電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析試題.doc

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析模擬試題71:8081/course/llbf/dzjg_1.html一單選題：（在本題的每一小題的備選答案中，只有一個(gè)答案是正確的，請(qǐng)把你認(rèn)為正確答案的題號(hào)，填入題干的括號(hào)內(nèi)，多選不給分。每小題1分，共10分） 1、下面所列各組電力網(wǎng)接線方式中，完全屬于有備用接線的一組是（ ）。 A、兩端供電網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、雙回線路輻射網(wǎng) B、雙回線路輻射網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、單回路鏈?zhǔn)骄W(wǎng) C、單回路輻射網(wǎng)、兩端供電網(wǎng)、單回路干線網(wǎng) 2、關(guān)于中性點(diǎn)不接地三相對(duì)稱系統(tǒng)的中性點(diǎn)對(duì)地電壓，下述說法中正確的是( )。 A、正常運(yùn)行時(shí)為零，單相接地時(shí)升高為線電壓； B、正常運(yùn)行時(shí)為零，單相接地時(shí)升高為相電壓； C、正常運(yùn)行時(shí)無法確定，單相接地時(shí)為相電壓。 3、220kv電力系統(tǒng)中性點(diǎn)應(yīng)采用的接線方式是（ ）。 A、不接地； B、直接接地； C、經(jīng)消弧線圈接地。 4、架空輸電線路采用分裂導(dǎo)線的目的是( )。 A、減小輸電線路電阻； B、減小輸電線路電抗； C、增大輸電線路電容。 5、500kv超高壓輸電線路兩端裝設(shè)并聯(lián)電抗器的目的是( )。 A、防止輸電線路重載時(shí)末端電壓降低； B、防止輸電線路輕載時(shí)末端電壓升高； C、防止輸電線路輕載時(shí)末端電壓降低。 6、關(guān)于單側(cè)電源電力網(wǎng)，下述說法中正確的是（ ）。 A、電力網(wǎng)的功率分布由負(fù)荷分布確定，其潮流無法調(diào)控； B、電力網(wǎng)的功率分布與線路阻抗有關(guān)，其潮流無法調(diào)控； C、電力網(wǎng)功率自然分布就是功率的經(jīng)濟(jì)分布。 7、在一個(gè)具有n個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的階數(shù)為( )。 A、nn階； B、（n1）（n1）階； C、（n1）（n1）階。 8、系統(tǒng)中有功功率不足，會(huì)造成( )。 A、電壓水平上升； B、電壓水平下降； C、頻率下降。 A、1號(hào)機(jī)組； B、2號(hào)機(jī)組； C、同時(shí)減小。 10、電力系統(tǒng)無功電源最優(yōu)分配的目的是（ ）。 A、使電力系統(tǒng)總的能源消耗最少； B、使電力網(wǎng)的有功損耗最小； C、使電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量最好。 二判斷題：（下列各題中，你認(rèn)為正確的，請(qǐng)?jiān)陬}干的括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)誤的打“”。每小題1分，共15分） 1、輸電線路首端電壓不一定總是高于末端電壓。（ ） 2、高壓系統(tǒng)中，有功功率總是從電壓相位超前的點(diǎn)向電壓相位滯后的點(diǎn)傳輸。（ ） 3、輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和環(huán)網(wǎng)的潮流分布都可調(diào)控。（ ） 4、在多電壓等級(jí)環(huán)形電力網(wǎng)中一定存在循環(huán)功率。（ ） 5、中等長(zhǎng)度線路是指100Km以下、300Km以下的線路。（ ） 6、35KV電力系統(tǒng)都采用中性點(diǎn)不接地的中性點(diǎn)運(yùn)行方式。（ ） 7、電力系統(tǒng)無功電源的最優(yōu)分配原則是等耗量微增率準(zhǔn)則。（ ） 8、任何兩端供電網(wǎng)的供載功率分布都不可能是經(jīng)濟(jì)功率分布。（ ） 9、同一電壓等級(jí)的所有電氣設(shè)備的平均額定電壓都相同。（ ） 10、多電壓等級(jí)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，線路串聯(lián)縱向加壓器主要改變電力網(wǎng)的無功功率分布。（ ） 11、未裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置的降壓變電站的低壓母線為PQ節(jié)點(diǎn)。（ ） 12、最大負(fù)荷時(shí)將電壓中樞點(diǎn)的電壓適當(dāng)升高，最小負(fù)荷時(shí)將電壓中樞點(diǎn)的電壓適當(dāng)降低，電壓中樞點(diǎn)的這種調(diào)壓方式稱為逆調(diào)壓。（ ） 13、有載調(diào)壓變壓器可以在不停電的情況下改變分接頭。（ ） 14、并聯(lián)電容器既可作為無功電源向系統(tǒng)送出（感性）無功功率，又可作為無功負(fù)荷從系統(tǒng)吸收（感性）無功功率。（ ） 15、我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)頻率偏移的規(guī)定是正常情況下不超過+ -5%。（ ） 三簡(jiǎn)答題：（每小題5分，共25分） 1、對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求是什么？ 2、對(duì)調(diào)頻電廠的基本要求是什么？什么電廠最適宜擔(dān)負(fù)系統(tǒng)調(diào)頻電廠？ 3、什么叫功率分點(diǎn)？標(biāo)出下圖所示電力系統(tǒng)的功率分點(diǎn)。 