华北电力大学电力系统分析14年真题及答案讲解Word格式文档下载.docx
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11.电力系统的电压水平主要决定于系统的频率特性()
12.当系统无功功率不足时,应考虑改变变压器分接头调压()
13.电力系统短路故障发生几率最大的是相间短路()
14.电力系统发生短路相当于改变了电网的结构,必定会引起系统中功率分布的变化(√)
15.无限大功率电源可以看做是由多个有限功率电压并联组成,因而其内阻抗为零,电源电压保持恒定(√)
二、不定项选择题(20分)
16.我国目前最高的交流系统电压等级为(C)
A.500kVB.750kVC.1000kVD.1150kV
17.对电力系统运行的基本要求包括(ABC)
A.保证可靠持续的供电B.保证良好的电能质量
C.努力提高电力系统运行的经济性D.提高系统电压等级
18.与有备用接线比起来,无备用接线的特点是(BC)
A.可靠性高B.经济C.简单D.电能质量好
19.在同一电压等级中,各种电器设备的额定电压(D)
A.相互独立B.完全相同C.完全不相同D.不完全相同
20.假定选取系统容量基准值为100MW,电压基准值为500kV,那么标幺值为1p.u的电阻(B)欧姆
A.500B.250C.0.02D.0.002
21.在电力系统中最多的节点类型是(A)
A.PQ节点B.PV节点C.平衡节点D.参考节点
22.一台额定功率为50MW的发电机带一个40MW负荷运转,发电机的调差系数为4%,负荷的单位调节功率为1.5MW/HZ,那么系统的单位调节功率为(C)MW/HZ。
A.32.75B.29.75C.26.5D.23.5
23.电力系统的无功电源,除了发电机之外,还有(ABCD)
A.串联电容器B.并联电容器C.SVCD.STATCOM
24.影响变压器零序电抗参数的主要因素有(ABCD)
A.绕组连接方式B.中性点接地方式C.铁芯结构D.外电路连接方式
25.架空输电线路的避雷线对其零序阻抗的影响是(B)
A.增大线路的零序阻抗B.减小线路的零序阻抗C.无影响D.不确定
三、简答和简单计算题(35分)
26.(7分)试比较潮流计算中的牛顿拉夫逊法和PQ分解法的差别及其联系。
答:
(1)数学方法:
牛-拉法有直角坐标和极坐标两种形式;
PQ分解法只有极坐标形式且是在考虑:
输电网中电压相角只与有功有关,电压幅值只与无功有关;
线路两端电压相角改变量很小(),节点注入无功()化简后得到。
(2)计算速度与内存:
牛-拉法在每一次迭代后都要重新形成雅克比矩阵并对其求逆;
PQ分解法的雅克比矩阵为固定矩阵,每次迭代后不需要重新计算,因此计算速度快,所需要的内存也较小。
(3)适用范围:
牛-拉法的适用范围较广;
PQ分解法由于考虑了R<
<
X的条件,因此只适用于配电网中。
(4)计算精度:
由于两种方法迭代停止的条件相同,因此计算精度相同。
27.(8分)三个负荷1、2、3,并联接在电压为480V的电源上,如图所示,负荷1的有功功率为12KW,无功功率为6.667kVar,负荷2的功率为4KVA,功率因数为0.96,负荷3只有有功功率15kW。
试计算三个负荷的等值阻抗R+jX。
(1)阻抗Z1:
(2)阻抗Z2:
同阻抗Z1:
(3)阻抗Z3:
计算公式同阻抗Z1:
28.(10分)某4节点电力系统如下:
数据表(标幺值)
首节点
末节点
R
X
B
1
2
0.004
0.0533
3
0.02
0.25
0.22
4
0.01
0.15
0.11
(1)(5分)写出节点导纳矩阵Ybus
(2)(5分)写出节点1和节点2之间的支路改成如下所示的变压器支路,其变比为1.04:
1。
即:
求新的节点导纳矩阵Y。
(1)相连的节点为1-2,2-3,3-4,首先将表格中的阻抗化为导纳:
,
按照节点导纳矩阵的形成过程,有:
由以上参数得系统节点导纳矩阵得:
(2)
推导此类理想变压器的Π型等值电路:
1>
列写电压电流方程:
2>
推导Π型等值电路标准形式,如下:
根据标准形式的电压电流方程,如下:
式
(2)与式
(1)对应,可得:
修改节点导纳矩阵:
其余矩阵元素不改变,则新生成的节点导纳矩阵Y如下:
29.(10分)计算系统的三相短路电流的非周期分量及冲击电路。
已知断路器CB的断路容量为25000MVA。
将发电机,变压器,线路和系统S的参数标幺化:
取SB=40MVA,UB=Uav
则
当CB断路器右侧短路时,
画出系统等值电路图,如下:
由上图可计算出:
将标幺值转化为实际值:
取冲击系数KM=1.8,则冲击电流为:
四、计算题(80分)
30.(20分)长度为200km的单回输电线路,已知线路末端负荷和末端电压;
如图所示,线路参数为:
r1=0.15Ω/km,x1=0.45Ω/km,b1=S/km。
试求线路始端电压和始端功率。
本题为已知末端电压与末端功率,求始端电压与始端功率,采用从后向前推的方法,计算过程如下:
(1)画出线路Π型等值电路图:
(2)求功率损耗:
此时需要先计算电压降落,并计算出U1,由此来计算出节点1侧导纳的损耗。
(3)求电压降落:
(4)继续求功率损耗与始端功率:
31.(20分)A、B两系统并列运行,当A系统负荷增大500MW时,B系统向A系统输送的交换功率为300MW,如果这时将联络线切除,则切除后A系统频率为49Hz,B系统频率为50Hz,求:
(1)(10分)A、B两系统的单位调节功率KA、KB
(2)(10分)之后B系统负荷增大800MW,求联合系统的频率变化量与联络线功率流动
(1)两系统目前的状态为B系统向A系统输送300MW的功率,因此对此状态下的两系统分别列写方程:
(1)此时为联合系统,两系统为统一的频率,因此需要作为整体统一考虑。
B系统负荷增大时,系统频率的变化量为:
,因此系统频率变化量为-0.64Hz
此时对B系统来说,即B系统增加480MW功率,因此,此时联络线的功率,方向为从A系统输送到B系统。
32.(20分)35kV系统的等值电路图如图所示,QL1=100MVar,QL2=30MVar,QL3=60MVar。
各段线路电阻如图所示,设无功功率补偿设备总量为45MVar,试在不计无功功率网损的前提下,确定这些无功功率电源的最优分布。
计算由于无功功率流动产生的有功网损表达式为:
由等网损微增率,有:
计算得:
因此,QC2不能提供无功补偿,因此QC2=0;
对QC1与QC3列写等网损微增率:
33.(20分)某110kV系统网络图如下,当k点发生BC两相接地短路故障时
(1)(10分)求短路瞬间短路电流周期分量初值;
(2)(5分)求变压器T2中性点的电压值;
(3)(5分)求变压器T3中性线上的电流值;
首先将系统参数标幺化:
取
(1)为求短路电流周期分量初值,需要画出序网图,如下:
正序网:
负序网:
零序网:
(2)变压器T2中性点三相对称,因此正序、负序电压为0,只有零序电压;
因此在零序网中求得:
(3)由于中性线上只流过零序电流,因此在零序网中求得: