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1、电力系统分析基础复习及练习题目1电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？ 答:电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。动力系统：电力系统和动力部分的总和。2变压器中性点的消弧线圈的作用是什么？答：中性点非直接接地系统发生单相接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的

2、感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电。3电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。4电力系统运行的特点和要求是什么？答：特点：a电能与国民经济各部门联系密切b电能不能大量储存c生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割d电能生产、输送、消费工况的改变

3、十分迅速e对电能质量的要求颇为严格。 要求：对电力系统运行的基本要求可以简单地概括为：“安全、可靠、优质、经济”。即保证供电的安全可靠性，保证可靠的持续供电，保证良好的电能质量，保证系统运行的经济性。5什么是电力系统短路故障？电力系统短路的类型有哪些？哪些类型与中性点接地方式有关？不对称短路故障有哪些种类？短路故障的后果是什么？简述短路的现象和危害？答：短路故障是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接(发生通路的情况)。短路类型有三相短路、两相短路、单相短路接地、两相短路接地。单相短路接地、两相短路接地与中性点接地方式有关。不对称短路故障有两相接地短路、单相接地短路、两相短路

4、3种 。后果：A短路将产生从电源到短路故障点巨大的短路电流，可达正常负荷电流的几倍到几十倍。短路电流在电气设备的导体间产生很大的电动力，将导致导体变形、扭曲或损坏。短路电流通过导体产生的热量而使其温度急剧上升，将导致设备因发热而损坏。B短路将引起系统电压的突然大幅度下降。系统中异步电动机将因转矩下降而减速或停转。C短路将引起系统中功率分布的突然变化。导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统稳定性。D不对称短路电流产生不平衡交变磁场。对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。现象及危害有：发热、电动力效应、电网中电压降低、干扰通信设备、改变电网的结构破坏系统的稳定6什么是横

5、向故障？什么是纵向故障？答：横向故障是相与相之间的故障。纵向故障是断线故障。7什么是短路冲击电流？出现冲击电流的条件是什么？ 答：是指短路发生在电感电路中、短路前为空载情况下的最大瞬时值。 条件是电路为空载下的感性电路（即90）8进行不对称故障分析的步骤是什么？答：进行不对称故障分析的步骤是：Step1：根据短路类型列写边界条件方程；Step2：将边界条件方程中各相分量用相应的序分量代替，并简化；Step3：根据简化后的边界条件方程组成复合序网；Step4：根据复合序网求解电压电流的各序分量；Step5：将电压电流的各序分量进行合成即可得到电压电流的各相分量。9我国中性点接地方式有几种?为什么

6、110kv以上电网采用中性点直接接地?110kv以下电网采用中性点不接地方式? 答:有不接地、直接接地、经消弧线圈接地三种接地方式。110kv以上电网采用中性点直接接地防止单相故障时某一相的电压过高。110kv以下电网采用中性点不接地方式可提高供电可靠性。10中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,各相对地电压有什么变化?单相接地电流的性质如何?怎样计算?答：故障相电压等于0，非故障相电压升高倍。单相接地电流为容性。11电力系统中性点接地方式有哪些？各有什么特点？答：小电流接地方式：A单相接地后非故障相对地电压升高为线电压，故线路绝缘应按线电压来设计B单相接地后三相电压仍对称，负荷仍能继续用

7、电，供电可靠性较高C适用于60kV及以下的低压配电系统。大电流接地方式的特点：A中性点直接接地系统中发生单相接地时需断开故障设备，中断用户供电，影响供电的可靠性；B单相接地短路时短路电流很大，将产生很大的电动力和热效应，可能造成故障范围的扩大和损坏设备。C巨大的接地电流将在导线周围产生较强的单项磁场，对附近的通信线路和信号回路产生电磁干扰。D中性点直接接地系统中，发生单相接地时，接地相对地电压为零，未接地相对地相电压基本不变，仍接近于相电压。这样，设备和线路对地的绝缘可以按相电压决定，降低造价，电压等级越高，其经济效益越明显。12什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣

8、的现象？答：自然功率为忽略电力线路电阻和对地电导时，末端接阻抗大小等于波阻抗时电力线路传输的功率。当远距离交流输电线路输送自然功率时，有以下特点：（1）电力线路各点电压和电流同相位；（2）电力线路各点电压大小相等，电力线路各点电流大小相等试解释高压电力线路在空载时的末端电压升高现象。13什么情况下可认为电源为无限大功率电源？它的特点是什么？答：当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的10%时，就可以近似认为此电源为无限大功率电源。特点：无限大功率电源的内阻抗为零，端电压保持恒定。14无限大容量电源供电系统发生对称三相短路周期分量是否衰减？ 答：不衰减。 15无限大容量电源供电系统发生对称三相短路是否

