,就有损失，当电源电压变化不大时)其损失基本上是固定的.
线损的可变损失部分由下列各项影响：
●发电厂升压变压器铜损；
●变电站主变压器铜损；
●输电线路铜损；
●输电线上用户专用变压器铜损（低压侧计量）；
●高压配电线路铜损；
●配电变压器铜损；
●配电线用户专用变压器铜损(低压侧计量)；
●低压配电线路铜损；
●接户线和进户线铜损；
●调相机铜损。

线损的固定损失部份由下列各项影响：
●发电广升应变压器铁损；
●变电站主变压器铁损；
●输电线上用户专用变压器(低压侧计量)铁损；
●配电变压器铁损；
●配电线上用户专用变压器(低压倒计量)铁损；
●电线和电容器介质损耗；
●用户电度表电压线圈损耗；
●调相机固定损耗(包括风阻摩擦损耗,铁心损耗、电刷接触电阻损耗等);
ll0千伏以上的电晕损耗。

15、电力系统暂态有几种形式?从时间过程和数学模型上如何描述?
答：电力系统的暂态过程可分为三类，既波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。

波过程主要与运行操作或雷击时的过电压有关,涉及电流、电压波的传播。

这类过程最短暂。

一般按波过程进行数学计算。

电磁暂态过程主要与短路和自励磁有关,涉及电流、电压,有时也涉及功率角随时间的变化。

这类过程的持续时间较波过程长。

主要根据磁链守恒原理，引出暂态、次暂态电势、电抗等参数，按欧姆定律进行数学计算。

对于不对称故障可用对称分量法进行计算。

机电暂态过程主要与系统振荡、稳定性的破坏、异步运行等有关,涉及功率、功率角、旋转电机的转速创等随时间的变化。

这类过程的持续时间最长。

在数学上一般按功率方程：P=（EU/X ）*sin δ进行计算。

电力系统的这三类暂态过程有时是相互关联的。

例如,雷击造成短路而导致系统稳定性破坏的全过程中,既包括了波过程,也包括了电磁暂态过程和机电暂态过程。

16、什么叫波阻抗?
答： 行波电压与行波电流绝对值之比称为波阻抗。

其值为单位长度线路电感L ｏ与电容C ｏ之比的平方根。

Z C 即为该线路的波阻抗或称特征阻抗。

17、什么叫自然功率?
答： 输电线路既能产生无功功率(由于分布电容)又消耗无功功率(由于串联阻抗).当沿线路传送某一固定有功功率,线路上的这两种无功功率适能相互平衡时,这个有功功率,叫做线路的“自然功率"或“波阻抗功率",因为相当于在线路末端接入了一个线路波阻抗值的负荷一样。

若传输的有功功率低于此值,线路将向系统送出无功功率;而高于此值时,则将吸收系统的无功功率。

Y
Z Z C =C
Z U P 2
=
P即为自然功率，Z C为该线路的波阻抗。

l8、电力系统有哪些大扰动?
答：电力系统大扰动主要指：各种短路故障；各种突然断线故障；非同期并网（包括发电机非同期并列）；大型发电机失磁、大容量负荷突然启停等。

19、中性点接地方式有几种?什么叫大电流、小电流接地系统?其划分标准如何?
答：我国电力系统中性点接地方式主要有两种，既：
1）中性点直接接地方式(包括中性点经小电阻接地方式)。

2）中性点不接地方式（包括中性点经消弧线圈接地方式）。

中性点直接接地系统（包括中性点经小电阻接地系统)，发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统称为大接地电流系统。

中性点不接地系统（包括中性点经消弧线圈接系统），发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，故称其为小接地电流系统。

划分标准在我国为：
X
0/X
1
≤4～5的系统属于大接地电流系统，X
/X
1
＞4～5的系统属
于小接地电流系统。

注：X
0为系统零序电抗，X
1
为系统正序电抗。

20、大、小电流接地系统,当发生单相接地故障时各有什么特点?根据其特点选用两种接地系统各用于什么电压等级系统?
答：中性点运行方式主要分两类，既直接接地和不接地。

