电力系统简答题

2－9 电力系统采用标么值进行计算，有什么好处？基准值如何选取？答：采用标么值的优点：（1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标么值与相电压的标么值相等，三相功率的标么值和单相功率的标么值相等。

（2）只需确定各电压级基准值，直接在各自基准值下计算标么值，不需要进行参数和计算结果的归算。

（3）用标么值后，电力系统元件参数比较接近，易于进行计算和对结果的分析比较。

4－3 电力系统中变量的约束条件是什么？答：（1）所有节点电压必须满足： （2）所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足：（3）某些节点之间电压的相位差应满足4－4 牛顿－拉夫逊法的基本原理是什么？其潮流计算的修正方程式是什么？直角坐标表示的与极坐标表示的不平衡方程式的个数有什么不同？为什么？答：牛顿－拉夫逊法就是对非线性方程通过线性化处理逐步近似。

其修正方程：直角坐标与极坐标表示的不平衡方程个数要多n -1-m 个。

原因在于，PU 节点的U 的幅值已知，只有其相角未知，减少了极坐标下的方程个数。

5－6 电力系统频率的一次调整指的是什么？能否做到频率的无差调节？答：电力系统频率的一次调整，就是按照电力系统有功功率与频率的静态特性，负荷的增量是由调速器作用使发电机有功出力增加和负荷功率随频率下降而自动减少两方面共同调节来平衡的。

不能做到无差调节。

6－4 何为电力系统的中枢点？系统中枢点有哪三种调压方式？其要求如何？答：电力系统中负荷点数目众多而分散，不可能也没有必要对每个负荷点电压进行监视调整，系统中常选择一些有代表性的电厂和变电站母线作为电压监视点，称电压中枢点。

中枢点的调压方式：逆调压、顺调压和常（恒）调压三类。

逆调压：在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。

一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高5％，在最小负荷时保持为线路额定电压。

供电线路较长、负荷变动较大的中枢点往往要求采用这种调压方式。

顺调压：大负荷时允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5％；小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路额定电压的107.5％的调压模式。

对于某些供电距离较近，或者符合变动不大的变电所，可以采用这种调压方式。

常（恒）调压：介于前面两种调压方式之间的调压方式是恒调压。

即在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2％～5％。

6－6 当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比来进行调压？为什么？答：无功功率不足时，不能通过改变变压器变比来进行调压。

改变变压器变比调压的实质是改变系统无功功率的分布，并不能增加系统总的无功功率总量，当系统无功功率不足时，仅通过改变变压器变比的方式，只会加剧局部无功功率的不平衡，影响电压。

8－2 无限大容量电源的含义是什么？由这样电源供电的系统三相短路时，短路电流包括几种分量？有什么特点？答：无限大容量电源指的一种假设的理想情况，描述为其电动势为1，阻抗为0，即通常所说的恒定电动势。

无限大容量电源供电系统三相短路时，短路电流包括两种分量：周期分量（强制分量）与非周期分量（自由分量）。

周期分量是短路稳态电流的主要成分；非周期分量则最终衰减到零。

()min max1,,i i i U U U i n ≤≤ =L min max min max Gi Gi Gi Gi Gi Gi P P P Q Q Q ≤≤⎫⎬≤≤⎭max i j i j δδδδ-<-1k k k -⎡⎤=-⎣⎦()()()ΔX J F(X )8－3 冲击电流指的是什么？它出现的条件和时刻如何？冲击系数Kimp 的大小与什么有关？答：短路电流最大瞬时值称为冲击电流。

冲击电流出现的条件：（1）空载I ＝0；（2）合闸角a ＝0；（3）阻抗角j ＝90。

冲击系数与时间常数T a 有关，即与线路参数相关。

1－7 为什么要规定电力系统的电压等级？主要电压等级有哪些？解：电力线路输送功率一定，输电电压越高，输电电流就越小，导线的截面就越小，投资就越小；但电压越高，对绝缘要求越高，绝缘的投资越高，综合考虑，对特定的输电要求，需要选择合理的线路电压。

3、6、10、35（60）、110、220、330、500、750、1000kV 等。

1－8 电力系统各元件（设备）的额定电压的如何确定的。

解：（1）用电设备额定电压，取与线路额定电压相等。

（2）发电机的额定电压，为线路额定电压的105%。

（3）变压器的额定电压，分一次侧与二次侧。

一次侧作为用电设备，按用电设备额定电压来确定。

二次侧作为供电设备，升压变压器的二次侧额定电压比线路额定电压高10%，降压变压器的二次侧额定电压比线路额定电压高10%或5%。

2－2 架空线路采用分裂导线有什么好处？答：分裂导线大大地增加了每相导线的等值半径，可以显著减小线路电抗。

（1）使用分裂导线可提高线路的输电能力 ：因为与单根导线相比，分裂导线能使输电线的电感减小、电容增大，使其对交流电的波阻抗减小，提高线路的输电能力．经研究表明：当每相导线的截面恒定时，从单根导线过渡到分裂导线，线路的输送能力随之增加，每相分裂为两根导线时增加21％，分裂为三根时增加33%．（2）限制电晕的产生及其带来的相关危害：由于超高压输电线的周围会产生很强的电场，而架空导线的主要绝缘介质是空气。

