高频开关电源在电力系统的优势及应用
摘要：高频开关电源具有体积小重量轻、安全可靠、自动化程度及综合效率高、噪音低等特点，目前，电力系统已逐步采用这种电源系统。高频开关整流器与原始直流设备的性能比较关键词：高频开关电源；特点；性能比较；应用
1、前言在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是发电厂和变电站比较重要的设备。因直流电源故障而引发的事故时有发生，所以，对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。传统的直流电源多数采用可控硅整流型。近几年来，我国电网已经全面采用智能化的高频开关电源，这种电源系统具有许多优点：安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等，大大降低了运行人员的工作量，适应电网发展的需要，值得推广使用。高频开关电源整流器的工作原理：交流电源接入整流模块，经滤波及三相全波整流器后变成直流，再接入高频逆变回路，将直流转换为高频交流，最后经高频变压器、整流桥、滤波器后输出平稳直流。这种高频开关电源主要由高频开关充电模块、集中监控器和蓄电池组等组成，其中充电模块和集中监控器具有内置微处理器，智能化程度高。高频开关电源系统正常运行时，充电机的输出与蓄电池组并联运行，给经常性负荷供电，同时对蓄电池进行浮充电，以补充蓄电池的自放电。当交流电源输入中断后，由蓄电池组给负荷供电，以保证对负荷连续不间断供电，当交流电源恢复正常后，系统自动对蓄电池进行均充电，对蓄电池大量放电后进行电能的快速补充。
2、高频开关电源的原理和特性
2.1高频电源系统方框图
高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，再经过开关电源变换成高频交流电，通过高频变压器变压隔离后，由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出，见图1。
图1
2.2采用高频化有较高技术经济指标
理论分析和实践经验表明，电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz时，用电设备的体积重量大体上降至工频设计的（5～10）％。这正是开关电源实现变频带来明显效益的基本原因。逆变或整流焊机、通讯电源用浮充电源的开关式整流器，都是基于这一原理。
那么，以同样的原理对传统的电镀、电解、电加工、浮充、电力合闸等各种
第一章 电力系统的基本概念 1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统 1-2 电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的 1-3 我国电网的电压等级有哪些 1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。 1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题： ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。 1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。 1-7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求： 习题1-5图 习题1-6图 习题1-4图
⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。 1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移它在什么情况下发生中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍 1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ —150，水平排列，其线间距离为4m ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kVA ，额定电压为242/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示： 各元件参数如下： 变压器：1T ：S =400MVA ，12%=k U ， 242/ kV 2T ：S =400MVA ，12%=k U ， 220/121 kV 线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图
第三章总体设计 3．1硬件平台 A．基于Intel、alpha 等CPU支持WinNt的硬件平台。 B．Ethernet（以太网）网络结构。单网、双网。 C．现场网络支持CAN网、485网以及其他需要设备接入的现场总线。 D．单前置和双前置。 E．单服务器和双服务器。 F．磁盘阵列。 3．2软件平台 A．Windows NT 和Windows2000操作系统。 B．SQLServer7 或SQLServer2000数据库系统。 C．Office97或Office2000办公组件。 D．IIS5.0 总之，目前的平台是基于Windows NT和Windows2000的软硬件平台。 3．3开发工具
A．MicroSoft Visual C++6.0 B．MFC、ATL、SDKAPI C．PowerBuilder8.0 D．Visual Basic 6.0 E．DriverStudio 1.52 F．SQLServer G．Frontpage2000 3．4系统主要特点 项目开发组成员具有丰富的电力行业软件开发经验，因此在本项目的设计和实施采用了目前先进的技术，具有以下主要特点：A．采用C/S（client/server，客户/服务）和B/S（Browser/Server，浏览器/服务）混合结构。此结构保证了系统的可扩充性、可 裁剪性、易升级性、易维护性、故障隔离性。 A.采用TCP/IP和DCOM混合通信协议。在保障系统安全性的同 时又保证了系统的开放性和数据信息共享性。 B.采用脚本技术。脚本为项目组自行开发的类C安全脚本，为 系统的二次开发提供了强大而灵活的工具，是该软件成为可定 制的软件。 C.实现了实时数据库。实时数据库不仅提供了快速的实时数据访 问，还提供了可定制的控制策略。是实时系统和数据库系统有 机的结合，也是目前国内外在工控行业的一种全新的、先进的
电力系统仿真软件 电力系统仿真软件简介 一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。 LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。 LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。 VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具；PEALS使用了两种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。 二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是EMTP的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年，由Drs.