4、在下圖所示的電路中，變壓器的實(shí)際變比如圖所示，并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器中有無循環(huán)功率存在？為什么？如果循環(huán)功率存在的話，請(qǐng)指出循環(huán)功率的方向。 5、在無功電源不足引起電壓水平普遍偏低的電力系統(tǒng)中，能否通過改變變壓器變比調(diào)壓？為什么？ 四計(jì)算題：（共50分） 1、某35KV電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，已知35KV線路長(zhǎng)度為100公里，線路每相的對(duì)地電容為 ，單相接地時(shí)流過接地點(diǎn)的電流為3.6安培，求消弧線圈的電感值。（10分） 2、110kv降壓變壓器銘牌數(shù)據(jù)為： 計(jì)算變壓器的參數(shù)（歸算到110KV側(cè)）； 畫出變壓器的 形等值電路。（10分） 3、某地方電力網(wǎng)的等值電路如下圖，有關(guān)參數(shù)均已標(biāo)于圖中，求網(wǎng)絡(luò)的初步功率分布標(biāo)出其功率分點(diǎn)，并計(jì)算其經(jīng)濟(jì)功率分布。（10分） 4、聯(lián)合電力系統(tǒng)的接線圖及參數(shù)如下，聯(lián)絡(luò)線的功率傳輸限制為300MW，頻率偏移超出 才進(jìn)行二次調(diào)頻，當(dāng)子系統(tǒng)A出現(xiàn)功率缺額200MW時(shí)，如系統(tǒng)A不參加一次調(diào)頻，聯(lián)絡(luò)線的功率是否越限？（10分） 5、某降壓變電所裝有一臺(tái)容量為10MVA，電壓為 的變壓器。已知：最大負(fù)荷時(shí)變壓器高壓側(cè)電壓為114KV，歸算到高壓側(cè)的變壓器電壓損耗為5KV；最小負(fù)荷時(shí)變壓器高壓側(cè)電壓為115KV，歸算到高壓側(cè)的變壓器電壓損耗為3KV?，F(xiàn)要求在低壓母線上實(shí)行順調(diào)壓（最大負(fù)荷時(shí)要求電壓不低于線路額定電壓的 倍；最小負(fù)荷時(shí)要求電壓不高于線路額定電壓的 倍），試選擇變壓器的分接頭。（10分）一 單項(xiàng)選擇題：（每小題1分，共10分） 1、A 2、B 3、B 4、B 5、B 6、A 7、A 8、C 9、B 10、B 二 判斷題：（每小題1分，共15分）“”，錯(cuò)誤的打“”) 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 三簡(jiǎn)答題：（每小題5分，共25分） 1、答：對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求有：滿足用戶對(duì)供電可靠性的要求（2分）；具有良好的電能質(zhì)量（2分）；電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性要好（1分）。（意思對(duì)即可得分） 2、答：對(duì)調(diào)頻廠的基本要求是具有足夠的調(diào)節(jié)容量；（1分）調(diào)節(jié)速度要快；（1分）調(diào)節(jié)過程的經(jīng)濟(jì)性要好（1分）。具有調(diào)節(jié)庫容的大型水電廠最適宜作為調(diào)頻電廠（2分）。 3、答：電力系統(tǒng)中如果某一負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷功率由兩側(cè)電源供給，則該負(fù)荷點(diǎn)就是功率分點(diǎn)，功率分點(diǎn)又分為有功功率分點(diǎn)和無功功率分點(diǎn)（3分），分別用“”和“”標(biāo)注。圖示電力系統(tǒng)中負(fù)荷點(diǎn)2為有功功率分點(diǎn)（1分），負(fù)荷點(diǎn)3為無功功率分點(diǎn)（1分）。 4、答：有循環(huán)功率存在（3分）。因?yàn)樯鲜鼍W(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一個(gè)多電壓等級(jí)環(huán)網(wǎng)，兩臺(tái)變壓器的變比不匹配（如取繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，則 ,所以存在循環(huán)功率（1分）；循環(huán)功率的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向（1分）。 5、答：不能（3分），因?yàn)楦淖冏儔浩鞯淖儽炔⒉荒芨纳齐娏ο到y(tǒng)無功功率平衡狀態(tài)（2分）。 四計(jì)算題：（共50分） 1、解： 單相接地短路時(shí)的原理電路圖和相量圖如下： 作業(yè)題一參考答案一、填空題 1降壓變壓器高壓側(cè)的主分接頭電壓為220kv，若選擇22.5%的分接頭，則該分接頭電壓為231KV。2電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有效接地方式指的是中性點(diǎn)直接接地。3輸電線路的電氣參數(shù)包括電抗、電導(dǎo)、電納和電阻。4輸電線路的電壓偏移是指線路始端或末端母線的實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的數(shù)值差。5電力系統(tǒng)的潮流分布一般是用各節(jié)點(diǎn)的電壓和功率表示。6調(diào)整發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率用來調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行的頻率。7復(fù)合故障一般是指某一時(shí)刻在電力系統(tǒng)二個(gè)及以上地方發(fā)生故障。8用對(duì)稱分量法計(jì)算不對(duì)稱故障，當(dāng)三相阻抗完全對(duì)稱時(shí)，則其序阻抗矩陣Zsc的非對(duì)角元素為零。