(13)、系统设置解列点;
(14)、系统稳定破坏后,必要且条件许可时,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。
17、采用单相重合闸为什么可以提高暂态稳定性?
答:采用单相重合闸后,由于故障时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,送电端和受电端没有完全失去联系(电气距离与切除三相相比,要小得多),如图所示: 这就可以减少加速面积,增加减速面积,提高暂态稳定性。
图中:Ⅰ为故障前的功角特性曲线;Ⅱ为切除一相后的功角特性曲线;Ⅲ为一相故障后的功角特性曲线。δ0为故障开始时刻的功角;δq为故障切除时刻的功角;δH为单相重合时刻的功角。 18、什么叫同步发电机的同步振荡和异步振荡?
答:同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。
异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在0∽360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机状态。 19、如何区分系统发生的振荡属同步振荡还是异步振荡?
答:异步振荡其明显特征是,系统频率不能保持同一个频率,且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值。如发电机、变压器和联络线的电流表,功率表周期性地大幅度摆动;电压表周期性大幅摆动,振荡中心的电压摆动最大,并周期性地降到接近于零;失步的发电厂间的联络的输送功率往复摆动;送端系统频率升高,受端系统的频率降低并有摆动。
同步振荡时,其系统频率能保持相同,各电气量的波动范围不大,且振荡在有限的时间内衰减从而进入新的平衡运行状态。
20、系统振荡事故与短路事故有什么不同? 答:电力系统振荡和短路的主要区别是:
振荡时系统各点电压和电流值均作往复性摆动,而短路时电流、电压值是突变的。此外,振荡时电流、电压值的变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化量很大。
振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变;而短路时,电流与电压之间的角度是基本不变的。
振荡时系统三相是对称的;而短路时系统可能出现三相不对称。
21、引起电力系统异步振荡的主要原因是什么?系统振荡时一般现象是什么? 答:引起系统振荡的原因为:
输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;
电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;
环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引起动稳定破坏而失去同步;
大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏; 电源间非同步合闸未能拖入同步。 系统振荡时一般现象:
1)发电机,变压器,线路的电压表,电流表及功率表周期性的剧烈摆动,发电机和变压器发出有节奏的轰鸣声。 2)连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流表和功率表摆动得最大。电压振荡最激烈的地方是系统振荡中心,每一周期约降低至零值一次。随着离振荡中心距离的增加,电压波动逐渐减少。如果联络线的阻抗较大,两侧电厂的电容也很大,则线路两端的电压振荡是较小的。
3)失去同期的电网,虽有电气联系,但仍有频率差出现,送端频率高,受端频率低并略有摆动。 22、什么是电压崩溃?对系统与用户有何影响?
答:如图所示:QF和QFH分别为系统内某点的无功电源与无功负荷的电压特性曲线。假设这时所有的无功电源容量都已调至最大。在某一时刻,无功电源和无功负荷在点1达到平衡,运行电压为U1。随着无功负荷的增长(增加值为ΔQFH1),由于无功电源已不能增加,实际运行点不是QFH2上对应U1的点,而是在QFH2与QF的交点2处,运行电压为U2。同理,当无功负荷继续增加ΔQFH2时,实际运行点是QFH3与QF的切点3处,此点dQ/dU=0,运行电压为ULJ。我们称ULJ为临界电压。
电力系统运行电压如果等于(或低于)临界电压,那么,如扰动使负荷点的电压下降,将使无功电源永远小于无功负荷,从而导致电压不断下降最终到零(如果无功负荷增加很多,以致使QFH不能和QF 曲线相交时,电压会迅速下降至零)。这种电压不断下降最终到零的现象称为电压崩溃。或者叫做电力系统电压不稳定。
电压降落的持续时间一般较长,从几秒到几十分钟不等,电压崩溃会导致系统大量损失负荷,甚至大面积停电或使系统(局部电网)瓦解。 23、什么叫频率崩溃?
答:如图所示:B和A分别为发电机和负荷的有功频率特性曲线。在某一时刻,发电机和负荷的有功负荷在点0达到平衡,系统频率为f0。随着有功负荷的增长,由于发电机调速器的作用,发电机和负荷的有功负荷在点1达到平衡,系统频率为f1。当有功负荷继续增加时(经过点2后),由于发电厂的汽压、供水量、水头等随频率的变化而下降,所以出力不仅不可能增大,反而是随着频率的下降而下降。即发电机的实际出力特性是沿曲线2-3-4变化的。当有功负荷的增加使发电机和负荷的有功频率特性曲线相切时(对应点3),此点,dP/df=0,运行频率为fLJ。我们称fLJ为临界频率。
电力系统运行频率如果等于(或低于)临界频率,那么,如扰动使系统频率下降,将迫使发电机出力减少,从而使系统频率进一步下降,有功不平衡加剧,形成恶性循环,导致频率不断下降最终到零(如果有功负荷增加很多或大机组低频保护动作掉闸,以致使A不能和B曲线相交时,系统频率会迅速下降至零)。这种频率不断下降最终到零的现象称为频率崩溃。或者叫做电力系统频率不稳定。
24、什么叫低频振荡?产生的主要原因是什么?
答:并列运行的发电机间在小干扰下发生的频率为0.2~2.5赫兹范围内的持续振荡现象叫低频振荡。
低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应,常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上,在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。
25、电力系统过电压分几类?其产生原因及特点是什么? 答:电力系统过电压分以下几种类型: (1)大气过电压:
由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。 (2)工频过电压:
由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。 (3)操作过电压:
由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。因此,330KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。 (4)谐振过电压:
由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。 26、电力系统工频过电压的产生原因及防范措施有那些? 答:电力系统工频过电压的原因主要有以下几点: 空载长线路的电容效应;
不对称短路引起的非故障相电压升高; 甩负荷引起的工频电压升高; 工频过电压的限制措施有:
利用并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应;
利用静止无功补偿器SVC也能起到补偿空载线路电容效应的作用; 变压器中性点直接接地可降低由于不对称接地故障引起的工频电压升高;
发电机配置性能良好的励磁调节器或调压装置,使发电机突然甩负荷时能抑制容性电流对发电机的助磁电枢反应,从而防止过电压的产生和发展。
发电机配置反应灵敏的调速系统,使得突然甩负荷时能有效限制发电机转速上升造成的工频过电压。 27、什么叫操作过电压?如何防范?
答:操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压,主要包括: 切除空载线路引起的过电压; 空载线路合闸时的过电压; 切除空载变压器引起的过电压; 间隙性电弧接地引起的过电压; 解合大环路引起的过电压;
限制操作过电压的措施有; 选用灭弧能力强的高压开关; 提高开关动作的同期性; 开关断口加装并联电阻;
采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器; 使电网的中性点直接接地运行;
28、什么叫谐振过电压?分几种类型?如何防范?
答:电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。谐振过电压分为以下几种: 线性谐振过电压
谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。 铁磁谐振过电压
谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。 参数谐振过电压
由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在 ~ 间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。 限制谐振过电压的主要措施有: 提高开关动作的同期性
由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。
在并联高压电抗器中性点加装小电抗
用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。