直接接地系统供电可靠性低。

这种系统中发生单相接地故障时,出现了除中性点外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相。

不接地系统供电可靠性高,但对绝缘水平的要求也高。

因这种系统中发生单相接地故障时,不构成短路回路,接地相电流不大,不必切除接地相,但这时非接地相的对地电压却升高为相电压的倍。

在电压等级较高的系统中,绝缘费用在设备总价格中占相当大比重,降低绝缘水平带来的经济效益非常显著，一般就采用中性点直接接地方式,而以其它措施提高供电可靠性。

反之，在电压等级较低的系统中，一般就采用中性点不接地方式以提高供电可靠性。

在我国,110干伏及以上的系统采用中性点直接接地方式,60干伏及以下系统采用中性点不直接接地方式。

21、什么是对称分量法?怎样把三相不对称向量分解成正、负、零序三组对称分量?
答：由线性数学计算可知：三个不对称的相量，可以唯一地分解为三组对称的相量（分量）。

因此，在线性电路中，系统发生不对称短路时，将网络中出现的三相不对称的电压和电流,分解为正、负、零序三组对称分量，分别按对称三相电路去解,然后将其结果叠加起来。

这种分析不对称的三相电路的方法叫对称分量法。

设有三相对称系统1，a，a2，则有：
1 = 1∠0°
a = 1∠120°
a2 = 1∠240°
1 + a + a2= 0
已知不平衡三相系统。

E
a，。

E
b，。

E
c
求其对称分量正、负、零序。

正、
负序对称且平衡，零序对称但不平衡。

根据对称分量法有：。

E
a =。

E
a0
+。

E
a1
+。

E
a2。

E
b =。

E
b0
+。

E
b
+。

E
b2
（1）。

E
c =。

E
c0
+。

E
c1
+。

E
c1
将1，a，a2，代如（1）式，对（1）式化简后可得：。

E
a =。

E
a0
+。

E
a1
+。

E
a2。

E
b =。

E
a0
+ a2。

E
a1
+ a。

E
a2
（2）。

E
c =。

E
a0
+ a。

E
a1
+ a2。

E
a2
对方程组（2）求解得：。

E
a0 = 1/3（。

E
a
+。

E
b
+。

E
c
）。

E
a1 = 1/3（。

E
a
+ a。

E
b
+ a2。

E
c
）（3）。

E
a2 = 1/3（。

E
a
+ a2。

E
b
+ a。

E
c
）
（2）、（3）式既为非对称分量与对称分量相互转换的公式。

按（3）式即可把三相不对称向量分解成正、负、零序三组对称分量。

22、什么是电力系统序参数?零序参数有何特点?与变压器接线组别、中性点接地方式、输电线架空地线、相邻平行线路有何关系?
答：对称的三相电路中,流过不同相序的电流时,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。

任一元件两端的相序电压与流过该元件的相应的相序电流之比,称为该元件的序参数（阻抗）。

零序参数（阻抗）与网络结构，特别是和变压器的接线方式及中性点接地方式有关。

一般情况下，零序参数（阻抗）及零序网络结构与正、负序网络不一样。

对于变压器，零序电抗则与其结构(三个单相变压器组还是三柱变压器)、绕组的连接站(△或Y)和接地与否等有关。

当三相变压器的一侧接成三角形或中性点不接地的星形时,从这一侧来看,变压器的零序电抗总是无穷大的。

因为不管另一侧的接法如何,在这一侧加以零序电压时,总不能把零序电流送入变压器。

所以只有当变压器的绕组接成星形,并且中性点接地时,从这星形侧来看变压器,零序电抗才是有限的（虽然有时还是很大的）。

对于输电线路,零序电抗与平行线路的回路数,有无架空地线及地线的导电性能等因素有关。

零序电流在三相线路中是同相的,互感很大,因而零序电抗要比正序电抗大,而且零序电流将通过地及架空地线返回,架空地线对三相导线起屏蔽作用,使零序磁链减少,即使零序电抗减小。

