电力系统分析试题及参考答案.docx

1、电力系统分析试题及参考答案作业题一参考答案一、填空题1降压变压器高压侧的主分接头电压为 220kv，若选择22.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV。2电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。3输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。4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。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 。7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。8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

2、非对角元素为零。9系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的3倍。10减小输出电元件的电抗将提高（改善）系统的静态稳定性。二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。11同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（）否是不一定根据发电机的形式定12三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（）内层中间层外层独立设置13中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（）全补偿欠补偿过补偿有时全补偿，有时欠补偿14三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（）越大越小不变无法确定15变压器的电导参数GT，主要决定于哪一个实

3、验数据（）POPKUK%IO%16.当功率的有名值为sPjQ时（功率因数角为）取基准功率为Sn，则有功功率的标么值为（）PPPPcosSncosSnsinSnSn17.环网中功率的自然分布是（）与电阻成正比分布 与电抗成正比分布与阻抗成正比分布 与阻抗成反比分布18电力系统中 PQ节点的数量（ ）全都是大量的少量的必有且一般只设一个19潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（）-|-|min-|-|minijijijiji-j|maxi-j|i-j|maxi20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（）负载率网损率供电率厂用电率21电力系统的频率主要决定于（

4、）有功功率的平衡无功功率的平衡电压质量电流的大小22关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（）高峰负荷时允许中枢点电压略低低谷负荷时允许中枢点电压略低适用于用户对电压要求不高的场合适用于供电线路不长的场合23通过改变变压器变比，实质上（）改变了电压损耗的数值改变了负荷变化时次级电压的变化幅度改变了电力网的无功功率分布增加了整个电力系统的无功功率容量24三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（）一相中出现同时在两相中出现三相均不出现只有故障相出现其它相不出现25同步机的各种电抗间关系为()xdxqxdxdxqxdxdxdxdxqxdxdxdxdxqxd26.若ac两相发生短路，则基准相选

5、择为()a相b相c相a相和c27下网K点发生两相短路接地，其复合序网为图所示()(其中，1,2，0分别为正序、负序、零序阻抗)28越靠近电源点负序电压越 ( )低 高 不变 无法确定29作为判据 dPE0主要应用于分析简单系统的（ ）d暂态稳定 故障计算 静态稳定 调压计算30分析简单系统的暂态稳定性可以应用（ ）等耗量微增率准则 等面积定则 小干扰法 对称分量法三、简答题31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。32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（ 2分）和环形网络（ 2分）两类（1分）

6、。33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。34为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地， 当线路送端发生不对称接地时， 零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。四、简算题35某三相单回输电线路，采用 LGJ300型导线（计算外径 25.2mm）

7、，已知三相导线正三角形布置，导线间距离 D6m，求每公里线路的电抗值。解：计算半径：r25.212.6mm12.610-3m2几何均距：D=D=6mmDm0.0157x10.1445lgr60.1445lg0.015710312.60.403/km36。.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 15j10MVA，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。解：37某系统发电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：38网K点发生两相短路接地，求 K点短路电流值。五、

8、综合题39有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为 4.93j63.525，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。40某简单系统如图若在 K点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。作业题二参考答案一、填空题1.衡量电能质量的主要指标是：电压、频率、波形。2.我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用直接接地。3.一公里LGJ-300型的架空线路，其电阻大约为0.1。4.一个将10kV升到220kV的变压器，其额定变比为10.5/242。5.电厂供电负荷与综合用电负

9、荷的差别是前者包括网络损耗。6.潮流计算中，三类节点数量最多的是PQ节点。7.架空线路开路时，其末端电压比首端电压高。8.将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为低中高。9.常用的潮流计算的基本数学模型是节点电压方程。10.标么值近似计算中基准电压常选网络平均额定电压。二、选择题1.组成电力系统的几种主要元件是：BA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2.对电力系统运行的基本要求是：CA 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

10、经济，保证质量。3.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻 AA 一样B越大C越小D都不对4.在变压器的等值电路中，其导纳是BAGT+jBTBGT-jBTC-GT+jBTD-GT-jBT5.中性点不接地系统对设备绝缘的要求AA 高B低C不变D都不对6.架空线路采用导线换位的目的CA减小电抗B减小电纳C 减小三相参数的不对称D 都不对7.三类节点中，只有一个且必须有一个的是CAPQ节点BPV节点C平衡节点D 都不是8.NR迭代的主要优点是：BA 简单B收敛快C准确D占用内存少9.PQ迭代是在 B 基础上简化来的。A直角坐标形式的 NR迭代；B极坐标形式的 NR迭代；C GS迭代D 都不是10

