1、什么叫電磁環(huán)網(wǎng)?對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行有何弊端?什么情況下還不得不保留?

答：電磁環(huán)網(wǎng)是指不同電壓等級(jí)運(yùn)行的線路,通過變壓器電磁回路的聯(lián)接而構(gòu)成的環(huán)路。

電磁環(huán)網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行主要有下列弊端：

1)、易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定破壞。如果在主要的受端負(fù)荷中心,用高低壓電磁環(huán)網(wǎng)供電而又帶重負(fù)荷時(shí),當(dāng)高一級(jí)電壓線路斷開后,所有原來帶的全部負(fù)荷將通過低一級(jí)電壓線路(雖然可能不止一回)送出,容易出現(xiàn)超過導(dǎo)線熱穩(wěn)定電流的問題。

2)、易造成系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)定破壞。正常情況下，兩側(cè)系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)阻抗將略小于高壓線路的阻抗。而一旦高壓線路因故障斷開,系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)阻抗將突然顯著地增大(突變?yōu)閮啥俗儔浩髯杩古c低壓線路阻抗之和,而線路阻抗的標(biāo)么值又與運(yùn)行電壓的平方成正比),因而極易超過該聯(lián)絡(luò)線的暫態(tài)穩(wěn)定極限,可能發(fā)生系統(tǒng)振蕩。

3)、不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。500kV與220kV線路的自然功率值相差極大,同時(shí)500kV線路的電阻值(多為4×400mm2導(dǎo)線)也遠(yuǎn)小于220kV線路(多為2×240或1×400mm2導(dǎo)線)的電阻值。在500/220kV環(huán)網(wǎng)運(yùn)行情況下，許多系統(tǒng)潮流分配難于達(dá)到最經(jīng)濟(jì)。

4)需要裝設(shè)高壓線路因故障停運(yùn)后聯(lián)鎖切機(jī)、切負(fù)荷等安全自動(dòng)裝置。但實(shí)踐說明,安全自動(dòng)裝置本身拒動(dòng)、誤動(dòng)影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

一般情況中,往往在高一級(jí)電壓線路投入運(yùn)行初期,由于高一級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)尚未形成或網(wǎng)絡(luò)尚不堅(jiān)強(qiáng)，需要保證輸電能力或?yàn)楸Ｖ匾?fù)荷而又不得不電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。

2、常用母線接線方式有何特點(diǎn)?

答：1)、單母線接線：單母線接線具有簡單清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn),但可靠性和靈活性較差。當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí),必須斷開母線的全部電源。

2)雙母線接線：雙母線接線具有供電可靠,檢修方便,調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。但這種接線所用設(shè)備多(特別是隔離開關(guān)),配電裝置復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)性較差;在運(yùn)行中隔離開關(guān)作為操作電器,容易發(fā)生誤操作,且對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不便;尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時(shí),須短時(shí)切除較多電源和線路,這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電所是不允許的。

3)單、雙母線或母線分段加旁路：其供電可靠性高，運(yùn)行靈活方便，但投資有所增加，經(jīng)濟(jì)性稍差。特別是用旁路斷路器帶路時(shí)，操作復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會(huì)。同時(shí)，由于加裝旁路斷路器，使相應(yīng)的保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化。

4)3/2及4/3接線：具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。任一母線故障或檢修,均不致停電;除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)與其相連的兩回線路短時(shí)停電外,其他任何斷路器故障或檢修都不會(huì)中斷供電;甚至兩組母線同時(shí)故障(或一組檢修時(shí)另一組故障)的極端情況下,功率仍能繼續(xù)輸送。但此接線使用設(shè)備較多,特別是斷路器和電流互感器,投資較大,二次控制接線和繼電保護(hù)都比較復(fù)雜。

5)母線-變壓器-發(fā)電機(jī)組單元接線：它具有接線簡單,開關(guān)設(shè)備少,操作簡便,宜于擴(kuò)建，以及因?yàn)椴辉O(shè)發(fā)電機(jī)出口電壓母線,發(fā)電機(jī)和主變壓器低壓側(cè)短路電流有所減小等特點(diǎn)。

3、電力系統(tǒng)負(fù)荷分幾類?各類負(fù)荷的頻率電壓特性如何?

