電力系統(tǒng)暫態(tài)有幾種形式? 各有什么特點(diǎn)?

答：電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程有三種：即波過(guò)程、電磁暫態(tài)過(guò)程和機(jī)電暫態(tài)過(guò)程。

波過(guò)程是運(yùn)行操作或雷擊過(guò)電壓引起的過(guò)程。這類過(guò)程最短暫(微秒級(jí))，涉及電流、電壓波的傳播。波過(guò)程的計(jì)算不能用集中參數(shù)，而要用分布參數(shù)。

電磁暫態(tài)過(guò)程是由短路引起的電流、電壓突變及其后在電感、電容型儲(chǔ)能元件及電阻型耗能元件中引起的過(guò)渡過(guò)程。這類過(guò)程持續(xù)時(shí)間較波過(guò)程長(zhǎng)(毫秒級(jí))。電磁暫態(tài)過(guò)程的計(jì)算要應(yīng)用磁鏈?zhǔn)睾阍恚鰰簯B(tài)、次暫態(tài)電勢(shì)、電抗及時(shí)間常數(shù)等參數(shù)，據(jù)此算出各階段短路的起始值及衰減時(shí)間特性。

機(jī)電暫態(tài)過(guò)程是由大干擾引起的發(fā)電機(jī)輸出電功率突變所造成的轉(zhuǎn)子搖擺、振蕩過(guò)程。這類過(guò)程既依賴于發(fā)電機(jī)的電氣參數(shù)，也依賴于發(fā)電機(jī)的機(jī)械參數(shù)，并且電氣運(yùn)行狀態(tài)與機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)，是一種機(jī)電聯(lián)合的一體化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。這類過(guò)程的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)(秒級(jí))。

10、什么叫自然功率?

答： 輸電線路既能產(chǎn)生無(wú)功功率(由于分布電容)又消耗無(wú)功功率(由于串聯(lián)阻抗)。當(dāng)沿線路傳送某一固定有功功率,線路上的這兩種無(wú)功功率適能相互平衡時(shí),這個(gè)有功功率,叫做線路的“自然功率"或“波阻抗功率",因?yàn)檫@種情況相當(dāng)于在線路末端接入了一個(gè)線路波阻抗值的負(fù)荷。若傳輸?shù)挠泄β实陀诖酥?線路將向系統(tǒng)送出無(wú)功功率;而高于此值時(shí),則將吸收系統(tǒng)的無(wú)功功率。

各電壓等級(jí)線路的自然功率參考值如下表所示：

11、電力系統(tǒng)有哪些大擾動(dòng)?

答：電力系統(tǒng)大擾動(dòng)主要指：各種短路故障、各種突然斷線故障、斷路器無(wú)故障跳閘、非同期并網(wǎng)(包括發(fā)電機(jī)非同期并列);大型發(fā)電機(jī)失磁、大容量負(fù)荷突然啟停等。

12、什么情況下單相接地電流大于三相短路電流?

答：故障點(diǎn)零序綜合阻抗Zk0小于正序綜合阻抗Zk1時(shí)，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(tǒng)中，由于接地中性點(diǎn)多，系統(tǒng)故障點(diǎn)零序綜合阻抗Zk0往往小于正序綜合阻抗Zk1，這時(shí)單相接地故障電流大于三相短路電流。

13、什么叫電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行?電力系統(tǒng)穩(wěn)定共分幾類?

答：當(dāng)電力系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，能自動(dòng)地恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)，或者憑借控制設(shè)備的作用過(guò)渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，即謂電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定從廣義角度來(lái)看，可分為：

(1)、發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性問(wèn)題(根據(jù)電力系統(tǒng)所承受的擾動(dòng)大小的不同，又可分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定三大類);

(2)、電力系統(tǒng)無(wú)功不足引起的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題;

(3)、電力系統(tǒng)有功功率不足引起的頻率穩(wěn)定性問(wèn)題。

14、各類穩(wěn)定的具體含義是什么?

