完整版电力系统基础试题整合汇总.docx

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完整版电力系统基础试题整合汇总

电力系统基础试题

课程代码：

02300

一、填空题（每小题1分，共10分）

1.衡量电能质量的指标主要有电压、波形和___频率___。

2.在电力系统的潮流分布计算中，习惯上是直接用三相功率和__线____电压来计算。

3.频率的二次调整是由发电机组的调频器_进行调整。

4.双绕组变压器可供调整的分接头通常在__高压侧____。

5.简单短路中不对称短路有___3___种类型。

6.对称分量法是一种叠加法，适用于___线性___系统。

7.两相短路其故障相电流为正序电流的__

____倍。

8.对于简单电力系统，其静态稳定判据为__

____。

9.自动重合闸是提高系统__暂态稳定性  ____的主要措施之一。

10.在简单电力系统中，若加速面积大于减速面积，系统将失去_暂态稳定性  __。

11.我国电力系统的3KV以上的额定电压等级有6kv，10kv，35,60,110,220，330,500,750kv。

12．架空线路是由导线，避雷线，杆塔，绝缘子及金具等元件组成。

13.对电力系统运行的基本要求是，供电的可靠性，良好的电能质量，力求系统运行的经济性。

14.变压器损耗是由短路损耗和空载损耗两部分构成。

15.电力系统的有功和频率调整大体上可分为一次，二次，三次调整，所谓的一次调整指由发电机调速器进行的频率调整，二次调整指有发电机的调频器进行的频率调整，三次调整指按照负荷曲线及最优准则分配发电负荷。

二、单项选择题（每小题1分，共20分。

从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。

）

13.经过Y·d3接法的变压器由星形到三角形侧时，负序系统逆时针转过（  ③   ）

  ①120°          ②150°           ③90°            ④270°

14.电力系统K点发生单相短路（A相）对称分量以A相为准，其电流之间关系为（    ④ ）式所示。

 ①

   ②

     ③

    ④

15.若a、b两相发生短路接地，则基准相选择为（  ③   ）

  ①a相           ②b相             ③c相            ④b相和c相

18.下图系统在k点发生三相短路，各元件标么值电抗在元件下方，计算短路电流的总阻抗为（    4 ）

  ①xΣ=0.248                          ②xΣ=（0.125+0.105+0.08）∥（0.10）=0.075

  ③xΣ=0.41                           ④xΣ=0.31

19.电力系统发生三相短路，其冲击系数kimp与非周期分量的衰减时间常数Ta有关，当kimp=1时，回路的L，R，Ta的关系如（    3 ）

  ①L≠0R≠0     ②R=0 L≠0       ③L=0 R≠0      ④Ta=

20.为达到安装较少的补偿设备容量，选变压器分接头的情况应为（   2  ） 

①最小方式时电容器全部投入          ②最小方式时电容器全部退出

③最大方式时电容器全部投入        ④最大方式时电容器全部退出

22.影响系统频率的主要因素是（   4  ）

  ①电流            ②阻抗             ③无功         ④有功

23.潮流计算常用的计算方法是（    2 ）

  ①解析法          ②迭代法和牛顿法   ③积分法       ④差分法

24.计算初步功率分布的目的主要是为了（     1）

  ①寻找无功功率分点                    ②寻找有功功率分点

  ③寻找平衡节点                          ④寻找pu节点

25.电力系统潮流分布计算中，复功率

的单位是（   3  ）

  ①MW             ②MVar             ③MVA           ④KW

26.电力网某处的电流为2.5KA，当取基准值SN=100MVA,UN=10KV时，则该处电流的标么值应为（   3  ）

  ①

      ②

         ③

 ④

27.变压器的电抗参数XT，主要决定于哪一个实验数据（    3 ）

  ①

            ②

              ③Uk%          ④I0%

28.中性点不接地的电力系统，发生单相接地故障时，非故障相电压（  3   ）

  ①不变          ②升高

倍        ③升高

倍          ④升高2倍

29.用电设备的额定电压一般与所接网络的额定电压（  2   ）

  ①高5%         ②相同            ③低5%            ④低10%

30.用来支持或悬挂导线并使导线与杆塔绝缘的器件是（   3  ）

  ①杆塔          ②金具            ③绝缘子          ④保护包皮

三、简答题（每小题5分，共20分）

32.简要说明电力系统的电压调整可以采用哪些措施

答.①改变发电机端电压调压；②改变变压器变比调压③补偿无功功率调压；④改变电力线路参数调压。

33.什么是输电线路的电压损耗?

