第二章 电力系统的运行状态

电力系统暂态分析第一章1、电力系统运行状态的分类答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。

波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。

2、电力系统的干扰指什么？答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。

例如短路故障、电力元件的投入和退出等。

3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。

由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。

4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。

第一章：1、电力系统的故障类型答：电力系统的故障主要包括短路故障和断线故障。

短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间的不正常连接，短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式。

三相短路又称为对称短路，其他三种短路称为不对称短路；在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路。

断线故障（又称纵向故障）指三相一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。

2、短路的危害答：短路的主要危害主要体现在以下方面：1）短路电流大幅度增大引起的导体发热和电动力增大的危害；2）短路时电压大幅度下降引起的危害；3）不对称短路时出现的负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。

电力系统运行规程第一章总则1.1 目的本规程的制定旨在规范电力系统的运行，确保电力供应的可靠性和安全性，保障电力系统的稳定运行。

1.2 适用范围本规程适用于国内所有的电力系统运行管理单位和从事电力系统运行工作的人员。

1.3 定义（1）电力系统：指由电源、输电线路、变电站、配电网等组成的供电系统。

（2）电力系统运行：指对电力系统的运行状态进行监控、管理和调控的过程。

（3）电力系统运行管理单位：指负责电力系统运行管理和调度工作的单位。

第二章电力系统组织及职责2.1 电力系统管理机构（1）国家电网公司：负责国家电网的运营与管理。

（2）地方电网公司：负责地方电网的运营与管理。

2.2 电力系统运行管理单位的职责（1）负责对电力系统的日常运行进行监控和调度，保证电力供应的安全稳定。

（2）制定电力系统的运行计划，并对其进行调整和优化。

（3）组织和指导电力系统的检修和维护工作。

（4）制定电力系统应急预案，并协调应对各类突发事件。

2.3 电力系统运行人员的职责（1）按照规程和操作规范进行日常操作，确保电力系统的安全运行。

（2）及时传达和执行电力系统的运行调度指令。

（3）记录关键的运行数据和事件信息，并及时上报。

第三章电力系统运行管理3.1 电力系统运行监控（1）建立电力系统的运行监控平台，实时获取并显示电力系统的运行状态。

（2）对电力负荷、电压、电流等关键指标进行监测，并进行预警和报警处理。

（3）分析电力系统的运行数据，及时发现和解决问题。

3.2 电力系统运行调度（1）根据电力系统运行计划，调度电力负荷和电源之间的平衡。

（2）调度电力系统的运行方式和工作模式，以满足用户用电需求。

（3）协调电力系统各个环节的运行，保证电力供应的连续性和稳定性。

3.3 电力系统检修维护（1）制定电力系统的检修计划，按照规定进行例行检修和大修工作。

（2）对电力系统的设备进行定期检测，及时发现和处理故障。

（3）加强设备维护管理，确保设备的正常运行和寿命。

第一章习题、思考题1．电能的生产有哪些主要特点？对电力系统运行的总体要求要求是什么？特点：电力系统结构复杂而庞大，电能不能P1 储存，暂态过程非常迅速，对国民经济各部门都特别重要。

总体要求：保证供电可靠性，保证电能质量，保证运行的经济性（安全、优质、经济、环保）P2 2．电力系统有哪些运行状态？它们的主要特征是什么？运行状态：正常、警戒、紧急、崩溃、恢复，P21 主要特征：P22 3．电力系统自动化包括哪些主要内容？按电力系统的运行管理区，可将电力系统自动化分为电力系统调度自动化、发电车自动化、变电站自动化、配网自动化。

从电力系统自动控制的角度，可分为电力系统频率和有功功率自动控制、电力系统电压和无功功率自动控制、电力系统安全自动控制，电力系统中的断路器自动控制等。

P6第二章习题、思考题1．电力系统调度自动化是如何实现的？采集电力系统信息并将其传送到调度所，对远动装置传来的信息进行实时处理，做出调度决策，将调度决策送到电力系统去执行，人机联系。

