1、電力系統基礎理論與基礎知識1、什么是動力系統、電力系統、電力網絡？答：通常把發電企業的動力設施、設備和發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能熱能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為動力系統；把由發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為電力系統；把由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統組成的聯系發電與用電的統一整體稱為電力網絡。2、電力工業生產的特點是什么？答：電力工業生產的特點是：(1) 電力生產的同時性。發電、輸電、供電、用電是同時完成的, 電能不能大量儲存。(2) 電力生產的整體性。發電廠、變壓器、高壓輸電線路、配電

2、線路和用電設備在電網中形成一個不可分割的整體 , 缺少任一環節 , 電力生產都不可能完成 , 相反 , 任何設備脫離電網都將失去意義。(3) 電力生產的快速性。電能輸送過程迅速 , 其傳輸速度與光速相同 , 達到每秒 30 萬公里 , 即使相距幾萬公里 , 發、供、用都是在一瞬間實現。(4) 電力生產的連續性。電能質量需要實時、連續地監視與調整。(5) 電力生產的實時性。電網事故發展迅速 , 涉及面大 , 需要實時安全監視。(6) 電力生產的隨機性。由于負荷變化、異常情況及事故發生的隨機性，電能質量的變化是隨機的，因此，在電力生產過程中， 需要實時調度， 并需要實時安全監控系統隨時跟蹤隨機事件

3、，以保證電能質量及電網安全運行。3、現代電網有哪些特點 ?答：現代電網的特點是：(1) 由堅強的超高壓系統構成主網架。(2) 各電網之間聯系較強。(3) 電壓等級簡化。(4) 具有足夠的調峰、調頻、調壓容量，能夠實現自動發電控制。(5) 具有較高的供電可靠性。(6) 具有相應的安全穩定控制系統。(7) 具有高度自動化的監控系統。(8) 具有高度現代化的通信系統。(9) 具有適應電力市場運營的技術支持系統。(10) 有利于合理利用能源。4、區域電網互聯的意義與作用是什么?答：區域電網互聯的意義與作用是：(1) 可以合理利用能源，加強環境保護，有利于電力工業的可持續發展。(2) 可安裝大容量、高效

4、能火電機組、水電機組和核電機組，有利于降低造價，節約能源，加快電力建設速度。(3) 可以利用時差、溫差，錯開用電高峰，利用各地區用電的非同時性進行負荷調整，減少備用容量和裝機容量。(4) 可以在各地區之間互供電力、互通有無、互為備用，可減少事故備用容量，增強抵御事故能力，提高電網安全水平和供電可靠性。(5) 能承受較大的沖擊負荷，有利于改善電能質量。(6) 可以跨流域調節水電，并在更大范圍內進行水火電經濟調度，取得更大的經濟效益。5、電網接線有哪幾種方式? 各有哪些優缺點 ?答：電網主接線方式大致可分為有備用和無備用兩大類。無備用接線方式包括單回的放射式、干線式、鏈式網絡。 有備用結線方式包括

5、雙回路的放射式、干線式、鏈式以及環式和兩端供電網絡。無備用接線方式：(a) 放射式；(b)干線式；(c)鏈式有備用接線方式：(a) 放射式； (b) 干線式；(c)鏈式；(d)環式；(e)兩端供電網絡無備用接線方式的主要優點在于簡單、經濟、運行方便，主要缺點是供電可靠性差。因此這種結線不適用于一級負荷占很大比重的場合。但一級負荷的比重不大 , 并可為這些負荷單獨設置備用電源時 , 仍可采用這種結線。這種結線方式之所以適用于二級負荷是由于架空電力線路已廣泛采用自動重合閘裝置。有備用結線中 , 雙回路的放射式、干線式、鏈式網絡的優點在于供電可靠性和電壓質量高,缺點是可能不夠經濟。因為雙回路放射式結

6、線, 對每一負荷都以兩回路供電, 每回路分擔的負荷不大, 而在較高電壓級網絡中 , 往往由于避免發生電暈等原因 , 不得不選用大于這些負荷所需的導線截面積 , 以致浪費有色金屬。干線式或鏈式結線所需的斷路器等高壓電器很多。有備用結線中的環式結線有與上列結線方式相同的供電可靠性 , 但卻較它們經濟 , 缺點為運行調度較復雜 , 且故障時的電壓質量差。有備用結線中的兩端供電網絡最常見 , 但采用這種結線的先決條件是必須有兩個或兩個以上獨立電源 , 而且它們與各負荷點的相對位置又決定了采用這種結線的合理性。6、什么叫電磁環網 ? 對電網運行有何弊端 ? 什么情況下還不得不保留?答：電磁環網是指不同電

7、壓等級運行的線路, 通過變壓器電磁回路的聯接而構成的環路。電磁環網對電網運行主要有下列弊端：(1) 易造成系統熱穩定破壞。如果在主要的受端負荷中心 , 用高低壓電磁環網供電而又帶重負荷時 , 當高一級電壓線路斷開后 , 其原來所帶全部負荷將通過低一級電壓線路 ( 雖然可能不止一回 )送出 , 容易出現超過導線熱穩定電流的問題。(2) 易造成系統動穩定破壞。正常情況下，兩側系統間的聯絡阻抗將略小于高壓線路的阻抗。一旦高壓線路因故障斷開 , 系統間的聯絡阻抗將突然顯著增大 ( 突變為兩端變壓器阻抗與低壓線路阻抗之和 , 而線路阻抗的標么值又與運行電壓的平方成正比 ), 因而極易超過該聯絡線的暫態穩

