1.3 电力系统
1-32 什么叫电力系统？
由各种不同电压的输配电线路将发电厂电气部分（不包括动力部分）、变配电站（所）及电力用户联系起来的统一整体，称为电力系统。它包括了从发电、输电、变电、配电直到用电这样一个全过程。典型的电力系统示意图，如图1-5所示。
图1-5 典型的电力系统示意图
1-33 什么叫电力网？现代电力网有哪些特点？
电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，叫电力网，简称电网。但习惯上，电网或系统往往按电压等级来区分，某一电压等级的电网或系统实际指的是某一电压的相互连接的整个电力线路。
现代电力网有如下特点。
（1）由超高压系统构成主网架。
（2）各电网之间联系较强，具有较高的供电可靠性。
（3）具有足够的调峰、调频、调压容量，能够实现自动发电控制。
（4）具有较高的自动化监控系统、通信系统和安全稳定的保护控制系统。
1-34 什么叫变电所？变电所按其结构形式分为哪几种？各有何特点？
变电所是电力网的重要组成部分，它是电力系统中的中间环节，主要用来改变电压（升压或降压），接受、分配、传输和转送电能。
变电所按变压器安装地点分为以下几种。
（1）室外型变电所 室外型变电所主要包括露天、半露天变电所和杆上变电台。露天变电所的变压器在室外抬高的地坪上。如果在变压器的上方设有顶棚的，则称为半露天变电所。变压器装在室外的电杆上面则称为杆上变电台。室外型变电所断路器、主电路熔断器一般安装于室外，选用室外型电气设备，而仪表、继电保护装置、直流电源以及部分低压配电装置一般安装于室内。这种变电所的特点是比较简单经济，通风条件好，只要周围环境条件无易燃、易爆和有腐蚀性气体的场所，可以采用。杆上变电台的形式和新型室外变电箱的形式最为简单经济，占用空间小，土建费用低，一般用于容量在315kV·A及以下变压器，而且在新建生活区供电得到较多应用。但对化工行业等周围有空气污染的地区不宜采用。目前较高电压等级（110kV以上）的变电所大多为室外变电所。
（2）室内型变电所 室内型变电所是指含变压器在内的高低压主要电气设备均安装于室内，均选用室内型设备。这种变电所的特点是可立体分布，占用空间较小，占地面积小，建筑面积大，建筑费用高。这种变电所可位于工厂的负荷中心，可以降低电能损耗和有色金属，容易保证电压质量，一般适用于污秽严重的工业区以及周围空气污染大的地区。室内变电所的电压一般不超过110kV。
（3）地下型变电所 地下型变电所的电气设备基本都置于地下建筑中，因此散热条件较差，湿度较大，但相对安全，不影响观瞻。它适用于建筑密布，人口很密集的地区。地下变电所大多数采用SF6全封闭电器、干式变压器等，因此造价很高。
1-35 变电所与配电所有何区别？
变电是指进出线有电压变化；配电是指进出线无电压变化。变电所通常既有变电功能又有配电功能。配电所通常只有分配电能的功能，而没有变电的功能。
1-36 什么叫负荷？其分级如何？
在电力系统中，用电设备所需用的电功率称为电力负荷，简称负荷。
在用电单位中，各类负荷的运行特点及重要性不一样，它们对供电的可靠性和电能质量的要求程度也不相同。按其供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为下列三级。
（1）一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡；或在政治上、经济上将造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
在一级负荷中有特别重要的负荷，它中断供电将发生爆炸、火灾、中毒、混乱等，如正常电源中断时处理安全停产所必需的事故照明、通信系统、火灾报警设备，保证安全停产的自动控制装置、执行机构和配套装置等。
一级负荷属最重要的电力用户，必须有两个独立电源供电，当任一个电源发生故障时，另一电源应不致同时受到损坏。对于一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两个电源外，还要求必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。
常用应急电源可根据一级负荷中特别重要负荷的容量及要求的电流类别分别使用下列电源：
①独立于正常电源的发电机组；
②干电池；
③蓄电池；
④供电系统中有效地独立于正常电源的专门供电线路。
（2）二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
二级负荷也是重要负荷，应尽量由两回线路供电，且两回线路应引自不同的变压器或母线段。