答：電力系統(tǒng)的負(fù)荷大致分為：同步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷;異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷;電爐、電熱負(fù)荷;整流負(fù)荷;照明用電負(fù)荷;網(wǎng)絡(luò)損耗負(fù)荷等類型。

1)有功負(fù)荷的頻率特性：

同(異)步電動(dòng)機(jī)的有功負(fù)荷：與頻率變化的關(guān)系比較復(fù)雜，與其所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備有關(guān)。

當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備是：球磨機(jī)、切削機(jī)床、往復(fù)式水泵、壓縮機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備時(shí)，與頻率的一次方成正比。

當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備是：通風(fēng)機(jī)、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等設(shè)備時(shí)，與頻率的三次方成正比。

當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備是：靜水頭阻力很大的給水泵等設(shè)備時(shí)，與頻率的高次方成正比。

電爐、電熱;整流;照明用電設(shè)備的有功負(fù)荷：與頻率變化基本上無關(guān)。

網(wǎng)絡(luò)損耗的有功負(fù)荷：與頻率的平方成正比。

2)有功負(fù)荷的電壓特性：

同(異)步電動(dòng)機(jī)的有功負(fù)荷：與電壓基本上無關(guān)(異步電動(dòng)機(jī)滑差變化很小)。

電爐、電熱;整流;照明用電設(shè)備的有功負(fù)荷：與電壓的平方成正比(其中：照明用電負(fù)荷與電壓的1.6次方成正比，為簡化計(jì)算，近似為平方關(guān)系)。

網(wǎng)絡(luò)損耗的有功負(fù)荷：與電壓的平方成反比(其中：變壓器的鐵損與電壓的平方成正比，因所占比例很小，可忽略)。

3)無功負(fù)荷的電壓特性：

異步電動(dòng)機(jī)和變壓器是系統(tǒng)中無功功率主要消耗者，決定著系統(tǒng)的無功負(fù)荷的電壓特性。其無功損耗分為兩部分：勵(lì)磁無功功率與漏抗中消耗的無功功率。勵(lì)磁無功功率隨著電壓的降低而減小,漏抗中的無功損耗與電壓的平方成反比,隨著電壓的降低而增加。

輸電線路中的無功損耗與電壓的平方成反比,而充電功率卻與電壓的平方成正比。

照明、電阻、電爐等因?yàn)椴幌臒o功,所以沒有無功負(fù)荷電壓靜態(tài)特性。

4、調(diào)速器在發(fā)電機(jī)功率-頻率調(diào)整中的作用是什么?何謂頻率的一次調(diào)整,二次調(diào)整與三次調(diào)整?

答：調(diào)速器在發(fā)電機(jī)功率-頻率調(diào)整中的作用是:當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí),在發(fā)電機(jī)組技術(shù)條件允許范圍內(nèi)，自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量,從而增減發(fā)電機(jī)的出力(這種反映由頻率變化而引起發(fā)電機(jī)組出力變化的關(guān)系,叫發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性)，對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行有差的自動(dòng)調(diào)整。

由發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)頻率靜態(tài)特性而增減發(fā)電機(jī)的出力所起到的調(diào)頻作用叫頻率的一次調(diào)整。在電力系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),僅靠一次調(diào)整是不能恢復(fù)系統(tǒng)原來運(yùn)行頻率的,即一次調(diào)整是有差調(diào)整。

為了使系統(tǒng)頻率維持不變,需要運(yùn)行人員手動(dòng)操作或調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)ADC自動(dòng)地操作，增減發(fā)電機(jī)組的發(fā)電出力,進(jìn)而使頻率恢復(fù)目標(biāo)值,這種調(diào)整叫二次調(diào)整。

頻率二次調(diào)整后，使有功功率負(fù)荷按最優(yōu)分配即經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配是電力系統(tǒng)頻率的三次調(diào)整。

5、什么是線路充電功率?

答：由線路的對(duì)地電容電流所產(chǎn)生的無功功率稱為線路的充電功率。

每百公里線路的充電功率參考值如下表所示：

6、電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是什么?

答：電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是電網(wǎng)無功補(bǔ)償應(yīng)基本上按分層分區(qū)和就地平衡原則考慮,并應(yīng)能隨負(fù)荷或電壓進(jìn)行調(diào)整,保證系統(tǒng)各樞紐電的電壓在正常和事故后均能滿足規(guī)定的要求，避免經(jīng)長距離線路或多級(jí)變壓器傳送無功功率。

7、影響系統(tǒng)電壓的因素是什么?

