电力系统概论

第一章1.1、电力系统、电力网、动力系统的定义是什么？P1答：电力系统是指由发电机、变压器、电力线路、用户的用电设备等在电气上相互连接所组成的有机整体。

电力系统中，除去发电机、用户的用电设备，剩下的部分，即电力线路和它两边连接的变压器，称为电力网，简称电网。

电力系统再加上它的动力部分可称为动力系统。

1.3、电力系统运行的特点和基本要求是什么？P4答：特点：1、电能不能大量储存；2、过渡过程非常迅速；3、与国民经济各部门密切相关。

基本要求：1、保证可靠地持续供电（通常对一级负荷要保证不间断供电；对二级负荷，如有可能也要保证不间断供电。

当电力系统中出现供电不足时，三级负荷可以短时断电）；2、保证良好的电能质量（电力系统的电压和频率正常是保证电能质量的两大基本指标，一般规定，电压偏移不应超过额定电压的±5%。

频率偏移不超过±（0.2~ 0.5）Hz。

）3、努力提高电力系统运行的经济性。

1.4、衡量电能质量的指标是什么？P6答：衡量电能质量的指标是电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡度、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压。

1.7、电力系统的接线方式有哪几种？比较有备用接线和无备用接线的优缺点。

P10答：接线方式：两种（有备用接线和无备用接线）无备用接线指用户只能从一个方向取得电源的接线方式，包括放射式、干线式、链式。

优点：简单、经济、运行方便；缺点：供电可靠性差、电能质量差。

有备用接线包括双回路放射式、双回路干线式、双回路链式、环式和两端供电网。

优点：供电可靠、电能质量高；缺点：运行操作和继电保护复杂，经济性差。

1.8、电力系统各元件的额定电压如何确定？P11答：1、用电设备的额定电压为U N（最理想、最经济的工作电压），也是其他元件的参考电压。

2、电力线路的额定电压和用电设备的额定电压是相等的。

3、发电机的额定电压应该比线路的额定电压高5%，即U GN=U N(1+5%)。

4、变压器的额定电压：变压器的一次侧额定电压等于用电设备的额定电压，即U1N=U N；但是，直接和发电机相连的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压，即U1N=U GN=U N(1+5%)。

变压器的二次侧额定电压：当电力线路的额定电压为10 kV及以上，比线路的额定电压高10%；当电力线路的额定电压为10 kV以下，比线路的额定电压高5%。

1.9、电力系统中性点的接线方式有哪几种？分析其适用范围。

P14-16答：接线方式主要有三种：不接地、经消弧线圈接地和直接接地。

一般电压在35kV及其以下的中性点不接地或经消弧线圈接地，称小电流接地方式；电压在110kV及其以上的中性点直接接地，称大电流接地方式。

1.12、钢芯铝绞线分为几类？导线型号（如LGT—120）后面的数字表示什么？P17-18答：钢芯铝绞线按照其铝线和钢线截面比的不同有不同的机械强度，一般分为三类：LGJ型—普通钢芯铝绞线；LGJQ型—轻型钢芯铝绞线；LGJJ—加强型钢芯铝绞线。

数字代表主要载流部分的额定截面积为120mm2。

1.13、架空为什么要换位？规程规定，架空线长度大于多少千米就应该进行换位？P18答：架空线路的换位是为了减小三相参数的不平衡。

按有关规程规定：在中性点直接接地的电力网中，长度超过100km 的线路，均应换位。

换位循环长度不宜大于200km 。

第二章2.2、架空线路采用分裂导线有什么好处？220、330、500kV 分别采用几分裂的导线？P27答：好处：改变了导线周围的磁场分布，等效地增大了导线半径，从而减小了每相导线的电抗，也可以减少电晕现象。

220-330kV 运行电压的线路采用2分裂导线；500 kV 运行电压的线路采用4分裂导线。

(分裂成2、3、4根)2.5、什么是电晕现象？电晕现象有什么危害？P27-28答：电晕现象就是指导线周围空气的电离现象。

电晕是要消耗有功功率、消耗电能的。

此外，空气放电时产生的脉冲电磁波对无线电和高频通信产生干扰，电晕还会使导线表面发生腐蚀，从而降低导线的使用寿命。

2.6、双绕组变压器电阻、电抗、电导、电纳的计算公式是什么？与变压器短路试验数据和空载试验数据是怎么样的对应关系？公式中电压U N 用哪一侧的值？ 答：电阻：221000N N K T S U P R = 电抗：N N K T S U U X 100%2= 电导：201000NT U P G = 电纳：20100%NN T U S I B = 电阻R T 与短路损耗P K 成正比；电抗X T 与短路电压百分值U K %成正比；电导G T 与三相空载损耗P 0成正比；电纳B T 与空载电流百分值I 0%成正比。

U N 为变压器高压侧的额定电压。

2.13、什么是变压器变的平均额定变比？P45答：平均额定变比是指变压器两侧母线的平均额定电压之比。

（变压器两侧母线的平均额定电压一般较网络的额定电压近似高5%。

）实际额定变比是指变压器两侧的额定电压之比。

额定电压和平均额定电压额定电压U N (KV) 3 6 10 35 110 220 330 550 平均额定电压Uav(KV) 3.15 6.3 10.5 37 115 230 345 525第三章3.1、电力系统潮流分布计算的目的是什么？P55答：可以帮助我们全面地、准确地掌握电力系统中各元件的运行状态，正确地选择电气设备和导线截面，确定合理的供电方案，合理的调整负荷。

