2022年电力系统分析考试重点总结全.docx

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1、1. 同步发电机并列的抱负条件表达式为： fG=f S、U G=U S、e=0；实际要求： 冲击电流较小、不危及电气设备、 发电机组能快速拉入同步运行、 对待并发电机和电网运行的影响较小；2. 同步发电机并网方式有两种：将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率,在滑差角频率不超过答应值时进行并网操作属于自同期并列；将发电机组加上励磁电流,在并列条件符合时进行并网操作属于准同期并列；3. 采纳串联补偿电容器可以补偿输电线路末端电压,设电容器额定电压为U NC=0.6kV ,容量为 QNC =20kVar 的单相油浸纸制电容器,线路通过的最大电流为IM =120A ,线路需补偿的容抗为 XC=8

2、.2 ,就需要并联电容器组数为m=4 ,串联电容器组数为n=2 ；4. 常用的无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器；6 同步发电机常见的励磁系统有直流励磁机、沟通励磁机、静止励磁系统,现代大型机组采纳的是静止励磁系统；7 励磁系统向同步发电机供应励磁电流形式是直流；8 电力系统的稳固性问题分为两类,即静态稳固、暂态稳固；9 电力系统负荷增加时,按等微增率原就安排负荷是最经济的；10. 同步发电机励磁系统由励磁调剂器和励磁功率单元两部分组成；11. AGC 属于频率的二次调整, EDC 属于频率的三次调整；12. 发电机自并励系统无旋转元件,也称静止励磁系统；13. 采

3、纳同步时间法（积差调频法）的优点是能够实现负荷在调频机组间按肯定比例安排,且可以实现无差调频, 其缺点是动态特性不够抱负、各调频机组调频不同步,不利于利用调频容量；14. 频率调整通过有功功率掌握来实现,属于集中掌握； 电压调整通过无功功率掌握来实现, 属于分散掌握；15. 当同步发电机进相运行时,其有功功率和无功功率的特点是向系统输出有功功率、同时吸取无功功率；16 自动励磁调剂器的强励倍数一般取1.6 2.0；重合器与一般断路器的区分是一般断路器只能开断电路,重合器仍具有多次重合功能；17 同步发电机并网方式有两种,这两种方法为：自同期并网、准同期并网18 同步发电机与无穷大系统并联运行时

4、,调剂发电机的励磁不转变有功功率,转变无功功率；19 励磁系统向同步发电机的转子供应励磁电流,励磁电源由发电机本身供应的励磁系统称之为自励系统；20 变压器 可以调剂系统电压,不是无功电源21 调频方法： 1 主导发电机法 2 同步时间法（积差调剂）22 画动身电机组功率频率特性：静态调剂方程表达式：1 什么是发电机准同期并列和自同期并列？各自的特点？ 自同期并列： 先将励磁绕组经过一个电阻短路, 在不加励磁的情形下,原动机带动发电机转子旋转；特点：自同期并列的优点是并列过程中不存在调整发电机的电压副职、相位问题, 并列时间短且操作简洁, 在系统电压和频率降低的情形下,仍有可能将发电机并入系统

5、；缺点是发电机未经励磁, 并列时会从系统中吸取无功而造成系统电压下降,同时产生很大冲击电流； 准同期并列： 在发电机合闸前已加励磁,通过调剂发电机的转速和励磁,使发电机的相位、频率、 幅值分别与并列点系统的电压、相位、频率、幅值相接近,然后闭合同期断路器,完成并列操作；特点：优点是并列时冲击电流小, 不会引起系统电压降低； 缺点是并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整,并列时间较长且操作复杂,假如合闸时刻不精确,可造成严峻后果；2 强行励磁：在某些故障情形下,使发电机转子磁场能够快速增强,达到尽可能高的数值, 以补充系统无功功率确额；3 同步发电机灭磁：把转子励磁绕组中的磁场储能牢靠而快

6、速的减弱到最小程度；4 等微增准就：运行的发电机组按微增率相等的原就来安排负荷称为等微增准就；5 负荷的调剂效应：负荷的有功功率随着频率而转变的特性叫作负荷的功率 频率特性,也称负荷的调剂效应；6 频率调差系数：单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数；7 电压调整：电力系统中使供各用户的电压与额定电压的偏移不超过规定的数值；8 励磁电压响应比：励磁电压在最初0.5s 内上升的平均速率为励磁电压响应比；9 二次调频：频率的二次调整是通过调频器反应系统频率变化,调剂原动力阀门开度调剂转速,使调整终止时频率与额定值偏差很小或趋于零；10 电力系统自动化：对电能生产、传输和治理实现自动

