电力系统分析复习题.docx
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电力系统分析复习题
电力系统分析复习题
单项选择题
1.
发电机、变压器、线路、负荷发电机、变压器、线路、开关
组成电力系统的几种主要元件是（）A电源、电阻、电感、电容BC发电厂、变电所、变压器、线路D
2.对电力系统运行的基本要求是（）
A在优质前提下，保证安全，力求经济；
B在经济前提下，保证安全，力求优质；C在安全前提下，保证质量，力求经济；D在安全前提下，力求经济，保证质量。
3.
环网中功率的自然分布是（）
C.按等耗量微增率分配D.按等水煤换算系数分配
7.无载调压变压器的分接头位置改变（）
A.可在工作时改变B.须退出工作后改变
C.与其运行状态无关D.与有载调压变压器的改变相同
8.常调压是指（）
A.高峰负荷时，将中枢点电压调高；低谷负荷时，将中枢点电压调低
B.高峰负荷时，将中枢点电压调低；低谷负荷时，将中枢点电压调高
C.高峰负荷、低谷负荷时，中枢点电压为一接近不变的值
D.高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电压也调高
9.系统中发生单接地故障时，零序回路中不包含（）
A电源电势B零序电压C零序阻抗D零序电流
10.两相短路接地故障中，附加阻抗Z△为（）
AZ0ΣBZ2ΣCZ0Σ+Z2ΣDZ0Σ∥Z2Σ
11．电力系统分析中，有功功率的单位常用（）
A．VarB.MVA
C．MWD.MVar
12．中性点不接地系统发生单相接地故障，中性点对地电位升高为（）
A．相电压B.线电压
C.2倍的相电压D.2倍的线电压
13．电力系统的主要组成部分是（）
A．发电机、变压器、线路及用电设备B.输电和配电设备C．锅炉、汽机、发电机D.输电设备和用户
14．三绕组变压器的分接头，一般装在（）A．高压和低压绕组B.高压和中压绕组
C．中压和低压绕组D.三个绕组都装
15．三相架空输电线路导线间换位的目的是（）A．使三相导线张力相同B.使换位杆塔受力均匀
C．使三相导线长度相等D.减少三相参数的不平衡
16．节点导纳矩阵为方阵，其阶数等于（）
A．网络中所有节点数B.网络中除参考节点以外的节点数
C．网络中所有节点数加1D.网络中所有节点数加217．P—Q分解法和牛顿一拉夫逊法进行潮流计算时，其计算精确度是（）A．P—Q分解法高于牛顿一拉夫逊法B.P—Q分解法低于牛顿一拉夫逊法C．两种方法一样D.无法确定，取决于网络结构
18．电力系统有功功率负荷最优分配的目标是（）
A．电压损耗最小B.有功功率损耗最小
C．无功功率损耗最小D.单位时间内消耗的一次能源最小
19．发电机的单位调节功率可以表示为（）
20．逆调压是指（）
A．高峰负荷时，将中枢点的电压调高；低谷负荷时，将中枢点的电压调低B.高峰负荷时，将中枢点的电压调低；低谷负荷时，将中枢点的电压调高C．高峰负荷，低谷负荷时中枢点的电压均调低
D.高峰负荷，低谷负荷是中枢点的电压均调高
C．大扰动分析D.静态稳定分析
27．若作用于发电机转子的机械功率大于电磁功率，发电机转子转速将（）A．增加B.减小
C．不变D.先减小后增加
28．发电机出口发生三相短路时，发电机的输出功率为（）A．额定功率B.功率极限
C．0D.额定功率的75％
29．500kV高压输电网串联电容的主要目的是（）A．经济调度B.电压调整
C．频率调整D.提高稳定性
30．利用等面积定则分析简单系统的暂态稳定性，当最大可能的减速面积小于加速面积，则系统的暂态稳定性将（）
A．失去B.保持
C．为临界稳定D.至少能运行30分钟后失去稳定
填空题
1.衡量电能质量好坏的指标是、和。
2.电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有、及。
3.是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有。
4.短路是电力系统的严重故障。
、和是校验电器设备的重要数据。
5.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和表示。
6.对电力系统运行的基本要求是：
保证，保证，
7.调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的。
8.复合故障一般是指某一时刻在电力系统发生故障。
9.用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为。
10.在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：
和。
11.负荷曲线是指的关系。
12.线路的电压降落是指线路始末两端电压的。
13.N个节点的电力系统，其节点导纳矩阵为阶。
14.在短路电流计算公式中，θ角表示定子a相绕组轴线与之间夹
角。
15.发电机组有功功率静态频率特性曲线斜率的负值称为。
16.电力系统电压中枢点是指。
17.一组非对称的三相量可以分解成三组的三相量。