11、变压器的运算负荷是 DA 变压器付方功率加上变压器阻抗的功率损耗；B变压器付方功率加上变压器导纳的功率损耗；C变压器副方功率加上变压器阻抗和导纳的功率损耗；D 在C的基础上，再加上变压器所联线路导纳中的功率。三、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=PGKGfKDf200=407400.20.2KD所以KD=60MW/Hz所以 负载的单位调节功率为 60MW/Hz。四、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源A的电压为求功率分布和各母线电压。（注：考

12、虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量121kV，U）。解设UC=U=0=1100NSBC10282(20j30)0.271j0.4071102SBSCSBC(10j8)0.271j0.4079.793j7.593SBSBSB40j309.793j7.95330.207j22.407SAB30.207222.4072(20j40)2.338j4.6761102SASBSAB30.207j22.4072.338j4.67632.545j27.083已知U=121kVAUAB32.5452027.0834014.332(kV)121UBUAUAB12114.332106.668(kV)UBC(9.7

13、93)20(7.593)303.972(kV)106.668UCUBUBC106.6683.972110.64(kV)五、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F1=3+0.3PG1+0.002PG12(t/h)2=5+0.3G2+0.0022(t/h)FPPG2两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dF10.320.002PG10.30.004PG11dPG12dF20.320.003PG20.30.006PG2dPG2按等耗量微增率准则分配负荷，令 1

14、=2，有0.3+0.004P=0.3+0.006PG1G2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(150PG1)0.004PG1=0.90.006PG10.01G1=0.9P于是解得P=90MWP=60MWG1G2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（ 3090100、3060100），因此，可做为最优分配方案。六、如图所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额

15、定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，cos=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV，变压器参数为Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。解变压器的电阻和电抗为RTPkUN216311024.93()1000SN21000202XTUk%UN210.51102)100SN1002063.5(末端最大和最小负荷为Smzx18cosj18sin180.8j180.614.4j10.8(MVA)Smin7cosj7sin70.8j70.65.6j4.2(MVA)按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为UUi

16、 maxi min10(12.5%)10.25(kV)10(17.5%)10.75(kV)在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得UUUIUmax14.44.9310.863.5imaxmax107.5UimaxUIUmin5.64.934.263.5imaxmax107.5Uimin解得UUi maxi min99.9(kV)104.6(kV)然而最大和最小负荷时分接头电压为UUUimaxUiN99.911T/maxUimax107.2(kV)10.25UiminUiN104.611T/minUimin107(kV)10.75UT/maxUT/min107.2107107.1(kV)U

17、TI22故选分接头电压为 110（1-2.5%）=107.25的分接头。校验低压母线电压：最大负荷时Uimax%UiN99.911Uimax10.25(kV)UTI107.25最小负荷时UiminUiN104.611Uimin10.73(kV)UTI107.25电压偏移：最大负荷时Umax%10.2510100%2.5%10最大负荷时Umin%10.7310100%7.3%7.5%10比较可知，所选择的分接头满足调压要求。作业题三参考答案一填空（35分每空1分）1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

18、动力部分也包括进来，就称为 动力系统 。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 。衡量电能质量好坏的指标是 电压 、 频率 和 波形 。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 。 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。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。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

19、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 。在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中， 无功功率 从电压高的一端流向电压低的一端， 有功功率 则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端， 这是交流电网功率传输的基本规律。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。10简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况。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。11电力系统的运行电压水平同

20、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 。12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。二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的， 请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1无限大功率供电系统，发生三相短路，短路电流非周期分量起始值（ 2 ）iapibpicpiapibpicpiapibpicpiapibpicp2.短路电流量最大的短路为（4 ）单相短路 两相短路 两相短路接地 三相短路3. 理想同发电机，q轴电抗的大小顺序是（2）xq=xqxqxqxqxq都不对4.a为旋转因子1+a+a2等于多少（1）01125.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（3）大小相等都不是6.系统中发生单接地故障时，零序回路中不包含（4）零序电流零序电压零序阻抗电源电势7. 两相短路接地故障中，附加阻抗Z为（4）Z0 Z2 Z0+Z2 Z0Z28. 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）大小相等无关系9.P曲线被称为（4）耗量特性曲线负荷曲线正弦电压曲线功角曲线10.故障计算可以应用（3）等面积定则小干扰法正序增广定则等耗量微增率原则三、简答题1. 列