7、掌握、自动调度和自动化治理；11 电机并网时,假如相序不对如系统侧相序为A 、B、C、为发电机侧相序为A 、C、B, 能否并列？为什么？（3 分）不能由于不是正向序,需保持各相角度差才可以；上述情形应任意调换两相接线；12 以单机无穷大系统为例作图说明电力系统暂态稳固分析的等面积定就,并说明励磁系统是如何提高电力系统暂态稳固性的（5 分）减小加速面积或增大减速面积（缩短时间常数,提高强励倍数）13 同步发电机组并列时遵循的原就：1 断路器合闸时的冲击电流应尽可能小,其瞬时最大值一般不超过 1-2 倍的额定电流； 2 发电机组并入电网后,应能快速进入同步运行状态,其暂态过程要短, 以减小对电力系

8、统的扰动； 如操作错误, 有如下后果： 1 产生庞大的冲击电流, 甚至大于机端短路电流； 2 引起系统电压严峻下降； 3 使电力系统发生振荡以致使系统瓦解；14 静态稳固性：指系统受到小扰动后,保持全部运行参数接近正常值的才能15 动态稳固性：指系统受到大扰动后,系统运行参数复原到正常值的才能16 暂态稳固性：当系统受到大扰动时,系统保持稳固的才能17 对励磁调剂器的要求：1 系统正常运行时, 励磁调剂器应能对发电机电压的变化做出反应以维护其在给定水平； 2 励磁调剂器应能合理安排发电机组的无功功率,保证同步发电机电压调差率在要求范畴内进行调整；3 为了使远距离输电的发电机组在人工稳固区域运行

9、,要求励磁调剂器没有失灵区； 4 励磁调剂器应能快速反应电力系统故障,具备强励等掌握功能, 以提高暂态稳固和改善系统运行条件；5 具有较小的时间常数, 能快速响应输入信息的变化；6 励磁调剂器正常工作与否直接影响到发电机组的安全运行,要求能够长期牢靠工作；18 对励磁功率单元的要求：1 要求励磁功率单元具备高牢靠性和肯定得调剂容量；2 具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度；19 励磁调剂器静态特性调整要求：1 发电机投入和退出运行时,能平稳的转变无功负荷,不发生无功功率的冲击, 通过上下平移无功调剂特性实现2 保证并联运行的发电机组间无功功率的合理安排,转变调差系数来实现；20 什么叫做一次调

10、频？什么叫做二次调频？一次调频： 当电力系统负荷发生变化引起系统频率变化时,系统内并联运行机组的调速器会依据电力系统频率的变化自动调剂进入它所掌握的原动机的动力元素,转变输入原动机的功率,使系统频率维护在某一值运行,这就是电力系统频率的一次调整,也称为一次调频,是自动的有差调剂过程；二次调频： 用手动或通过自动装置转变调速器的频率（或功率）给定值,调剂进入原动机的动力元素来维护电力系统频率的调剂方法,称为电力系统频率的二次调剂, 也称为二次调频, 可以做到无差调剂,其前提为调频机组有足够的热备用（或旋转备用）容量；21 什么是发电机励磁掌握系统的调差系数？调差系数的大小及符号反映了励磁掌握系统

11、的什么特性？为什么通过调整并联运行发电机组的调差系数可以调整各发电机无功功率的合理安排？调差系数用表示,调差系数表示无功电流从零增加到额定值时,发电机电压的相对变化； 调差系数越小, 无功电流变化时发电机电压变化越小；所以调差系数表征了励 磁掌握系统维护发电机电压的才能；对于电压偏差进行比例调剂的励磁掌握系统,当调差单元退出工作室,其固有的无功调剂特性也是下倾的,称为自然调差系数,用0 表示；其值岁掌握系统放大倍数的增大而减小；在公共母线并联运行的发电机组间无功功率的安排,主要取决于各台发电机的无功调剂特性；而无功调剂特性是用调差系数来表征的；22 电力系统自动装置中基于A/D 转换器的模拟量

12、输入回路由哪几部分组成？各部分的作用是什么？电压形成电路：电量变换,另一个作用是将一次设备的TA 、TV的二次回路与微机 A/D 转换系统完全隔离,提高抗干扰才能；低通滤波器的作用是抑制高频信号,通过低频信号； 采样保持器作用： 采样保持器把采样器取出信号值放大后储备起来,保持一段时间,以供模数转换器转换, 直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原先的值,提高 A/D 转换器的精确度和排除转换时间的不精确性模拟量多路转换开关：为了共用 A/D转换器而节约硬件,可以利用多路开关轮番切换各被测量与A/D转换电路的通路,达到分时转换的目的模拟 /数字变换器：将连续化的模拟信号转换为数字信号,以

