電力系統暫態有幾種形式? 各有什么特點?

答：電力系統的暫態過程有三種：即波過程、電磁暫態過程和機電暫態過程。

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

電磁暫態過程是由短路引起的電流、電壓突變及其后在電感、電容型儲能元件及電阻型耗能元件中引起的過渡過程。這類過程持續時間較波過程長(毫秒級)。電磁暫態過程的計算要應用磁鏈守恒原理，引出暫態、次暫態電勢、電抗及時間常數等參數，據此算出各階段短路的起始值及衰減時間特性。

機電暫態過程是由大干擾引起的發電機輸出電功率突變所造成的轉子搖擺、振蕩過程。這類過程既依賴于發電機的電氣參數，也依賴于發電機的機械參數，并且電氣運行狀態與機械運行狀態相互關聯，是一種機電聯合的一體化的動態過程。這類過程的持續時間最長(秒級)。

10、什么叫自然功率?

答： 輸電線路既能產生無功功率(由于分布電容)又消耗無功功率(由于串聯阻抗)。當沿線路傳送某一固定有功功率,線路上的這兩種無功功率適能相互平衡時,這個有功功率,叫做線路的“自然功率"或“波阻抗功率",因為這種情況相當于在線路末端接入了一個線路波阻抗值的負荷。若傳輸的有功功率低于此值,線路將向系統送出無功功率;而高于此值時,則將吸收系統的無功功率。

各電壓等級線路的自然功率參考值如下表所示：

11、電力系統有哪些大擾動?

答：電力系統大擾動主要指：各種短路故障、各種突然斷線故障、斷路器無故障跳閘、非同期并網(包括發電機非同期并列);大型發電機失磁、大容量負荷突然啟停等。

12、什么情況下單相接地電流大于三相短路電流?

答：故障點零序綜合阻抗Zk0小于正序綜合阻抗Zk1時，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中，由于接地中性點多，系統故障點零序綜合阻抗Zk0往往小于正序綜合阻抗Zk1，這時單相接地故障電流大于三相短路電流。

13、什么叫電力系統的穩定運行?電力系統穩定共分幾類?

答：當電力系統受到擾動后，能自動地恢復到原來的運行狀態，或者憑借控制設備的作用過渡到新的穩定狀態運行，即謂電力系統穩定運行。

電力系統的穩定從廣義角度來看，可分為：

(1)、發電機同步運行的穩定性問題(根據電力系統所承受的擾動大小的不同，又可分為靜態穩定、暫態穩定、動態穩定三大類);

(2)、電力系統無功不足引起的電壓穩定性問題;

(3)、電力系統有功功率不足引起的頻率穩定性問題。

14、各類穩定的具體含義是什么?

答：各類穩定的具體含義是：

(1).電力系統的靜態穩定是指電力系統受到小干擾后不發生非周期性失步，自動恢復到起始運行狀態。

(2).電力系統的暫態穩定是指系統在某種運行方式下突然受到大的擾動后，經過一個機電暫態過程達到新的穩定運行狀態或回到原來的穩定狀態。

(3).電力系統的動態穩定是指電力系統受到干擾后不發生振幅不斷增大的振蕩而失步。主要有：電力系統的低頻振蕩、機電耦合的次同步振蕩、同步電機的自激等。

(4).電力系統的電壓穩定是指電力系統維持負荷電壓于某一規定的運行極限之內的能力。它與電力系統中的電源配置、網絡結構及運行方式、負荷特性等因素有關。當發生電壓不穩定時，將導致電壓崩潰，造成大面積停電。

(5).頻率穩定是指電力系統維持系統頻率與某一規定的運行極限內的能力。當頻率低于某一臨界頻率，電源與負荷的平衡將遭到徹底破壞，一些機組相繼退出運行，造成大面積停電，也就是頻率崩潰。

15、保證和提高電力系統靜態穩定的措施有哪些?

答：電力系統的靜態穩定性是電力系統正常運行時的穩定性，電力系統靜態穩定性的基本性質說明，靜態儲備越大則靜態穩定性越高。提高靜態穩定性的措施很多，但是根本性措施是縮短“電氣距離”。主要措施有：

(1)、減少系統各元件的電抗：減小發電機和變壓器的電抗，減少線路電抗(采用分裂導線);

(2)、提高系統電壓水平;

(3)、改善電力系統的結構;

(4)、采用串聯電容器補償;

(5)、采用自動調節裝置;

(6)、采用直流輸電。

在電力系統正常運行中，維持和控制母線電壓是調度部門保證電力系統穩定運行的主要和日常工作。維持、控制變電站、發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，相當于輸電系統等值分割為若干段，這樣每段電氣距離將遠小于整個輸電系統的電氣距離，從而保證和提高了電力系統的穩定性。

16、提高電力系統的暫態穩定性的措施有哪些?