平行架设的两回三相架空输电线路中通过方向相同的零序电流时，不仅第一回路的任意两相对第三相的互感产生助磁作用,而且第二回路的所有三相对第一回路的第三相的互感也产生助磁作用,反过来也一样.这就使这种线路的零序阻抗进一步增大。

附：1
图7画出了双绕组和三绕组变压器几种接线方式的零序电抗等值网络。

图7：变压器零序电抗的等值网络
对Y。

/△连接的变压器.在忽略励磁电流的情况下,其零序电抗为： X。

≈XⅠ+XⅡ=X1，这时零序电抗X。

等于正序电抗Xl。

在Y。

/ Y。

连接时,在电力系统的零序等值网络内.必须包括该变压器的零序等值网络,以及零序电流通过的各个元件的零序电抗。

在Y。

/ Y连接时,变压器的零序电抗是：X。

=XⅠ+Xm Xm是很大的(三相三柱式变压器除外)。

实际上,零序电抗X。

可以当作等于无限大。

图7(d)、(e)、（f）是三绕组变压器的几种基本接线方法和对应的零序等值网络。

因为三绕组变压器有一个绕组是三角形连接的,所以可以当作Xm=∞。

图7(d)示出Y。

/△/Y连接的变压器,绕组Ⅲ中没有零序电流通过,因此变压器的零序电抗等为：X。

= XⅠ+XⅡ
图7(e) 示出Y。

/△/ Y。

连接的变压器,绕组Ⅱ、Ⅲ中都可通过零序电流,因而在电力系统的零序等值网络中,必须包括这个三绕组变压器的零序等值网络。

图7(f) 示出Y。

/△/ △连接的变压器,绕组Ⅱ与绕组Ⅲ各自成为零序电流的闭合回路。

绕组Ⅱ与绕组Ⅲ中的电压降相等，并对于变压器的感应电势。

因此可将Ⅱ与绕组Ⅲ的电抗并联。

附：2
在近似计算中,输电线路的零序电扰,可以采用下表的数值。

23、如何建立各种不对称故障下的复合序网图?什么是正序等效定则?
答：将各序网络按故障边界条件（用对称分量表示的故障边界条件）结合起来，就建立了不对称故障的复合序网图。

下面以单相接地短路为例，说明如何建立复合序网图。

上述边界条件转换为对称分量后得：
将正、负、零序网（阻抗）串联既满足上述边界条件，故单相接地短路时的复合序网如下图。

其他不对称故障的复合序网图可依次类推。

正序等效定则
在简单不对称故障情况下，故障点电流的正序分量，与在故障点一相中接入一个等效阻抗而发生三相短路时的电流相等。

这一法则称为正序等效定则。

各种故障的正序等效阻抗如下：
附：各序网络的建立：
正序网络与电力系统正常运行时的等值网络基本相同,其中各元件用它们的正序阻扰代替,在网络中需引入各个电源电势,但在短路点则要引入代替故障的正序电势。