13、便微机系统或数字系统进行处理、储存、掌握和显示23 同步发电机励磁掌握系统的基本任务是什么：依据发电机所带负荷的情形调整励磁电流,以维护发电机机端电压在给定水平使并列运行的各同步发电机组所带的无功功率得到稳固而合理的安排增加电力系统运行发电机的阻尼转矩,以提高电力系统稳固性及输电线路的有功功率传输才能改善发电机和电力系统的运行条件在发电机突然解列甩负荷时强行减磁在发电机内部发生短路故障时快速灭磁在不同运行工况下适当采纳帮助励磁掌握24 配电网中性点接地方式：1 小电流接地（中性点不接地、中性点经消弧线圈接地）2 大电流接地（中性点经小电阻接地）25 消弧线圈的作用： 1 其产生的电感电流补偿了

14、电网的接地电容电流,使接地电流减小2降低故障相复原电压的初速度及其幅值,防止重燃；26 中性点经消弧线圈接地的优点：1 使故障点的接地电流减小,降低复原电压的速度, 有利于电弧熄灭 2 有效防止故障点发生着火、爆炸等事故3 保证了设备和人员的安全；27 自动调谐消弧线圈依据运行特点分为哪几种？各自有什么特点？各自优缺点？分两种： 预调式和随调式； 预调式消弧线圈的特点是正常运行时消弧线圈跟踪系统电容电流的变化不断调整, 始终处于接近谐振位置,为了防止显现串联谐振过电压,需要投入一个串联或者并联电阻,成为阻尼电阻；当发生单相接地故障后,快速退出阻尼电阻,既爱护了阻尼电阻,又使消弧线圈进入补偿的工

15、作状态；当故障消逝后, 重新投入阻尼电阻；随调式消弧线圈的特点是正常运行时消弧线圈跟踪系统电容电流的变化运算出消弧线圈的目标补偿电流,但是处于远离谐振的位置,这样就防止显现串联谐振过电压,也就不需要阻尼电阻；当发生单相接地故障后,消弧线圈快速调整至谐振状态,产生补偿电流；当故障消逝后,重新将消弧线圈复原到远离谐振的位置；预调式, 优点：由于始终接在中性点, 因此补偿快；缺点： 假如调剂时发生单相接地时,易烧坏调剂开关；阻尼电阻易烧坏；运算电容电流时间长；随调式,优点：调剂开关耐用,可以在单相接地时动作；不存在阻尼电阻；运算电容电流时间短；缺点：由于发生单相接地后才投入,因此补偿慢；28 电力系

16、统有哪些运行状态？它们的主要特点是什么？运行状态：正常、戒备、紧急、崩溃、复原,主要特点（依次）：满意全部约束条件,并有肯定的旋转备用；依旧满意各约束条件,备用削减许多； 只满意等式条件, 如发生短路或者大机组退出运行；不满意全部约束条件,系统解列,切除负荷；增加机组出力并重新并列；29 电力系统调度自动化是如何实现的？采集电力系统信息并将其传送到调度所,对远动装置传来的信息进行实时处理,做出调度决策,将调度决策送到电力系统去执行,人机联系；30 电力系统采纳什么调度方式？常采纳分层调度掌握,其优点为：便于和谐调度掌握,提高系统牢靠性,改善系统响应； 我国电网调度的层次：国家调度中心、大区电网

17、调度中心、省调度中心、地区调度所、县级调度所；31 电力系统电压波动的主要缘由是什么？为什么要掌握电力系统的电压？通常有哪些调整电压的措施？电压波动主要是由负荷无功功率变化引起的,特别是冲击负荷会造成电压闪变掌握无功功率的必要性：维护电力系统电压在答应范畴之内,提高电力系统运行的经济性, 维护电力系统稳固调压措施： 对冲击性和间歇性负荷引起的电压波动实行一些限制措施,限制这类负荷变动引起的电压波动的措施许多,例如： 由大容量变电站以专用母线或线路单独向其供电,在发生电压波动的地点和电源之间设置串联电容器,在这类负荷邻近设置调相机,并在其供电线路上串联电抗器,在这类负荷的供电线路上设置静止补偿器