答：提高靜態穩定性的措施也可以提高暫態穩定性，不過提高暫態穩定性的措施比提高靜態穩定性的措施更多。提高暫態穩定性的措施可分成三大類：一是縮短電氣距離，使系統在電氣結構上更加緊密;二是減小機械與電磁、負荷與電源的功率或能量的差額并使之達到新的平衡;三是穩定破壞時，為了限制事故進一步擴大而必須采取的措施，如系統解列。提高暫態穩定的具體措施有：

(1)、繼電保護實現快速切除故障;

(2)、線路采用自動重合閘;

(3)、采用快速勵磁系統;

(4)、發電機增加強勵倍數;

(5)、汽輪機快速關閉汽門;

(6)、發電機電氣制動;

(7)、變壓器中性點經小電阻接地;

(8)、長線路中間設置開關站;

(9)、線路采用強行串聯電容器補償;

(10)、采用發電機-線路單元結線方式;

(11)、實現連鎖切機;

(12)、采用靜止無功補償裝置;

(13)、系統設置解列點;

(14)、系統穩定破壞后，必要且條件許可時，可以讓發電機短期異步運行，盡快投入系統備用電源，然后增加勵磁，實現機組再同步。

17、采用單相重合閘為什么可以提高暫態穩定性?

答：采用單相重合閘后，由于故障時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間里,送電端和受電端沒有完全失去聯系(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，提高暫態穩定性。

圖中：Ⅰ為故障前的功角特性曲線;Ⅱ為切除一相后的功角特性曲線;Ⅲ為一相故障后的功角特性曲線。δ0為故障開始時刻的功角;δq為故障切除時刻的功角;δH為單相重合時刻的功角。

18、什么叫同步發電機的同步振蕩和異步振蕩?

答：同步振蕩：當發電機輸入或輸出功率變化時，功角δ將隨之變化，但由于機組轉動部分的慣性，δ不能立即達到新的穩態值，需要經過若干次在新的δ值附近振蕩之后，才能穩定在新的δ下運行。這一過程即同步振蕩，亦即發電機仍保持在同步運行狀態下的振蕩。

異步振蕩：發電機因某種原因受到較大的擾動，其功角δ在0∽360°之間周期性地變化，發電機與電網失去同步運行的狀態。在異步振蕩時，發電機一會工作在發電機狀態，一會工作在電動機狀態。

19、如何區分系統發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，系統頻率不能保持同一個頻率，且所有電氣量和機械量波動明顯偏離額定值。如發電機、變壓器和聯絡線的電流表，功率表周期性地大幅度擺動;電壓表周期性大幅擺動，振蕩中心的電壓擺動最大，并周期性地降到接近于零;失步的發電廠間的聯絡的輸送功率往復擺動;送端系統頻率升高，受端系統的頻率降低并有擺動。

同步振蕩時，其系統頻率能保持相同，各電氣量的波動范圍不大，且振蕩在有限的時間內衰減從而進入新的平衡運行狀態。

20、系統振蕩事故與短路事故有什么不同?

答:電力系統振蕩和短路的主要區別是:

振蕩時系統各點電壓和電流值均作往復性擺動,而短路時電流、電壓值是突變的。此外,振蕩時電流、電壓值的變化速度較慢,而短路時電流、電壓值突然變化量很大。

振蕩時系統任何一點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,電流與電壓之間的角度是基本不變的。

振蕩時系統三相是對稱的;而短路時系統可能出現三相不對稱。

21、引起電力系統異步振蕩的主要原因是什么?系統振蕩時一般現象是什么?

答：引起系統振蕩的原因為：

輸電線路輸送功率超過極限值造成靜態穩定破壞;

電網發生短路故障，切除大容量的發電、輸電或變電設備，負荷瞬間發生較大突變等造成電力系統暫態穩定破壞;

環狀系統(或并列雙回線)突然開環,使兩部分系統聯系阻抗突然增大,引起動穩定破壞而失去同步;

大容量機組跳閘或失磁,使系統聯絡線負荷增大或使系統電壓嚴重下降,造成聯絡線穩定極限降低,易引起穩定破壞;

電源間非同步合閘未能拖入同步。

系統振蕩時一般現象：

1)發電機，變壓器，線路的電壓表，電流表及功率表周期性的劇烈擺動，發電機和變壓器發出有節奏的轟鳴聲。

2)連接失去同步的發