 答：

线路始末两端电压的数值差。

34.在电力系统潮流分布计算中，习惯上采用什么功率以及什么电压进行计算?

答.习惯上采用三相功率和线电压进行计算。

35、简述降低电网电能损耗的措施。

答：

（1）提高电力网负荷的功率因数，降低电网的电能损耗：

①合理选择异步电动机的容量及运行方式；②实现无功功率就地补偿，限制无功功率在电网中传送。

（2.5分）

（2）合理组织电力网的运行方式：

①电力网运行于重负荷状态时，应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗和电能损耗；②合理组织并联变压器的运行，减少功率损耗和电能损耗。

（2.5分）

36、提高导体最大允许载流量的措施有哪些？

答：

采用电阻率小，散热面积、散热系数大的材料（3分）和散热效果好的布置方式。

37．断路器和隔离开关在电力系统中的作用是什么？

它们在性能上有什么不同？

答：

（1）断路器的作用：

正常运行时，用于倒闸操作，改变系统的运行方式；故障时，切断电流，切除故障点，使非故障部分继续正常运行。

（2）隔离开关的作用：

隔离开关隔开电源，当检修线路或断路器时，形成一个检修人员也能看见的、明显的“断开点”；倒闸操作，分、合小电流。

（3）两者区别：

断路器有熄弧装置，可以切断短路时的大电流，隔离开关无熄弧装置，不能开断短路电流。

39.电力系统运行有什么特点及要求？

答：

特点：

电能不能存储；与国民经济及人民生活关系密切；过渡过程非常短暂。

要求：

安全，可靠，优质，经济供电。

40、某变电站采用双母线接线，有2条进线，4条出线，画出其电气主接线，并说明不停电检修工作母线的操作步骤？

（正常运行时，一组母线工作，另一组母线备用）

答：

（1）图

（2）闭合母联两侧的隔离开关QS1，QS2合QF向备用母线充电（0.5）；若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关，（1分）；待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。

41．何谓电力系统？

其中各部分的作用是什么？

答：

由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体，称为电力系统。

（2分）

作用：

发电机生产电能；变压器变换和分配电能；输电线路输送电能；用电设备消费电能。

（3分）

42．图示电力系统，若k点发生单相接地短路，试作出其零序等值网络

答：

43．下图所示简单电力系统拟配置相间短路的电流保护。

请给出图中各处（1QF、2QF和3QF）应配置的电流保护，并给出各电流保护的动作时间（取Δt＝0.5s）。

答：

①3QF处：

定时限过电流保护，tIII3＝0s（1分）②2QF处：

无时限电流速断保护＋定时限过电流保护；（1分）tI2＝0s，tIII2＝1s（1分）③1QF处：

无时限电流速断保护＋带时限电流速断保护＋定时限过电流保护；（1分）tI1＝0s，tII1＝0.5s，tIII1＝1s（1分）

44．试标明发电机和变压器两侧绕组的额定电压值（图中已标明的是电力系统的额定电压）？

2．G：

10.5KV

　T1：

10.5/242　KV　T2：

220/121/38.5　KV　　T3：

110/10.5　KV～11　KV

T4：

35/6.3　KV～6.6　KV　　　　　　　　　T5：

10.5/3.15　KV～3.3　KV

四．计算题

29．一条额定电压为110kV的输电线路，长100km，r0=0.15Ω/km，，x0=0.4Ω/km，，b0=2.74×10-6S/km，已知线路末端负荷为20MW，cosj=0.8，线路始端电压保持为116kV，试求线路末端的电压偏移和线路的输电效率。