（3）三级负荷 凡不属于一、二级负荷的用电设备，均属于三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。
1-37 什么是一次设备？什么是二次设备？
一次回路中所有的电气设备，称为一次设备。一次设备按其功能可分为变换设备、控制设备和保护设备等类型。变压器及电流互感器、电压互感器属变换设备；各种高低压开关属控制设备；熔断器和避雷器属保护设备。
二次回路中的所有电气设备，称为二次设备或二次元件。
1-38 什么是一次回路？什么是二次回路？
变配电所中担负输送和分配电能任务的电路，称为一次回路或一次电路，或称主电路、主接线。凡用来控制、指示、测量和保护一次设备运行的电路，称为二次回路或二次电路，或称二次接线、副接线。
1-39 为什么电力系统要规定标准电压等级？电气设备在高于或低于其额定电压下工作会出现什么问题？
从技术和经济角度考虑，对应一定的输送功率和输送距离有一最合理的线路电压。但是，为保证制造电力设备的系列性，又不能任意确定线路电压，所以国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面的技术经济分析研究后规定电力系统标准电压等级。它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。
我国所制订的电力网额定电压等级标准如下（均为线电压有效值）：0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000（kV）。
当线路电压高于额定值所规定的范围时，有的设备将因过电压而损坏如电容器；有的设备将因磁饱和而引起励磁电流增加使总电流增大，造成设备过热或缩短寿命如变压器、电动机等。
电气设备在低于额定电压运行时，照明负荷的照度及效率降低；异步电动机输出功率降低，电流增加、温度升高，大大影响寿命；线路及变压器由于输送同样的功率，电流必然增大，结果两者损耗增加，输送效率大大降低。
1-40 什么是小电流接地系统？什么是大电流接地系统？
在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：一是电源中性点不接地；二是电源中性点经消弧线圈接地；三是电源中性点直接接地。前两种也可合称为中性点非有效接地，或小电流接地系统；后一种中性点直接接地称为中性点有效接地，或大电流接地系统。
大电流接地系统发生单相接地故障时，接地短路电流很大；小电流接地系统当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小很多。
大电流接地系统与小电流接地系统的划分标准是依据系统的零序电抗X0与正序电抗X1的比值X0/X1。我国规定：X0/X1≤4～5的系统属于大电流接地系统；X0/X1>4～5的系统属于小电流接地系统。
我国3～63kV系统，大多采取电源中性点不接地的运行方式。只有当接地电流大于一定数值时（3～10kV电网中接地电流大于30A、20kV及以上电网中接地电流大于10A时），则按规定应采取电源中性点经消弧线圈接地的运行方式。110kV及以上的系统及220/380V的低压配电系统，则一般采取电源中性点直接接地的运行方式。
1-41 小电流接地系统中，为什么采用中性点经消弧线圈接地？
在电源中性点不接地的小电流接地系统中，有一种情况是比较危险的，即在一相接地时如果接地电容电流较大，就会在接地点产生断续电弧，这就可能使线路发生电压谐振现象。由于电力线路，既有电阻和电感，又有电容，因此发生一相弧光接地时，可形成一个R-L-C的串联谐振电路，从而使线路上产生过电压（可达相电压2～3倍），这可能导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为了防止一相接地时接地点出现断续电弧，引起过电压，因此有关规程规定，在单相接地电容电流大于一定值（3～10kV电网中接地电流大于30A、20kV及以上电网中接地电流大于10A时）的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。
1-42 供配电系统接线方式有哪些？有何要求和特点？
供配电系统的接线方式主要有放射式、树干式和环状式等基本配电系统。
（1）放射式配电系统 放射式配电系统可分为单电源单回路放射式和双电源双回路放射式配电系统。单电源单回路放射式配电系统的主要优点是供电线路独立，倒闸误操作的可能性较小，线路故障互不影响，易于实现自动化，停电机会少，继电保护简单，且易于整定，保护动作时间短；缺点是电源出线回路较多，设备较多，投资较高。单回路放射式配电系统，如图1-6（a）所示。