9、每一相都出现冲击电流？ 答：不是每一相都有冲击电流。只是某一相可能出现冲击电流。16无限大容量电源供电系统短路电流含哪些分量？交流分量、直流分量都衰减吗？衰减常数如何确定？答：含有直流分量、交流分量，其中交流分量不衰减，直流分量衰减。衰减常数Ta=L/R。 17当变压器带有一定负荷时，在其中要产生哪些功率损耗？空载时有无损耗？为什么？答：有功功率损耗和无功功率损耗。空载时有损耗，因为空载时变压器励磁支路仍消耗有功功率和无功功率。18变压器的分接头调整能否阻止当系统中武功不足引起的电压降低？为什么?答：不能。变压器的分接头只能改变无功分布，不能产生无功，因此无法阻止当系统中无功不足引起的电压降低

10、。19电力变压器的主要作用是什么？答：变压器的主要作用是升高或降低电压，还能起到将不同电压等级的电网相联系的作用。.20变压器短路电压百分数的含义是什么？ 答：含义是短路时变压器的漏抗压降。21.双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同？ 答：电力线路的等值电路忽略了电导G=0；对地支路性质不同，线路为容性，变压器为感性 22何为三绕组变压器最大短路损耗？答:最大短路损耗指两个100%容量绕组中流过额定电流，另一个100%或50%容量绕组空载时的损耗。 23有载调压变压器与普通变压器有什麽区别？在什么情况下宜采用有载调压变压器？答：区别是，有载变压器不仅可在有载情况下更改分接头，而且

11、调节范围比较大，这是普通变压器没有的功能。一般如果系统中无功功率充足，凡采用普通变压器不能满足调压的场合如长线路供电、负荷变动很大系统间联络线两端的变压器以及某些发电厂的变压器，均可采用有载调压变压器 24使用分裂导线有什么好处？在220kV及以上的超高压架空线路上，普遍采用分裂导线，采用分裂导线后，线路电感、线路并联电容会增大还是变小？答：改变导线周围的电磁场分布，减小线路阻抗和降低或消除电晕放电现象。采用分裂导线后线路电感变小，线路电容变大。25我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？简述对用电设备、发电及和变压器额定电压的规定。答：额定电压等级有（kV）：3、6、1

12、0、20、35、60、110、154、220、330、500、750、1000 平均额定电压有（kV）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525用电设备额定电压与电力系统额定电压相同。考虑电网中有电压损耗，为了尽量使用电设备在额定电压下工作，发电机比电力系统额定电压高5%。变压器一次侧相当于用电设备，规定其额定电压与电力系统额定电压相同，二次侧相当于发电设备，考虑到变压器漏阻抗很大，其额定电压一般比电力系统额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。26电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？ 答：三相功率S和线电压U、线电流I之

13、间的固定关系为。当功率一定时电压越高电流越小，导线的载流面积越小，投资越小；但电压越高对绝缘要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘设备投资越大。综合考虑，对应一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，又不应任意确定线路电压。考虑到现有的实际情况和进一步发展，我国国家标准规定了标准电压等级。27电力系统等值网络中，有名制和标么制分别表示什么含义？采用标么值计算有什么优点？在电力系统计算中，基准值如何选择？答：有名制：系统所有参数和变量都以有名值表示。标么值：系统所有参数和变量都以与它们同名基准值相对的标幺值表示，是个相对值,因此没有单位。采用标么值计算有以下优点：a简化

14、计算公式；b方便评估电压质量，容易判断计算的正确性；c容易进行设备特性的比较；基准值的单位与有名值的单位相同；阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值之间应该符合电路的基本关系。电压、电流的基准值为线电压、线电流。阻抗，导纳的基准值为相值。功率的基准值为三相功率。 28组成电力系统等值网络的基本条件是什么？如何把多电压级电力系统等值成用有名制表示的等值网络？ 答：进行电压等级归算;可把多电压级电力系统等值成用有名制表示的等值网络。29电力网络常用的数学模型有哪几种？ 答：节点电压法，回路电流法，割集电流法。 30对简单开式网络，潮流计算的内容及步骤是什么？答：A对于给定同一端功率和电压的情况：从给