（10分）

29．（共10分）解：

1）（3分）参数计算，画出等值电路

R＝r0l＝0.15×100=15ΩX＝x0l＝0.4×100＝40Ω

B＝b0l＝2.74×10-6×100＝2.74×10-4S

2）（4分）取Ui＝UN，计算功率分布

SLD＝PLD＋jPLDtgφ＝20＋j20×0.75＝20＋j15MV.A

ΔSy＝－jBUN2/2＝－j2.74×10-4×（110）2/2＝－j1.66MV.A

S2＝SLD＋ΔSy＝20＋j15＋（－j1.66）＝20＋j13.34MV.A

MV.A

S1＝S2＋ΔS＝20＋j13.34＋0.716＋j1.91＝20.716＋j15.25MV.A

SA＝S1＋ΔSy＝20.716＋j15.25－j1.66＝20.716＋j13.59MV.A

3）（3分）U1＝116kV，计算末端电压偏移和输电效率

kV

末端电压偏移＝

输电效率＝

30．如图所示网络，母线N空载，各元件的参数已标于图中。

试计算当k点发生三相短路时，短路点的短路冲击电流、短路容量和母线M的残余电压（有名值）。

（15分）

30．（共15分）解：

1）（4分）取Sd＝100MV.A，Ud＝Uav，各元件电抗标幺值计算如下：

发电机：

X1＝X2＝0.12×100/25＝0.48

E²1＝E²2＝10.5/10.5＝1.0

变压器：

X3＝X4＝0.105×100/20＝0.525

电抗器：

2）（4分）等值网络如右图所示。

网络化简：

Xk1＝X1＝0.48

Xk2＝X2＋X5∥（X3＋X4）＝0.48＋0.655∥（0.525＋0.525）＝0.883

3）（2分）起始次暂态电流计算：

G1提供的电流为：

I²1＝E²1/Xk1＝1/0.48＝2.083

G2提供的电流为：

I²2＝E²2/Xk2＝1/0.883＝1.133

4）（2分）冲击电流计算：

短路处的基准电流为：

kA

ish＝

kA

5）（1分）短路容量：

S²＝I²Sd＝（2.083＋1.133）×100＝321.6MV.A

6）（2分）流过母线M的电流为：

I²M＝I²2X5/（X3＋X4＋X5）＝1.133×0.655/（0.525×2＋0.655）＝0.435

母线M的残余电压：

UM＝UavMI²MX3＝115×0.435×0.525＝26.26kV

或（＝121×0.435×0.525＝27.63kV）

31．如图所示网络，变压器归算到高压侧的参数为ZT＝（2.4＋j40）W，变压器有5个分接头（110±2×2.5%）kV；10kV线路参数为r0＝0.65W/km，x0＝0.33W/km；变压器高压侧电压维持为110kV不变；最大负荷SLDBmax＝（20＋j12）MV·A，SLDCmax＝（0.6＋j0.48）MV·A，最小负荷SLDBmin＝（10＋j6）MV·A，SLDCmin＝（0.3＋j0.18）MV·A。