图1-6 放射式配电系统
双电源双回路放射式配电系统由于每个用户用双回路供电，故线路总长度较长，电源出线回路和所用开关设备多，投资大；如果负荷不大，造成有色金属的浪费。优点是当双回路同时工作时，可减少线路上的功率损失。这种接线适用于负荷大或独立的重要用户。对于容量大，而且特别重要的用户，可采用母线用断路器分段的接线，从而可以实现自动切换，提高供电系统的可靠性，并能达到一级用电负荷的要求。双回路放射式配电系统，如图1-6（b）所示。
（2）树干式配电系统 树干式配电系统线路总长度较短，在多数情况下能减少线路的有色金属消耗量，投资少，但因支接点多，检修和事故时停电面积大，可靠性较差；且在实现自动化方面适应性也较差，只适用于二、三级负荷单位采用。单回路树干式配电系统，如图1-7（a）所示。要提高供电可靠性，可采用双干线供电或两端供电的接线方式。双回路树干式配电系统，如图1-7（b）所示。
图1-7 树干式配电系统
（3）环状式配电系统 环状式配电系统实质是两端供电的树干式接线。若末端隔离开关打开则为开环方式，不打开则为闭环方式。大多数采用开环运行方式，其特点是运行灵活，用电可靠，事故发生时，经过“倒闸操作”退出故障段，能很快恢复供电。当用闭环方式运行，在发生故障时，易造成两回路电源端跳闸，全系统失电，因此不多采用。环状配电系统缺点是导线耗用多，故障时线路长，电压降大（特别是靠近电源附近段故障时），故选用时，一定要计算电压降能否满足要求，通常被二、三级负荷单位采用。环状式配电系统如图1-8所示。
图1-8 环状式配电系统
1-43 变电所的主接线方式有哪几种？各有何特点？
变电所主接线主要有以下几种基本接线方式。
（1）单母线接线 母线也称汇流排，即汇集和分配电能的硬导线。设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保证供电的可靠性和灵活性。单母线接线方式，如图1-9所示。每路进线和出线中都配置有一组开关电器。断路器用于切断和关合正常的负荷电流，并能切断短路电流。隔离开关有两种作用：靠近母线侧的称母线隔离开关，用于隔离母线电源和检修断路器；靠近线路侧的称线路侧隔离开关，用于防止在检修断路器时从用户侧反向送电，防止雷电过电压沿线路侵入，保证维修人员安全。
图1-9 单母线接线
单母线接线简单，使用设备少，配电装置投资少，但可靠性、灵活性差。当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开所有回路，造成全部用户停电。
这种接线适用于单电源进线的一般中、小型容量的用户，电压为6～10kV级。
（2）单母线分段接线 单母线分段接线，如图1-10所示。这种接线方式引入线有两条回路，母线分成两段，即Ⅰ段和Ⅱ段。每一回路连到一段母线上，并把引出线均分到每段母线上。两段母线用隔离开关、断路器等开关电器连接形成单母线分段接线。
图1-10 单母线分段接线
单母线分段便于分段检修母线，减小母线故障影响范围，提高了供电的可靠性和灵活性。母线可分段运行，也可不分段运行。这种接线适用于双电源进线的比较重要的负荷，电压为6～10kV级。
（3）单母线带旁路接线 单母线带旁路接线，如图1-11所示。该电路增加了一条母线和一组联络用开关电器，增加了多个线路侧隔离开关。
图1-11 单母线带旁路接线
这种接线适用于配电线路较多，负载性质较重要的主变电所或高压配电所。该运行方式灵活，检修设备时可以利用旁路母线供电，减少停电。
（4）双母线接线 双母线接线，如图1-12所示。其中两段母线互为备用。该接线适用于负载较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较好。它适用电压为6～10kV级。
图1-12 双母线接线
（5）桥式接线 桥式接线分为内桥、外桥和全桥三种，其接线如图1-13所示。有两电源回路供电，经过QF1和QF2分别接至变压器T1和T2的高压侧，向变电所送电。断路器QF3犹如桥一样将两电源回路连在一起，由于断路器QF3可能位于线路断路器的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。
图1-13 桥式接线
全桥接线适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式中间变电所（高压有穿越负荷时）。缺点是设备多，投资大，变电所占地面积大。