因此当导线表面的电场强度达到一定数值时，该处的空气可能被电离成导体而发生放电现象。

电晕的产生除了损耗输电功率外，还会产生电磁辐射。

此外，电晕还将使导线表面产生电腐蚀，降低输电线的使用寿命。

采用分裂导线，可显著地降低导线表面的场强。

分裂导线相当于增大了每相导线的直径，可限制电晕的产生及带来的相关危害。

（3）提高输电的经济效益：采用分裂导线技术不仅能有效地减小电晕损耗，而且在电晕条件相同的电场强度下，分裂导线可允许在超高压输电线上采用更小截面的导线，所以采用分裂导线会降低输电成本。

在许多国家进行的运行经济比较的结论中，都做出了关于超高压远距离输电线路采用分裂导线更经济合理的结论。

（4）提高超高压输电线路的可靠性： 超高压输电线路的稳定性要求很高。

多根导线在同一位置都出现缺陷的可能性很小，所以应用分裂导线可以提高线路的稳定性。

2－5 变压器电抗参数的计算公式 中的UN ，是用变压器的一次侧额定电压还是用二次侧的额定电压？结果有什么不同？答： U N 既可以用一次侧额定电压，也可以用二次侧额定电压。

使用一次侧额定电压，结果就是归算到一次侧的电抗；使用二次侧额定电压，结果就是归算到二侧的电抗。

值上的差异是K2倍。

3－1 输电线路和变压器的功率损耗如何计算？它们各在导纳支路上的损耗的无功功率有什么不同？答：输电线路功率损耗从一端向另一端依次计算各个支路的功率损耗值，并按照功率流向采用求和计算。

变压器的功率损耗，也可以按照输电线路功率损耗计算的方法，但是一般采用直接利用变压器铭牌数据计算。

输电线路导纳支路是电容所产生的无功功率，呈容性；变压器导纳支路是电感所产生的无功功率，呈感性。

()2k N T N %100U U X S =Ω0.011aT imp K e -=+3－2输电线路和变压器阻抗元件上的电压降落如何计算？电压降落大小主要由什么决定？电压降落相位主要由什么决定？什么情况下会出现线路末端电压高于首端电压的情况？ 答：输电线路和变压器阻抗元件电压降落采用电压平衡的方式计算，从一端向另一端按功率传递方向或是逆方向，依据KVL 定律计算。

电压降落的大小主要取决于电压降落的纵分量；电压降落的相位主要取决于电压降落的横分量。

如果线路空载，只有充电功率，会出现末端电压高于首端电压。

3－4 运算功率指的是什么？运算负荷指的是什么？如何计算升压变电所的运算功率和降压变电所的运算负荷？答：运算功率指注入电力线路阻抗的功率，即由升压变压器高压侧流出的功率减去接在该点的线路导纳支路的功率损耗。

运算负荷指连接降压变电所的电力线处流出的功率，即注入降压变电所母线的功率加上接在该点的线路导纳支路的功率损耗。

4－1 节点阻抗矩阵如何形成？是否具有稀疏性？其各元素的物理意义？节点阻抗矩阵如何修改？答：节点阻抗矩阵对角线元素Zii 称为节点i 的自阻抗；非对角线元素Zij 称为节点i 与节点j 之间的互阻抗。

令 当在节点k 单独注入电流，而所有其他节点注入电流都为零时，在节点k 产生的电压同注入电流之比，即等于节点k 的自阻抗Zkk ；在节点i 产生的电压同节点k 注入电流之比即等于节点k 与节点i 之间的互阻抗Zik 。

Zkk 可以看作从节点k 向整个网络看进去的对地总阻抗，或是节点k 作为一端，参考节点作为另一端，从这两个端点看进去的无源网络的等值阻抗。

所考虑的电力网络一般是连通的，网络各部分之间存在着电或磁的联系。

单独在节点k 注入电流，总会在任一节点i 出现电压，因此阻抗矩阵没有零元素，是一个满矩阵。

求取阻抗矩阵两种方法：一种是以物理概念为基础的支路追加法，另一个就是从节点导纳矩阵求取逆阵。

4－6 P －Q 分解法相对于牛顿－拉夫逊法，做了哪些简化？答：根据电力系统的运行特性进行简化：（1）考虑到电力系统中有功功率分布主要受节点电压相角的影响，无功功率分布主要受节点电压幅值的影响，所以可以近似的忽略电压幅值变化对有功功率和电压相位变化对无功功率分布的影响，即：（2）根据电力系统的正常运行条件还可作下列假设：1）电力系统正常运行时线路两端的电压相位角一般变化不大（不超过10~20度）；2）电力系统中一般架空线路的电抗远大于电阻；3）节点无功功率相应的导纳远小于该节点的自导纳的虚部。

用算式表示如下：5－2 电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有什么关系？ 答：频率的一次调整中，负荷的增量是由调速器作用使发电机有功出力增加和负荷功率随频率下降而自动减少两方面共同调节平衡的。

频率二次调整是当负荷变化引起频率变化时，通过调频器的动作，使发电机的功－频静特性平衡移动，从而改变有功出力，以保证系统频率不变或在允许范围内。

频率三次调整是在有功平衡的基础上，按照最优化的原则在各发电厂之间进行分配。

()1,2,,ik k i Z I Ui n = =&&L ()0,01,2,,,k j I I j n j k ≠ = =≠&&L 0,j i ik k I j k U Z I =≠=&&&10,0,N K P H Q LU U δ-==∆=∆∆=∆)))21cos 12sin 3ij ij ij ij i i ii G B Q U B δδ≈<<<<5－3 何为电力系统负荷的有功功率－频率静态特性？何为有功功率负荷的频率调节效应？ KL 的大小与哪些因素有关？答：系统处于运行稳态时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的静态频率特性。