P24~P272．电网调度自动化系统的基本构成包括哪些主要的子系统？试给出其示意图。

子系统：电力系统监视控制，电力系统频率和有功功率自动控制，电力系统电压和无功功率控制，电力系统安全控制。

P27~P313．电网调度自动化系统主要有哪些信息传输通道（信道）？信道包括调制器、通信线路和解调器。

P38~P42 信道种类：远动与载波电话复用电力载波通道，无线信道，光纤通信，架空明线或电缆传输远动信息。

4．电力系统常采用什么调度方式？分层调度有何主要优点？我国电网调度目前分为哪些层次？常采用分层调度控制，其优点为：便于协调调度控制，提高系统可靠性，改善系统响应。

P55 我国电网调度的层次：国家调度中心、大区电网调度中心、省调度中心、地区调度所、县级调度所。

第三章习题、思考题1．频率偏离额定值对用户有何影响？频率变化会引起异步电动机转速变化，这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械的转速发生变化，使某些产品出现次品或废品；频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能，频率过低时有些设备甚至无法工作；频率降低会使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运行。

1，电力系统运行状态由【运行参量】来表述；包括功率，电压，电流，频率，相间角位移2，电力系统运行状态：【稳态】【暂态】3，电力系统的暂态过程可以分为【波过程】【机电过程】【电磁过程】4，电力系统短路故障有【三相短路】【两相短路】【单相短路接地】【两相短路接地】，单相短路占绝大多数；【三相断路】三相回路是对称的，其余都不对称。

4.5在简单电力系统中，如某点的三序阻抗相等，发生不同类型短路故障时，按对发电机并列运行暂态稳定性影响从大到小排序：三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路5，减少短路电流对电力系统危害的措施为：用【电抗器】限制短路电流的数值，用【继电保护装置】限制短路电流存在的时间。

【重合闸】临时性会自然恢复的短路；6，短路故障又称【横向故障】，断线故障【纵向故障】7，各元件参数标幺值计算法：准确计算法电抗有名值不归算；近似计算法归算；8，无穷大电力系统是指电源的【幅值】【频率】在故障过程中能维持不变。

9，短路后全电流由周期分量和非周期分量组成，两部分中属于交流分量的是【周期】分量,属于直流分量的是【非周期】分量10，短路冲击电流ia在短路发生经过【半个周期】（f为50HZ时时间为0.01s）出现，主要用于【检验电气设备，载流导体的动稳定度】；短路电流有效值It检验开关断流能力。

11，电动机容量大于12MW，所以发电机短路电流冲击系数取1.8；电动机冲击系数取1.912，短路电流计算法有【准确计算法】【准确计算法】，准确计算法按变压器【实际变比】计算；准确计算法按变压器【额定电压的平均值之比】计算1. 何为派克变换，实质是什么？研究同步发电机基本方程式时，为什么要进行派克变换？答：派克变换是将空间静止不动定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个位于转子d 轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。

派克变换的目的是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以便于分析计算。

第一章能量管理系统1.EMS的含义和作用1).EMS 是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，是预测、计划、控制和培训的工具。

2).EMS 主要针对发电和输电系统，用于大区级电网和省级电网的调度中心。

3).EMS 涉及计算机硬软件的各个方面。

它最终是通过EMS 应用软件来实现对电力系统的监视、控制和管理。

2.EMS的主要内容数据收集级(SCADA) ,能量管理级(GMS&OPS) 包括实时发电控制,系统负荷预测,发电计划（火电调度计划）,机组经济组合,水电计划（水火电协调计划）,交换功率计划,燃料调度计划,机组检修计划. 网络分析级(NAS)包括实时网络状态分析,网络结线分析,母线负荷预测,潮流,网络等值,网络状态监视,预想故障分析,安全约束调度,无功优化,最优潮流,短路电流计算,电压稳定分析,暂态分析.培训模拟级。