浅谈电力系统优化运行的意义 电网经济运行就是一项实用性很强的节能技术。这项技术是在保证技术安全、经济合理的条件下，充分利用现有的设备、元件，不投资或有较少的投资，通过相关技术论证，选取最佳运行方式、调整负荷、提高功率因数、调整或更换变压器、电网改造等，在传输相同电量的基础上，以达到减少系统损耗，从而达到提高经济效益的目的。 一、电力系统优化运行的意义： 电网的经济运行主要包括变压器及其电力线路的经济运行，电力设备中变压器是一种应用十分广泛的电气设备，变压器自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗。电力系统中变压器产生的电能损耗占电力系统总损耗比例也很大，因此在电力系统中变压器及其供电系统的经济运行，对降低电力系统、线损，有着重要的意义。由于当前绝大部分的变压器及其供电系统都在自然状态下运行，加上传统观念及习惯性错误做法的影响，导致现有变压器不一定运行在经济区间，因此必须要通过各种技术措施来降低。 二、电网经济运行降损的主要技术措施 1、合理进行电网改造，降低电能损耗 由于各种原因电网送变电容量不足，出现“卡脖子”、供电半径过长等。这些问题不但影响了供电的安全和质量，而且也影响着线损。电力网改造是一次机遇，要抓住城农网改造，认真彻底地改善不合理的布局与设备。要充分利用在现有电网的改造基础上，提高电网供电容量和保证供电质量的前提下，运用优化定量技术降低城乡电网的线损，如老旧变压器淘汰中要劣中汰劣，新型变压器选型中要优中选优，既要根据城网和农网负载分布的特点，调整变压器运行位置与供电线路实现优化组合，又要根据电网中变压器与供电线路的分布状况，优化负载经济分配和电网经济运行方式。总之，由于电力行业是技术密集型行业，在城乡电网改造中应贯彻“科教兴电”的方针，依靠科技进步和推广以计算机应用为主要内容的先进技术，提高电网安全经济供电的管理水平。在城乡电网建设和改造过程中要优化调整城乡电网的电力结构和提高电网结构中的技术含量。把电网建成“安全经济型电网”，为电网安全供电奠定良好的基础。在电网运行中最大限度地降低电网的线损，为缩小与发达国家电网线损的差距做出贡献。 由于电网的线损主要是由变压器损耗与电力线路损耗所组成，所以电网改造的节电降耗，也就是对电网中的所有变压器和电力线路进行择优选择和优化组合，组建成“安全经济型电网”。因此，应重点从以下几方面考虑： （1）调整不合的网络结构。 合理设计、改善电网的布局和结构；避免或减少城农网线路的交错、重叠和迂回供电，减少供电半径太大的现象。 （2）采用子母变压器，合理选用变压器容量。避免“大马拉小车”现象。城农网改造应注意合理分配变压器台数与容载比，一般负荷在65%～75%时效益最高，30%以
练习二：单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10 B 10.5 C11 （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性 （答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组 （答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变 （答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C （答案：D）
7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 （答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 （答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 （答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 （答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗 B正序电抗＝零序电抗 C负序电抗＝零序电抗 （答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。
2021年供电局电力系统招聘考试必考题库及答 案（共120题） 1、简述电力系统通信网的子系统及其作用？ 答:电力系统通信网的子系统为:(1、调度通信子系统,该系统为电网调度服务。(2、数据通信子系统,这个系统为调度自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网等各种数据传输提供通道。(3、交换通信子系统,这个系统为电力生产、基建和管理部门之间的信息交换服务。 2、调度自动化向调度员提供反映系统现状的信息有哪些？ 答:1、为电网运行情况的安全监控提供精确而可靠的实时信息,包括有关的负荷与发电情况,输电线路的负荷情况,电压、有功及无功潮流,稳定极限,系统频率等。2、当电网运行条件出现重要偏差时,及时自动告警,并指明或同时启动纠偏措施。3、当电网解列时,给出显示,并指出解列处所。 3、什么是能量管理系统(EMS）？其主要功能是什么? 答:EMS能量管理系统是现代电网调度自动化系统(含硬、软件）总称。其主要功能由基础功能和应用功能两个部分组成。基础功能包括:计算机、操作系统和EMS支撑系统。应用功能包括:数据采集与监视(SCADA）、自动发电控制(AGC）与计划、网络应用分析三部分组成。 4、电网调度自动化系统高级应用软件包括哪些？ 答:电网调度自动化系统高级应用软件一般包括:负荷预报、发电计
