电力系统分析.docx
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电力系统分析
一、填空题
1.输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。
2.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 额定电压 的数值差。
3.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。
4.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 。
5.衡量电能质量好坏的指标是 电压 、 频率 和 波形 。
6.我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用直接接地。
7.一个将10kV升到220kV的变压器，其额定变比为10.5/242
8.标么值近似计算中基准电压常选网络平均额定电压。
9.电力系统是电能的 生产 、输送、分配和 消费 的各个环节组成的一个整体。
其中输送和分配电能的部分称为 电力网 。
若把水电厂、火电厂的动力部分也包括进来，就称为 动力系统 。
10.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 。
11.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 。
12. 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。
13.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。
14.系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的 综合用电负荷 。
电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的 供电负荷 ，在此基础上再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的 发电负荷 。
15.简单不对称故障包括 单相接地短路、 两相短路 、 两相接地短路、 单相断开和 两相断开 等。
16.电力系统的运行电压水平同 无功功率平衡 密切相关。
电压调整的主要手段是：
改变发电机端电压； 改变变压器的变比 ； 无功功率补偿 。
17.通常系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用 负荷曲线 来描述。
18.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额定电压的数值差。
19.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。
20.为了保证可靠供电和良好的电能质量，电力系统有功功率必须在额定运行参数下确定，而且还应有一定的备用容量。
21.电力系统的单位调节功率标志电力系统负荷增加或减少时，在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下电力系统频率上升或者下降多少。
22.变压器二次侧额定电压一般比电网额定电压高10％。
23.电力系统的无功功率必须保持平衡，即电源发电无功功率与无功负载和无功损耗平衡。
这是保持电力系统电压水平的必要条件。
24.电力系统的无功负荷是以滞后功率因数运行的，用电设备所吸收的无功功率，电力系统的无功损耗是变压器的无功功率损耗和电力线路的无功功率损耗。
25.电力系统的备用容量是以热备用和冷备用的形式存在于系统中。
26.架空电力线路，在220kV线路中，为了减少电晕损耗和线路电抗，采取扩大导线面积，但又不增大截留部分面积，称为扩径导线。
二、单项选择题
1.同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ）
①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定
2.三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ）
①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定
3.变压器的电导参数GT，主要决定于哪一个实验数据（ ① ）
①△PO ②△PK ③UK% ④IO%
4.当功率的有名值为s＝P＋jQ时（功率因数角为
）取基准功率为Sn，则有功功率的标么值为（ ③ ）
①
②
③
④
5.在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ② ）
①负载率②网损率③供电率④厂用电率
6.电力系统的频率主要决定于（ ① ）
①有功功率的平衡②无功功率的平衡
③电压质量④电流的大小
7.关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ）
①高峰负荷时允许中枢点电压略低
②低谷负荷时允许中枢点电压略低
③适用于用户对电压要求不高的场合
④适用于供电线路不长的场合
8.通过改变变压器变比，实质上（ ③ ）
①改变了电压损耗的数值②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度
③改变了电力网的无功功率分布④增加了整个电力系统的无功功率容量
9.组成电力系统的几种主要元件是：
B
A电源、电阻、电感、电容B发电机、变压器、线路、负荷
C发电厂、变电所、变压器、线路D发电机、变压器、线路、开关
10.对电力系统运行的基本要求是：
C
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。
11.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻A
A一样B越大C越小D都不对
12.在变压器的等值电路中，其导纳是B
AGT+jBTBGT-jBTC-GT+jBTD-GT-jBT
13.短路电流量最大的短路为（ 4 ）
①单相短路②两相短路③两相短路接地④三相短路
14.在发电机稳态运行状态中，机械功率PT与电磁功率相比，将（ 3 ）
①大②小③相等④无关系
15.连接220kV电力系统和110kV电力系统的降压变压器，其额定变比应为（D）
A．220/110kVB．220/115.5kVC．242/121kVD．220/121kV
16.架空输电线路采用分裂导线的目的是（A）
A.减小线路电抗B.减小线路电阻C.减小线路电容D.增大线路电抗
17.变压器参数BT由试验数据确定。
（B）
A．
B．
C．
D．
18.变压器的电抗参数
由实验数据确定。
（A）
A.