外桥接线对变压器的切换方便，比内桥接线少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的接线，且投资少，占地面积小。缺点是倒换线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护。所以这种接线适用进线短而倒闸次数少的变电所；或变压器采取经济运行需要经常切换的终端变电所；以及可能发展为有穿越负荷的变电所。可供一、二级负荷使用。
内桥接线一次侧可设线路保护，倒换线路时操作方便，设备投资与占地面积均较全桥接线少。缺点是操作变压器和扩建成全桥或单母线分段不如外桥接线方便。所以适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。可供一、二级负荷使用。
在内桥接线中，主变压器一次绕组由隔离开关与母线连接，对环形供电的变电所，在操作时常被迫用隔离开关分、合空载变压器。当主变压器为35kV，容量在7500kV·A及以上；电压60kV，容量在10000kV·A及以上；电压110kV，容量在31500kV·A以上时，其空载电流就超过了隔离开关的分、合能力。此时，必须改用由五个断路器组成的全桥接线，才能满足要求。
1-44 什么叫电压损耗？什么叫电压降落？什么叫电压偏移？电压偏移的允许值是怎么规定的？
由于线路存在阻抗，所以在负荷电流通过线路时要产生电压损耗，电压损耗为线路首端电压与末端电压的代数差，用ΔU表示。
电压降落（电压降）为线路首端电压和末端电压的相量差，用ΔU表示。
电压偏移（差）为线路末端电压与其额定电压的代数差，用ΔU表示，常用与系统额定电压的百分数表示，即
式中 ΔU——电压偏差；
U——设备的实际端电压，V；
UN——系统额定电压，V。
电压偏差允许值包括用电设备端子电压偏差允许值和供电电压允许偏差。
实际上大多数用电设备在稍许偏离额定值的电压下运行，仍有良好的技术性能。在供配电设计中，用电设备端子的电压偏差不应超过表1-1的允许值。
表1-1 用电设备端子的电压偏差允许值
供配电系统在运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的电压损耗也将发生变化，根据GB12325—1990《电能质量供电电压允许偏差》规定的供电电压偏差允许值如表1-2所示。
表1-2 供电电压偏差允许值
注：供电电压偏差允许值是电力系统在正常运行条件（指电力系统中所有元件都按预定工况运行）下，供电电压对系统标称电压的偏差，不适用于瞬态和非正常运行情况。
1-45 为什么要采用高压输电、低压配电？
远距离传输的电能一般是三相交流电，输送的功率可用P=
UI计算。从公式可知，如果传输的功率不变，则电压愈高，电流愈小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属；如果电流减小，电压降则会随着电流的减小而降低；如果电流减小，由Q=I2Rt可知，线路电能损耗也减低。所以采用高压输电，可以减小功率损耗、电能损耗，同样导线可提高输送功率，降低电压降，保证电能质量，提高运行的经济性。
采用低压配电，既可满足电网的安全经济运行，又能满足用电设备的电压要求。
1-46 什么叫谐波？它是如何产生的？它对电力系统影响如何？
谐波是指频率为基波频率整数倍的一种正弦波。由于电网有非线性元件和非线性负载的存在，使得电网的电压或电流的波形不仅仅是频率为50Hz的正弦波（又称基波），还含有与基波频率（50Hz）成整数倍和分数倍频率的其他正弦波。这些正弦波就称为电网的谐波。其中频率高于基波频率的谐波叫高次谐波。对谐波频率为基波频率的分数倍时，称为分数谐波或间谐波，电力系统中的谐波主要是高次谐波。
电力系统产生谐波的原因，主要在于电力系统中存在着各种非线性元件（如带铁芯的变压器、发电机、电动机等）和非线性负载（如电弧炉、大功率整流设备等），当电力系统向非线性设备及负荷供电时，这些设备在传递（如变压器）、变换（如交直流换流器）、吸收（如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分非正弦波反送电力系统，使电力系统的电压正弦波发生畸变，形成一系列不同频率和振幅的谐波。
谐波对电力系统的影响主要表现在以下几方面：
①谐波电流通过变压器，可使变压器的铁芯损耗明显增加，从而使变压器出现过热，缩短使用寿命；
②谐波电流通过交流电动机，不仅会使电动机铁芯损耗明显增加，而且还使电动机转子发生振动现象，严重影响机械加工产品质量；
③谐波对电容器的影响更为突出，含有高次谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对高次谐波的阻抗很小，所以电容器很易发生过负荷以致损坏；
④谐波电流可使电力线路的电能损耗增加；