通过潮流分布计算，还可以发现系统中的薄弱环节，检查设备、元件是否过负荷，各节点电压是否符合要求等，从中发现问题，提出必要的改进措施，实施相应的调压措施，保证电力系统运行时各点维持正常的电压水平，并使整个电力系统获得最大的经济性。

3.4、电压降落、电压损耗、电压偏移各是如何定义的？P57-58答：电压降落是指线路始、末两端电压的相量差（.2.1.U U U d -=）。

电压损坏是指线路始、末两端电压的数值差（U U 21-）。

100%21⨯-=∆U U U N U 电压偏移是指网络中某一点的电压与该网络额定电压的数值差。

始端：100%1.1⨯-=∆U U U U N N N末端：100%2.2⨯-=∆U U U U N N N3.6、简单辐射形网络潮流分布计算的内容及一般步骤是什么？P653.9、对闭环网进行初步潮流分布时，是否考虑网络中的功率损耗和电压降落？答：不计网络中的功率损耗和电压降落。

3.10、简单闭环网潮流分布计算的内容及主要步骤是什么？P723.17、运用计算机计算电力系统潮流分布时，变量和节点是如何分类的？什么是PQ 节点、PV 节点和平衡节点？P91第四章4.1、电力系统的无功电源有哪些？无功负荷有哪些？无功功率平衡方程式是什么？P109答：无功功率电源：发电机、调相机、静电电容器和静止补偿器。

无功功率负荷：异步电动机、同步电动机、电炉、整流设备及照明灯具等。

无功功率平衡方程式： ∑∆+∑=∑Q Q Q L GC （P114）GC Q ∑—无功功率电源容量之和；L Q ∑—无功功率负荷之和；∑∆Q —电力网中的无功功率损耗4.3、中枢点的调压方式有哪些？什么是逆调压、顺调压和常调压？P118答：方式：逆调压、顺调压和常调压三类。

逆调压：对于大型网络，如中枢点至负荷点的供电线较长，且负荷变动较大（即最大负荷与最小负荷的差值较大），则在最大负荷时要提高中枢点的电压，以抵偿线路上因最大负荷而增大的电压损耗 ;在最小负荷时要降低中枢点的电压，以防止负荷点的电压过高。

常电压：对于中型网络，如负荷变动较小，线路上电压损耗也较小，这种情况只要把中枢点电压保持在较线路电压高2%—5%的数值顺电压：对于小型网络，如中枢点至负荷点得供电线路不长，负荷大小变动不大，线路上的电压损耗也很小4.4、电力系统电压调整的措施有哪些？P119-128（1）改变发电机端电压调压：发电机端电压调整就是借助于发电机的自动励磁调节器，改变励磁机电压而实现的。

（2）改变变压器的变比调压（3）利用无功补偿设备调压：（4）利用串联补偿电容调压：4.5、改变变压器分接头，是否能彻底解决调压问题？有载调压变压器分接头的选择与普通变压器分接头的选择有什么不同？P120——125不能， 普通变压器：不能带负荷调分接头，只能停电后改变分接头，有载调压变压器：可以在带负荷情况下，不停电改变变压器的分接头4.9、如何实现对电力系统频率的“一次调整”和“二次调整”？P133第一种负荷曲线的变化，频率很快，周期很短，变化幅度很小，这是由于想象不到的小负荷经常性的变化引起的。

对于第一种负荷变化引起的频率偏移进行调整，成为频率的“一次调整”。

调节方法一般是调节发电机组的调速器系统。

第二种负荷曲线的变化，频率较慢，周期较长，幅度较大。

这是由于一些冲击性、间歇性负荷的变动引起的。

对于第二种负荷变化引起的频率偏移进行调整，成为了频率的“二次调整”调节方法是调节发电机组的调频器系统。

4.10、电力系统的备用容量有哪些？P134负荷备用一般为最大发电负荷的2%—5%事故备用一般为最大发电负荷的5%—10%检修备用一般为最大发电负荷的4%—5%国民经济备用一般为最大发电负荷的3%—5%-或者分为热备用和冷备用4-18、有功功率负荷最优分配的目的是什么？P143目标：在满足一定约束条件的前提下，尽可能使电能在产生的过程中消耗的能源最少。

要想实现功率的经济分配，就必须首先考虑各类发电厂的运行特点及各类发电设备的经济特性。

第五章5-1、.电力系统故障类型有哪些？各种故障发生的几率如何？P156•对电力系统危害较严重的有短路、断路以及各种复杂故障等。

•短路种类发生的几率•三相短路（对称短路）约5%（最严重）•两相短路约10%•单相短路接地约65%•两相短路接地约20%•三相短路时，三相电路依旧是对称的；后三种是不对称短路5-2、分析发生各种短路的原因、现象及后果。

P155-156原因1、主要是电气设备载流部分的绝缘损坏①各种形式的过电压、绝缘材料的自然老化、脏污、直接的机械损伤等；②设计、安装及维护不良所致；2、运行人员带负荷拉隔离开关，或者线路检修后未拆除地线就加上电压等误操作。

3、鸟兽跨接在裸露的载流部分以及风、雪、雹等自然现象所造成的。

后果：(1)短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同时很大的短路电流通过设备会使发热增加，当短路持续时间较长，可能使设备过热而损坏;（2）很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很大的机械应力，有可能是设备变形或遭到不同程度的损坏。

(3)系统电压大幅度下降，对用户影响很大。

(4)发生接地短路时,会产生不平衡电流和磁通，将在邻近的通讯线路、铁道信号系统感应出很大的电动势,这将造成对通信的干扰，并危及设备和人身的安全.(5)短路发生后，有可能使并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，甚至使电力系统瓦解，引起大片地区的停电，这是短路故障最严重的后果。