9系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時(shí)故障點(diǎn)短路電流的大小是零序電流的3倍。10減小輸出電元件的電抗將提高（改善）系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。二、單項(xiàng)選擇題在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。11同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)頻率之間是否有嚴(yán)格的關(guān)系（）否是不一定根據(jù)發(fā)電機(jī)的形式定12三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)、通常將高壓繞組放在（）內(nèi)層中間層外層獨(dú)立設(shè)置13中性點(diǎn)以消弧線圈接地的電力系統(tǒng)，通常采用的補(bǔ)償方式是（）全補(bǔ)償欠補(bǔ)償過補(bǔ)償有時(shí)全補(bǔ)償，有時(shí)欠補(bǔ)償14三相導(dǎo)線的幾何均距越大，則導(dǎo)線的電抗（）越大越小不變無法確定15變壓器的電導(dǎo)參數(shù)GT，主要決定于哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（）POPKUK%IO%16.當(dāng)功率的有名值為sPjQ時(shí)（功率因數(shù)角為）取基準(zhǔn)功率為Sn，則有功功率的標(biāo)么值為（） 17.環(huán)網(wǎng)中功率的自然分布是（）與電阻成正比分布 與電抗成正比分布與阻抗成正比分布 與阻抗成反比分布18電力系統(tǒng)中PQ節(jié)點(diǎn)的數(shù)量（）全都是 大量的 少量的 必有且一般只設(shè)一個(gè)19潮流計(jì)算中，要求某些節(jié)點(diǎn)之間電壓的相位差應(yīng)滿足的約束條件是（）min max max20在同一時(shí)間內(nèi)，電力網(wǎng)的電能損耗與供電量之比的百分值稱為（）負(fù)載率 網(wǎng)損率 供電率 廠用電率21電力系統(tǒng)的頻率主要決定于（）有功功率的平衡 無功功率的平衡電壓質(zhì)量 電流的大小22關(guān)于順調(diào)壓電壓調(diào)整方式的描述，錯(cuò)誤的是（）高峰負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低低谷負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低適用于用戶對(duì)電壓要求不高的場(chǎng)合適用于供電線路不長(zhǎng)的場(chǎng)合23通過改變變壓器變比，實(shí)質(zhì)上（）改變了電壓損耗的數(shù)值 改變了負(fù)荷變化時(shí)次級(jí)電壓的變化幅度改變了電力網(wǎng)的無功功率分布 增加了整個(gè)電力系統(tǒng)的無功功率容量24三相短路時(shí)，非周期分量極小值，只能是在某種情況（）一相中出現(xiàn) 同時(shí)在兩相中出現(xiàn)三相均不出現(xiàn) 只有故障相出現(xiàn)其它相不出現(xiàn)25同步機(jī)的各種電抗間關(guān)系為( ) 26.若ac兩相發(fā)生短路，則基準(zhǔn)相選擇為( )a相 b相 c相 a相和c27下網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，其復(fù)合序網(wǎng)為圖所示( )(其中，1,2，0分別為正序、負(fù)序、零序阻抗)28越靠近電源點(diǎn)負(fù)序電壓越( )低 高 不變 無法確定29作為判據(jù)主要應(yīng)用于分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的（）暫態(tài)穩(wěn)定 故障計(jì)算 靜態(tài)穩(wěn)定 調(diào)壓計(jì)算30分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性可以應(yīng)用（）等耗量微增率準(zhǔn)則 等面積定則 小干擾法 對(duì)稱分量法三、簡(jiǎn)答題 31電力變壓器的主要作用是什么？答：電力變壓器的主要作用是升高或降低電壓，另外還起到將不同電壓等級(jí)電網(wǎng)相聯(lián)系的作用。32簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)分為哪些類網(wǎng)絡(luò)？答：簡(jiǎn)單的閉式網(wǎng)可分為兩端供電網(wǎng)絡(luò)（2分）和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（2分）兩類（1分）。33為什么說當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不充足時(shí)僅靠改變變壓器變比分按頭來調(diào)壓并不能改變系統(tǒng)的電壓水平？答：通過調(diào)分接頭實(shí)質(zhì)是改變了電力網(wǎng)的無功分布，只能改善局部電壓水平，同時(shí)卻使系統(tǒng)中另個(gè)的某些局部電壓水平變差并不能改變系統(tǒng)無功不足的狀況因此就全系統(tǒng)總體來說并不能改變系統(tǒng)的電壓水平。34為什么變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地能夠提高當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障進(jìn)的暫態(tài)穩(wěn)定性？答：在輸電線路送端的變壓器經(jīng)小電阻接地，當(dāng)線路送端發(fā)生不對(duì)稱接地時(shí)，零序電流通過該電陰將消耗部分有功功率起到了電氣制動(dòng)作用，因而是能提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。