3.现有EMS存在的问题1).EMS已得到了广泛的应用，但目前只停留在分布式独立计算分析阶段，多数高级应用软件都需要人工调用，然后由调度员进行综合决策。

2).在电网事故状态下，没有良好的事故分析、定位和恢复手段.3)电力改革使得情况更加复杂。

4.EMS的发展趋势针对现有的EMS存在的问题，需加入决策系统，增强、扩充了网络分析功能，未来向着调度机器人的方向发展。

第二章电力系统潮流计算1.潮流计算的定义2.各种潮流计算的模型和算法的特点、适用范围以及相互之间的区别和联系。

(一) 高斯——塞德尔迭代法该算法具有存储量小，程序设计简单的优点。

但收敛速度慢，阶梯式逼近时台阶的高度越来越小，以至于迭代次数过多。

算法特点：1）在系统病态的情况下（重负荷节点负电抗支路较长辐射型线路长短线路接在同一节点上，且长短线路的比值很大），收敛困难。

计算速度缓慢每次迭代速度很快，但由于结构松散耦合，节点间相互影响太小，造成迭代次数增加，收敛缓慢。

2）程序编制简便灵活(二)、牛顿——拉夫逊迭代法（N_L）算法特点1）平方收敛，开始时收敛比较慢，在几次迭代后，收敛得非常快，其迭代次数和系统的规模关系不大，如果程序设计良好，每次迭代的计算量仅与节点数成正比。

电力系统运行与控制第一章电力系统概述电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站以及配电网络组成的电能输送和分配系统。

它承担着将发电厂产生的电能输送到用户端的重要任务。

电力系统的运行与控制是确保整个系统安全、稳定运行的关键环节。

本章将介绍电力系统的基本概念、组成以及运行特点。

1.1 电力系统的定义电力系统是指由发电、输电、变电和配电等各个环节构成的电能输送和分配系统。

它包括了发电厂、输电线路、变电站和配电系统等。

1.2 电力系统的组成电力系统包括三个主要部分：发电部分、传输部分和配电部分。

发电部分是指发电厂将各种能源转化为电能的过程；传输部分是指将发电厂产生的电能送至用户的过程；配电部分是指在用户端将电能按需分配到各个用电设备的过程。

1.3 电力系统的运行特点电力系统的运行特点主要表现在以下几个方面：（1）输电损耗较大：长距离的输电线路会导致较大的传输损耗，需要通过合理的电压等级选择和输电线路设计来降低损耗。

（2）负荷变化大：电力系统的负荷是随着用户需求而变化的，而发电和输电设备的运行是有一定的惯性和响应时间的，在负荷变化大的情况下，需要通过控制系统来平衡供需之间的关系。

（3）系统安全性要求高：电力系统的运行安全对于保障电力供应的可靠性和稳定性至关重要，因此需要制定系统安全控制策略，包括过电压和过电流保护等。

第二章电力系统运行电力系统运行是指电力系统运维人员根据实际情况对电力系统进行管理、监控和调度的过程。

它包括对发电、输电和配电等各个环节的监控和控制，以及针对各种异常情况的应对措施。

2.1 电力系统监控电力系统监控是通过监测各个环节的运行参数和状态，及时发现并解决可能导致系统故障的问题。

监控内容包括发电机组、变电站和配电设备的运行状态、电压和频率等关键参数的监测。

2.2 电力系统调度电力系统调度是指根据负荷需求、电源供应和系统运行状态等因素，合理安排发电和输电计划，并进行各个环节之间的协调和调度。

调度包括电力资源的调配、负荷的平衡、电能输送的优化等。

1.电力系统的运行状态分为正常工作状态、不正常工作状态和故障状态。

2.继电保护的作用• 自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。

• 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。

3.继电保护的基本原理：找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征。

装置：测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件4. 影响短路电流的大小的因素：（1）故障类型（2）运行方式（3）故障位置5.对电力系统继电保护的基本要求在保证可靠性和选择性的前提下，强调灵敏性，力争速动性。

