电力系统基础知识（二）

jiuzhou123

18、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）,这样可以减少加速面积,增加减速面积,提高暂态稳定性。
19、简述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。
20、如何区分系统发生的振荡属异步振荡还是同步振荡？
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。
21、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:
　　1、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。
　　2、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。
　　3、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。
22、引起电力系统异步振荡的主要原因是什么?
答：1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏；
　　2、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；
　　3、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,引启动稳定破坏而失去同步；
　　4、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；
　5、电源间非同步合闸未能拖入同步。
23、系统振荡时的一般现象是什么?
答：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。
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、超高压电网并联电抗器对于改善电力系统运行状况有哪些功能？
答：1、减轻空载或轻载线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。
　　2、改善长距离输电线路上的电压分布。
　　3、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失。
　　4、在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。
　　5、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
　　6、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电　　　　流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸。
26、500kV电网中并联高压电抗器中性点加小电抗的作用是什么？
答:其作用是:补偿导线对地电容,使相对地阻抗趋于无穷大,消除潜供电流纵分量,从而提高重合闸的成功率。 并联高压电抗器中性点小电抗阻抗大小的选择应进行计算分析,以防止造成铁磁谐振。
27、什么叫发电机的次同步振荡？其产生原因是什么？如何防止？
答：当发电机经由串联电容补偿的线路接入系统时,如果串联补偿度较高,网络的电气谐振频率较容易和大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率产生谐振,造成发电机大轴扭振破坏。此谐振频率通常低于同步(50赫兹)频率,称之为次同步振荡。对高压直流输电线路(HVDC)、静止无功补偿器(SVC),当其控制参数选择不当时,也可能激发次同步振荡。
　　措施有:1、通过附加或改造一次设备;2、降低串联补偿度;3、通过二次设备提供对扭振模式的阻尼(类似于PSS的原理）。
28、电力系统过电压分几类?其产生原因及特点是什么?
答：电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
　　产生的原因及特点是:
　　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。
　　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。
　　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30KV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。
　　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。
29、何谓反击过电压？
答:在发电厂和变电所中,如果雷击到避雷针上,雷电流通过构架接地引下线流散到地中,由于构架电感和接地电阻的存在,在构架上会产生很高的对地电位,高电位对附近的电气设备或带电的导线会产生很大的电位差。如果两者间距离小,就会导致避雷针构架对其它设备或导线放电,引起反击闪络而造成事故。
30、何谓跨步电压？
答：通过接地网或接地体流到地中的电流,会在地表及地下深处形成一个空间分布的电流场,并在离接地体不同距离的位置产生一个电位差,这个电位差叫做跨步电压。跨步电压与入地电流强度成正比,与接地体的距离平方成反比。
　　因此,在靠近接地体的区域内,如果遇到强大的雷电流,跨步电压较高时,易造成对人、畜的伤害。
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,这一现象叫电力系统谐振过电压。谐振过电压分为以下几种:
(1）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。
(2）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。
(3）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Kd～Kq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。
36、避雷线和避雷针的作用是什么？避雷器的作用是什么？
答：避雷线和避雷针的作用是防止直击雷,使在它们保护范围内的电气设备(架空输电线路及变电站设备）遭直击雷绕击的几率减小。避雷器的作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用,对入侵流动波进行削幅,降低被保护设备所受过电压幅值。避雷器既可用来防护大气过电压,也可用来防护操作过电压。
37、接地网的电阻不合规定有何危害？
答:接地网起着工作接地和保护接地的作用,当接地电阻过大则:
(1）发生接地故障时,使中性点电压偏移增大,可能使健全相和中性点电压过高,超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。
(2）在雷击或雷电波袭击时,由于电流很大,会产生很高的残压,使附近的设备遭受到反击的威胁,并降低接地网本身保护设备(架空输电线路及变电站电气设备）带电导体的耐雷水平,达不到设计的要求而损坏设备。