答：系統(tǒng)電壓是由系統(tǒng)的潮流分布決定的，影響系統(tǒng)電壓的主要因素是：

1)由于生產(chǎn)、生活、氣象等因素引起的負(fù)荷變化;

2)無功補(bǔ)償容量的變化;

3)系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變引起的功率分布和網(wǎng)絡(luò)阻抗變化。

8、什么叫不對(duì)稱運(yùn)行?產(chǎn)生的原因及影響是什么?

答：任何原因引起電力系統(tǒng)三相對(duì)稱(正常運(yùn)行狀況)性的破壞，均稱為不對(duì)稱運(yùn)行。如各相阻抗對(duì)稱性的破壞,負(fù)荷對(duì)稱性的破壞,電壓對(duì)稱性的破壞等情況下的工作狀態(tài)。非全相運(yùn)行是不對(duì)稱運(yùn)行的特殊情況。

不對(duì)稱運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)序、零序電流會(huì)帶來許多不利影響。

電力系統(tǒng)三相阻抗對(duì)稱性的破壞,將導(dǎo)致電流和電壓對(duì)稱性的破壞,因而會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電流,當(dāng)變壓器的中性點(diǎn)接地時(shí),還會(huì)出現(xiàn)零序電流。

當(dāng)負(fù)序電流流過發(fā)電機(jī)時(shí),將產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場,這個(gè)磁場將對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生下列影響：

⑴發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱;

⑵機(jī)組振動(dòng)增大;

⑶定子繞組由于負(fù)荷不平衡出現(xiàn)個(gè)別相繞組過熱。

不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),變壓器三相電流不平衡,每相繞組發(fā)熱不一致,可能個(gè)別相繞組已經(jīng)過熱,而其它相負(fù)荷不大,因此必須按發(fā)熱條件來決定變壓器的可用容量。

不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),將引起系統(tǒng)電壓的不對(duì)稱,使電能質(zhì)量變壞,對(duì)用戶產(chǎn)生不良影響。對(duì)于異步電動(dòng)機(jī),一般情況下雖不致于破壞其正常工作,但也會(huì)引起出力減小,壽命降低。例如負(fù)序電壓達(dá)5%時(shí),電動(dòng)機(jī)出力將降低10∽15%,負(fù)序電壓達(dá)7%時(shí),則出力降低達(dá)20∽25%。

當(dāng)高壓輸電線一相斷開時(shí),較大的零序電流可能在沿輸電線平行架設(shè)的通訊線路中產(chǎn)生危險(xiǎn)的對(duì)地電壓,危及通訊設(shè)備和人員的安全,影響通訊質(zhì)量,當(dāng)輸電線與鐵路平行時(shí),也可能影響鐵道自動(dòng)閉鎖裝置的正常工作。因此,電力系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)通訊設(shè)備的電磁影響,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行計(jì)算,必要時(shí)應(yīng)采取措施,減少干擾,或在通訊設(shè)備中,采用保護(hù)裝置。

繼電保護(hù)也必須認(rèn)真考慮。在嚴(yán)重的情況下,如輸電線非全相運(yùn)行時(shí),負(fù)序電流和零序電流可以在非全相運(yùn)行的線路中流通,也可以在與之相連接的線路中流通,可能影響這些線路的繼電保護(hù)的工作狀態(tài),甚至引起不正確動(dòng)作。此外,在長時(shí)間非全相運(yùn)行時(shí),網(wǎng)絡(luò)中還可能同時(shí)發(fā)生短路(包括非全相運(yùn)行的區(qū)內(nèi)和區(qū)外),這時(shí),很可能使系統(tǒng)的繼電保護(hù)誤動(dòng)作。

此外,電力系統(tǒng)在不對(duì)稱和非全相運(yùn)行情況下,零序電流長期通過大地,接地裝置的電位升高,跨步電壓與接觸電壓也升高,故接地裝置應(yīng)按不對(duì)稱狀態(tài)下保證對(duì)運(yùn)行人員的安全來加以檢驗(yàn)。

不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),各相電流大小不等,使系統(tǒng)損耗增大,同時(shí),系統(tǒng)潮流不能按經(jīng)濟(jì)分配,也將影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

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