8、定極限 , 可能發生系統振蕩。(3) 不利于經濟運行。500kV與 220kV線路的自然功率值相差極大 , 同時 500kV線路的電阻值 ( 多22為 4×400mm導線 ) 也遠小于 220kV線路（多為 2×240 或 1×400mm導線 ) 的電阻值。在 500/220kV環網運行情況下，許多系統潮流分配難于達到最經濟。(4) 需要裝設高壓線路因故障停運后聯鎖切機、切負荷等安全自動裝置。但實踐說明 , 安全自動裝置本身拒動、誤動影響電網的安全運行。一般情況中 , 往往在高一級電壓線路投入運行初期 , 由于高一級電壓網絡尚未形成或網絡尚不堅強，需要保證輸電能力

9、或為保重要負荷而又不得不電磁環網運行。7、母線接線主要有幾種方式?答：母線接線主要有以下幾種方式：(1) 單母線：單母線、單母線分段、單母線或單母線分段加旁路；(2) 雙母線：雙母線、雙母線分段、雙母線或雙母線分段加旁路；(3) 三母線：三母線、三母線分段、三母線分段加旁路；(4)3/2接線、 3/2 接線母線分段；(5)4/3接線；(6) 母線變壓器發電機組單元接線 ；(7) 橋形接線：內橋形接線、外橋形接線、復式橋形接線；(8) 角形（環形）接線：三角形接線、四角形接線、多角形接線。8、常用母線接線方式有何特點?答： (1)單母線接線：具有簡單清晰、設備少、投資小、運行操作方便且有利于擴建

10、等優點可靠性和靈活性較差。當母線或母線隔離開關發生故障或檢修時, 必須斷開母線的全部電源。, 但(2) 雙母線接線：具有供電可靠、檢修方便、調度靈活或便于擴建等優點。但這種接線所用設備多（特別是隔離開關） ，配電裝置復雜，經濟性較差；在運行中隔離開關作為操作電器, 容易發生誤操作 , 且對實現自動化不便；尤其當母線系統故障時 , 須短時切除較多電源和線路 , 這對特別重要的大型發電廠和變電所是不允許的。(3) 單、雙母線或母線分段加旁路：其供電可靠性高，運行靈活方便，但投資有所增加，經濟性稍差。特別是用旁路斷路器帶路時，操作復雜，增加了誤操作的機會。同時，由于加裝旁路斷路器，使相應的保護及自動

11、化系統復雜化。(4) 3/2 及 4/3 接線：具有較高的供電可靠性和運行靈活性。任一母線故障或檢修 , 均不致停電；除聯絡斷路器故障時與其相連的兩回線路短時停電外 , 其他任何斷路器故障或檢修都不會中斷供電；甚至兩組母線同時故障 ( 或一組檢修時另一組故障 ) 的極端情況下 , 功率仍能繼續輸送。但此接線使用設備較多 , 特別是斷路器和電流互感器 , 投資較大 , 二次控制接線和繼電保護都比較復雜。(5) 母線變壓器發電機組單元接線：具有接線簡單 , 開關設備少 , 操作簡便 , 宜于擴建，以及因為不設發電機出口電壓母線 , 發電機和主變壓器低壓側短路電流有所減小等特點。9、電力系統負荷分幾

12、類 ?各類負荷的頻率電壓特性如何?答：電力系統的負荷大致分為：同步電動機負荷；異步電動機負荷；電爐、電熱負荷；整流負荷；照明用電負荷；網絡損耗負荷等類型。(1) 有功負荷的頻率特性：同( 異 ) 步電動機的有功負荷：與頻率變化的關系比較復雜，與其所驅動的設備有關。當所驅動的設備是：球磨機、切削機床、往復式水泵、壓縮機、卷揚機等設備時，與頻率的一次方成正比。當所驅動的設備是： 通風機、靜水頭阻力不大的循環水泵等設備時，與頻率的三次方成正比。當所驅動的設備是：靜水頭阻力很大的給水泵等設備時，與頻率的高次方成正比。電爐、電熱；整流；照明用電設備的有功負荷：與頻率變化基本上無關。網絡損耗的有功負荷：與

13、頻率的平方成正比。(2) 有功負荷的電壓特性：同( 異) 步電動機的有功負荷：與電壓基本上無關 ( 異步電動機滑差變化很小 ) 。電爐、電熱；整流；照明用電設備的有功負荷：與電壓的平方成正比( 其中：照明用電負荷與電壓的 1.6 次方成正比，為簡化計算，近似為平方關系) 。網絡損耗的有功負荷：與電壓的平方成反比 ( 其中：變壓器的鐵損與電壓的平方成正比，因所占比例很小，可忽略 ) 。(3) 無功負荷的電壓特性：異步電動機和變壓器是系統中無功功率主要消耗者， 決定著系統的無功負荷的電壓特性。 其無功損耗分為兩部分：勵磁無功功率與漏抗中消耗的無功功率。勵磁無功功率隨著電壓的降低而減小 , 漏抗中的

14、無功損耗與電壓的平方成反比, 隨著電壓的降低而增加。輸電線路中的無功損耗與電壓的平方成反比, 而充電功率卻與電壓的平方成正比。照明、電阻、電爐等因為不消耗無功, 所以沒有無功負荷電壓靜態特性。10、什么是電力系統綜合負荷模型？其特點是什么？在穩定計算中如何選擇？答：電力系統綜合負荷模型是反映實際電力系統負荷的頻率、電壓、時間特性的負荷模型，一般可用下式表達：上式中 , 若含有時間 T 則反映綜合負荷的動態特性 , 這種模型稱為動態負荷模型（動態負荷模型主要有感應電動機模型和差分方程模型兩種） ；反之 , 若不含時間 T, 則稱為靜態負荷模型 （靜態負荷模型主要有多項式模型和幕函數模型兩種，其中