划、网络拓扑分析、电力系统状态估计、电力系统在线潮流、最优潮流、静态安全分析、自动发电控制、调度员培训模拟系统等。 5、电网调度自动化SCADA系统的作用？ 答：调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理,才能最终以各种方式服务于调度生产。在应用软件的支持下,调度员才能监视到电网的运行状况,才能迅速有效地分析电网运行的安全与经济水平,才能迅速完成事故情况下的判断、决策,才能对远方厂、站实施有效的遥控和遥调。 目前,国内调度运行中SCADA系统已经使用的基本功能和作用为: 1）数据采集与传输；(2）安全监视、控制与告警；(3）制表打印；(4）特殊运算；(5）事故追忆。 6、什么是自动发电控制(AGC）？ 答:自动发电控制简称AGC,它是能量管理系统(EMS）的重要组成部分。按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组,通过电厂或机组的自动控制调节装置,实现对发电机功率的自动控制。7、AGC有几种控制模式？ 答：AGC控制模式有一次控制模式和二次控制模式两种。一次控制模式又分为三种:1、定频率控制模式；2、定联络线功率控制模式；3、频率与联络线偏差控制模式； 二次控制模式又分为两种:1、时间误差校正模式；2、联络线累积电量误差校正模式。
一、填空题 1、安装接线图包括_________、_________和_________。 2、电力系统相间短路的形式有_________短路和_________短路。 3、电力系统接地短路的形式有_________接地短路和_________接地短路。 4、继电保护的可靠性是指保护在应动作时_________,不应动作时_________。 5、三相一次自动重合闸装置通常由_________元件、_________元件、_________元件和 _________元件。 6、变压器轻瓦斯保护动作于_________，重瓦斯保护动作于_________。 7、电力系统中性点接地方式有：_________、_________和中性点不接地。 8、在我国，110kV及以上的系统中性点采用_________，60kV及以下系统中性点采用 _________。 9、电力系统对继电保护的基本要求是_________、_________、_________、_________。 10、电力系统内部过电压一般有_________和_________。 11、电力系统中最基本的防雷保护装置有_________、_________、_________、_________。 12、电力线路相间短路的三段式电流保护是指_________电流速断保护、_________电流速断保护、_________过电流保护。 13、电力市场的基本特征是_________、_________、_________、_________。 14、电力市场的基本原则是_________、_________、_________。 15、我国电力体制改革的总体目标是建立_________、_________、_________的电力市场。 16、电力网通常按电压等级的高低、供电范围的大小分为_________、_________、_________。 17、电能具有_________、_________、_________等优点。 18、自动重合闸作用在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而可提高供电的 _________。 19、衡量电压的质量指标通常包括_________、_________、_________。 20、通常，要求电力系统供电电压（或电流）的波形为_________。 21、谐波电压是谐波电流在系统_________上的压降。 22、电气设备分为_________、_________。 23、电力系统中性点经消弧线圈接地时，有三种补偿方式，即_________、_________、_________。 24、构成客观世界的三大基础是_________、_________、_________。 25、能源按获得的方法可分为_________、_________。 26、能源按被利用的程度可分为_________、_________。 27、能源按本身的性质可分为_________、_________。 28、火力发电厂能量转换过程是_________ _________ _________ _________。 29、凝汽式火力发电厂三大主机是指_________、_________、_________。 30、核电厂的系统和设备有两大部分组成_________、_________。 31、海洋能主要有_________、_________、_________等。 32、输变电系统是电力系统的组成部分，包括_________、_________。 33、输电线路按电力线路的结构可分为_________、_________。 34、无汇流母线接线形式有_________、_________、_________。 35、保护接地按电源中性点接地方式不同可分为_________、_________、_________三种。
《电力系统分析基础》习题 一、填空题 1、输电线路的网络参数是指( )、( )、( )、( )。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的( )之差。 “电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的( )之差。 3、由无限大电源供电的系统，发生三相短路时，其短路电流包含( )分量和( ) 分量，短路电流的最大瞬时值又叫( )，它出现在短路后约( )个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为( )秒左右。 4、标么值是指( )和( )的比值。 5、所谓“短路”是指( )，在三相系 统中短路的基本形式有( )、( )、( )、( )。 6、电力系统中的有功功率电源是( )，无功功率电源是( )、( )、 ( )、( )。 7、电力系统的中性点接地方式有( )、( )、( )。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为( )接线和( )接线。 