四、簡(jiǎn)算題 35某三相單回輸電線路，采用LGJ300型導(dǎo)線（計(jì)算外徑25.2mm），已知三相導(dǎo)線正三角形布置，導(dǎo)線間距離D6m，求每公里線路的電抗值。解：計(jì)算半徑：幾何均距：Dm=D=6m36。.110KV單回架空線路，其參數(shù)如圖所示，線路始端電壓為116KV，末端負(fù)荷為15j10MVA，求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。解：37某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/Hz，當(dāng)負(fù)荷增大200MW時(shí)，發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻增發(fā)40MW，此時(shí)頻差為0.2Hz，求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：38網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，求K點(diǎn)短路電流值。五、綜合題 39有一臺(tái)降壓變壓器如圖所示，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為4.93j63.525，已知變壓器母線在任何方式下均維持電壓為107.5KV，其低壓側(cè)母線要求順調(diào)壓，若采用靜電電容器作為補(bǔ)償設(shè)備，試選擇變壓器分接頭和無功補(bǔ)償設(shè)備容量。40某簡(jiǎn)單系統(tǒng)如圖若在K點(diǎn)發(fā)生三相短路，求使得系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定的極限切除角。作業(yè)題二參考答案一、填空題 1.衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是：電壓、頻率、波形 。2.我國(guó)110kV及以上系統(tǒng)，中性點(diǎn)運(yùn)行方式采用 直接接地 。3.一公里L(fēng)GJ-300型的架空線路，其電阻大約為 0.1 。4.一個(gè)將10kV升到220kV的變壓器，其額定變比為 10.5/242 。5.電廠供電負(fù)荷與綜合用電負(fù)荷的差別是前者包括 網(wǎng)絡(luò)損耗 。6.潮流計(jì)算中，三類節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的是 PQ節(jié)點(diǎn) 。7.架空線路開路時(shí)，其末端電壓比首端電壓 高 。8.將壓三繞組變壓器三個(gè)繞組排列方式，從內(nèi)至外為 低中高 。9.常用的潮流計(jì)算的基本數(shù)學(xué)模型是 節(jié)點(diǎn)電壓方程 。10.標(biāo)么值近似計(jì)算中基準(zhǔn)電壓常選 網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓 。二、選擇題 1.組成電力系統(tǒng)的幾種主要元件是： B A 電源、電阻、電感、電容 B 發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、負(fù)荷 C 發(fā)電廠、變電所、變壓器、線路 D 發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、開關(guān)2.對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是： C A 在優(yōu)質(zhì)前提下，保證安全，力求經(jīng)濟(jì)； B 在經(jīng)濟(jì)前提下，保證安全，力求優(yōu)質(zhì)； C 在安全前提下，保證質(zhì)量，力求經(jīng)濟(jì)； D 在安全前提下，力求經(jīng)濟(jì)，保證質(zhì)量。3.相同截面的導(dǎo)線，使用的電壓等級(jí)越高，其電阻 A A 一樣 B 越大 C 越小 D 都不對(duì)4.在變壓器的等值電路中，其導(dǎo)納是 B A GT+jBT B GT-jBT C -GT+jBT D -GT-jBT5.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對(duì)設(shè)備絕緣的要求 A A 高 B 低 C 不變 D 都不對(duì)6.架空線路采用導(dǎo)線換位的目的 C A 減小電抗 B 減小電納 C 減小三相參數(shù)的不對(duì)稱 D 都不對(duì)7.三類節(jié)點(diǎn)中，只有一個(gè)且必須有一個(gè)的是 C A PQ節(jié)點(diǎn) B PV節(jié)點(diǎn) C 平衡節(jié)點(diǎn) D 都不是8.NR迭代的主要優(yōu)點(diǎn)是： B A 簡(jiǎn)單 B 收斂快 C 準(zhǔn)確 D 占用內(nèi)存少9.PQ迭代是在 B 基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化來的。A 直角坐標(biāo)形式的NR迭代；B 極坐標(biāo)形式的NR迭代；C GS迭代D 都不是10變壓器的運(yùn)算負(fù)荷是 D A 變壓器付方功率加上變壓器阻抗的功率損耗；B變壓器付方功率加上變壓器導(dǎo)納的功率損耗；C變壓器副方功率加上變壓器阻抗和導(dǎo)納的功率損耗；D 在C的基礎(chǔ)上，再加上變壓器所聯(lián)線路導(dǎo)納中的功率。三、某系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/Hz,當(dāng)負(fù)荷增大200MW時(shí)，發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻增發(fā)40MW，此時(shí)頻差為0.2Hz,求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。 