若C点电压偏移要求不超过±5％，且负荷SLDB要求B母线电压维持在10.2～10.8kV，试选择变压器分接头。

（提示：

首先应根据负荷SLDB和SLDC的调压要求确定母线B的调压要求）（15分）

31．（共15分）解：

⑴（6分）确定B点的调压要求：

ZL＝（0.65＋j0.33）×5＝3.15＋j1.65W

kV

kV

C点负荷对B点电压要求为：

（9.5＋0.27）～（10.5＋0.12）kV＝9.77～10.62kV

B点电压允许变化范围是：

（9.77～10.62）∩（10.2～10.8）＝10.2～10.62kV

⑵（7分）选变压器分接头

SBmax＝SLDBmax＋SLDCmax＝20＋j12＋0.6＋j0.48＝20.6＋j12.48MV.A

SBmin＝SLDBmin＋SLDCmin＝10＋j6＋0.3＋j0.18＝10.3＋j6.18MV.A

kV

kV

kV

kV

kV

选择最接近的分接头110×（1＋2.5%）＝112.75kV，变比K＝112.75/11=10.25

⑶（2分）校验：

kV＞10.2kV

kV＜10.62kV

满足调压要求。

32.如图所示网络，变压器参数为

=16000kV×A，D

=21kW，

%=0.85，D

=85kW，

%=10.5，变比K=110kV/11kV；10kV线路参数为r0=0.65W/km，x0=0.33W/km；变压器高压侧电压为115kV；负荷

=（11+j4.8）MV×A，

=（0.7+j0.5）MV×A。

试求c点电压

。

37解：

（1）各元件参数（2分）

变压器：

KT＝110/11＝10

10kV线路：

（2）等值电路（2分）

（3）功率分布计算（3分）

10kV线路：

变压器支路：

（4）电压计算（3分）

33、如图所示电力系统，各元件参数标么值如下：

发电机：

＝50MV×A，E=1.1，

=0.2，

=0.3；

变压器

：

＝60MV×A，

%=10.5；

=20W；

变压器

：

＝30MV×A，

%=10.5；

每回线路：

100km，

=0.4W/km，

=0.8W/km。

取

=60MV×A，求：

（1）k点短路的冲击电流；

（2）通过计算说明，k点发生何种类型的短路时流经变压器

中性点的电流最大？

解：

（1）参数计算（2分）

发电机：

变压器

：

变压器

：

输电线路：

（2）求k点短路的冲击电流（4分）

等值电路如图

（3）负序和零序等值电路如图（4分）

●

流经变压器

中性点的电流即为零序电流。

三相短路、两相短路的零序电流为0，因此只计算单相接地短路、两相接地短路。

单相接地短路：

两相接地短路：

可见，当k点发生两相接地短路时流经变压器

中性点的电流最大。

34．如图所示网络，母线N空载，各元件的参数已标于图中。

试计算当k点发生三相短路时，短路点的短路冲击电流、短路容量和母线M的残余电压（有名值）。

（15分）

34，（共15分）解：

1）（4分）取Sd＝100MV.A，Ud＝Uav，各元件电抗标幺值计算如下：

发电机：

X1＝X2＝0.12×100/25＝0.48

E²1＝E²2＝10.5/10.5＝1.0

变压器：

X3＝X4＝0.105×100/20＝0.525

电抗器：

2）（4分）等值网络如右图所示。

网络化简：

Xk1＝X1＝0.48

Xk2＝X2＋X5∥（X3＋X4）＝0.48＋0.655∥（0.525＋0.525）＝0.883

3）（2分）起始次暂态电流计算：

G1提供的电流为：

I²1＝E²1/Xk1＝1/0.48＝2.083

G2提供的电流为：

I²2＝E²2/Xk2＝1/0.883＝1.133

4）（2分）冲击电流计算：

短路处的基准电流为：

kA

ish＝

kA

5）（1分）短路容量：

S²＝I²Sd＝（2.083＋1.133）×100＝321.6MV.A

6）（2分）流过母线M的电流为：

I²M＝I²2X5/（X3＋X4＋X5）＝1.133×0.655/（0.525×2＋0.655）＝0.435

母线M的残余电压：

UM＝UavMI²MX3＝115×0.435×0.525＝26.26kV

或（＝121×0.435×0.525＝27.63kV）

35．如图所示电力系统，当取基准值Sd=60MV×A，Ud=Uav时，各元件参数标么值如下：

发电机G：

＝1，

＝0.06，x2=0.07，x0=0.02；变压器T1：

xT1=0.105；变压器T2：

xT2=0.105，xn=0.2；线路L：

xL1=xL2=0.18，xL0=0.54。

若k点发生a相接地故障。

求：

⑴k点a相短路电流的有名值。

⑵k点b相电压有名值。

解　

（1）k点发生a相短路时的各序网络如下图所示　　（6分）

　a相接地时

　　（5分）

（5）各序电压