18.短路电流最大可能瞬时值，称为。
19.暂态稳定性是研究系统在扰动下的稳定性问题。
20.在同一系统中，为使系统维持暂态稳定性，使极限切除角最小所对应的短路故障应是
。
21.输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和。
22.输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路
的数值差。
23.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和表示。
24.调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的。
25.复合故障一般是指某一时刻在电力系统发生故障。
填空题答案：
1.衡量电能质量好坏的指标是电压、频率和波形。
2.电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有同步调相机、静电电容器及静止补偿器。
3.对称分量法是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。
4.短路是电力系统的严重故障。
短路冲击电流、短路电流最大有效值和短路容量是校验电器设备的重要数据。
5.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。
6.对电力系统运行的基本要求是：
保证供电的可靠性，保证电能的良好质量，提高运行的经济性。
7．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。
8．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。
9．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为零。
10.在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：
牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法。
11.负荷相对于时间变化
12.相量差
13.n
14.转子d轴
15.发电机组的单位调节功率
16.某些能反映系统电压水平的主要发电厂或变电所母线
17.对称
18.冲击电流
19.大
20.三相短路
21.电阻
22.额定电压
23.功率
24.频率
25.二个及以上地方简答题
1.我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？
各有什么特点？
答：
各种电气设备都是按额定电压设计和制造的，只有在额定电压下运行，电气设备才能获得最佳的效益和性能。
电压如果偏离额定值，轻则影响经济效益，重则危及设备安全。
电压调整的目标是使各类用户的电压保持在规定的允许偏移范围内。
我国电力系统的运行方式主要有中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。
中性点不接地系统要求的绝缘水平最高，有选择性的接地保护比较困难，但能避免产生很大的单相接地电流，供电可靠性较高，对通信干扰不严重。
中性点经水弧线圈接地系统比中性点不接地系统的单相接地电流小，要求的绝缘水平低。
中性点直接接地系统降低了绝缘水平，也有利于继电保护工作的可靠性，但中性点直接接地电力网在单相接地时，将产生很大的单相接地电流，供电可靠性低，对通信干扰严重。
2.为什么必须进行电压调整？
电压调整的目标是什么？
答：
各种电气设备都是按额定电压设计和制造的，只有在额定电压下运行，电气设备才能获得最佳的效益和性能。
电压如果偏离额定值，轻则影响经济效益，重则危及设备安全。
电压调整的目标是使各类用户的电压保持在规定的允许偏移范围内。
3.节点导纳矩阵怎样形成？
各元素的物理含义是什么？
答：
节点导纳矩阵的对角线元素为自导纳，等于该节点相连支路的导纳之和，其物理意义是；在该节点施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经该节点向网络中流入的电流；节点导纳矩阵的非对角线元素为互导纳，互导纳Yij等于节点i和j之间所连支路元件导纳的负值，其物理意义是：
在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经节点j注入网络的电流。
4.电力系统的定义是什么？
电力系统、动力系统和电力网有什么区别？
答：
电力系统就是有大量发电机、变压器、电力线路和负荷组成的旨在生产、传输、分配和消费电能的各种电气设备按一定的方式连成的整体。
动力系统不但包括电力系统，还包括发电厂的动力设备，如水电厂的水轮机、水库等等。
电力网是电力系统中传输何分配电能的部分。
由此可见，动力系统包括电力系统，而电力系统又包括电力网。
5.简述电力系统运行的基本要求。
答：
保证系统运行的安全可靠性。