18、等；32 准同期并列与自同期并列方法有何不同？对它们的共同要求是什么？两种方法各有何特点？两种方法适用场合有何差别？共同点： 调整/调剂断路器两侧电压； 不同点： 自同期并列前不加励磁, 并列后开头加励磁；特点：准同期并列冲击小,并网速度慢,拉入同步快；并网速度慢；自同期冲击大,并网 速度快,拉入同步慢；33 准同期并列的抱负条件是什么？为什么说抱负条件在有用中难以实现？ 准同期并列的抱负条件的数学表达式是：Ug=U , U= Ug U=0 g= , s= g =0 g= , = g =0实际中难以实现是由于：发电机惯性很大,很难快速、精确地掌握；角度的偏差受转速的偏差影响；34 频率偏离额定

19、值对用户有何影响？频率变化会引起异步电动机转速变化,这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械的转速发生变化, 使某些产品显现次品或废品；频率波动会影响某些测量和掌握用的电子设备的精确性和性能, 频率过低时有些设备甚至无法工作；频率降低会使电动机的转速和输出功率降低,导致其所带动机械的转速和出力降低,影响电力用户设备的正常运行；35 频率降低较大时可能对电力系统造成什么危害？频率下降时,汽轮机叶片的震惊会变大,轻就影响使用寿命,重就产生裂纹；频率下降,会使火电厂常用机械出力下降,使火电厂锅炉和汽机出力随之下降,从而使发电机发出的有功功率下降,如不能准时禁止,就会造成频率雪崩,显现大面积停电,甚至

20、使整个系统瓦解；核电厂中, 当频率降低到肯定数值时,冷却介质泵即自动跳开,使反应堆停止运行；电力系统频率下降时, 异步电动机和变压器的励磁电流增加,使异步电动机和变压器的无功消耗增加,引起系统电压下降, 频率下降仍会引起励磁机出力下降,并使发电机电势下降,导致全系统电压水平降低,甚至显现电压崩溃现象,造成大面积停电,进而使系统瓦解；36 负荷增量依据其幅度和变化周期通常划分为哪几种重量？分别用什么调频措施来平稳这些负荷增量？随机重量,幅度较小,周期短10s,一次调频 脉动重量,幅度中,周期10s3min ,二次调频连续重量,幅度大,周期长3min 几个小时,调峰,机组启停37 写出积差调频法的

21、调频方程式,说明其主要特点；KPRfdt0特点：调频精度高,可做到无差调剂,缺点：频率调剂过程只能在f0 时终止,缺点是由于积分环节的存在频率的积差信号滞后于频率的瞬时变化,而且调剂慢；38 某电力系统得负荷额定功率PLe=1000MW ,负荷调剂效应系数K L* =2,当系统显现 200MW的功率缺额时：1） 如不实行措施,系统频率将稳固在多少？2） 如期望系统频率复原到49Hz,需要切除多少负荷？1.2K *200 /1000 / f / 50f5hzf45hz;2. f49hz,f * fefy / fe5049 / 500.02;PJHPqeKl *f *Ple / 1Kl *2002

22、*0.02*1000/ 12*0.02f *166.6MW39 某系统有两台发电机,P1e=100MW, 1*=0.04,P2e=50MW, 2* =0.05, 当 f=50Hz时,P1=80MW,P2=30MW ；（）画出两机组的调差特性；=-ff11 =-f10501000.04PGPG108050f10 =51.6Hz& f20 =51.5Hz（）当负荷功率为时系统频率为多少？两机组出力各多少？1 =-2 =-ffPG1ffPG 1PG 210PG 20.04*0.05*PG1 PG 210050（）当负荷功率分别为和,只靠一号机二次调频能否使频率复原到；为什么？120MW 时可以,由于

23、一号机剩余容量20MW 大于负荷增量 10MW ；150MW 时不行以,由于负荷增量40MW 大于一号机剩余容量20MW ；39 试说明电压差、相角差、频率差分别不为零时对并列操作有何影响？IU gUch合闸电压幅值差对并列的影响X qX此时的相量关系如下图所示,在这种情形下并列时产生的冲击电流的有效值为式中 Xq为发电机交轴次暂态电抗；X 为电力系统等值电抗I U gUUjXchX j X X qq合闸相角差对并列的影响U2U gsin2此时的相量关系如下图, 这种情形下并列发电机产生的冲击电流的有效值由于并列时一般很小, 所以在只有相角差时并列所产生的冲击电流主要是有功重量；这就意味着在发