在正常运行时投入运行的所有元件,包括发电机、变压器、负荷及线路等,除中性点接地的阻抗外（因为正序电流不通过）,都应在正序网络中反映出来。

电源中性点与负荷中性点的电位相等,它们在正序网络中可直接连接起来。

组成负序网络的元件与组成正序网络的元件完全相同,各元件所用的参数应是负序阻抗。

在负序网络中,各电源电势都等于零,而只在短路点作用着代替故障的负序电势。

发电机和负荷的负序阻抗与正序阻抗不相同,其它静止元件的负序阻抗与正序阻抗相等。

在负序网络中,各电源支路的中性点〈电源电势等于零),与负荷的中性点亦可直接连接起来。

零序电流一般在短路点流入大地,经过地或与地平行的电路〈如地线、电缆包皮等〉以及变压器的中性点返回三相电路中。

它所流过的途径与正序或负序电流截然不同,因此零序网络与正序网络或负序网络完全不同。

在零序网络中也不包含电源电势,只在短路点作用着代替故障的零序电势。

在零序网络中,各元件分别用它们的零序阻抗来代替。

由于发电机或负荷通常由三角形接法的变压器绕组把零序电流隔开,即零序电流并不流过发电机及负荷,因而零序网络中通常不含有发电机及负荷元件。

作零序网络时,应先从短路点开始查明零序电流流过的途径,在短路点这一电压级的网络中,如果直接电气连接的元件中有一个中性点接地,零序电流才能形成回路,如果有一个以上的接地点(不包括短路点〉,则零序电流的回路便不止一个。

变压器绕组的连接法对零序网络的结构有很大的关系。

当平行的双回线中的一回发生接地短路,并且双回线中都有零序电流通过时,由于平行双回线间零序电流要产生互感作用，故在零序网络中应计及此零序互感的影响。

对于接在系统中性点与地之间的阻抗,例如电抗器,应在零序网络中列入其实际阻抗值的三倍。

因为通过每相的零序电流只是通过中性点电抗器电流的1/3倍,而作零序网络只是单相网络,所以为了使零序网络中电抗器的电压降与实际电抗器的电压降相等.就必需把零序网络中电抗器的电抗值增大到三倍。

24、什么情况下单相接地电流大于三相短路电流?
答：故障点零序综合阻抗Zk0小于正序综合阻抗Zk1，单相接地故障电流大于三相短路电流。

25、小接地电流系统中,为什么采用中性点消弧线圈接地?消弧线圈有几种补偿式?
答：中性点非直接接地系统发生单相接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。

如果此电容电流相当大，就
会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。

在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。

为此，我国采取的措施是：当各级电压电网单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值(35kV电网为10A，10kV 电网为10A，3～6kV电网为30A)，就在中性点装设消弧线圈，其目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电。

中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少。

通常这种补偿有两种不同的运行方式，即欠补偿和过补偿。

(1)欠补偿。

补偿后电感电流小于电容电流，或者说补偿的感抗大于线路容抗，电网以欠补偿的方式运行。

(2)过补偿。

补偿后电感电流大于电容电流，或者说补偿的感抗小于线路容抗，电网以过补偿的方式运行。

26、什么叫电力系统的稳定运行?电力系统稳定共分几类?
答：当电力系统受到扰动后，能自动地恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状态运行，即谓电力系统稳定运行。

电力系统的稳定从广义角度来看，可分为：
1)、发电机同步运行的稳定性问题（根据电力系统所承受的扰动大小的不同，又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类）；
2）、电力系统无功不足引起的电压稳定性问题；
3）、电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题。

附：各类稳定的具体含义如下：
1.电力系统的静态稳定是指电力系统受到小干扰后不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态。

2.电力系统的暂态稳定是指系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后，经过一个机电暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的稳定状态。

3.电力系统的动态稳定是指电力系统受到干扰后不发生振幅不断增大的振荡而失步。

主要有：电力系统的低频振荡、机电耦合的次同步振荡、同步电机的自激等。

4.电力系统的电压稳定是指电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力。

它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关。

当发生电压不稳定时，将导致电压崩溃，造成大面积停电。

5.频率稳定是指电力系统维持系统频率与某一规定的运行极
限内的能力。

当频率低于某一临界频率，电源与负荷的平衡将遭到彻底破坏，一些机组相继退出运行，造成大面积停电，也就是频率崩溃。

27、造成各类稳定问题的原因和后果是什么?
答：
1.电力系统的静态稳定问题，是由系统受到小干扰后发生的。

电力系统几乎无时不受到小干扰，如负荷的投入与切除，系统接线方式的变换，发电机功率的波动等。

2.电力系统的暂态稳定、动态稳定问题，是系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后发生的。

电力系统大的扰动包括：各种短路故障；各种突然断线故障；非同期并网（包括发电机非同期并列）；大型发电机失磁、大容量负荷突然启停等。

3.电力系统失去同步稳定后,就要引起系统运行参数的巨大变化，发生电力系统的低频振荡、机电耦合的次同步振荡、同步电机的自激等事故，使系统的发电机不能正常发电，用户不能正常用电,往往会造成系统大面积停电或瓦解事故。