⑤谐波可引起电力系统发生电压谐振，从而在线路上产生过电压，有可能击穿线路设备的绝缘；
⑥谐波使系统的继电保护和自动装置发生误动作；
⑦谐波增大附加磁场干扰影响电子仪表和通信系统的正常工作，降低通信质量。
1-47 谐波源主要有哪些类型？各包括哪些设备？
电力系统的谐波源主要有四大类。
（1）铁磁饱和类 主要包括各种铁芯设备，如变压器、电动机、发电机、电抗器等。
（2）电力电子开关类 由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，并正在蓬勃发展，主要包括各种交直流换流装置（整流器、逆变器）、变频器、开关电源、晶闸管系统及其他SCR控制系统等。
（3）电弧炉类 各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接时，其电弧电压与电流之间的非线性影响将产生大量的谐波。
（4）气体电光源类 气体电光源包括荧光灯、卤化灯、霓虹灯等。这类气体放电光源的伏安特性其非线性特性十分严重，而与之串联工作的镇流器的非线性也相当严重，所以气体电光源设备也属于谐波源。
1-48 什么叫电气设备的热备用状态、冷备用状态、检修状态、运行状态？
电气设备有四种状态，热备用状态、冷备用状态、检修状态和运行状态。
①热备用状态是指设备的断路器在“分闸”位置，而闸刀在“合闸”位置或手车在运行位置。断路器一经合闸设备即投入运行。
②冷备用状态是指设备本身无异常，但设备的断路器、闸刀均在“分闸”位置或手车不在运行位置。
③检修状态是指设备所有的断路器、闸刀均在“分闸”位置或手车在检修位置，且已挂好保护接地线或合上接地闸刀，并挂好警示牌，装好临时遮栏。
④运行状态是指设备的闸刀及断路器都在“合闸”位置或手车在运行位置，且断路器在“合闸”位置，电源至受电端间的电路已接通（包括电压互感器、避雷器等辅助设备）。
1-49 为什么要核相？在什么情况下必须核相？
若相位或相序不同的交流电源并列或合环，将产生很大的电流，巨大的电流会造成发电机或电气设备的损坏，因此需要核相。为了正确并列，不但要求一次相序和相位正确，还要求二次相序和相位正确，否则也会发生非同期并列。
对于新投产的线路或更改后的线路，新投产或大修后的变压器和电压互感器必须进行相位、相序核对，与并列有关的二次回路检修后也必须核对相位、相序。
1-50 什么叫短路？其分类如何？各自特点如何？
短路是电力系统常见故障，短路就是不同电位的导电部分之间的短接。这种短接是不经过负载而相互直接接通，是相与相或相与地之间非正常连接。这时电路中的短路电流可能增加到正常电流的几十倍甚至几百倍，在大的电力系统中，可达几万安培甚至几十万安培。这样大的短路电流对供电系统将造成极大的危害，远远超过导线所允许的电流限度。
在三相系统中，短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。如图1-14所示。
图1-14 短路的基本类型
三相短路指三相同时在一点短接，属于对称短路，代表符号为k（3）。对称短路是指当三相短路时，由于被短路回路的三相阻抗可以认为相等，因此三相短路电流和电压仍是对称。不对称短路是指发生非三相短路时，不仅每相电路中的电流和电压数值不相等，它们的相角也不相同。
两相短路是指两相在一点短接，属于不对称短路，代表符号为k（2）；单相接地短路是指在中性点接地系统中，一相与地短接，属于不对称短路，代表符号为k（1）；两相接地短路是指在中性点直接接地系统中，两相在不同地点与地短接，属于不对称短路，代表符号为k（1.1）。
1-51 电力系统发生短路会产生什么后果？
（1）短路时的电流热效应，电动力和电弧使电气设备和线路严重过热而烧毁或机械性破坏或结构破坏或缩短寿命。
（2）短路时，尤其是电源母线或变配电所附近发生短路时，短路点电压下降到零，致使母线电压严重下降，使系统中其他负荷的电压降低或被迫中断供电。
（3）若在发电厂附近短路，还可能使电力系统解列，破坏系统运行的稳定性，引起系统振荡，造成大面积停电。
（4）不对称短路电流所产生的不平衡交变磁场，会对周围通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及控制系统产生干扰，甚至危及人身和设备安全。
1-52 电力系统发生短路的主要原因有哪些？
（1）电气设备或线路载流部分绝缘损坏。
（2）工作人员由于未能遵守安全操作规程而发生误操作。
（3）鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物之间，或者咬坏设备导线电缆的绝缘。
（4）设备缺陷未发现或未及时消除。