解： PDO=PGKGf KDf200=407400.20.2KD所以 KD=60MW/Hz所以 負(fù)載的單位調(diào)節(jié)功率為60MW/Hz。四、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量）。 解 設(shè)C=N= 0 =110 0 已知UA=121kV五、某發(fā)電廠裝有兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F1=3+0.3PG1+0.002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW，而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW，試求負(fù)荷在兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。 解 兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為 按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等約束條件為 PG1+PG2=150 聯(lián)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=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（3090100、3060100），因此，可做為最優(yōu)分配方案。 六、如圖所示某降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。 解 變壓器的電阻和電抗為 末端最大和最小負(fù)荷為 按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為 在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗(yàn)低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷時(shí) 電壓偏移： 最大負(fù)荷時(shí) 最大負(fù)荷時(shí) 比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。 作業(yè)題三參考答案一 填空（35分 每空1分）1電力系統(tǒng)是電能的 生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi) 的各個(gè)環(huán)節(jié)組成的一個(gè)整體。其中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng)。若把水電廠、火電廠的動(dòng)力部分也包括進(jìn)來，就稱為動(dòng)力系統(tǒng)。 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：保證供電的可靠性 ，保證電能的良好質(zhì)量，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 衡量電能質(zhì)量好壞的指標(biāo)是電壓、頻率和波形。 電力系統(tǒng)的無功功率電源，除了發(fā)電機(jī)外，還有同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器 及靜止補(bǔ)償器。 對(duì)稱分量法是分析電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障的有效方法。在三相參數(shù)對(duì)稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)立性。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。短路沖擊電流、 短路電流最大有效值和短路容量是校驗(yàn)電器設(shè)備的重要數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和就是電力系統(tǒng)的負(fù)荷，亦稱電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷。電力系統(tǒng)負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗就是各發(fā)電廠應(yīng)該供給的功率，稱為電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷，在此基礎(chǔ)上再加上發(fā)電廠廠用電消耗的功率就是各發(fā)電廠應(yīng)該發(fā)出的功率，稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷。 在元件的電抗比電阻大得多的的高壓電網(wǎng)中，無功功率從電壓高的一端流向電壓低的一端，有功功率則從電壓相位越前的一端流向相位落后的一端，這是交流電網(wǎng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律。 在電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法中，普遍采用的兩種方法是：牛頓-拉夫遜法和P-Q分解法。10簡(jiǎn)單故障是指電力系統(tǒng)的某處發(fā)生一種故障的情況。簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障包括單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路、單相斷開和兩相斷開等。11電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平同無功功率平衡密切相關(guān)。電壓調(diào)整的主要手段是：改變發(fā)電機(jī)端電壓；改變變壓器的變比；無功功率補(bǔ)償。