15、多項式模型可以看作是恒功率 ( 電壓平方項 ) 、恒電流 ( 電壓一次方項 ) 、恒阻抗 ( 常數項 ) 三者的線性組合）。電力系統綜合負荷模型的主要特點是：具有區域性 - 每個實際電力系統有自己特有的綜合負荷模型，與本系統的負荷構成有關；具有時間性：即使同一個電力系統，在不同的季節，具體不同的綜合負荷模型；不唯一性：研究的問題不同，采用的綜合負荷模型也不同；在穩定計算中綜合負荷模型的選擇原則是：在沒有精確綜合負荷模型的情況下，一般按40%恒功率、 60%恒阻抗計算。11、調速器在發電機功率 -頻率調整中的作用是什么？何謂頻率的一次調整、二次調整與三次調整 ?答：調速器在發電機功率 - 頻率調

16、整中的作用是 : 當系統頻率變化時 , 在發電機組技術條件允許范圍內，自動地改變汽輪機的進汽量或水輪機的進水量 , 從而增減發電機的出力（這種反映由頻率變化而引起發電機組出力變化的關系 , 叫發電機調速系統的頻率靜態特性），對系統頻率進行有差的自動調整。由發電機調速系統頻率靜態特性而增減發電機的出力所起到的調頻作用叫頻率的一次調整。系統負荷發生變化時 , 僅靠一次調整是不能恢復到系統原來運行頻率的, 即一次調整是有差調整。為了使系統頻率維持不變 , 需要運行人員手動操作或調度自動化系統自動操作，以增減發電機組的發電出力 , 進而使頻率恢復目標值 , 這種調整叫二次調整。頻率二次調整后，使有功功

17、率負荷按最優分配即經濟負荷分配是電力系統頻率的三次調整。12、什么是線路充電功率 ?答：由線路的對地電容電流所產生的無功功率稱為線路的充電功率。每百公里線路的充電功率參考值如下表所示：電壓（ kV）分裂數充電功率（ MVR）220113220215.73302385003905004100750420813、電網無功補償的原則是什么?答：電網無功補償的原則是：電網無功補償應基本按分層分區和就地平衡原則考慮 , 并應能隨負荷或電壓進行調整 , 保證系統各樞紐變的電壓在正常和事故后均能滿足規定的要求，避免經長距離線路或多級變壓器傳送無功功率。14、電力系統電壓與頻率特性的區別是什么?答：電力系統的

18、頻率特性取決于負荷的頻率特性和發電機的頻率特性（負荷隨頻率的變化而變化的特性叫負荷的頻率特性。發電機組的出力隨頻率的變化而變化的特性叫發電機的頻率特性） ，它是由系統的有功負荷平衡決定的，且與網絡結構（網絡阻抗）關系不大。在非振蕩情況下，同一電力系統的穩態頻率是相同的。因此，系統頻率可以集中調整控制。電力系統的電壓特性與電力系統的頻率特性則不相同。 電力系統各節點的電壓通常是不完全相同的，主要取決于各區的有功和無功供需平衡情況，也與網絡結構（網絡阻抗）有較大關系。因此，電壓不能全網集中統一調整，只能分區調整控制。15、什么是系統電壓監測點、中樞點？電壓中樞點一般如何選擇?答：監測電力系統電壓值

19、和考核電壓質量的節點 , 稱為電壓監測點。電力系統中重要的電壓支撐節點稱為電壓中樞點。因此 , 電壓中樞點一定是電壓監測點 , 而電壓監測點卻不一定是電壓中樞點。電壓中樞點的選擇原則是：(1) 區域性水、火電廠的高壓母線 ( 高壓母線有多回出線 ) ；(2) 分區選擇母線短路容量較大的 220kV 變電站母線；(3) 有大量地方負荷的發電廠母線。16、影響系統電壓的因素是什么?答：系統電壓是由系統潮流分布決定的，影響系統電壓的主要因素是：(1) 由于生產、生活、氣象等因素引起的負荷變化；(2) 無功補償容量的變化；(3) 系統運行方式的改變引起的功率分布和網絡阻抗變化。17、電力系統電壓調整有

20、哪些基本方式？電壓調整有哪些方法？答：有三種基本調壓方式：(1) 逆調壓方式。 如由中樞點供電至各負荷點的線路較長， 各負荷的變化規律大體相同， 則在最大負荷時提高中樞點電壓以抵償線路因最大負荷而增大的電壓損耗，在最小負荷時降低中樞點電壓以防止負荷點的電壓過高。這種中樞點的調壓方式稱為“逆調壓” 。采用逆調壓時，高峰負荷時可將中樞點電壓升高至 105UN，低谷負荷時將其下降為 UN 。(2) 順調壓方式。 如果負荷變動較小， 線路電壓損耗小， 或用戶處于允許電壓偏移較大的農業電網，可采用“順調壓”方式。就是高峰負荷時允許中樞點電壓略低，低谷負荷時允許中樞點電壓略高。一般順調壓時，高峰負荷時的中