9、架空线路是由( )、( )、( )、( )、( )构成。 10、电力系统的调压措施有( )、( )、( )、( )。 11、某变压器铭牌上标示电压为220±2×2.5%，它共有( )个分接头，各分接头电压 分别为( )、( )、( )、( )、( )。 二、思考题 1、电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？ 2、电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ 3、电力系统运行的特点和要求是什么？ 4、电网互连的优缺点是什么？ 5、我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压 如何确定？ 6、电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？ 7、导线型号LGJ-300/40中各字母和数字代表什么？ 8、什么是电晕现象，它和输电线路的哪个参数有关？ 9、我国中性点接地方式有几种？为什么110KV以上电网采用中性点直接接地？110KV 以下电网采用中性点不接地方式？ 10、架空输电线路为什么要进行换位？ 11、中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的 性质如何？怎样计算？ 12、电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？ 13、发电机电抗百分值X G%的含义是什么? 14、按结构区分，电力线路主要有哪几类？ 15、架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 16、电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。 17、电力线路一般以什么样的等值电路来表示？ 18、什么是变压器的短路试验和空载试验？从这两个试验中可确定变压器的哪些参数？ 19、变压器短路电压百分数U k%的含义是什么？ 20、双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同？
一．选择题（每题4分） 1. 电力系统的有功功率电源是（B ） A ．调相机 B ．发电机 C ．电容 D ．变压器 2. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（D ） A ．单相短路； B ．两相短路； C ．两相短路接地； D ．三相短路。 3. 对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是（A ） A ．单相接地短路； B ．两相短路； C ．两相接地短路； D ．三相短路。 4. 作为判据0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的（D ） A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 5. 两相短路接地故障中，附加阻抗Z △为（D ） A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ+Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 6. 电力系统的频率主要决定于（A ） A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 7. 若AC 两相发生短路，则基准相选择为（B ） A ．A 相 B ．B 相 C ．C 相 D ．A 相和C 相
8. 电压和电流的各序对称分量由Y，d11联接的变压器的星形侧经过三角形侧时，正序系统的相位发生的变化是（A） A．逆时针方向转过300 B．顺时针方向转过300 C．不变 D．不确定 二．简答题（每题5分） 1. 简述电力系统静态稳定的定义，其稳定的标志是什么？ 答：静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则就是静态不稳定的； 2. 简述电力系统暂态稳定的定义，其稳定的标志是什么？ 答：暂态稳定是指系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 3. 什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是不对称短路？ 答：电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。 短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。 其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。 4. 什么是对称分量法？正序、负序、零序各有什么特点？ 答：对称分量法是指三相电路中，任意一组不对称的三相量Fa、Fb、Fc,可以分解为三组三相对称的分量，（1）正序分量（Fa1、Fb1、Fc1）：三相量大小相等，相位互差120，且与系统正常对称运行时的相序相同，正序分量为一平衡三相系统。（2）负序分量（Fa2、Fb2、Fc2）：三相量大小相等，相位互差120，且与系统正常对称运行时的相序相反，负序分量也为一平衡三相系统。（3）零序分量（Fa0、Fb0、Fc0）：三相量大小相等，相位一致。 5. 简述电力系统短路故障的类型，并指出哪些为对称短路，哪些为不对称短路。 答：短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。