选择性——让最靠近短路点断路器跳闸。

速动性——尽量快。

灵敏性——有足够的故障反应能力。

可靠性——不误动、不拒动。

6.电网的方向性电流保护：解决方法: 加装方向元件，规定功率为正方向时保护动作；而功率为反方向时保护不动作。

可以利用功率方向继电器来判别方向。

跳闸条件：① 短路电流大于整定值② 短路功率方向为正。

原则：动作延时最长的且仅有一个，其他的加方向元件；动作延时最长的不止一个，所有的都加7.两种接线方式性能分析：(1)各种相间短路:相同之处: 两种接线方式均能正确反应;不同之处:动作的继电器个数不同。

(2)中性点接地系统中单相接地短路:三相星形: 可反应各相的接地短路;两相星形:不能反应B相接地短路。

(3)△侧故障，滞后相电流2倍大；Y故障超前相电流2倍大解决方法：为了提高灵敏度，采用两相三继电器接线方式8.什么是90︒接线？采用90°接线方式的优缺点指系统三相对称且功率因数cosφ=1时，Ir超前Ur 90︒的接线方式优点：① 对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相间电压，其值很高；② 对线路上各种相间故障都能保证动作的方向性。

缺点：正方向出口处三相金属性短路时仍有死区。

9.对零序电流保护的评价优点：1.零序过电流保护的灵敏度高2.受系统运行方式的影响要小3.不受系统振荡和过负荷的影响4.方向性零序电流保护没有电压死区5.简单、可靠缺点：1.对短线路或运行方式变化很大时，保护往往不能满足要求2.单相重合闸的过程中可能误动3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，将使保护的整定配合复杂化，且将增大第III段保护的动作时间10. 距离保护的作用原理：距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

电力系统运行状态检测与分析随着社会经济的发展和人们对电力需求的不断增长，电力系统作为现代社会运行的重要基础设施，其安全可靠的运行变得越来越重要。

为了确保电力系统的正常运行，及时检测和分析电力系统的运行状态成为一项关键任务。

电力系统运行状态的检测是指通过对电力系统中各个设备、回路和操作参数的监测和记录，实时获取电力系统的运行信息，包括电压、电流、功率、频率等参数，以及各个节点的状态。