24、电机并列后与系统之间有能量交换；冲击电流的最大瞬时值为i 1.8 2I chch合闸频率差对并列的影响假如机组并网前频差太大,就有可能显现在功角达到180o 时,滑差频率仍没有降到零,机组会运行到功角大于180o 的区域,从系统吸取有功功率而加速,于是机组就失去了稳固；40 某电力系统在额定运行时,总负荷为4000MW ,负荷调剂效应系数K=1.8 ；突然切除150MW 发电功率,不考虑调速器作用；1 如不实行措施,试运算系统的稳态频率；2 如系统的稳态频率要求复原到49.5Hz 以上,运算系统至少应切除多少负荷；6 分（1）三角 P*=150/4000=0.0375三角 f*= 三角 P*/

25、k=0.0375/1.8=0.0208三角 f= -0.0208*50=1.04HZ稳态频率为 48.96HZ（2） 0.5/50*1.8=0.018（150-0.018*4000 ） /1-0.018=79.43MW41 如下图所示,变压器变比为110 2 2.5% /11 k,V励磁支路和线路对地电容均被忽视；送U1 =120kVU2Z=30+j150Smax=15+j12MV ASmin =10+j8 MV A42 某电厂有两台发电机并联运行,1 号机的额定功率为25MW ,2 号为 50MW ；两台机组的端电压为 120 kV 且保持不变, 受端电压要求保持为10.5 kV ；采纳电容

26、器进行无功功率补偿, 试确定其补偿容量； （ 10 分）额定功率因数都是0.85.励磁调剂器的调差系数都是0.05. 如系统无功负荷增长了总无功容量的 20%,求各机组承担的无功负荷增量？母线上的电压波动？解：一号机的额定无功功率QG1N =PG1N tan 1=25*tanarccos0.85=15.49Mvar二号机的 QG2N=PG2N tan2=50*tanarccos0.85=30.99MvarQ1* =- U */ 1, Q2* = - U*/ 2Q1* QG1N+ Q2* QG2N= Q G1N+ Q G2N*20%得 Q1* =0.2 , Q2* =0.2 , U* =-0.0

27、1因此 Q1= Q1* QG1N=3.1MvarQ2= Q2* QG2N=6.2Mvar43 某电力系统中,与频率无关的负荷占 30% ,与频率一次方成比例的负荷占 40%,与频率二次方成比例的负荷占 10%,与频率三次方成比例的负荷占 20%；求系统频率由 50HZ 下降到 40HZ 时,负荷率变化的百分数及相应的 K L* 值解：当 f=47HZ 时, f * =47/50=0.94 ,由 K L =.P L/PLN 求出频率下降到57HZ 时系统负荷为*PL* =a0+a1+a2f 2 +a3f3 * =0.3+0.4X0.94+0.1X0.94 2+0.2X0.94 3=0.930.P

28、 L%= （ 1-0.930） X100=7K L* =.P LN %/.f N %=7/6=1.1744 某电力系统总有功功率负荷为3200MW ,系统的频率为50HZ ,如 K L* =1.5 ,求负荷频率调剂效应系数K L 值解：由 K L* =K L （ fN /PLN ）得 K L = K L* （ PLN /f N） =1.5X （ 3200/50） =96 （MV/H z） 如系统的 K L* 值不变,有功负荷增长到3650MW 时,就K L =1.5X （ 3650/50） =109.5 （ MW/H Z ）45 电力系统在某一运行方式时,运行机组的总额定容量为450MW ,此

29、时系统中复合功率为430MW ,负荷调剂效应为K L* =1.5 ,设这时发生事故,突然切除额定容量为100MW 的发电机组,如不实行任何措施,求事故情形下的稳态频率值；解：当系统的热设备为20MW ,所以实际功率缺额为80MW ,依据 .f=50.P h/K L* PLN 得.f= （ 50X80 ） /（ 1.5X430 ）=6.2 （ HZ ）所以事故后的系统稳态频率将降至43.8HZ46 某系统的负荷总功率为PL=5000MW, 设想系统最大的功率缺额为Ph,max=1200MW, 设负荷调剂效应系数为 KL* =2,自动低频减载装置动作后,期望系统复原频率为f h=48Hz ,求接入低频减载装置的功率总数PL,max .解：期望复原频率偏差的标幺值为：f* =50 -48/50=0.04得 PL.max=1200 -2*5000*0.04/1 -2*0.04=870MW接入自动低频减载装置功率总数为870MW ,这样即使发生如设想那样严峻的事故,仍能使系统频率复原值不低于48Hz ；