15、定功率和电压的一端向另一端逐步推算。B对于给定不同端功率和电压的情况（一般为首端电压和末端功率）：Step1：除给定电压的节点外，其他节点电压均设为额定电压；Step2：从末端向首端计算功率分布，这里只计算功率分布；Step3：从首端向末端计算电压分布，这里只计算电压分布；Step4：将上次电压分布初值（计算值）和新的计算值进行比较，是否达到收敛条件，如未达到，返回Step2，否则，进行下一步。Step5：输出各节点电压大小和各支路功率。31在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几个类型，已知数和未知数是什么？答：（1）PQ节点，已知注入功率P,Q未知节点电压U和相角 （2）PV节点，已

16、知注入功率P,和电压U未知注入无功Q和相角 (3)平衡节点，已知节点电压U和相角，未知注入功率P,Q 32何谓PQ节点，PV节点及平衡节点？答：PQ节点：这类节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压和相位（V，）是待求量。通常变电所都是这一类型的节点。由于没有发电设备，故其发电功率为零。在一些情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂也作为PQ节点，因此，电力系统中绝大多数节点属于这一类型。PV节点：这类节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压相位是待求量，这类节点必须有足够的可调无功容量，用以维持给定的电压幅值，因而又称之为“电压控制节点”，一

17、般是选择有一定无功储备的发电厂和安装有可调无功电源设备的变电所作为PV节点。在电力系统中，这一类节点的数目很少。平衡节点的电压幅值和相位是给定的，而其注入有功功率和无功功率是待求量。平衡节点的A相电压相位是系统的相位基准，最后计算结果中的所有相位值都是以平衡节点的A相电压相位作为参考的，所以平衡节点在系统中只能有一个，且必须有一个，它对系统起到功率平衡的作用，可以向系统提供缺损的功率，也可以吸收系统中多余的功率。从理论上讲，平衡节点代表与系统相连的无穷大系统，实际应用中，一般选取系统中的主调频发电厂为平衡节点比较合理，最后计算结果中的平衡节点功率就是此发电厂必须向系统提供的功率。如果系统是与另

18、一更大的电力系统S相连，则也可以选取这个连接点作为平衡节点，最后计算结果中的平衡节点功率就是系统S通过平衡节点向系统提供的功率。另外如果系统是一独立系统且只有一个电源点，则必须选此电源点为平衡节点。33开式网络和环式网络潮流计算的内容及步骤是什么？ 答：开式网络步骤：1：作等值电路。2：化简。3：逐个递推求解。 环式网络步骤：1：作等值电路。2：化简。3：逐步递推计算出各节点的运算功率，运算负荷，从电源点将网络打开计算初步的功率分布，求出功率分点，然后形成两个开式网络进行计算。34节点导纳矩阵有什么特点？节点导纳矩阵如何形成和修改？其阶数与电力系统的节点有什么关系？ 答：特点：方阵，对称阵，稀

19、疏阵。阶数等于节点数 。35牛顿-拉夫逊法的基本原理是什么？其潮流计算的修正方程式是什么？用直角坐标形式表示的与用极坐标形式表示的不平衡方程式的个数有何不同？为什么？与节点导纳矩阵有什么关系？为什么牛顿-拉夫逊法对初值的要求比较严？答：基本原理：非线性曲线局部线性化。 采用极坐标时，较采用直角坐标表示时少（n-m）个PV节点电压大小平方值的表示式。 因对PV节点，采用极坐标表示时，待求的只有电压的相位角和注入无功功率，而采用直角坐标表示时，待求的有电压的实数部分、虚数部分和注入无功功率。前者的未知变量既少（n-m）个，方程式数也应相应少（n-m）个。 因为牛顿-拉夫逊法的基本思想是将函数或者方

20、程进行泰勒展开,将非线性曲线局部线性化,在选择初值时,若选择不好，结果会有很大误差,甚至发散。36PQ分解法是如何简化而来的？它的修正方程式什么？有什么特点？答：PQ分解法是由极坐标表示的牛拉法简化而来的。第一个简化：考虑了电力系统的一些特征（如网络参数，所以各节点电压相位角的改变主要影响各元件中的有功功率潮流从而影响各节点的注入有功功率；各节点电压大小的改变主要影响各元件中的无功功率潮流从而影响各节点的注入无功功率。 第二个简化：将雅可比矩阵中H、L化简 37高压输电线路在轻载时往往投入并联电抗器，这是为什么？答：高压输电线路轻载时由于线路的充电功率过大，线路的电压有可能过高。因此投入并联电