2-2 何谓负荷特性？负荷特性如何分类？ 答：电力系统综合负荷取用的功率一般要随系统运行参数（主要试电压U 或频率f ）的变化而变化，反映这种变化规律的曲线或数学表达式称为负荷特性。 负荷特性有静态特性和动态特性之分。 2-3 何谓谐波含量、谐波总崎变率和谐波含有率？ 答：谐波含量是指各次谐波平方和的开方，分为谐波电压含量和谐波电流含量。 谐波电压含量可表示为 H U = 谐波电流含量可表示为 H I =的比值的百分数称为谐波总崎变率，用THD 表示。由此可得： 电压总崎变率为 1 100%H U U THD U =?电流总崎变率为 1 100%H I I THD I =? 3-5. 交流电弧的特点是什么？采用哪些措施可以提高开关的熄弧能力？ 答：交流电弧的特点是电流每半个周期要经过零值一次。在电流经过零值时，电弧会自动熄灭。加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值是提高开关熄弧能力的主要方法： (1) 采用绝缘性能高的介质 (2) 提高触头的分断速度或断口的数目，使电弧迅速拉长；(电弧拉长，实际上是使电弧上的 电场强度减小，则游离减弱，有利于灭弧，伏安特性曲线抬高) (3) 采用各种结构的灭弧装置来加强电弧的冷却，以加快电流过零后弧隙的去游离过程。 4-11. 中性点接地方式有几种类型？概述它们的优缺点。 答：中性点的接地方式可分为两大类：一类是大电流接地系统（或直接接地系统），包括中性点直线接地或经小阻抗接地；另一类是小电流接地系统（或非直接接地系统），包括中性点不接地或经消弧线圈接地。 在大电流接地系统中发生单相接地故障时，接地相的电源将被短接，形成很大的单相接地电流。此时断路器会立即动作切除故障，从而造成停电事故。单相接地短路后，健全相的电压仍为相电压。 在小电流接地系统中发生单相接地故障时，不会出现电源被短接的现象，因此系统可以带接地故障继续运行（一般允许运行2小时），待做好停电准备工作后再停电排除故障。可见采用小电流接地的运行方式可以大大提高系统供电的可靠性。但这种运行方式的缺点是，发生单相接地时非接地相的对地电压将上升为线电压，因此线路及各种电气设备的绝缘均要按长期承受线电压的要求设计，这将使线路和设备的绝缘费用增大。电压等级愈高，绝缘费用在电力设备造价中所占的比重也愈大。
1.遥测即远程测量，应用远程通讯技术，传输被测量的值。 2.遥信即远程指示，远程信号：对告警情况，开关位置或阀门位置这样的状态信息的远程监控。 3.遥控即远程命令：应用远程通信技术，使运行设备的状态产生变化。 4.遥调即远程调节：对具有两个以上状态的运行设备进行远程控制。 5.运动技术的传送方式：循环式传送，问答式传送。 6.遥测量一般具有：模拟量，数字量，脉冲计数量，和其他测量量。 7.我国电网调节的基本原则：统一调节，分级管理，分层控制。 8.自动发电控制（AGC）主要功能：保证电网频率的质量 自动发电控制（AGC）功能的目标:是自动控制网内各发电机组的出力，以保持电网频率为额定值和联络线交换功率为规定值。 9.经济调度控制（EDC）功能：为了提高电网运行的经济性 经济调度控制（EDC）目标是：在所控制的区域内向各发电机组分配出力，使本区域运行成本为最小。 10. SCADA主要包括以下一些功能： 1）数据采集； 2）信息的显示和记录； 3）命令和控制； 4）越限告警； 5）实时数据库和历史数据库的建立； 6）数据预处理； 7）事件顺序记录SOE； 8）事故追忆PDR。
11.能量管理系统（EMS） EMS是现代电网调度自动化系统硬件和软件的总称， 它主要包括SCADA、AGC/EDC、状态估计（SE），静态和动态安全分析、调度员模拟培训等一系列功能。 安全分析分为：静态安全分析，动态安全分析 13.何谓四遥功能？RTU在四遥中的作用是什么？ 所谓四遥功能是指遥测、遥信、遥控和遥调。 RTU在遥测方面的主要作用是：采集并传送电力系统运行的实时参数；在遥信方面的主要作用是：采集并传送电力系统中继电保护和自动装置的动作信息、断路器和隔离开关的状态信息等； 在遥控方面的主要作用：是接收并执行调度员从主站发送的命令，并完成对断路器的分闸或合闸操作； 在遥调方面的主要功能：是接收并执行调度员或主站计算机发送的遥调命令，调整发电机的有功出力或无功出力等。 14.RTU的功能是指：其对电网的监控和控制能力，也包括RTU的自检，自调，自恢复能能力。 通常RTU的功能划分为：远方功能，当地功能 15数字滤波分为：递归形滤波，非递归形滤波 16.死区：当模拟量在规定的范围内变化时，认为该模拟量没有变化，此期间模拟量的值用原值表示，这个规定范围称为死区。 17.死区的计算：实际上是降低模拟量，变化灵敏度的一种方法
电力系统分析下作业 一．选择题 1.电力系统的有功功率电源是（A） A．发电机 B．变压器 C．调相机 D．电容器 2. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（D）。 A、单相短路； B、两相短路； C、两相短路接地； D、三相短路。 3.对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是（A）。 A、三相短路； B、单相接地短路； C、两相短路接地； D、两相短路。 4.我国电力系统的额定电压等级有（D ） A.115、220、500(KV) B.110、230、500(KV) C.115、230、525(KV) D.110、220、500(KV) 5.电力系统的频率主要决定于（A） A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 6.若ac两相发生短路，则基准相选择为（B ） A.a相 B.b相 C.c相 D.a相和c相 7.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（C） A.大 B.小 C.相等 D.都不是
