電氣工程師供配電復(fù)習(xí)資料:電力基礎(chǔ)知識(shí)6

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　　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)電機(jī)或系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線上的電流表和功率表擺動(dòng)得最大。電壓振蕩最激烈的地方是系統(tǒng)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(dòng)逐漸減少。如果聯(lián)絡(luò)線的阻抗較大，兩側(cè)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(wǎng)，雖有電氣聯(lián)系，但仍有頻率差出現(xiàn)，送端頻率高，受端頻率低并略有擺動(dòng)。

　　22、什么是電壓崩潰?對(duì)系統(tǒng)與用戶有何影響?

　　答：如圖所示：QF和QFH分別為系統(tǒng)內(nèi)某點(diǎn)的無功電源與無功負(fù)荷的電壓特性曲線。假設(shè)這時(shí)所有的無功電源容量都已調(diào)至最大。在某一時(shí)刻，無功電源和無功負(fù)荷在點(diǎn)1達(dá)到平衡，運(yùn)行電壓為U1。隨著無功負(fù)荷的增長(增加值為ΔQFH1)，由于無功電源已不能增加，實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)不是QFH2上對(duì)應(yīng)U1的點(diǎn)，而是在QFH2與QF的交點(diǎn)2處，運(yùn)行電壓為U2。同理，當(dāng)無功負(fù)荷繼續(xù)增加ΔQFH2時(shí)，實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)是QFH3與QF的切點(diǎn)3處，此點(diǎn)dQ/dU=0，運(yùn)行電壓為ULJ。我們稱ULJ為臨界電壓。

　　電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓如果等于(或低于)臨界電壓，那么，如擾動(dòng)使負(fù)荷點(diǎn)的電壓下降，將使無功電源永遠(yuǎn)小于無功負(fù)荷，從而導(dǎo)致電壓不斷下降最終到零(如果無功負(fù)荷增加很多，以致使QFH不能和QF 曲線相交時(shí)，電壓會(huì)迅速下降至零)。這種電壓不斷下降最終到零的現(xiàn)象稱為電壓崩潰。或者叫做電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。

　　電壓降落的持續(xù)時(shí)間一般較長，從幾秒到幾十分鐘不等，電壓崩潰會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)大量損失負(fù)荷，甚至大面積停電或使系統(tǒng)(局部電網(wǎng))瓦解。

　　23、什么叫頻率崩潰?

　　答：如圖所示：B和A分別為發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的有功頻率特性曲線。在某一時(shí)刻，發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的有功負(fù)荷在點(diǎn)0達(dá)到平衡，系統(tǒng)頻率為f0。隨著有功負(fù)荷的增長，由于發(fā)電機(jī)調(diào)速器的作用，發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的有功負(fù)荷在點(diǎn)1達(dá)到平衡，系統(tǒng)頻率為f1。當(dāng)有功負(fù)荷繼續(xù)增加時(shí)(經(jīng)過點(diǎn)2后)，由于發(fā)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(fā)電機(jī)的實(shí)際出力特性是沿曲線2-3-4變化的。當(dāng)有功負(fù)荷的增加使發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的有功頻率特性曲線相切時(shí)(對(duì)應(yīng)點(diǎn)3)，此點(diǎn)，dP/df=0，運(yùn)行頻率為fLJ。我們稱fLJ為臨界頻率。

　　電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率如果等于(或低于)臨界頻率，那么，如擾動(dòng)使系統(tǒng)頻率下降，將迫使發(fā)電機(jī)出力減少，從而使系統(tǒng)頻率進(jìn)一步下降，有功不平衡加劇，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致頻率不斷下降最終到零(如果有功負(fù)荷增加很多或大機(jī)組低頻保護(hù)動(dòng)作掉閘，以致使A不能和B曲線相交時(shí)，系統(tǒng)頻率會(huì)迅速下降至零)。這種頻率不斷下降最終到零的現(xiàn)象稱為頻率崩潰?；蛘呓凶鲭娏ο到y(tǒng)頻率不穩(wěn)定。

　　24、什么叫低頻振蕩?產(chǎn)生的主要原因是什么?

　　答：并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間在小干擾下發(fā)生的頻率為0.2～2.5赫茲范圍內(nèi)的持續(xù)振蕩現(xiàn)象叫低頻振蕩。

　　低頻振蕩產(chǎn)生的原因是由于電力系統(tǒng)的負(fù)阻尼效應(yīng)，常出現(xiàn)在弱聯(lián)系、遠(yuǎn)距離、重負(fù)荷輸電線路上，在采用快速、高放大倍數(shù)勵(lì)磁系統(tǒng)的條件下更容易發(fā)生。

　　25、電力系統(tǒng)過電壓分幾類?其產(chǎn)生原因及特點(diǎn)是什么?

　　答：電力系統(tǒng)過電壓分以下幾種類型：

　　(1)大氣過電壓：

　　由直擊雷引起，特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短暫，沖擊性強(qiáng)，與雷擊活動(dòng)強(qiáng)度有直接關(guān)系，與設(shè)備電壓等級(jí)無關(guān)。因此，220KV以下系統(tǒng)的絕緣水平往往由防止大氣過電壓決定。

　　(2)工頻過電壓：

　　由長線路的電容效應(yīng)及電網(wǎng)運(yùn)行方式的突然改變引起，特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長，過電壓倍數(shù)不高，一般對(duì)設(shè)備絕緣危險(xiǎn)性不大，但在超高壓、遠(yuǎn)距離輸電確定絕緣水平時(shí)起重要作用。

　　(3)操作過電壓：

　　由電網(wǎng)內(nèi)開關(guān)操作引起，特點(diǎn)是具有隨機(jī)性，但最不利情況下過電壓倍數(shù)較高。因此，330KV及以上超高壓系統(tǒng)的絕緣水平往往由防止操作過電壓決定。

　　(4)諧振過電壓：

　　由系統(tǒng)電容及電感回路組成諧振回路時(shí)引起，特點(diǎn)是過電壓倍數(shù)高、持續(xù)時(shí)間長。

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