21、抗器，减少线路的充电功率，进而降低线路末端电压。38并联电容器补偿和串联电容器补偿有什么特点？其在电力系统中使用情况如何？答：并联电容器补偿是对系统进行无功补偿，串联电容器补偿是改变了线路的参数。39电力线路的正序电抗与负序电抗是否相等？正序电抗与零序电抗是否相等？答：电力线路的正序与负序电抗相等。因为电力线路是静止元件，无论通过正序电流还是负序电流都构成三相对称分量，由此得到的阻抗也应相等。不相等。线路零序阻抗比正序阻抗大。40发电机零序电抗为什么与中性点接地有关？ 答：中性点不接地时发电机无零序电抗，中性点接地时有零序电抗，因为不接地时零序电流无法流通，接地时零序电流可通过中性点流通。41

22、变压器零序激磁电抗和正序激磁电抗是否相同？说明理由。电力线路通过零序电流时，有架空线与无架空线的零序电流通路有何不同？答：不相同。电力线路通过零序电流时，有架空线的线路可以在导线与架空地线形成回路，而无架空线的零序电流通路为导线与大地形成的回路。42有架空线的零序电抗小发电机、变压器、线路的正序电抗与负序电抗是否相同？ 答：发电机的正序与负序电抗不同，变压器、线路正序与负序电抗相同。 43电源处与短路点哪一点的负序电压高？电源处负序电压值为多大？ 答：短路点的负序电压高，电源处负序电压值为44按结构区分，电力线路主要有哪几类？答：架空线路和电缆线路。 45架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作

23、用是什么？ 答：有导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具等构成。作用：(1):导线：传输电能。（2）避雷线：将雷电流引入大地以保护电力线路免受雷击。（3）杆塔：支持导线和避雷线。（4）绝缘子：使导线和杆塔间保持绝缘。（5）金具：支持、接续、保护导线和避雷线，连接和保护绝缘子。46什么是电力系统一次调频，什么是二次调频？答：一次调频：系统中所有的发电机都参与的调整任务，依靠调速器完成，是有差调节。二次调节：只有系统中的调频发电机组参与，依靠调频器完成，是无差调节。47什么是电晕现象？如何避免？答：高压线路表面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。它和输

24、电线路的电导G有关。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。48在架空输电线路中，为什么要进行导线换位？答：保证三相系统参数对成、减少对周围通讯线路的干扰49电网互联的优缺点是什么？答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组50导线型号LGJ

25、-300/40中各字母和数字代表什么? 答：L表示铝，G表示钢，J表示多股导线绞合。300表示铝线额定截面积为300， 40表示钢线额定截面积为40。51.电力系统的接线方式有哪些？各自的优缺点有哪些?答：接线方式:有备用接线和无备用接线。有备用接线优点：提高供电可靠性，电压质量高。缺点：不够经济。无备用接线优点：简单，经济，运行方便。缺点：供电可靠性差。 52负荷定义？何为综合用电负荷、供电负荷和发电负荷的定义和区别？答:负荷是电力系统中所有消耗功率的用电设备。综合用电负荷是将工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的功率总和相加。供电负荷是综合用电负荷加上网络中的损耗功率。发电

26、负荷是供电负荷加上厂用电。 53什么是备用容量？如何考虑电力系统的备用容量？备用容量存在形式有哪些？备用容量主要分为哪几种？各自用途是什么？ 答：备用容量：系统电源容量大于发电负荷的部分。系统调度部门应及时确切的掌握系统中各发电厂的备用容量。备用容量存在形式是系统中可投入发电设备的可发功率。备用容量可分为：热备用、冷备用或负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用。用途：热备用，指运转中的发电设备可能发的最大功率与系统发电负荷之差。冷备用，指未运转的发电设备可能发的最大功率。负荷备用，指调整系统中短时的负荷波动并担任计划外的负荷增加而设置的备用。事故备用，指用户在发电设备发生偶然性事故时，不受