8.两相短路接地故障中，附加阻抗Z △为（D ） A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ +Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 9. 电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到（B ）时的稳定性。 A.小干扰 B.大干扰 C.负荷变化 D.不确定因素 10. 作为判据 0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的（D ） A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 二．简答题 1. 写出电力系统的暂态稳定和电力系统的静态稳定的定义？稳定的标志是什 么？ 答：静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则就是静态不稳定的；暂态稳定是指系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 2. 什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是 不对称短路？ 答：电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。 短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。 3. 4. 请简述提高电力系统静态稳定性的措施。
电力系统及其自动化专业晋升高级工程师考试大纲 1.基础与相关知识 1.1熟悉我国工程勘察设计中必须执行法律、法规的基本要求； 1.2熟悉电气工程设计中必须执行建设标准强制性条文的概念； 1.3了解我国工程项目勘察设计的设计依据、内容深度、标准设计、设计修改、设计组织、审批程序等的基本要求； 1.4熟悉我国工程项目勘察设计过程质量管理的基本规定； 1.5了解我国工程勘察设计过程质量管理和保证体系的基本概念； 1.6了解电力系统的运行特点和基本要求； 1.7掌握阻抗、导纳、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念； 1.8熟练掌握三相电路中电源和负载的联接方式及相电压、相电流、线电压、线电流、三相功率的概念和关系； 1.9掌握我国规定的电力网络额定电压与发电机、变压器等主要电力设备的额定电压； 1.10掌握电压降落、电压损耗、功率损耗的定义及其计算方法；
1.11了解电力线路、发电机、变压器的参数与等值电路，熟悉电网等值电路中元件有名值和标幺值参数的简单计算和归并； 1.12掌握我国工程建设中电气设备对环境影响的主要内容；1.13掌握负荷分级的原则及供电要求。 2．电气安全 2.1熟悉我国电气工程设计和施工中必须执行的有关人身安全的法律、法规、建设标准中的强制性条文； 2.2了解我国工程设计中电气安全的概念和要求； 2.3掌握我国工程设计中电气安全保护的主要方法和措施； 2.4掌握我国危险环境电力装置的设计要求； 2.5熟悉电气设备消防安全的措施； 2.6了解安全电压的概念； 2.7了解电气设备防护等级的基本概念及应用； 2.8了解电气设备防误操作的要求及措施； 2.9掌握电气工程设计的防火要求。 3.电气主接线
学习-----好资料 第一章电力系统概述 1. 发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压比系统的额定电压（C ）。 A .高10% B .高2.5% C.高5% D.低5% 2. 考虑变压器的内部电压损耗，变压器的二次绕组的额定电压规定 比系统的额定电压（） A .高10% B .高7% C.高5% D .低5% 参考答案：A 3. 如果变压器的短路电压小于7%或直接与用户连接时，变压器的 二次绕组的额定电压规定比系统的额定电压（）。 A .高10% B .高7% C.高5% D .低5% 参考答案：C 4. 对电力系统运行的首要要求（）。 A .保证安全可靠供电 B .电能质量合乎要求 C .经济性良好 D .减小对生态有害影响 参考答案：A 5. 停电后可能发生危机人身安全的事故，或长时间扰乱生产秩序的电力负荷属于（） A ?三级负荷B. 二级负荷C. 一级负荷D?特级负荷 参考答案：C 6. 中断供电后可能造成大量减产，影响城市中大量居民的正常活动 的电力负荷属于（） A ?三级负荷B. 二级负荷C. 一级负荷D?特级负荷 参考答案：B 7. 我国电力系统的频率，正常运行时允许的偏移范围是（） A . ±）.7 Hz B. ±0.5 Hz C . ±0.2 Hz?±.5 Hz D. ±0.1 Hz?±7 Hz 参考答案：C 8. 我国35kV及以上电压等级的电力用户，供电电压正常允许的偏移范围是额定值的（） A . ±7% B . ±5% C. ±5% ~±7% D .方％?±10% 参考答案：B 9. 我国10kV及以上电压等级的电力用户，供电电压正常允许的偏移范围是额定值的（） A . ±5% B . ±7% C. ±5% ~±7% D . ±7% ?±10% 参考答案：B 10. 我国对6~10kV供电电压的波形畸变率限制范围是（） A . <+ 5% B . < 5% C. <+ 4%D . < 4% 参考答案：D 11. 我国对0.38kV供电电压的波形畸变率限制范围是（） A . <+ 5% B . < 5% C. <+ 4%D . < 4% 参考答案：B 12. 以下哪项不属于无备用接线的网络（） A .单回路放射式B.干线式C .树状网络 D .环形网络 参考答案：D 13. 将大容量发电厂的电能输送到负荷集中地区的电力网是（） A .高压网络B.低压网络C.输电网络D .配电网络 参考答案：C 14. 由（）的各种电器设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。 A .生产电能B.输送电能C.分配电能D.消费负荷 参考答案：ABCD 15. 以下选项中，哪些是与电能生产相关的动力部分（ABC ） A汽轮机和锅炉 B .火电厂热用户C.水轮机和水库D变电站 16. 