4.电力系统的电压稳定问题，往往由于电力系统受到电压扰动而引起的。

电压扰动包括：发生短路、大容量电动机的启动、冲击负荷、线路阻抗突然增大(断开发电机或静电电容器)、无功电源减小(断开发电机或静电电容器或发电机失磁)或节点负荷的增大等。

电力系统的电压稳定破坏后，将使系统电压急剧下降，从而造成系统大面积停电或瓦解。

5. 电力系统的频率稳定问题，往往由于电力系统受到有功扰动而引起的。

有功扰动包括：大容量发电机掉闸、系统发生短路、大容量电动机的启动、冲击负荷、节点负荷的增大等。

当电力系统频率稳定破坏后，将使系统频率急剧下降，从而使一些发电机组相继退出运行，造成系统大面积停电或瓦解。

28、保证和提高电力系统静态稳定的措施有哪些?
答：电力系统的静态稳定性是电力系统正常运行时的稳定性，电力系统静态稳定性的基本性质说明，静态储备越大则静态稳定性越高。

提高静态稳定性的措施很多，但是根本性措施是缩短“电气距离”。

主要措施有：
一、减少系统各元件的电抗：减小发电机和变压器的电抗，减少线路电抗（采用分裂导线）；
二、提高系统电压水平；
三、改善电力系统的结构；
四、采用串联电容器补偿；
五、采用自动调节装置；
六、采用直流输电。

在电力系统正常运行中，维持和控制母线电压是调度部门保证电力系统稳定运行的主要和日常措施。

维持、控制变电站、发电厂高压母线电压恒定，特别是枢纽厂（站）高压母线电压恒定，相当于输电系统等值分割为若干段，这样每段电气距离将远小于整个输电系统的电气距离，从而保证和提高了电力系统的稳定性。

29、提高电力系统的暂态稳定性的措施有哪些?
答：提高静态稳定性的措施也可以提高暂态稳定性，不过提高暂态稳定性的措施比提高静态稳定性的措施更多。

提高暂态稳定性的措施可分成三大类：一是缩短电气距离，使系统在电气结构上更加紧密；二是减小机械与电磁、负荷与电源的功率或能量的差额并使之达到新的平衡；三是稳定破坏时，为了限制事故进一步扩大而必须采取的措施，如系统解列。

提高暂态稳定的具体措施有：
1.继电保护实现快速切除故障；
2.线路采用自动重合闸；
3.采用快速励磁系统和电力稳定器（PSS）；
4.发电机增加强励倍数；
5.汽轮机快速关闭汽门；
6.发电机电气制动；
7.变压器中性点经小电阻接地；
8.长线路中间设置开关站；
9.线路采用强行串联电容器补偿；
10.采用发电机－线路单元结线方式；
11.实现连锁切机；
12.采用静止无功补偿装置；
13.系统设置解列点；
14.系统稳定破坏后可以让发电机短期异步运行，尽快投入系统备用电源，然后增加励磁，实现机组再同步。

30、采用单相重合闸为什么可提供暂态稳定性?
答：采用单相重合闸后，由于故障时其切除的是故障相而不是三相,在切除故障相后至重合闸前的一段时间里,即使是单回线输电,送电端和受电端也没有完全失去联系（电气距离与切除三相相比,要小得多），这就可以大大提高系统的暂态稳定性（特别是超高压输电线路的故障90%以上是单相接地短路故障）。

采用单相重合闸与三相重合闸的比较如图所示。

pⅠ故障前的功角特性曲线，pⅡ为切除一相后的功角特性曲线。