电能质量分析与控制 肖湘宁 第三章课后答案

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1、第三章传统电能质量分析与改善措施1�什么是电压偏差�电压偏差针对系统的什么运行方式成立�答�供电系统在正常运行方式下�某一节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数成为该节点的电压偏差。数学表达式为U�UreN�U��100%UN式中�U——电压偏差�U——实际电压�kV�U——系统标称电压�kV。reN电压偏差针对系统在正常运行方式下成立。2�电压降及电压损失的定义什么�试写出电压损失的近似表达式。.答�电压降�U为线路首末段电压的向量差�数学表达式为....PR�QXPX�QR�U�U1�U1�I�(R�jX)��j��UZ�j�UHUU22..式中U1�

2、U2——线路首末段的电压向量值��U��U——电压降的纵分量和横分量。ZH电压损失为线路首末段电压的均方根之差�U�U�U12一般�线路两端电压的相角差�较小�电压降横分量对电压损失的影响可以忽略不计�PR�QX把电压降纵分量近似看作电压损失�即�U�U23�为什么说无功功率是引起电压偏差的主要原因�答�因为在110kV及以上电压等级的输电线路中�X��R�由电压损耗的公式�U�PR�QX可知�无功功率Q对电压损失的影响远大于有功功率P对电压损失的影响。所U2以说无功功率是引起电压偏差的主要原因。4�电压偏差大对用电设备有什么危害�对电力系统又有什么危害�答�对于用电设备

3、�当电压偏离额定电压较大时�用电设备的运行性能恶化�不仅运行效率低�很可能会由于过电压或过电流而损坏。对于白炽灯�当电压偏低时�光通量会减少�影响人们的视力�当电压偏高时�寿命会减少。对于电炉等发热设备�发热量与电压的平方成正比�电压偏低�设备的发热量急剧下降�导致生产效率降低。对于异步电动机�其偏磁转矩与端电压的平方成正比�电压过低时�电动机滑差加大�定子电流显著增加�导致绕组温度升高�从而加速绝缘老化�缩短电动机寿命�电压过低时�可能损坏电动机绝缘或由励磁电流过大而过电流�同样会缩短电动机寿命。电压偏差过大堆家用电器的使用效率和寿命均会产生不良影响。对于电力系统�输送

4、功率受功率稳定极限的限制�线路的静态稳定功率极限近似与线路电压平方成正比。系统的运行电压偏低�输送电线路的功率极限大幅度降低�可能产生系统频率不稳定的现象�甚至导致电力系统频率崩溃�造成系统解列。如果电力系统缺乏无功电源�可能产生系统电压不稳定现象�导致电压崩溃。系统运行电压过高�有可能使系统中各种用电设备的绝缘受损�使带铁心的设备饱和�产生谐波�并可能引发铁磁谐振。电压偏差大还影响系统的经济运行�系统电压偏低将使电网的有功损耗、无功损耗以及电压损失大大增加�电压偏高�超高压电网的电晕损耗加大。所有这些都将使供电成本增加5�电压调节的方式有哪些�各有什么特点�适用性如何�

5、答�电压调节方有三种�逆调压、顺调压和恒调压。逆调压�逆调压是指中枢点电压在最大负荷时�提高中枢点电压以及补偿线路上增加的电压损失�在最小负荷时下降为标称电压�适合出线线路较长�负荷变化规律大致相同且波动较大的中枢点。顺调压�顺调压是指最大负荷时适当降低中枢点电压�在最小负荷时适当增大中枢点电压�适合于出线线路不长�负荷变化不大的中枢点。恒调压�恒调压是指无论负荷如何变化�中枢点电压基本保持不变�适用范围也在前两者之间。6�调压手段有哪些�各自的特点如何�答�调压手段主要有1�用发电机调压。特点是以发电机母线作为电压中枢点�不需附加投资�简便、经济�适用于发电机母线直馈负

6、荷的情况�多采用逆调压方式。2�改变变压器变比调压。即采用改变变压器分接头来调压。采用无载调压变压器时�改变分接头需要停电�所以不宜频繁操作�往往只作季节性操作。适合于出线线路不长、负荷变化不大的电压调整。对于出线线路长、负荷变化大的电压调整必须采用有载调压变压器。可以在带负荷的情况下随时改变分接头。有载调压变压器的分接头数比较多。注意�装设有载调压变压器的前提是系统无功功率电源充足。3�改变线路参数调压。一种是减少线路的电阻�采用增加线路导线截面积的方法�适用于电阻大于电抗的低压配电网�而对于高压电网则作用不大。第二是减少线路电抗�主要采用分裂导线和串联电容器。采用分裂

7、导线可以显著降低线路电抗。还可以减少输电线路电晕�减少输电线路对周边环境的电磁污染�有利于提高电力系统的稳定性和线路的输电能力。适合于220kV及以上的电压等级输电线路的新建和改建。串联电容具有随负荷电流自由调整补偿电压的功能。过补偿时�线路呈容性�欠补偿时�线路呈感性�完全补偿时�线路呈纯电阻性。串联电容补偿特别适用于电压波动频繁、负荷功率因数低的场合。以调压为目的是�串联电容器一般装设在单端电源供电的110kV及以下电压等级的分支上。在低压配电线路中�为了提高末端的电压�采用过补偿。在超高压线路上�为了提高输电线路的输送能