电力网包括哪些部分（） A .变压器B.输电线路C.电力用户 D .发电厂参考答案：AB 17. 电力系统运行的特点（）。 A .稳定运行B.电能不能大量存储C.暂态过程非常短 D.与经济和生活密切相关 参考答案：BCD 18. 对电力系统运行的要求（）。 A .保证安全可靠供电B.电能质量合乎要求 C .经济性良好 D .减小对生态有害影响 参考答案：ABCD 19. 电力网的接线方式按供电可靠性可分类为（） A .开式网络接线B.有备用接线C?闭式网络接线 D.无备用接线 参考答案：BD 20. 电力网按其职能可以分为（） A .输电网络B.高压网络C .配电网络D .低压网络参考答案：AC 第二章电力系统元件模型及参数计算 1. 输电线路参数中，反映载流导线产生磁场效应的参数是（） A.电阻 B.电感 C.电导D .电容 参考答案：B 2. 输电线路参数中，反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导 线附近空气游离而产生有功功率损失的参数是（） A.电阻 B.电感 C.电导D .电容 参考答案：C 3. 输电线路参数中，反映带电导线周围电场效应的参数是（） A.电阻 B.电感 C.电导D .电容 参考答案：D 4. 当三相导线排列不对称时，一般采取什么措施使三相恢复对称 （） A .导线重组B.导线换位C .分裂导线 D .多股绞线 参考答案：B 5. 标幺制是一种（）。 A.绝对单位制B .相对单位制 C .相对有名制D有名单位制参考答案：B 6. 有几级电压的网络中，各元件参数的标幺值选取原则是（）。 A.统一基准功率，分段选取基准电压 B .分段选取基准功率和基准电压 C. 统一选取基准功率和基准电压 D. 统一基准电压，分段选取基准功率 参考答案：A 7. 变压器参数中，可由空载试验得到的参数是（）。 A .电阻B.电抗C.电导D .电纳 参考答案：CD 8. 变压器参数中，可由短路试验得到的参数是（）。 A .电阻B.电抗C.电导D .电纳 参考答案：AB
1 同步发电机基本方程为什么要进行派克变换？ 磁链方程式中出现变系数的主要原因： (1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动，致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d 轴和q 轴对称而不是任意对称的，转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数，可以假想dd 绕组，qq 绕组是固定在转子上的，相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用，并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称，这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld 为直轴同步电感系数，其值相当于当励磁绕组开路，定子合成磁势产生单纯直轴磁场时，任意一相定子绕组的自感系数。 2、派克变换的物理意义是什么？它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上，从而使得定子绕组自、互感，定、转子绕组间互感变成常数，大大简化了同步电机的原始方程。 派克变换：将a 、b 、c 三相静止的绕组通过坐标变换等效为d 轴dd 绕组、q 轴qq 绕组，与转子一同旋转 。 3、试写出同步电机的基本实用化方程。 电势方程：00d d q d q q d q f f f f D D D Q Q Q v ri v ri v r i r i r i ψωψψωψψψψ+-+-+++＝＝-＝＝+＝+ 磁链方程：d d d ad f ad D q q q aq Q f ad d f f ad D D ad d ad f D D Q aq q Q Q x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i ψψψψψ＝-++＝+＝-++＝-++＝+ 4、试说明 d x 、q x 、ad x 和aq x 的名称： d x ：同步电机纵轴同步电抗；q x ：同步电机横轴同步电抗；ad x ：同步电机纵轴电枢反应电抗；和aq x 同步电机横轴电枢反应电抗 5、什么叫短路？所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生了短路故障。 6、电力系统简单短路故障共有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路又称为对称短路，其它三种类型的短路都称为不对称短路。电力系统的运行经验表明，单相接地短路发生的几率最大，约占70%左右；两相短路较少；三相短路发生的几率最少。三相短路发生的几率虽然少，但后果较严重，所以要给以足够的重视，况且，从短路计算的方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法以后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的研究具有重要的意义。 7、短路的原因①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所 带来的设备缺陷发展成短路。 ?②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作， 架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 ?③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或 设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 ?