21、樞點電壓允許不低于 102.5UN，低谷負荷時允許不高于 107.5UN。(3) 恒調壓方式。介于上述兩種情況之間的中樞點，可采用“恒調壓”方式，即在任何負荷下都保持中樞點電壓為一基本不變得數值，如， 102105UN。上述都是系統正常運行時的調壓要求。系統發生故障時，對電壓質量的要求允許適當降低。電壓調整的方法：電壓調整，必須根據系統的具體要求，在不同的結點，采用不同的方法。(1) 增減無功功率進行調壓，如發電機、調相機、并聯電容器、并聯電抗器調壓。(2) 改變有功和無功的重新分布進行調壓，如調壓變壓器、改變變壓器分接頭的調壓。(3) 改變網絡參數進行調壓，如串聯電容器、停投并列運行變壓器的

22、調壓。18、什么叫不對稱運行？產生的原因及影響是什么？答：任何原因引起電力系統三相對稱（正常運行狀況）性的破壞，均稱為不對稱運行。如各相阻抗對稱性的破壞 , 負荷對稱性的破壞 , 電壓對稱性的破壞等情況下的工作狀態。非全相運行是不對稱運行的特殊情況。不對稱運行產生的負序、零序電流會帶來許多不利影響。電力系統三相阻抗對稱性的破壞 , 將導致電流和電壓對稱性的破壞 , 因而會出現負序電流 , 如變壓器中性點接地 , 還會出現零序電流。當負序電流流過發電機時, 將產生負序旋轉磁場 , 這個磁場將對發電機產生下列影響：(1)發電機轉子發熱；(2)機組振動增大；(3)定子繞組由于負荷不平衡出現個別相繞組

23、過熱。不對稱運行時 , 變壓器三相電流不平衡 , 每相繞組發熱不一致 , 可能個別相繞組已經過熱 , 而其它相負荷不大 , 因此必須按發熱條件來決定變壓器的可用容量。不對稱運行時 , 將引起系統電壓的不對稱 , 使電能質量變壞 , 對用戶產生不良影響。對于異步電動機 , 一般情況下雖不致于破壞其正常工作 , 但也會引起出力減小 , 壽命降低。例如負序電壓達5%時, 電動機出力將降低 1015%,負序電壓達 7%時, 則出力降低達 2025%。當高壓輸電線一相斷開時 , 較大的零序電流可能在沿輸電線平行架設的通訊線路中產生危險的對地電壓 , 危及通訊設備和人員的安全 , 影響通訊質量 , 當輸電

24、線與鐵路平行時 , 也可能影響鐵道自動閉鎖裝置的正常工作。因此 , 電力系統不對稱運行對通訊設備的電磁影響 , 應當進行計算 , 必要時應采取措施 , 減少干擾 , 或在通訊設備中 , 采用保護裝置。繼電保護也必須認真考慮。 在嚴重的情況下 , 如輸電線非全相運行時 , 負序電流和零序電流可以在非全相運行的線路中流通 , 也可以在與之相連接的線路中流通 , 可能影響這些線路的繼電保護的工作狀態 , 甚至引起不正確動作。此外 , 在長時間非全相運行時 , 網絡中還可能同時發生短路 ( 包括非全相運行的區內和區外 ), 這時 , 很可能使系統的繼電保護誤動作。此外 , 電力系統在不對稱和非全相運行

25、情況下 , 零序電流長期通過大地 , 接地裝置的電位升高 , 跨步電壓與接觸電壓也升高 , 故接地裝置應按不對稱狀態下保證對運行人員的安全來加以檢驗。不對稱運行時 , 各相電流大小不等 , 使系統損耗增大 , 同時 , 系統潮流不能按經濟分配 , 也將影響運行的經濟性。19、試述電力系統諧波產生的原因及其影響？答：諧波產生的原因：高次諧波產生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性 , 即所加的電壓與產生的電流不成線性 ( 正比 ) 關系而造成的波形畸變。當電力系統向非線性設備及負荷供電時 , 這些設備或負荷在傳遞 ( 如變壓器 ) 、變換 ( 如交直流換流器 ) 、吸收 ( 如電

26、弧爐 ) 系統發電機所供給的基波能量的同時 , 又把部分基波能量轉換為諧波能量, 向系統倒送大量的高次諧波 , 使電力系統的正弦波形畸變 , 電能質量降低。當前 , 電力系統的諧波源主要有三大類。(1) 鐵磁飽和型：各種鐵芯設備 , 如變壓器、電抗器等 , 其鐵磁飽和特性呈現非線性。(2) 電子開關型：主要為各種交直流換流裝置 ( 整流器、逆變器 ) 以及雙向晶閘管可控開關設備等 , 在化工、冶金、礦山、電氣鐵道等大量工礦企業以及家用電器中廣泛使用 , 并正在蓬勃發展；在系統內部 , 如直流輸電中的整流閥和逆變閥等。(3) 電弧型：各種冶煉電弧爐在熔化期間以及交流電弧焊機在焊接期間 , 其電弧

27、的點燃和劇烈變動形成的高度非線性 , 使電流不規則地波動。其非線性呈現電弧電壓與電弧電流之間不規則的、隨機變化的伏·安特性。對于電力系統三相供電來說 , 有三相平衡和三相不平衡的非線性特性。后者如電氣鐵道、電弧爐以及由低壓供電的單相家用電器等 , 而電氣鐵道是當前中壓供電系統中典型的三相不平衡諧波源。諧波對電網的影響：諧波對旋轉設備和變壓器的主要危害是引起附加損耗和發熱增加， 此外諧波還會引起旋轉設備和變壓器振動并發出噪聲，長時間的振動會造成金屬疲勞和機械損壞。諧波對線路的主要危害是引起附加損耗。諧波可引起系統的電感、電容發生諧振，使諧波放大。當諧波引起系統諧振時，諧波電壓升高，諧波