一旦电力系统发生异常或故障，可以及时发现并采取相应的措施进行修复，以防止系统更大范围的事故发生。

电力系统运行状态的分析是指根据检测到的系统运行数据，利用数据统计和分析方法，对电力系统的运行状况进行评估和分析。

通过对系统历史数据的分析，可以揭示系统存在的潜在问题，发现系统的薄弱环节，进而制定相应的调整策略，提高电力系统的安全性和可靠性。

在电力系统运行状态检测和分析中，首先需要建立一套完备的监测系统。

该系统可以由各种传感器、仪表和数据采集装置组成，能够对电力系统中的各个部分进行实时监测，并将数据传输至中央服务器或监控中心。

同时，该系统还应具备远程监控和集中控制的能力，以实现对电力系统运行状态的全面管理。

接下来，对于电力系统运行状态的检测和分析，需要利用大数据分析技术。

通过对大量的数据进行采集和处理，可以识别系统中的异常情况，并对其进行故障诊断和预测。

其中，机器学习和人工智能技术的应用，可以有效地提高系统异常检测的准确性和效率，为运维人员提供更可靠的决策依据。

此外，针对电力系统的运行状态检测和分析，还可以利用物联网技术进行实时监测和远程管理。

通过将各个设备和回路连接至互联网，可以实现对电力系统运行情况的实时远程监控，避免了人工巡检的繁琐和主观性带来的不确定性。

同时，还可以利用云计算平台进行数据存储和处理，使得电力系统运行状态的检测和分析更加高效和可靠。

最后，电力系统运行状态检测和分析的结果应该及时反馈给相关的运维人员和决策者。

电力系统是由发电厂、输电线路和变电站等组成的，它的运行状态通常包括正常运行、过载运行、短路运行和停机状态等。

这些状态之间存在着一定的转变关系，下面我将对电力系统的各种运行状态及其转变关系进行简要的介绍。

一、正常运行状态1. 正常运行状态是指电力系统在正常负荷条件下运行时的状态。

在这种状态下，发电厂、输电线路和变电站等设备都在正常工作范围内，并且系统中没有出现异常情况。

此时，电力系统可以正常供电，满足用户的用电需求。

2. 正常运行状态的特点是电压、频率和功率等参数都处于稳定状态，各设备运行平稳，系统可靠性高。

二、过载运行状态1. 过载运行状态是指电力系统在负荷超出额定容量时的状态。

这种情况通常发生在节假日、特殊气象条件等情况下，系统负荷突然增大，超出了设备的承载能力。

2. 过载运行状态下，系统中的设备工作在超负荷状态下，电压、频率等参数可能会出现波动，设备运行稳定性下降，存在着一定的安全隐患。

三、短路运行状态1. 短路运行状态是指电力系统在发生短路故障时的状态。

短路故障是指系统中的两个或多个导体之间发生短路，导致电流异常增大的现象。

2. 短路运行状态下，系统中的电流急剧增大，可能导致设备损坏，甚至引发火灾、爆炸等危险情况，需要及时采取措施进行处理。

四、停机状态1. 停机状态是指电力系统因计划性维护、故障修复等原因而停止运行的状态。

在停机状态下，系统中的设备停止工作，停止供电，需要等待维修或其他处理。

2. 停机状态通常不会持续很长时间，一般是为了维护设备、排除故障等目的而进行的临时性措施。

电力系统的运行状态之间存在着一定的转变关系。

正常运行状态可能向过载运行状态转变，当负荷突然增大时，系统可能从正常运行状态转变为过载运行状态。

同样，过载运行状态也可能向短路运行状态转变，当过载持续时间过长时，系统可能发生短路故障。

而短路运行状态则可能导致系统停机，需要进行故障排除和设备维修后，才能恢复正常运行状态。

电力系统的各种运行状态及其转变关系对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

1、 电力系统的运行状态按运行条件的不同可分为 正常 工作状态、 不正常 工作状态、 故障 状态三种。

2、 对继电保护的基本要求是要有严格的 选择性 ，较高的 灵敏度 ，要求的 速动性 ，必保的 可靠性 四个基本要求。

3、 在反时限特性的电流保护中，流过保护的短路电流越大，保护的动作时限越 短 ；流过保护的短路电流越小，保护的动作时限越 长 。

4、 电力系统发生振荡时，两侧电压的夹角在 0°—360° 之间作周期性变化5、 继电保护装置保护范围划分的基本原则是任一个元件的故障都能可靠地被切除并且造成的停电范围 最小 或对系统正常运行的影响 最小 。

6、 在我国运行的电网中 110KV 及以上电压等级的 电网主要承担输电任务， 110KV 以下电压等级的电网主要承担供、配电任务。

7、 在中性点直接接地电网中，发生单相接地短路时 故障点 处零序电压最高； 中性点接地 处零序电压为零；零序电流的分布主要取决于 输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗 。

8、 检查平行双回线路有电流的自动重合闸，当另一回线有电流时，表示 可以进行重合闸。

9、 为克服“死区”，功率方向元件采用 90° 接线方式，该接线方式采用的是 故障相 的电流， 非故障相 的线电压。

10、 当系统发生故在输电线路纵联保护中，常用的通道有导引线 通道、电力线载波 通道、微波 通道、 光纤 通道四种。

11、 继电保护装置一般由 测量比较元件 、 逻辑判断元件 、和 执行输出元件 组成。

12、 中性点不接地电网单相接地短路时，故障线路保护安装处通过的零序电流为该电网所有 非故障元件 的零序电容电流之和，其电容性无功功率的方向为线路流向母线；非故障线路中的零序电流为线路本身的电容电流，电容性无功功率的方向为母线流向线路13、 在双侧电源系统中，当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处于 Z 21处 处。