电气类专业知识点--电力系统基础理论与基础知识汇总

330 500 500 750 25、电力系统有哪些大扰动?

2 3 4 4 350 925 1000 2150 答：电力系统大扰动主要指：各种短路故障、各种突然断线故障、断路器无故障跳闸、非同期并网（包括发电机非同期并列）；大型发电机失磁、大容量负荷突然启停等。 26、中性点接地方式有几种?什么叫大电流、小电流接地系统?其划分标准如何? 答：我国电力系统中性点接地方式主要有两种，即：

(1)中性点直接接地方式(包括中性点经小电阻接地方式)。 (2)中性点不接地方式（包括中性点经消弧线圈接地方式）。

中性点直接接地系统（包括中性点经小电阻接地系统)，发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统称为大接地电流系统。

中性点不接地系统（包括中性点经消弧线圈接地系统），发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，故称其为小接地电流系统。

划分标准在我国为：

X0/X1≤4～5的系统属于大接地电流系统，X0/X1＞4～5的系统属于小接地电流系统。 注：X0为系统零序电抗，X1为系统正序电抗。

27、大、小电流接地系统,当发生单相接地故障时各有什么特点?两种接地系统各用于什么电压等级?

答：中性点运行方式主要分两类，即直接接地和不接地。直接接地系统供电可靠性低。这种系统中发生单相接地故障时,出现了除中性点外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相。不接地系统供电可靠性高,但对绝缘水平的要求也高。因这种系统中发生单相接地故障时,不构成短路回路,接地相电流不大,不必立即切除接地相,但这时非接地相的对地电压却升高为相电压的

倍。在电压等级较高的系统中,绝缘费用

在设备总价格中占相当大比重,降低绝缘水平带来的经济效益非常显著，一般就采用中性点直接接地方式,而以其它措施提高供电可靠性。反之，在电压等级较低的系统中，一般就采用中性点不接地方式以提高供电可靠性。在我国,110千伏及以上的系统采用中性点直接接地方式,60千伏及以下系统采用中性点不直接接地方式。

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28、什么是对称分量法?

答：由线性数学计算可知：三个不对称的相量，可以唯一地分解为三组对称的相量（分量）。因此，在线性电路中，系统发生不对称短路时，将网络中出现的三相不对称的电压和电流,分解为正、负、零序三组对称分量，分别按对称三相电路去解,然后将其结果叠加起来。这种分析不对称的三相电路的方法叫对称分量法。

29、什么是电力系统序参数?零序参数有何特点?与变压器接线组别、中性点接地方式、输电线架空地线、相邻平行线路有何关系?

答：对称三相电路中,不同相序的电流流过时,所遇到的阻抗是不同的，然而同一相序的电压和电流间,仍符合欧姆定律。任一元件两端的相序电压与流过该元件的相应的相序电流之比,称为该元件的序参数（阻抗）。

负序电抗是由于发电机转子运动反向的旋转磁场所产生的电抗，对于静止元件（变压器、线路、电抗器、电容器等）不论旋转磁场是正向还是反向，其产生的电抗是没有区别的，所以它们的负序电抗等于正序电抗。但对于发电机，其正向与反向旋转磁场引起的电枢反应是不同的，反向旋转磁场是以两倍同步频率轮换切割转子纵轴与横轴磁路，因此发电机的负序电抗是一介于〃X〃ｄ及Xｑ的电抗值，远远小于正序电抗Xd。

零序参数（阻抗）与网络结构，特别是和变压器的接线方式及中性点接地方式有关。一般情况下，零序参数（阻抗）及零序网络结构与正、负序网络不一样。

对于变压器，零序电抗则与其结构(三个单相变压器组还是三柱变压器)、绕组的连接(△或Y)和接地与否等有关。

当三相变压器的一侧接成三角形或中性点不接地的星形时,从这一侧来看,变压器的零序电抗总是无穷大的。因为不管另一侧的接法如何,在这一侧加以零序电压时,总不能把零序电流送入变压器。所以只有当变压器的绕组接成星形,并且中性点接地时,从这星形侧来看变压器,零序电抗才是有限的（虽然有时还是很大的）。

对于输电线路,零序电抗与平行线路的回路数,有无架空地线及地线的导电性能等因素有关。零序电流在三相线路中是同相的,互感很大,因而零序电抗要比正序电抗大,而且零序电流将通过地及架空地线返回,架空地线对三相导线起屏蔽作用,使零序磁链减少,即使零序电抗减小。

平行架设的两回三相架空输电线路中通过方向相同的零序电流时，不仅第一回路的任意两相对第三相的互感产生助磁作用,而且第二回路的所有三相对第一回路的第三相的互感也产生助磁作用,反过来也一样。这就使这种线路的零序阻抗进一步增大。

30、什么情况下单相接地电流大于三相短路电流?