28、電流增大，引起繼電保護及自動裝置誤動，損壞系統設備 ( 如電力電容器、電纜、電動機等 ) ，引發系統事故，威脅電力系統的安全運行。諧波可干擾通信設備， 增加電力系統的功率損耗 ( 如線損 ) ，使無功補償設備不能正常運行等 , 給系統和用戶帶來危害。限制電網諧波的主要措施有：增加換流裝置的脈動數；加裝交流濾波器、有源電力濾波器；加強諧波管理。20、何謂潛供電流 ?它對重合閘有何影響 ?如何防止 ?答：當故障相（線路）自兩側切除后 , 非故障相（線路）與斷開相（線路）之間存在的電容耦合和電感耦合 , 繼續向故障相（線路）提供的電流稱為潛供電流 。潛供電流對滅弧產生影響, 由于此電流存在 , 將使

29、短路時弧光通道去游離受到嚴重阻礙, 而自動重合閘只有在故障點電弧熄滅且絕緣強度恢復后才有可能成功。潛供電流值若較大，它將使重合閘失敗。為了保證重合閘有較高的重合成功率, 一方面可采取減小潛供電流的措施：如對500kV 中長線路高壓并聯電抗器中性點加小電抗、短時在線路兩側投入快速單相接地開關等措施。另一方面可采用實測熄弧時間來整定重合閘時間。21、什么叫理論線損和管理線損?影響線損的因素有哪些 ?答：理論線損是在輸送和分配電能過程中無法避免的損失 , 是由當時電力網的負荷情況和供電設備的參數決定的，這部分損失可以通過理論計算得出。管理線損是電力網實際運行中的其他損失和各種不明損失。例如由于用戶電

30、度表有誤差 , 使電度表的讀數偏小；對用戶電度表的讀數漏抄、錯算 , 帶電設備絕緣不良而漏電；以及無表用電和竊電等所損失的電量。影響線損的因素：(1) 管理制度不健全；(2) 運行方式不盡合理；(3) 無功補償配置不合理；(4) 網絡結構不盡合理。22、電力系統暫態有幾種形式? 各有什么特點 ?答：電力系統暫態過程有三種：即波過程、電磁暫態過程和機電暫態過程。波過程是運行操作或雷擊過電壓引起的過程。這類過程最短暫（微秒級），涉及電流、電壓波的傳播。波過程的計算不能用集中參數，而要用分布參數。電磁暫態過程是由短路引起的電流、電壓突變及其后在電感、 電容型儲能元件及電阻型耗能元件中引起的過渡過程。

31、這類過程持續時間較波過程長（毫秒級） 。電磁暫態過程的計算要應用磁鏈守恒原理，引出暫態、次暫態電勢、電抗及時間常數等參數，據此算出各階段短路的起始值及衰減時間特性。機電暫態過程是由大干擾引起的發電機輸出電功率突變所造成的轉子搖擺、 振蕩過程。這類過程既依賴于發電機的電氣參數，也依賴于發電機的機械參數，并且電氣運行狀態與機械運行狀態相互關聯，是一種機電聯合的一體化的動態過程。這類過程的持續時間最長（秒級）。23、什么叫波阻抗 ?答：電磁波沿線路單方向傳播時，行波電壓與行波電流絕對值之比稱為波阻抗。Z CL0C0其值為單位長度線路電感Lo 與電容 Co 之比的平方根。Zc 即為該線路的波阻抗或稱特

32、征阻抗。不同輸電線路線路的波阻抗參考值如下表所示：電壓（ kV）分裂數波阻抗（ ）22013752202310330230950032905004260750426024、什么叫自然功率 ?答：輸電線路既能產生無功功率( 由于分布電容 ) 又消耗無功功率 ( 由于串聯阻抗 ) 。當沿線路傳送某一固定有功功率 , 線路上的這兩種無功功率恰能相互平衡時, 這個有功功率 , 叫做線路的“自然功率”或“波阻抗功率”, 因為這種情況相當于在線路末端接入了一個線路波阻抗值的負荷。若傳輸的有功功率低于此值, 線路將向系統送出無功功率；而高于此值時, 則將吸收系統的無功功率。各電壓等級線路的自然功率參考值如下

33、表所示：電壓（ kV）分裂數自然功率（ MW）2201130220215733023505003925500410007504215025、電力系統有哪些大擾動 ?答：電力系統大擾動主要指：各種短路故障、各種突然斷線故障、斷路器無故障跳閘、非同期并網（包括發電機非同期并列） ；大型發電機失磁、大容量負荷突然啟停等。26、中性點接地方式有幾種 ?什么叫大電流、小電流接地系統?其劃分標準如何 ?答：我國電力系統中性點接地方式主要有兩種，即：(1) 中性點直接接地方式 ( 包括中性點經小電阻接地方式 ) 。(2) 中性點不接地方式（包括中性點經消弧線圈接地方式）。中性點直接接地系統（包括中性點經小電