12通常系統(tǒng)負(fù)荷是隨時(shí)間變化的，其變化規(guī)律可用負(fù)荷曲線來描述。二、單項(xiàng)選擇題在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1無限大功率供電系統(tǒng)，發(fā)生三相短路，短路電流非周期分量起始值（2） 2.短路電流量最大的短路為（4）單相短路 兩相短路 兩相短路接地 三相短路3.理想同發(fā)電機(jī)，q軸電抗的大小順序是（2）xq=xq xqxq xqxq 都不對(duì)4.a為旋轉(zhuǎn)因子1+a+a2等于多少（1）0 1 1 25.輸電線路的正序阻抗與負(fù)序阻抗相比，其值要（3）大 小 相等 都不是6.系統(tǒng)中發(fā)生單接地故障時(shí)，零序回路中不包含（4）零序電流 零序電壓 零序阻抗 電源電勢(shì)7.兩相短路接地故障中，附加阻抗Z為（4）Z0 Z2 Z0+ Z2 Z0Z28.在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)中，機(jī)械功率PT與電磁功率相比，將（3）大 小 相等 無關(guān)系9.P曲線被稱為（4）耗量特性曲線 負(fù)荷曲線 正弦電壓曲線 功角曲線10.故障計(jì)算可以應(yīng)用（ 3 ）等面積定則 小干擾法 正序增廣定則 等耗量微增率原則三、簡(jiǎn)答題1.列出三種提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施。（1）自動(dòng)勵(lì)磁裝置的應(yīng)用； （2）減小各元件的電流； （3）改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備。2寫出對(duì)稱分量變換矩陣的表達(dá)式。3寫出系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生a、c兩相短路時(shí)的原始邊界條件。4.在架空輸電線路中，為什么要進(jìn)行導(dǎo)線換位？ 保證三相系統(tǒng)參數(shù)對(duì)成、減少對(duì)周圍通訊線路的干擾5.什么是電暈現(xiàn)象？如何避免？高壓線路表明周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度高于周圍空氣的擊穿強(qiáng)度，會(huì)使空氣游離發(fā)生放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為電暈現(xiàn)象。避免措施是增加導(dǎo)向的等值半徑，如采用擴(kuò)徑導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線。四、電力系統(tǒng)接線下圖所示。其中，發(fā)電機(jī)G1：SN1= =0 =1發(fā)電機(jī)G2：SN2=100/0.85 =0.125 =1變壓器T1：SNT1=120MVA Uk%=10.5線 路l1： l1=50km x1=0.4/km線 路l2： l2=40km x2=0.4/km當(dāng)母線4發(fā)生三相短路時(shí)，求短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值、沖擊電流iM。（SB=100MVA，UB= Uav，KM=1.8）五、 已知發(fā)電機(jī)d、q軸的同步電抗Xd=1.1，Xq=1.08，負(fù)載的電壓1=1.0 30，電流=0.8 -15，試計(jì)算暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)Eq。作業(yè)題四參考答案一、有一回電壓等級(jí)110kV，長(zhǎng)為150km的輸電線路，末端接一臺(tái)容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/11kV。如圖1所示，當(dāng)A點(diǎn)實(shí)際電壓為115kV時(shí)，求A、C二點(diǎn)間的電壓損耗及B點(diǎn)和C點(diǎn)的實(shí)際電壓。（注：Pk=190kW， Uk%=10.5， P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）圖1 題一圖解 線路LGJ150 r1=0.21(/km)R=0.21150=31.5() X=0.401150=60.15()B=2.8410-6150=4.2610-6(S) 變壓器： 設(shè)C=110， 0 由SA和A點(diǎn)電壓求各點(diǎn)電壓及電損耗二、簡(jiǎn)單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變比為11022.5%/11kV，若不計(jì)變壓器勵(lì)磁支路及線路對(duì)地電容，則線路和變壓器的總阻抗Z=26+j130，節(jié)點(diǎn)A的電壓為118kV，且維持不變，降壓變電所低壓側(cè)母線要求常調(diào)壓，保持10.5kV電壓。若補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應(yīng)設(shè)置的無功補(bǔ)償容量。圖2 題二圖解 計(jì)算補(bǔ)償前最大、最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓。先計(jì)算功率損耗 首端功率為 因此，i節(jié)點(diǎn)電壓為 （a）選擇電容器容量。先按最小負(fù)荷時(shí)電容器全部退出的條件選擇變壓器變比，為 于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即UTI =110kV，則變壓器變比k=110/11=10。再按最大負(fù)荷時(shí)的要求，求無功補(bǔ)償容量 三、如圖3所示網(wǎng)絡(luò)中，A、B、C為三個(gè)等值電源，其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C的容量和電抗不詳，只知裝設(shè)在母線4上的斷路器QF的斷開容量為3500MVA。