B.
C.
D.
19.变压器的电阻参数
由实验数据确定。
（D）
A．
B．
C．
D．
20.如果三相功率基准值为
、线电压基准值为
，则阻抗基准值为（D）
A．
B．
C．
D．
21.输电线路的电压降落是指（A）
A.线路始端电压与末端电压的相量差B.线路始端电压与末端电压的数值差
C.线路始端电压与额定电压的数值差D.线路末端电压与额定电压的数值差
22.输电线路的末端电压偏移是指（D）
A.线路始端电压与末端电压的相量差B.线路始端电压与末端电压的数值差
C.线路始端电压与额定电压的数值差D.线路末端电压与额定电压的数值差
23.输电线路的电压损耗是指（B）
A．线路始端电压和末端电压的相量差B．线路始端电压和末端电压的数值差C．线路末端电压和额定电压的数值差D．线路始端电压和额定电压的数值差
24.电力系统有功负荷在发电机间最优分配的原则是（C）
A．等面积定则B．等网损微增率准则
C．等耗量微增率准则D．最优网损微增率准则
25.电力系统频率的一次调整通过实现。
（A）
A．调速器B．调频器C．励磁调节装置D．继电保护装置
26.在高压系统中，最恶劣短路情况是指（A）
A．短路前空载，短路发生在电源电动势瞬时值过零时
B．短路前空载，短路发生在电源电动势瞬时值最大时
C．短路前负荷电流最大，短路发生在电源电动势瞬时值过零时
D．短路前负荷电流最大，短路发生在电源电动势瞬时值最大时
27.发电厂高压母线发生短路时，短路电流冲击系数取（C）
A．1.8B．1.9C．1.85D．2.0
三、判断题
1.无备用接线方式不适用于一级负荷比重较大的场合。
（√）
2.110kV电力网采用中性点直接接地方式。
（√）
3.输电线路的电导是反映输电线路的电晕损耗和泄露损耗的参数。
（√）
4.三相输电线路导线之间的距离越大，其电抗越小。
（×）
5.任何情况下总有线路始端电压高于线路末端电压。
（×）
6.在高电压电磁环网中，改变变压器变比主要改变电网的无功功率分布。
（√）
7.事故备用应全部设置为热备用。
（×）
9.负荷备用应为热备用。
（√）
10.电力系统无功电源最优分布的目的是在保证电力系统安全运行和电能质量的前提下，使全网的有功功率损耗最小。
（√）
11.电力系统频率的一次调整属于有差调节。
（√）
12.无功负荷的最优补偿应以经济效益最大为目标。
（√）
13.对于无功功率不足引起电压水平偏低的电力系统，可以通过调整系统内变压器的变比使系统电压水平恢复正常。
（×）
14.对于无功功率不足引起电压水平偏低的电力系统，应首先考虑增加无功补偿设备。
（√）
15.无限大功率电源的端电压和频率保持不变。
（√）
16.无限大功率电源供电情况下发生三相短路时，短路电流中的非周期分量从短路瞬间的起始值按指数规律逐渐衰减到零，周期分量幅值从短路开始时的数值按指数规律逐渐衰减到稳态值。
（×）
17.短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流。
（√）
18.不对称短路时，故障处的负序电压最高，发电机中性点处负序电压为零。
（√）
19.