34、阻接地系統 ) ，發生單相接地故障時，接地短路電流很大，這種系統稱為大接地電流系統。中性點不接地系統（包括中性點經消弧線圈接地系統），發生單相接地故障時，由于不構成短路回路，接地故障電流往往比負荷電流小得多，故稱其為小接地電流系統。劃分標準在我國為：X0/X 1 4 5 的系統屬于大接地電流系統，X0 /X 145 的系統屬于小接地電流系統。注： X0 為系統零序電抗， X1 為系統正序電抗。27、大、小電流接地系統 ,當發生單相接地故障時各有什么特點 ?兩種接地系統各用于什么電壓等級?答：中性點運行方式主要分兩類，即直接接地和不接地。直接接地系統供電可靠性低。這種系統中發生單相接地故障時 ,

35、 出現了除中性點外的另一個接地點 , 構成了短路回路 , 接地相電流很大 , 為了防止損壞設備 , 必須迅速切除接地相甚至三相。不接地系統供電可靠性高 , 但對絕緣水平的要求也高。因這種系統中發生單相接地故障時 , 不構成短路回路 , 接地相電流不大 , 不必立即切除接地相 , 但這時非接地相的對地電壓卻升高為相電壓的倍。在電壓等級較高的系統中, 絕緣費用在設備總價格中占相當大比重 , 降低絕緣水平帶來的經濟效益非常顯著，一般就采用中性點直接接地方式 , 而以其它措施提高供電可靠性。反之，在電壓等級較低的系統中，一般就采用中性點不接地方式以提高供電可靠性。在我國 ,110 千伏及以上的系統采用

36、中性點直接接地方式 ,60 千伏及以下系統采用中性點不直接接地方式。28、什么是對稱分量法 ?答：由線性數學計算可知：三個不對稱的相量，可以唯一地分解為三組對稱的相量（分量）。因此，在線性電路中，系統發生不對稱短路時，將網絡中出現的三相不對稱的電壓和電流 , 分解為正、負、零序三組對稱分量，分別按對稱三相電路去解 , 然后將其結果疊加起來。這種分析不對稱的三相電路的方法叫對稱分量法。29、什么是電力系統序參數 ?零序參數有何特點 ?與變壓器接線組別、中性點接地方式、輸電線架空地線、相鄰平行線路有何關系 ?答：對稱三相電路中 , 不同相序的電流流過時 , 所遇到的阻抗是不同的，然而同一相序的電壓

37、和電流間 , 仍符合歐姆定律。任一元件兩端的相序電壓與流過該元件的相應的相序電流之比 , 稱為該元件的序參數（阻抗）。負序電抗是由于發電機轉子運動反向的旋轉磁場所產生的電抗，對于靜止元件（變壓器、線路、電抗器、電容器等）不論旋轉磁場是正向還是反向，其產生的電抗是沒有區別的，所以它們的負序電抗等于正序電抗。但對于發電機，其正向與反向旋轉磁場引起的電樞反應是不同的，反向旋轉磁場是以兩倍同步頻率輪換切割轉子縱軸與橫軸磁路，因此發電機的負序電抗是一介于X 及 X 的電抗值，遠遠小于正序電抗Xd 。零序參數（阻抗）與網絡結構，特別是和變壓器的接線方式及中性點接地方式有關。一般情況下，零序參數（阻抗）及零

38、序網絡結構與正、負序網絡不一樣。對于變壓器，零序電抗則與其結構 ( 三個單相變壓器組還是三柱變壓器 ) 、繞組的連接 ( 或Y)和接地與否等有關。當三相變壓器的一側接成三角形或中性點不接地的星形時 , 從這一側來看 , 變壓器的零序電抗總是無窮大的。因為不管另一側的接法如何 , 在這一側加以零序電壓時 , 總不能把零序電流送入變壓器。所以只有當變壓器的繞組接成星形 , 并且中性點接地時 , 從這星形側來看變壓器 , 零序電抗才是有限的（雖然有時還是很大的） 。對于輸電線路 , 零序電抗與平行線路的回路數 , 有無架空地線及地線的導電性能等因素有關。零序電流在三相線路中是同相的 , 互感很大 ,

39、 因而零序電抗要比正序電抗大 , 而且零序電流將通過地及架空地線返回 , 架空地線對三相導線起屏蔽作用 , 使零序磁鏈減少 , 即使零序電抗減小。平行架設的兩回三相架空輸電線路中通過方向相同的零序電流時， 不僅第一回路的任意兩相對第三相的互感產生助磁作用 , 而且第二回路的所有三相對第一回路的第三相的互感也產生助磁作用 , 反過來也一樣。這就使這種線路的零序阻抗進一步增大。30、什么情況下單相接地電流大于三相短路電流?答：故障點零序綜合阻抗 Zk0 小于正序綜合阻抗 Zk1 時，單相接地故障電流大于三相短路電流。例如：在大量采用自耦變壓器的系統中，由于接地中性點多，系統故障點零序綜合阻抗 Zk

40、0 往往小于正序綜合阻抗Zk1，這時單相接地故障電流大于三相短路電流。31、小電流接地系統中 ,為什么采用中性點消弧線圈接地?消弧線圈有幾種補償方式 ?答：中性點非直接接地系統發生單相接地故障時，接地點將通過接地線路對應電壓等級電網的全部對地電容電流。如果此電容電流相當大，就會在接地點產生間歇性電弧，引起過電壓，從而使非故障相對地電壓極大增加。在電弧接地過電壓的作用下，可能導致絕緣損壞，造成兩點或多點的接地短路，使事故擴大。為此，我國采取的措施是：當各級電壓電網單相接地故障時，如果接地電容電流超過一定數值 (35kV 電網為 10A，10kV 電網為 10A， 3 6kV 電網為 30A)，就