27、严重影响维持系统正常供电。检修备用，指使系统中发电设备能定期检修而设置的备用。国民经济备用，指计及负荷的超计划增长而设置的备用。 54什么是机组耗量特征、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的单位相同，但其物理意义有何不同？ 答：耗量特性，发电设备单位时间内消耗的能源与发出有功功率的关系，即发电设备输入与输出的关系。比耗量，单位时间内输入能量与输出功率的比。耗量微增率，指耗量特性曲线上某一点切线的斜率 55何为电力系统负荷的有功功率-频率静态特性？何为发电机组有功功率-频率静态特性？何为有功负荷的频率调节效应？答：电力系统负荷的有功功率-频率静态特性是一个斜率.发电机组有功功率-频率静态特性

28、就是发电机组中原动机机械功率的静态频率特性。 有功负荷的频率调节效应是一定频率下负荷随频率变化的变化率56电力系统中无功负荷和无功损耗主要指什么？ 答：无功功率负荷是指各种用电设备中除相对很小的白炽灯照明负荷只消耗有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功功率外，大对数都要消耗无功功率。无功损耗，主要表现在变压器的励磁支路损耗和绕组漏抗损耗。57影响电压因素有哪些？ 答：电压等级、导线的截面积、线路的长度、线路中的无功流动等。58电压系统常见的调压措施有哪些? 答：有四种，1、改变发电机端电压2、改变变压器的变比3、借并联补偿设备调压4、改变输电线路参数。59 电压偏移、电压损耗和电压降落

29、、电压调整及输电效率的定义是什么？答：电压偏移为节点电压的实际值与额定值之差或线路始端或末端电压与线路额定电压的数值之差。电压损耗是两节点的电压大小之差或线路始末两端的电压的数值之差。电压降落是两节点的电压相量之差或线路始末两端的电压的相量之差。电压调整是线路末端空载与负载时电压的数值之差。输电效率是线路末端输出有功与线路始端输入有功的比。60电力系统电压调整的基本原理是什么？当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比调压？为什么？ 答：原理是常常在电力系统中选择一些有代表性的点作为电压中枢点，运行人员监视中枢点电压将中枢点电压控制调整在允许的电压偏移范围，只要中枢点的电压质量满足

30、要求，其他各点的电压质量基本上满足要求。当电力系统无功功率不足时不可以通过改变变压器的变比调压，因为这种调压方式只改变了系统的无功功率的流动，并没有产生新的无功，即使这一处的无功得到了补充，会在其他地方更加缺少无功。61电力系统中电压变动对用户有什么影响？答：电压变动会影响工农业生产产品的质量和产量，损耗设备，引起系统性的“电压崩溃”。造成大面积停电。电压降低异步电机转差率变大，使电动机各绕组电流增大，温度升高效率降低，缩短寿命。电炉会因电压过低而影响冶炼时间，从而影响产量。电压过高会使电气设备绝缘受损，尤其对于白炽灯电压高，其寿命将大为缩短，电压低其亮度和发光效率将大幅下降。 62什么是调差

31、系数？它与发电机组的单位调节功率的标么值有何关系？答：它与发电机组的单位调节功率的标么值的关系是互为倒数 63定期做电力系统无功功率平衡计算主要内容有那些？答：内容有1、参考累积的运行资料确定未来的、有代表性的预想有功功率日负荷曲线。2、确定出现无功功率日最大负荷使系统中有功功率的分配。3、假设各无功功率电源的容量和配置情况以及某些枢纽点的电压水平。4、计算系统中的潮流分布。5、根据潮流分布情况统计出平衡关系式中各项数据，判断系统中无功功率能否平衡。6、如果统计结果表明系统中无功功率有缺额，则应变更上列假设条件，重做潮流分布计算。而如果无功功率始终无法平衡，则应考虑增设无功电源。 64什么叫运

32、算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算? 答：运算功率：将变电所或发电厂母线上所连线路对地电纳中无功功率的一半并入等值电源功率。 运算负荷：将变电所或发电厂母线上所连线路对地电纳中无功功率的一半并入等值负荷。65电力系统频率偏高和偏低有哪些危害？答：电力系统频率的频率变动会对用户、发电厂、电力系统产生不利的影响。1.对用户的影响：频率的变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品质量，雷达、电子计算机等会因频率过低而无法运行；2.对发电厂的影响：频率降低时，风机和泵所能提供的风能和水能将迅速减少，影响锅炉的正常运行；频率降低时，将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，减短叶片寿命甚至使其断裂。频率降低时，变压器铁耗和励磁电流都将增加，引起升温，为保护变压器而不得不降低其负荷；3.对电力系统