三、简答题
1.电力变压器的主要作用是什么？
答：
电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。
2.简单闭式网分为哪些类网络？
答：
简单的闭式网可分为两端供电网络和环形网络两类。
3.为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？
答：
通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。
4.什么是电晕现象？
如何避免？
高压线路表明周围的电场强度高于周围空气的击穿强度，会使空气游离发生放电现象，这种现象称之为电晕现象。
避免措施是增加导向的等值半径，如采用扩径导线、分裂导线。
5.什么是中枢点调压方式中的逆调压它适用于什么情况。
所谓中枢点逆调压方式，就是在最大负荷时提高中枢点电压，在最小负荷时降低中枢点电压。
适用于中枢点供电至各负荷的电力线路较长，各负荷的变化规律一致相同，且各负荷变动较大的情况。
6.在下图所示的电力系统中，输电线路的额定电压如图所示，请写出发电机和变压器的额定电压。
答：
G：
10.5kV；T1：
10.5/242kV；T2：
220/121/38.5kV；T3：
110/6.6（或6.3）kV。
7.什么叫电压中枢点？
电压中枢点的调压方式有哪几种？
答：
电压中枢点是可以反应电力系统电压水平的主要发电厂或变电所母线。
电压中枢点的调压方式顺调压、逆调压和常（恒）调压三种。
四、简算题
1.某三相单回输电线路，采用LGJ－300型导线（计算外径25.2mm），已知三相导线正三角形布置，导线间距离D＝6m，求每公里线路的电抗值。
解：
计算半径：
2.110KV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：
3.某系统发动机组的单位调节功率为740MW/Hz,当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz,求负荷的单位调节功率。
解：
△PDO=△PG－KG△f—KD△f
200=40＋740×0.2＋0.2×KD
所以KD=60MW/Hz
所以负载的单位调节功率为60MW/Hz。
4.某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为
F1=3+0.3PG1+0.002
（t/h）
F2=5+0.3PG2+0.002
（t/h）
两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。
解两台发电设备的耗量微增率分别为
按等耗量微增率准则分配负荷，令λ1=λ2，有
0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2
而等约束条件为
PG1+PG2=150
联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。
把PG2=150-PG1代入式（A）有
0.3+0.004PG1=0.3+0.006（150—PG1）
0.004PG1=0.9—0.006PG1
0.01PG1=0.9
于是解得PG1=90MWPG2=60MW
此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（30<90<100、30<60<100），因此，可做为最优分配方案。
5.电力系统接线下图所示。
其中，
发电机G1：
SN1=∞
=0
=1
发电机G2：
SN2=100/0.85
=0.125
=1
变压器T1：
SNT1=120MVAUk%=10.5
线路l1：
l1=50kmx1=0.4Ω/km
线路l2：
l2=40kmx2=0.4Ω/km
当母线4发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值
、冲击电流iM。
（SB=100MVA，UB=Uav，KM=1.8）
6.有一回电压等级110kV，长为150km的输电线路，末端接一台容量为31.5MVA的降压变压器，变比为110/11kV。
如图1所示，当A点实际电压为115kV时，求A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压。
（注：
Pk=190kW，Uk%=10.5，P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）
解
线路LGJ—150
r1=0.21（Ω/km）
R=0.21
150=31.5（Ω）X=0.401
150=60.15（Ω）
B=2.84
10-6
150=4.26
10-6（S）
变压器：
设
C=110，0°
SA和A点电压求各点电压及电损耗
7.某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为
F1=3+0.3PG1+0.002
（t/h）
F2=5+0.3PG2+0.002
（t/h）
两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。
（15分）
解两台发电设备的耗量微增率分别为
按等耗量微增率准则分配负荷，令λ1=λ2，有
0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2
而等约束条件为
PG1+PG2=150
联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。
把PG2=150-PG1代入式（A）有
0.3+0.004PG1=0.3+0.006（150—PG1）
0.004PG1=0.9—0.006PG1
0.01PG1=0.9
于是解得PG1=90MWPG2=60MW
此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（30<90<100、30<60<100），因此，可做为最优分配方案。
8.如图三所示的网络中，当降压变压所10.5kV母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。
解
取SB=100MVAUB=Uav
8.．简单电力系统的接线如下图所示，各电力元件的有关参数已标于图中，请计算空载情况下K点发生三相短路时的短路电流周期分量起始有效值、短路冲击电流和最大有效值电流。
解：
取
则发电机、变压器和线路的电抗标幺值如下：
、
、
。
由于短路前空载所以发电机的空载电势等于其额定电压，即
，三相短路时的单相等值电路如下图所示：
由图可得：
短路点电流有名值为：
短路点冲击电流为：
短路点最大有效值电流为：
。
答：
起始短路电流有名值为
，冲击电流为
，最大有效值电流为
。
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