保证良好的电能质量。
保证系统运行的经济性。
6.电力系统有功功率的平衡频率有什么影响？
系统为什么要设置有功功率备用容量？
答：
互联成网的交流电力系统在稳态运行方式下具有同一频率，当系统中出现有功功率不平衡时，如有功功率电源不足或负荷增大时，将会引起频率下降，反之将造成系统频率过高。
系统设置有功功率备用容量是为了满足频率调整的需要，以便在发电、供电设备发生故障或检修时，以及系统负荷增长后，仍有充足的发电设备容量向用户供电，保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。
7.电力系统潮流计算时节点是如何分类的，具体说明各种节点的作用。
答：
系统中的节点因给定变量的不同而分为三类：
第一类称为PQ节点，对这类节点注入功率是给定的，待求的则是节点电压的大小和相位，属于这一类节点的有：
按给定有功、无功功率发电的发电厂母线和没有电源的变电所母线。
第二类称为PV节点，对这类节点，注入有功功率和节点电压大小是给定的，待求的是注入无功功率的节点电压的相位，有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线都可选为PV节点；第三类称为平衡节点，潮流计算时，一般只设一个平衡节点，对这个节点，节点电压大小和相位是给定的，待求的是注入节点的功率，担任调整系统频率任务的发电厂母线往往被选取作为平衡节点。
8.简述电力系统的电压调整可采用哪些措施？
答：
电力系统的电压调整可采用的措施有：
改变发电机端电压调压；改变变压器电压比调压；补偿无功功率调压；改变电力线路参数调压。
9.电力系统运行中常用的变量约束条件有哪些？
答：
1）所有节点电压必须满足即节点电压幅值在一定的范围之内；
2）所有的电源节点的有功功率和无功功率必须满足条件及
3）某些节点之间电压的相位差应满足这是为了保证
系统运行的稳定性。
10.电力系统采用标么值进行计算，有什么好处？
答：
1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标么值与相电压的标么值相等，三相功率的标么值和单相功率的祭么值相等；2）只需确定各电压级的基准值，而后直接在各自的基准值下计算示么值，不需要进行参数和计算结果的折算；
3）用标么值后，电力系统的元件参数比较接近，易于进行计算和对结果进行分析比较。
基准值SN和UN原则上是可以任意确定的。
11.电力系统中一般如何选择调频厂？
答：
从可调容量和调整速度这两个对调频厂的基本要求出发，系统中有水电厂时，一般应选水电厂作调频厂；没有水电厂水厂不宜承担调频任务时，例如洪水季节，则选中温中压火电厂。
选择水电厂作调频厂经济上也较合理。
12.电力系统运行的基本要求是什么?
答：
保证供电的可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。
13.进行潮流计算时，对节点是如何分类的?
答：
分为三类节点，分别为PQ节点，PV节点和平衡节点。
14.试说明隐极式同步发电机突然三相短路时定、转子电流中所含的成分。
答：
定子：
基波分量，非周期分量，转子：
直流量、基波分量。
15.试写出C相单相短路序分量电流边界条件方程。
答：
ic1=ic2=ic
16.说明电力网络节点导纳矩阵的特点及其元素的物理意义
答：
若电力网络有n个节点
1.节点导纳矩阵是n阶复系数方矩阵，由于接地支路的存在，所以它是非奇异矩阵。
2.考虑实际电网母线平均只与3~5线路或变压器相连，鉴于YijYjiyij,（ji）及
Yij0,（ji），所以实际电力网络的节点导纳矩阵是非常稀疏的对称复系数矩阵。
一般情况下，n节点电力网络节点相量方程可以简记为：
YU=I
其中节点导纳矩阵Y为nn阶复系数矩阵，U为n维节点电压相量构成的复向量，I为n维节点注入电流相量构成的复向量。
节点导纳矩阵元素Yik的物理意义为（包括ik时的自导纳和ik时的互导纳）：
当电力网络除k节点其余节点皆接地情况下，节点i注入电流相量同施加于节点k的电压之比。
17.列写极坐标和直角坐标形式的节点功率平衡方程
答：
电压用极坐标表示的节点功率平衡方程。
PiUiUj（GijcosijBijsinij）,（i1,2,,n）
ji
QiUiUj（GijsinijBijcosij）,（i1,2,,n）
ji
电压用直角坐标表示的节点功率平衡方程。
Piei（GijejBijfj）fi（GijfjBijej）,（i1,2,,n）jiji
Qifi（GijejBijfj）ei（GijfjBijej）,（i1,2,,n）jiji
18.比较牛顿潮流算法与快速解耦潮流算法的优缺点答：
快速解耦法和牛顿法的不同，主要体现在修正方程式上面。
比较两种算法的修正方程式，快速解耦法具有以下特点：
其一，用解两个维数分别为n-1和m的修正方程代替牛顿法的一个n+m-1维的修正方程，计算内存需求几乎是牛顿法的60%；其二，不同于牛顿法的每次
迭代都要重新形成雅可比矩阵，快速解耦法的雅可比矩阵B和B是二个常数对称阵，为此只需在进入迭代循环以前一次形成并进行三角分解组成因子表，在迭代过程中就可以反复应用，为此每次迭代所需的时间几乎是牛顿法的1/5。