41、在中性點裝設消弧線圈，其目的是利用消弧線圈的感性電流補償接地故障時的容性電流，使接地故障電流減少，以致自動熄弧，保證繼續供電。中性點裝設消弧線圈的目的是利用消弧線圈的感性電流補償接地故障時的容性電流， 使接地故障電流減少。通常這種補償有三種不同方式，即欠補償、全補償和過補償。(1) 欠補償。補償后電感電流小于電容電流，或者說補償的感抗大于線路容抗，電網以欠補(2) 全補償。補償后電感電流等于電容電流，或者說補償的感抗等于線路容抗，電網以全補償的方式運行（實際此方式電網處于諧振狀態，不能正常運行） 。(3) 過補償。補償后電感電流大于電容電流，或者說補償的感抗小于線路容抗，電網以過補32、什么叫

42、電力系統的穩定運行?電力系統穩定共分幾類 ?答：當電力系統受到擾動后，能自動地恢復到原來的運行狀態，或者憑借控制設備的作用過渡到新的穩定狀態運行，即謂電力系統穩定運行。電力系統的穩定從廣義角度來看，可分為：（1）發電機同步運行的穩定性問題（根據電力系統所承受的擾動大小的不同，又可分為靜態穩定、暫態穩定、動態穩定三大類）；（2）電力系統無功不足引起的電壓穩定性問題；（3）電力系統有功功率不足引起的頻率穩定性問題。33、各類穩定的具體含義是什么？答：各類穩定的具體含義是：（1）電力系統的靜態穩定是指電力系統受到小干擾后不發生非周期性失步，自動恢復到起始運行狀態。（2）電力系統的暫態穩定是指系統在某

43、種運行方式下突然受到大的擾動后，經過一個機電暫態過程達到新的穩定運行狀態或回到原來的穩定狀態。（3）電力系統的動態穩定是指電力系統受到干擾后不發生振幅不斷增大的振蕩而失步。主要有：電力系統的低頻振蕩、機電耦合的次同步振蕩、同步電機的自激等。（4）電力系統的電壓穩定是指電力系統維持負荷電壓于某一規定的運行極限之內的能力。它與電力系統中的電源配置、 網絡結構及運行方式、 負荷特性等因素有關。 當發生電壓不穩定時，將導致電壓崩潰，造成大面積停電。（5）頻率穩定是指電力系統維持系統頻率與某一規定的運行極限內的能力。當頻率低于某一臨界頻率，電源與負荷的平衡將遭到徹底破壞，一些機組相繼退出運行，造成大面積

44、停電，也就是頻率崩潰。34、保證和提高電力系統靜態穩定的措施有哪些?答：電力系統的靜態穩定性是電力系統正常運行時的穩定性，電力系統靜態穩定性的基本性質說明，靜態儲備越大則靜態穩定性越高。 提高靜態穩定性的措施很多， 但是根本性措施是縮短 “電氣距離”。主要措施有：（1）減少系統各元件的電抗： 減小發電機和變壓器的電抗， 減少線路電抗（采用分裂導線） ；（2）提高系統電壓水平；（3）改善電力系統的結構；（4）采用串聯電容器補償；（5）采用自動調節裝置；（6）采用直流輸電。在電力系統正常運行中， 維持和控制母線電壓是調度部門保證電力系統穩定運行的主要和日常工作。維持、控制變電站、發電廠高壓母線電壓

45、恒定，特別是樞紐廠（站）高壓母線電壓恒定，相當于輸電系統等值分割為若干段，這樣每段電氣距離將遠小于整個輸電系統的電氣距離，從而保證和提高了電力系統的穩定性。35、提高電力系統的暫態穩定性的措施有哪些?答：提高靜態穩定性的措施也可以提高暫態穩定性，不過提高暫態穩定性的措施比提高靜態穩定性的措施更多。提高暫態穩定性的措施可分成三大類：一是縮短電氣距離，使系統在電氣結構上更加緊密；二是減小機械與電磁、負荷與電源的功率或能量的差額并使之達到新的平衡；三是穩定破壞時，為了限制事故進一步擴大而必須采取的措施，如系統解列。提高暫態穩定的具體措施有：（ 1）繼電保護實現快速切除故障；（ 2）線路采用自動重合閘

46、；（ 3）采用快速勵磁系統；（ 4）發電機增加強勵倍數；（ 5）汽輪機快速關閉汽門；（ 6）發電機電氣制動；（ 7）變壓器中性點經小電阻接地；（ 8）長線路中間設置開關站；（ 9）線路采用強行串聯電容器補償；（ 10）采用發電機線路單元結線方式；（ 11）實現連鎖切機；（ 12）采用靜止無功補償裝置；（ 13）系統設置解列點；（ 14）系統穩定破壞后，必要且條件許可時，可以讓發電機短期異步運行，盡快投入系統備用電源，然后增加勵磁，實現機組再同步。36、采用單相重合閘為什么可以提高暫態穩定性?答：采用單相重合閘后，由于故障時切除的是故障相而不是三相, 在切除故障相后至重合閘前的一段時間里 , 送

47、電端和受電端沒有完全失去聯系（電氣距離與切除三相相比 , 要小得多），如圖所示, 這就可以減少加速面積，增加減速面積，提高暫態穩定性。圖中：為故障前的功角特性曲線；為切除一相后的功角特性曲線；為一相故障后的功角特性曲線。 0 為故障開始時刻的功角；q 為故障切除時刻的功角； H 為單相重合時刻的功角。37、什么叫同步發電機的同步振蕩和異步振蕩?答：同步振蕩：當發電機輸入或輸出功率變化時，功角 將隨之變化，但由于機組轉動部分的慣性，不能立即達到新的穩態值，需要經過若干次在新的 值附近振蕩之后，才能穩定在新的 下運行。這一過程即同步振蕩，亦即發電機仍保持在同步運行狀態下的振蕩。異步振蕩：發電機因某