答：各類穩(wěn)定的具體含義是：

(1).電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后不發(fā)生非周期性失步，自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)。

(2).電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)在某種運(yùn)行方式下突然受到大的擾動(dòng)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)電暫態(tài)過(guò)程達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或回到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。

(3).電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到干擾后不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。主要有：電力系統(tǒng)的低頻振蕩、機(jī)電耦合的次同步振蕩、同步電機(jī)的自激等。

(4).電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)維持負(fù)荷電壓于某一規(guī)定的運(yùn)行極限之內(nèi)的能力。它與電力系統(tǒng)中的電源配置、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式、負(fù)荷特性等因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)生電壓不穩(wěn)定時(shí)，將導(dǎo)致電壓崩潰，造成大面積停電。

(5).頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)維持系統(tǒng)頻率與某一規(guī)定的運(yùn)行極限內(nèi)的能力。當(dāng)頻率低于某一臨界頻率，電源與負(fù)荷的平衡將遭到徹底破壞，一些機(jī)組相繼退出運(yùn)行，造成大面積停電，也就是頻率崩潰。

15、保證和提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施有哪些?

答：電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本性質(zhì)說(shuō)明，靜態(tài)儲(chǔ)備越大則靜態(tài)穩(wěn)定性越高。提高靜態(tài)穩(wěn)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(tǒng)各元件的電抗：減小發(fā)電機(jī)和變壓器的電抗，減少線路電抗(采用分裂導(dǎo)線);

(2)、提高系統(tǒng)電壓水平;

(3)、改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);

(4)、采用串聯(lián)電容器補(bǔ)償;

(5)、采用自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置;

(6)、采用直流輸電。

在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中，維持和控制母線電壓是調(diào)度部門保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要和日常工作。維持、控制變電站、發(fā)電廠高壓母線電壓恒定，特別是樞紐廠(站)高壓母線電壓恒定，相當(dāng)于輸電系統(tǒng)等值分割為若干段，這樣每段電氣距離將遠(yuǎn)小于整個(gè)輸電系統(tǒng)的電氣距離，從而保證和提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

16、提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性的措施有哪些?

答：提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施也可以提高暫態(tài)穩(wěn)定性，不過(guò)提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施比提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施更多。提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施可分成三大類：一是縮短電氣距離，使系統(tǒng)在電氣結(jié)構(gòu)上更加緊密;二是減小機(jī)械與電磁、負(fù)荷與電源的功率或能量的差額并使之達(dá)到新的平衡;三是穩(wěn)定破壞時(shí)，為了限制事故進(jìn)一步擴(kuò)大而必須采取的措施，如系統(tǒng)解列。提高暫態(tài)穩(wěn)定的具體措施有：

(1)、繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)快速切除故障;

(2)、線路采用自動(dòng)重合閘;

(3)、采用快速勵(lì)磁系統(tǒng);

(4)、發(fā)電機(jī)增加強(qiáng)勵(lì)倍數(shù);

(5)、汽輪機(jī)快速關(guān)閉汽門;

(6)、發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng);

(7)、變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地;

(8)、長(zhǎng)線路中間設(shè)置開(kāi)關(guān)站;

(9)、線路采用強(qiáng)行串聯(lián)電容器補(bǔ)償;

(10)、采用發(fā)電機(jī)-線路單元結(jié)線方式;

(11)、實(shí)現(xiàn)連鎖切機(jī);

(12)、采用靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置;

(13)、系統(tǒng)設(shè)置解列點(diǎn);

(14)、系統(tǒng)穩(wěn)定破壞后，必要且條件許可時(shí)，可以讓發(fā)電機(jī)短期異步運(yùn)行，盡快投入系統(tǒng)備用電源，然后增加勵(lì)磁，實(shí)現(xiàn)機(jī)組再同步。

17、采用單相重合閘為什么可以提高暫態(tài)穩(wěn)定性?

答：采用單相重合閘后，由于故障時(shí)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(shí)間里,送電端和受電端沒(méi)有完全失去聯(lián)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(tài)穩(wěn)定性。

圖中：Ⅰ為故障前的功角特性曲線;Ⅱ?yàn)榍谐幌嗪蟮墓翘匦郧€;Ⅲ為一相故障后的功角特性曲線。δ0為故障開(kāi)始時(shí)刻的功角;δq為故障切除時(shí)刻的功角;δH為單相重合時(shí)刻的功角。

18、什么叫同步發(fā)電機(jī)的同步振蕩和異步振蕩?