④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 8、短路的危害(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可使设备过热甚至损坏；由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。 ? (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 ? (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 ? (4)发生不对称短路时，三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应电势，影响通讯。 9、计算短路电流的目的短路电流计算结果是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据；是电力系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。 10、无限大功率电源? 端电压幅值和频率都保持恒定，内阻抗为零。电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%，即可认为是无限大功率电源 11、什么是短路冲击电流？它在什么条件下出现？与短路电流周期分量有什么关系？
电力系统中电力自动化技术 发表时间：2016-08-22T10:54:42.250Z 来源：《电力设备》2016年第11期作者：刘英杰 [导读] 在电力系统中是否运用自动化技术，将直接影响到电力系统的各项水平的发展和提高。 刘英杰 （清远恒达电力发展有限公司 511500） 摘要：文章阐述了电力自动化含义，电力自动化控制的基本要求以及电力自动化技术在电力系统中的应用，仅供参考。 关键词：电力系统；自动化；控制 0引言 在电力系统中是否运用自动化技术，将直接影响到电力系统的各项水平的发展和提高。电力自动化技术应用到电力系统中,实现了远程监视与监控管理，保证电力系统能够安全、平稳的运行为电力系统提供更为优化的服务。电力系统随着社会经济的不断发展进步，将在社会中发挥越来越重要的作用，人们也对其提出了越来越高的要求，电力企业急需解决的问题就是如何更好的保证电力系统运行的稳定安全与可靠。先进技术的引入特别是自动化技术在电力系统中的运用，为电力企业进一步发展提供契机。 1电力系统自动化的含义 电力系统是对于各项生产生活进行电能消费后的电能生产系统，全过程由发电、输电、用电等环节组成。电力系统具有较为复杂的工作流程，首要工作是将自然界一次性能源转化成为电能，然后经过输电和变电系统将电压转化为工业和生活用电的适度电压，再将电能配送到各家各户，各用户在电力使用过程中根据需要，通过各种电气设备转化为光能、电能、热能等一系列能源，为人们生活和城市经济发展提供优质的供电服务。 电力系统自动化包含多种形式，主要的是实现对电力调度、配电网和变电站的自动化控制，如图1所示。 图1 电力自动化系统图 通过对电力自动化技术的使用，实现了对传输和管理的电能生产、自动化管理和调度、自动化的控制。电力系统是一个复杂庞大综合的系统，是由输电网、配电网、变电站、发电厂和用户等组成的。为了保证电力电能质量的不断提高和系统电压、电流频率的持续稳定性，并且使电力系统不断发展，实现电力系统自动化是目前最好的举措。 2 电力系统自动控制的基本要求 电力系统不仅包含对于线路连接情况的管理，还包含对各种设备和仪器的运行状况的控制和管理，面对上述各项问题，要从以下几个方面入手实现电力系统的自动控制： 2.1从设备运行状况进行管理 实现对电力系统中正在使用和进行的各种元件和设备的运行状况的管理和监控，是电力系统自动化控制必须要完成的。通过系统的控制仪器可以对其进行运行监测，可以及时的搜集相关设备的运行数据及出现的问题，保证系统的安全有序运行。 2.2保证仪器设备稳定运行 保证系统中的仪器设备及线路的安全稳定运行，也就是说系统要配备安全防护体系，是能够实现电力系统的安全运行的保障。由于电力系统是一项由设备和路线组成的庞大的电力系统，这就要求系统能实现对各种设备和线路进行分工管理，所以首先要在管理中做好分工工作，才能实现管理的有机协调。 2.3尽量减少人工操作 从操作的步骤上看，电力系统的自动化管理系统要能够尽量的简化人工操作和控制，实现简便的管理形式。另外对电力系统进行自动化统管理，要做到尽量的减少人工的操作，更大程度实现自动化，保证人力资源的最优运用。 3电力系统中电力自动化技术的应用 3.1电力系统光互连自动化技术的应用 在机电保护装置与自动控制技术的生产应用中，往往会运用到光互连技术。光互连技术不仅具有状态估计、网络建模、电网分析、人机界面的处理以及高级应用等方面的功能，还能够提供传统技术的基本操作要求，光互连技术致使该技术能够为电力工作人员提供更加准确的定位，能够使得工作人员对装置操作时更加简便易行，节省劳动力和工时，同时，操作画面更加清晰，大大降低了错误率。根据更加准确的操作参考信息，工作人员可以做出更加准确的分析与处理，做出更加准确及时的判断，大大提高工作质量。 此外，传统的机电保护装置和自动化控制技术存在很大程度的弊端，电容和电容负载对工作干扰一直得不到解决。光互连技术的应用，大大改善了以上弊端，使得工作效率得到更大程度的提高。光互连技术的应用，排出了电容干扰的影响，保证了电力系统的安全稳定，还对相应的支持了继电保护装置。光互连技术在生产中的大批量应用，不仅可以提高企业经济和社会效益，还可以将设备运行不当带来的损失降到最低，正是由于其具有上述众多优点，使得光互连技术在电力自动化中得以广泛应用。 3.2电力系统现场总线自动化技术的应用 现场总线技术涉及到网络通信技术的全方位，其内部控制中心不仅包含实际的施工现场，还包括两个场地的装置与仪器。相关电力工作人员对采集来的信息根据系统内部相应的计算方式进行整理分析，将主机发出的指令整合后的传送到相应操作位置中。