就收敛特性比较：
由于B和B矩阵在迭代过程中保持不变，在数学上属于“等斜率的伪牛顿”法，因此快速解耦法将从牛顿法的平方收敛特性退化为线性收敛特性。
即快速解耦法收敛所需的迭代次数要比牛顿法多，但由于每次迭代所需的时间远比牛顿法少，所以总的计算速度仍有大幅度的提高。
快速解耦法采取的一系列简化，只影响迭代过程，不影响潮流计算结果的精度，两种算法判断收敛的条件是基本一致的。
当电网中存在串联电阻相对于串联电抗表较大的元件时，快速解耦法往往存在收敛困难的问题。
最后需要指出的是快速解耦法可以采用和牛顿法相同的电网及节点注入输入文件，相同的“平直电压”启动计算初值。
19.阐述潮流计算的基本任务与意义。
答：
电力系统常规潮流计算的任务是根据给定的电网结构、发电计划及负荷分布情况，求出整个电网的运行状态，其中包括各节点母线的电压、相角、线路输送的有功和无功功率等。
潮流计算的结果，无论是对于现有系统运行方式的分析研究，还是对电网规划阶段中供电方案的确定都是必不可少的。
它为判别这些运行方式及规划设计方案的合理性、安全性、可靠性及经济性提供了定量分析的依据。
此外，潮流计算的结果也作为其它计算的基础，例如电力系统短路电流计算、静态及暂态稳定计算等。
另外潮流计算在电力系统实时安全监控中也有广泛的应用，根据实时数据库提供的信息，随时判断系统当前的运行状态的安全性并对预想事故进行分析，这些分析往往需要重复进行潮流计算。
由此可见，潮流计算是电力系统分析与规划中应用最为广泛、最基本的一种电气计算。
四、综合题计算题
1.额定运行的同步发电机，参数为xd=1.0，xq=0.6，cosφ=0.85，试计算其电势EQ和Eq。
解：
Xd/有名值XdZN0.27.351.47（）
2.已知某均一两端供电网如图所示，单位长度阻抗为r1+jx1=0.1+j0.4，率分点。
求功
解：
=13.75+j8.67+1.08+j4.31=14.83+j12.98（MVA）
=14.83+j12.98-10-j6=4.83+j6.98（MVA）
∴节点3既为有功分点，又为无功分点。
3.如图所示系统中，K点发生两相接地短路，求短路点故障相短路电流的值。
解：
SB=60MVA,UB=Uav
60
Xd=X2=0.12×60=0.12
10.560
XT*=1100.50×6600=0.105
Xl==0.181
XLo=3xL=0.543
正序网
X∑
（1）=0.12+0.105+0.181=0.406
X∑
（2）=X∑
（1）
零序网
X∑（0）=0.105+0.543=0.65
If
（1）==1.53
If（1,1）=3××If
（1）
=3××1.53=2.32
Id有名值=2.32×=0.699（KA）
4.
110KV单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV，末端负荷为15＋j10MVA，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。
解：
（1）设全网电压为UN=110KV
=-j1.1×10-4×1102=-j1.331Mvar
=15+J8.669MVA
=4.496+j0.992MVA
=15.496+j9.661MVA
=-j1.1×10-4×1102=-j1.331Mvar
=15.496+j8.33MVA
（2）令
=109.997-j3.678=110.058
5.有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93＋j63.525Ω，
已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调
压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。
解：
（2）按最小负荷时无补偿情况来选择变压器分接头
=105.35KV选用110-2.5%，即107.25/11KV接最大负荷时调压要求确定QC容量
（3）验算：
最大负荷时补偿设备全部投入
=99.85KV
=99.85×1071.125=10.24KV
最小负荷时=102.96×11/107.25=10.56KV
6.
如图2所示网络，求短路冲击电流、短路电流最大有效值及短路功率。
解：
（1）用标幺值表示的等值网络（取SB100MVA，用平均额定电压进行计算）
把以自身容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值
SdSB10038.4MVAdX2.606
短路冲击电流，取Kch1.8
ich2KchId21.82.115.37kA
7．一汽轮发电机组调差系统,基准值100MV，50Hz。
当发电机的频率下降
了0.02Hz，系统调整到稳态运行，求发电机输出频率的增加。
解：
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