線路l1、l2、l3的長(zhǎng)度分別為10、5、25km，電抗均為0.4/km。試計(jì)算在母線1三相直接短路時(shí)的起始次暫態(tài)電流和短路沖擊電流。（20分）圖3 題3圖解 取SB=1000MVA，作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖9-2（b）首先確定電源C的等值電抗XC。如果短路不是發(fā)生在母線1，而是發(fā)生在母線4的斷路器QF之后，則電源A、B、C供給的短路電流都要通過QF，其中電源A、B供給的短路電流決定于如下的電抗 X*=(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754短路瞬間，這兩個(gè)電源供給的短路功率為 斷路器QF允許電源C供組的短路功率為 3500-1326=2174(MVA)由此可得電源C的等值電抗XC至少為 然后作母線1的短路計(jì)算。這時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗為 X*=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暫態(tài)電流為 以有名值表示則為 沖擊電流的有名值為四、如圖4所示的某三相系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生單相接地故障，已知，Z1=j0.4， Z2=j0.5，Z0=j0.25，Zk=j0.35。求a相經(jīng)過阻抗Zk接地短路時(shí)短路點(diǎn)的各相電流、電壓。（20分）解 單相接地時(shí)復(fù)合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知 求各相電流和電壓為 五、如圖5所示某降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。圖5 題5圖解 變壓器的電阻和電抗為 末端最大和最小負(fù)荷為 按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為 在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗(yàn)低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷時(shí) 電壓偏移： 最大負(fù)荷時(shí) 最大負(fù)荷時(shí) 比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。作業(yè)題五參考答案一、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量）。圖一 題一圖解 設(shè)C=N= 110 kV 已知UA=121kV二、某發(fā)電廠裝有兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F1=3+0.3PG1+0.002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW，而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW，試求負(fù)荷在兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。（15分）解 兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為 按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等約束條件為 PG1+PG2=150聯(lián)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=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（3090100、3060100），因此，可做為最優(yōu)分配方案。三、如圖二所示某降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。圖二 題三圖解 變壓器的電阻和電抗為 末端最大和最小負(fù)荷為 按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為 在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗(yàn)低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷時(shí) 電壓偏移： 最大負(fù)荷時(shí) 最大負(fù)荷時(shí) 比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。四、如圖三所示的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)降壓變壓所10.5kV母線上發(fā)生三相短路時(shí)，可將系統(tǒng)視為無限大功率電源，試求此時(shí)短路點(diǎn)的沖擊電流和短路功率。圖三 題四圖解取SB=100MVA UB=Uav 等值網(wǎng)絡(luò)如圖所示。 周期分量電流的有效值 有名值電流為 若取KM=1.8，則沖擊電流 短路功率為 五、已知某系統(tǒng)接線如圖四所示，各元件電抗均已知，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生BC兩相接地短路時(shí)，求短路點(diǎn)各序電流、電壓及各相電流、電壓，并繪出短路點(diǎn)的電流、電壓相量圖。圖四 題五圖解 1）計(jì)算各元件電抗（取SB=100MVA UB=Uav）。發(fā)電機(jī)G1 發(fā)電機(jī)G2 變壓器T1 變壓器T2 線路l 2）以A相為基準(zhǔn)相作出各序網(wǎng)絡(luò)圖，求出等值電抗X1、X2、X0。 