答：故障点零序综合阻抗Zk0小于正序综合阻抗Zk1时，单相接地故障电流大于三相短路电流。例如：在大量采用自耦变压器的系统中，由于接地中性点多，系统故障点零序综合阻抗Zk0往往

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小于正序综合阻抗Zk1，这时单相接地故障电流大于三相短路电流。

31、小电流接地系统中,为什么采用中性点消弧线圈接地?消弧线圈有几种补偿方式?

答：中性点非直接接地系统发生单相接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。为此，我国采取的措施是：当各级电压电网单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值(35kV电网为10A，10kV电网为10A，3～6kV电网为30A)，就在中性点装设消弧线圈，其目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电。

中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少。通常这种补偿有三种不同方式，即欠补偿、全补偿和过补偿。

(1)欠补偿。补偿后电感电流小于电容电流，或者说补偿的感抗大于线路容抗，电网以欠补偿的方式运行。

(2)全补偿。补偿后电感电流等于电容电流，或者说补偿的感抗等于线路容抗，电网以全补偿的方式运行（实际此方式电网处于谐振状态，不能正常运行）。

(3)过补偿。补偿后电感电流大于电容电流，或者说补偿的感抗小于线路容抗，电网以过补偿的方式运行。

32、什么叫电力系统的稳定运行?电力系统稳定共分几类?

答：当电力系统受到扰动后，能自动地恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状态运行，即谓电力系统稳定运行。

电力系统的稳定从广义角度来看，可分为：

（1）发电机同步运行的稳定性问题（根据电力系统所承受的扰动大小的不同，又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类）；

（2）电力系统无功不足引起的电压稳定性问题； （3）电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题。 33、各类稳定的具体含义是什么？ 答：各类稳定的具体含义是：

（1）电力系统的静态稳定是指电力系统受到小干扰后不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态。

（2）电力系统的暂态稳定是指系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后，经过一个机电暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的稳定状态。

（3）电力系统的动态稳定是指电力系统受到干扰后不发生振幅不断增大的振荡而失步。主要有：电力系统的低频振荡、机电耦合的次同步振荡、同步电机的自激等。

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（4）电力系统的电压稳定是指电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力。它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关。当发生电压不稳定时，将导致电压崩溃，造成大面积停电。

（5）频率稳定是指电力系统维持系统频率与某一规定的运行极限内的能力。当频率低于某一临界频率，电源与负荷的平衡将遭到彻底破坏，一些机组相继退出运行，造成大面积停电，也就是频率崩溃。

34、保证和提高电力系统静态稳定的措施有哪些?

答：电力系统的静态稳定性是电力系统正常运行时的稳定性，电力系统静态稳定性的基本性质说明，静态储备越大则静态稳定性越高。提高静态稳定性的措施很多，但是根本性措施是缩短“电气距离”。主要措施有：

（1）减少系统各元件的电抗：减小发电机和变压器的电抗，减少线路电抗（采用分裂导线）； （2）提高系统电压水平； （3）改善电力系统的结构； （4）采用串联电容器补偿； （5）采用自动调节装置； （6）采用直流输电。

在电力系统正常运行中，维持和控制母线电压是调度部门保证电力系统稳定运行的主要和日常工作。维持、控制变电站、发电厂高压母线电压恒定，特别是枢纽厂（站）高压母线电压恒定，相当于输电系统等值分割为若干段，这样每段电气距离将远小于整个输电系统的电气距离，从而保证和提高了电力系统的稳定性。

35、提高电力系统的暂态稳定性的措施有哪些?

答：提高静态稳定性的措施也可以提高暂态稳定性，不过提高暂态稳定性的措施比提高静态稳定性的措施更多。提高暂态稳定性的措施可分成三大类：一是缩短电气距离，使系统在电气结构上更加紧密；二是减小机械与电磁、负荷与电源的功率或能量的差额并使之达到新的平衡；三是稳定破坏时，为了限制事故进一步扩大而必须采取的措施，如系统解列。提高暂态稳定的具体措施有：

（1）继电保护实现快速切除故障； （2）线路采用自动重合闸； （3）采用快速励磁系统； （4）发电机增加强励倍数； （5）汽轮机快速关闭汽门； （6）发电机电气制动；

（7）变压器中性点经小电阻接地； （8）长线路中间设置开关站；

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（9）线路采用强行串联电容器补偿； （10）采用发电机－线路单元结线方式； （11）实现连锁切机； （12）采用静止无功补偿装置； （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。 36、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。 37、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。

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