（5）输电线路断线倒杆事故，树枝引起接地等。
1-53 中性点直接接地与中性点不接地系统的短路有何不同？
中性点直接接地的电力系统中，以单相接地的故障最多，约占全部短路故障的70%以上，两相短路和两相接地短路分别约占10%，而三相短路一般只占5%左右，但三相短路电流最大，造成的危害也最严重。
在中性点不直接接地的电力系统中，短路故障主要是各种相间短路及不同两相接地短路。在这种系统中，单相接地不会造成故障，仅有不大的电容性电流通过，对三相电气设备工作不产生影响，可运行2h。但是这种线路不允许在单相接地情况下长期运行，因为如果另一相又发生接地故障时，就形成两相接地短路，它将产生很大的短路电流，可能损坏线路设备。
1-54 电力系统限制短路电流的措施有哪些？
目前在电力系统中，用得较多的限制短路电流的措施有以下几种。
（1）选择发电厂和电网的接线方式。通过选择发电厂和电网的电气主接线，可以达到限制短路电流的目的。为了限制大电流接地系统的单相接地短路电流，可采用部分变压器中性点不接地的运行方式，还可采用星形-星形接线的同容量普通变压器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。在降压变电所内，为了限制中压和低压配电装置中的短路电流，可采用变压器低压侧分列运行方式；在输电线路中，也可采用分列运行方式；对环形电力网采用开环运行等方式。
（2）采用分裂绕组变压器与分段电抗器。在大容量发电厂内，为限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组变压器，在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。
（3）采用线路电抗器。线路电抗器主要用于发电厂向电网电缆供电的6～10kV配电装置中，其作用是限制短路电流，使电缆网络在短路情况下免于过热，减少所需要的开断容量。
（4）利用微机保护及综合自动化装置及时切断短路线路。从短路电流分析可知，发生短路故障后约0.01s时间出现最大短路冲击电流，采用微机保护仅需0.005s就能断开故障回路，使导体和设备避免承受最大短路电流的冲击，从而达到限制短路电流目的。
（5）在电路电流较大的母线引出线上采用串联限流电抗器或故障电流限制器FCL（faultcurrentlimiter）。
（6）发展更高一级的电压电网和电网间用直流联络线等。
1-55 什么是电力系统振荡？有哪些现象？引起电力系统异步振荡的主要原因是什么？
电力系统正常稳定运行时，系统中的发电机都处于同步运行状态，运行参数具有接近不变的数值，各并联运行的发电机都有相同的电角度。当系统受到某一扰动后，如突然甩负荷、系统短路或切除线路等，系统中的发电机之间失去同步，各发电机的电流、电压、功率等运行参数在某一数值来回剧烈摆动的现象称为系统振荡。
系统振荡主要有以下现象。
（1）发电机、变压器、联络线的电流表、电压表、功率表的指示周期性剧烈来回摆动。
（2）失去同步的电网，虽然有电气联系，但仍有频率差出现，系统送电端频率升高，受电端频率降低。
（3）全厂（所）照明忽明忽暗。
（4）电流保护和阻抗保护可能启动或误动（未装闭锁装置时）。
引起电力系统异步振荡的主要原因如下。
（1）电网发生短路故障，切除大容量的发电、输电或变电设备，使负荷瞬间发生较大突变，造成电力系统暂态稳定被破坏。
（2）输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定被破坏。
（3）大容量机组跳闸或失磁，使系统联络线负荷增长或使系统电压严重下降，造成联络稳定极限降低，引起稳定被破坏。
（4）电源间非同步合闸，引起不同步。
（5）环状系统或并列双回路突然开环，使两部分系统联系阻抗突然增大，引起动稳定破坏而失去同步。
1-56 电力系统振荡和短路的区别是什么？
电力系统振荡时，系统各点电压和电流均做往复性摆动，且变化速度较慢；振荡时任一点的电流与电压之间的相位角都随功率因数角的变化而变化；振荡时系统三相是对称的，没有负序和零序分量。
短路时电压和电流变化是突变的，且变化的幅度是很大的；短路时电流与电压之间的相位角基本不变；短路时系统三相对称被破坏，出现零序和负序分量。
1-57 什么是正序分量、负序分量、零序分量？
任意一组不对称的三相正弦电压或电流相量都可分解成三相对称的分量，一组是正序分量，相序与原不对称正弦量相序一致，即A—B—C的次序，三相相位依次滞后120°，各相位互差120°；一组是负序分量，相序与原不对称正弦量相序相反，即A—C—B的次序，三相相位依次滞后240°，各相位也互差120°；另一组是零序分量，三相的相位相同。