3）邊界條件。原始邊界條件為 由對(duì)稱分量法得出新的邊界條件為 4）據(jù)邊界條件繪出復(fù)合網(wǎng)如圖所示。5）由復(fù)合網(wǎng)求各序的電流和電壓，得 6）求各相電流和電壓，為 7）電流電壓相量圖如圖所示。圖（f）電力系統(tǒng)暫態(tài)分析模擬考試試題（時(shí)間100分鐘，滿分100分）一、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號(hào)后打“”，錯(cuò)誤的打“”，每小題1分，共10分） 1、分析電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性時(shí)，不必考慮負(fù)序電流分量的影響。（ ） 2、任何不對(duì)稱短路情況下，短路電流中都包含有零序分量。（ ） 3、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地可以提高和改善電力系統(tǒng)兩相短路和三相短路時(shí)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。（ ） 4、無限大電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流中的周期分量不衰減，非周期分量也不衰減。（ ） 5、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生幾率最多且危害最大的是單相接地短路。（ ） 6、三相短路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，短路電流中的非周期分量已衰減到零，不對(duì)稱短路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，短路電流中的負(fù)序和零序分量也將衰減到零。（ ） 7、短路電流在最惡劣短路情況下的最大瞬時(shí)值稱為短路沖擊電流。（ ） 8、在不計(jì)發(fā)電機(jī)定子繞組電阻的情況下，機(jī)端短路時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流為純有功性質(zhì)。（ ） 9、三相系統(tǒng)中的基頻交流分量變換到 系統(tǒng)中仍為基頻交流分量。（ ） 10、不對(duì)稱短路時(shí)，短路點(diǎn)負(fù)序電壓最高，發(fā)電機(jī)機(jī)端正序電壓最高。（ ） 二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的三個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題2分，共20分) 1、近似計(jì)算法中，變壓器的變比應(yīng)采用（ ）。 A、實(shí)際變比； B、額定變比； C、平均額定變比。 2、電力系統(tǒng)一相斷線時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)在形式上與（ ）的復(fù)合序網(wǎng)相同。 A、單相接地短路； B、兩相短路接地； C、兩相短路。 3、電力系統(tǒng)的復(fù)雜故障是指（ ）。 A、橫向故障； B、縱向故障； C、電力系統(tǒng)中不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生不對(duì)稱故障。 4、如三相短路瞬間A相非周期電流起始值為最大值，則B、C兩相非周期分量電流起始值（ ）。 A、大小相等，均等于A相非周期分量的一半； B、大小相等，均等于零； C、大小不相等。 5、下圖所示網(wǎng)絡(luò)中，f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，關(guān)于短路點(diǎn)右側(cè)網(wǎng)絡(luò)中的電流正確的說法是（ ）。 A、不存在電流； B、過渡過程中存在電流； C、電流始終存在。 6、同步發(fā)電機(jī)直軸電抗三者之間的大小關(guān)系為（ ）。 7、不同類型短路對(duì)電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響也不一樣，下述說法中正確的是（ ）。 A、三相短路影響最大，以下依次是兩相短路、單相接地短路、兩相短路接地； B、三相短路影響最大，以下依次是兩相短路接地，兩相短路、單相接地短路； C、單相接地短路影響最大，以下依次是兩相短路、兩相短路接地、三相短路。 8、對(duì)于三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器組，不對(duì)稱短路分析時(shí)，對(duì)勵(lì)磁電抗的處理方法是（ ）。 A、負(fù)序和正序勵(lì)磁電抗可以視為無限大，零序勵(lì)磁電抗一般不能視為無限大； B、負(fù)序、正序和零序勵(lì)磁電抗均可以視為無限大。 C、負(fù)序、正序和零序勵(lì)磁電抗都不可以視為無限大。 9、關(guān)于同桿雙回架空輸電線路，下面說法中正確的是（ ）。 A、一般情況下可以忽略雙回路對(duì)正序和負(fù)序電抗的影響，但對(duì)零序電抗的影響卻不能忽略； B、一般情況下雙回路對(duì)正序、負(fù)序和零序電抗的影響都可以忽略； C、一般情況下雙回路對(duì)正序、負(fù)序和零序電抗的影響都不可以忽略。 10、在下圖所示電力系統(tǒng)中，當(dāng)f點(diǎn)（變壓器三角形接線側(cè)）發(fā)生A、B兩相短路時(shí)，下述說法中正確的是（ ）。 A、變壓器星形側(cè)三相導(dǎo)線中都有短路電流流過，其中A相電流最大，為其他兩相電流的兩倍； B、變壓器星形側(cè)也只有A、B兩相導(dǎo)線中有短路電流流過，且兩相短路電流相等； C、變壓器星形側(cè)三相導(dǎo)線中都有短路電流流過，其中B相電流最大，為其他兩相電流的兩倍； 三、問答題（每小題5分 共25分） 1、簡(jiǎn)述應(yīng)用對(duì)稱分量法計(jì)算不對(duì)