48、種原因受到較大的擾動，其功角 在 0360°之間周期性地變化，發電機與電網失去同步運行的狀態。在異步振蕩時，發電機一會工作在發電機狀態，一會工作在電動機狀態。38、如何區分系統發生的振蕩屬同步振蕩還是異步振蕩？答：異步振蕩的明顯特征是，系統頻率不能保持同一個頻率，且所有電氣量和機械量波動明顯偏離額定值。如發電機、變壓器和聯絡線的電流表，功率表周期性地大幅度擺動；電壓表周期性大幅擺動，振蕩中心的電壓擺動最大，并周期性地降到接近于零；失步的發電廠間的聯絡線的輸送功率往復擺動；送端系統頻率升高，受端系統的頻率降低并有擺動。同步振蕩時， 其系統頻率能保持相同， 各電氣量的波動范圍不大， 且振

49、蕩在有限的時間內衰減從而進入新的平衡運行狀態。39、系統振蕩事故與短路事故有什么不同？答: 電力系統振蕩和短路的主要區別是 :(1) 振蕩時系統各點電壓和電流值均作往復性擺動, 而短路時電流、電壓值是突變的。此外 ,振蕩時電流、電壓值的變化速度較慢, 而短路時電流、電壓值突然變化量很大。(2) 振蕩時系統任何一點電流與電壓之間的相位角都隨功角的變化而改變；而短路時 , 電流與電壓之間的角度是基本不變的。(3) 振蕩時系統三相是對稱的；而短路時系統可能三相不對稱。40、引起電力系統異步振蕩的主要原因是什么?系統振蕩時一般現象是什么?答：引起系統振蕩的原因有：(1) 電力線路輸送功率超過極限值造成

50、靜態穩定破壞；(2) 電網發生短路故障， 切除大容量的發電、 輸電或變電設備， 負荷瞬間發生較大突變等造成電力系統暫態穩定破壞；(3) 環狀系統 ( 或并列雙回線 ) 突然開環 , 使兩部分系統聯系阻抗突然增大 , 引起動穩定破壞而失去同步；(4) 大容量機組跳閘或失磁 , 使系統聯絡線負荷增大或使系統電壓嚴重下降 , 造成聯絡線穩定極限降低 , 易引起穩定破壞；(5) 電源間非同步合閘未能拖入同步。系統振蕩時一般現象：(1) 發電機，變壓器，線路的電壓表，電流表及功率表周期性地劇烈擺動，發電機和變壓器發出有節奏的轟鳴聲。(2) 連接失去同步的發電機或系統的聯絡線上的電流表和功率表擺動得最大。

51、電壓振蕩最激烈的地方是系統振蕩中心 , 每一周期約降低至零值一次。隨著離振蕩中心距離的增加 , 電壓波動逐漸減少。如果聯絡線的阻抗較大, 兩側電廠的電容也很大 , 則線路兩端的電壓振蕩是較小的。(3) 失去同期的電網，雖有電氣聯系，但仍有頻率差出現，送端頻率高，受端頻率低并略有擺動。41、什么是電壓崩潰？對系統與用戶有何影響?答：如圖所示： QF 和 QFH分別為系統內某點的無功電源與無功負荷的電壓特性曲線。假設這時所有的無功電源容量都已調至最大。在某一時刻，無功電源和無功負荷在點1 達到平衡 , 運行電壓為U1。隨著無功負荷的增長（增加值為QFH1），由于無功電源已不能增加, 實際運行點不是

52、QFH2 上對應 U1 的點 , 而是在 QFH2與 QF 的交點 2 處，運行電壓為U2 。同理，當無功負荷繼續增加QFH2 時，實際運行點是 QFH3與 QF的切點 3 處，此點 dQ/dU=0，運行電壓為 ULJ。我們稱 ULJ 為臨界電壓。電力系統運行電壓如果等于（或低于）臨界電壓, 那么 , 如擾動使負荷點的電壓下降，將使無功電源永遠小于無功負荷, 從而導致電壓不斷下降最終到零（如果無功負荷增加很多, 以致使 QFH不能和 QF 曲線相交時 , 電壓會迅速下降至零） 。這種電壓不斷下降最終到零的現象稱為電壓崩潰?；蛘呓凶鲭娏ο到y電壓不穩定。電壓降落的持續時間一般較長， 從幾秒到幾十分鐘不等， 電壓崩潰會導致系統大量損失負荷，甚至大面積停電或使系統（局部電網）瓦解。42、什么叫頻率崩潰 ?答：如圖所示： B 和 A 分別為發電機和負荷的有功頻率特性曲線。某一時刻，發電機和負荷的有功負荷在點 0 達到平衡 , 系統頻率為 f 0 。隨著有功負荷的增長，由于發電機調速器的作用，發電機和負荷的有功負荷在點 1 達到平衡 , 系統頻率為 f 1。當有功負荷繼續增加時（經過點 2 后） , 由于發電廠的汽壓、供水量、水頭等隨頻率的變化而下降 , 所以出力不僅不可能增大 , 反而是隨著頻率的下降而下降。即發電機的實際出力特性