答：同步振蕩：當(dāng)發(fā)電機(jī)輸入或輸出功率變化時(shí)，功角δ將隨之變化，但由于機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性，δ不能立即達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值，需要經(jīng)過(guò)若干次在新的δ值附近振蕩之后，才能穩(wěn)定在新的δ下運(yùn)行。這一過(guò)程即同步振蕩，亦即發(fā)電機(jī)仍保持在同步運(yùn)行狀態(tài)下的振蕩。

異步振蕩：發(fā)電機(jī)因某種原因受到較大的擾動(dòng)，其功角δ在0∽360°之間周期性地變化，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)失去同步運(yùn)行的狀態(tài)。在異步振蕩時(shí)，發(fā)電機(jī)一會(huì)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，一會(huì)工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。

19、如何區(qū)分系統(tǒng)發(fā)生的振蕩屬同步振蕩還是異步振蕩?

答：異步振蕩其明顯特征是，系統(tǒng)頻率不能保持同一個(gè)頻率，且所有電氣量和機(jī)械量波動(dòng)明顯偏離額定值。如發(fā)電機(jī)、變壓器和聯(lián)絡(luò)線的電流表，功率表周期性地大幅度擺動(dòng);電壓表周期性大幅擺動(dòng)，振蕩中心的電壓擺動(dòng)最大，并周期性地降到接近于零;失步的發(fā)電廠間的聯(lián)絡(luò)的輸送功率往復(fù)擺動(dòng);送端系統(tǒng)頻率升高，受端系統(tǒng)的頻率降低并有擺動(dòng)。

同步振蕩時(shí)，其系統(tǒng)頻率能保持相同，各電氣量的波動(dòng)范圍不大，且振蕩在有限的時(shí)間內(nèi)衰減從而進(jìn)入新的平衡運(yùn)行狀態(tài)。

20、系統(tǒng)振蕩事故與短路事故有什么不同?

答:電力系統(tǒng)振蕩和短路的主要區(qū)別是:

振蕩時(shí)系統(tǒng)各點(diǎn)電壓和電流值均作往復(fù)性擺動(dòng),而短路時(shí)電流、電壓值是突變的。此外,振蕩時(shí)電流、電壓值的變化速度較慢,而短路時(shí)電流、電壓值突然變化量很大。

振蕩時(shí)系統(tǒng)任何一點(diǎn)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(shí),電流與電壓之間的角度是基本不變的。

振蕩時(shí)系統(tǒng)三相是對(duì)稱的;而短路時(shí)系統(tǒng)可能出現(xiàn)三相不對(duì)稱。

21、引起電力系統(tǒng)異步振蕩的主要原因是什么?系統(tǒng)振蕩時(shí)一般現(xiàn)象是什么?

答：引起系統(tǒng)振蕩的原因?yàn)椋?/p>

輸電線路輸送功率超過(guò)極限值造成靜態(tài)穩(wěn)定破壞;

電網(wǎng)發(fā)生短路故障，切除大容量的發(fā)電、輸電或變電設(shè)備，負(fù)荷瞬間發(fā)生較大突變等造成電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定破壞;

環(huán)狀系統(tǒng)(或并列雙回線)突然開(kāi)環(huán),使兩部分系統(tǒng)聯(lián)系阻抗突然增大,引起動(dòng)穩(wěn)定破壞而失去同步;

大容量機(jī)組跳閘或失磁,使系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷增大或使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降,造成聯(lián)絡(luò)線穩(wěn)定極限降低,易引起穩(wěn)定破壞;

電源間非同步合閘未能拖入同步。

系統(tǒng)振蕩時(shí)一般現(xiàn)象：

1)發(fā)電機(jī)，變壓器，線路的電壓表，電流表及功率表周期性的劇烈擺動(dòng)，發(fā)電機(jī)和變壓器發(fā)出有節(jié)奏的轟鳴聲。

2)連接失去同步的發(fā)