9月份考試電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三次作業(yè)

1、2013年9月份考試電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三次作業(yè)一、名詞解釋題（本大題共20分，共 10 小題，每小題 2 分）1. 熱電廠的強迫功率2. 節(jié)點導(dǎo)納矩陣的稀疏度3. 三繞組變壓器的最大短路損耗4. 頻率的二次調(diào)整5. 潮流計算6. 最大負(fù)荷7. 電力系統(tǒng)的中性點是（ ）。8. 自然功率因數(shù)9. 變壓器的分接頭10. 有名制二、計算題（本大題共50分，共 10 小題，每小題 5 分）1. 一個簡單電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣為支路2-3的導(dǎo)納為y23=6-j8，試計算切除該支路的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。2. 某系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，有4臺額定功率為100MW的發(fā)電機組，調(diào)差系數(shù)為%=4，總負(fù)荷為320MW，負(fù)

2、荷的單位調(diào)節(jié)功率KL*=1.5。如負(fù)荷增加60MW，4臺發(fā)電機組平均承擔(dān)負(fù)荷時，系統(tǒng)頻率的變化值是多少？3. 一臺變壓器的標(biāo)么值參數(shù)為ZT =j0.1，k*=1.05，計算其形模型等值電路的參數(shù)。4. 一個簡單電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣為網(wǎng)絡(luò)中支路2-1為一臺變壓器，其導(dǎo)納為-j10，變比為1.05:1，理想變壓器接在節(jié)點2。試計算支路2-1的變壓器變比改變?yōu)?.95:1時的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。5. 一個簡單電力系統(tǒng)的線路電抗和節(jié)點負(fù)荷功率標(biāo)么值，如圖所示，若U1=140 ，試計算節(jié)點導(dǎo)納矩陣，確定各節(jié)點的類型、待求變量和極坐標(biāo)形式牛頓拉夫遜潮流法修正方程的數(shù)量。6. 一臺有載調(diào)壓降壓變壓器變比為110

3、81.25%/11kV，歸算到110kV側(cè)的阻抗為8j100。該變壓器高壓母線電壓在最大負(fù)荷20+j10MVA時為110kV；在最小負(fù)荷11+j6MVA時為113kV。試選擇有載調(diào)壓變壓器分接頭，使其低壓母線電壓滿足在最大負(fù)荷時為10.5kV，最小負(fù)荷時為10kV的要求。7. 某變電站由110kV雙回線供電，線路長50km，b1=2.710-6 S/km。站內(nèi)有兩臺SFL7-31500/110的變壓器，試驗數(shù)據(jù)為P0=38.5kW，I0%=0.8，Pk=148kW，Uk%=10.5。變電站低壓側(cè)負(fù)荷為50+j25MW。試計算兩臺變壓器的功率損耗和變電站的運算負(fù)荷。8. 一回110kV線路向變電

4、所供電。取基準(zhǔn)值SB=100，UB=110，標(biāo)么值參數(shù)為：110kV線路ZL=0.1+j0.2，YL=j0.02；變壓器ZT=0.02+j0.3，YT=0.0006-j0.004。若110kV線路始端電壓標(biāo)么值為1.05，變電所末端負(fù)荷標(biāo)么值為0.2+j0.1。試計算整個系統(tǒng)的輸電效率和變電所末端母線電壓（不計電壓降落橫分量）。9. 500kV輸電線路長600km，采用三分裂導(dǎo)線3LGJQ-400，單位長度的參數(shù)為r1=0.02625/km，x1=0.298/km，b1=3.73510-6 S/km，試計算不計分布特性時輸電線路型等值電路的參數(shù)。10. 某臺110kV的變壓器額定容量為10MV

5、A，短路損耗為 Pk=75kW，短路電壓百分值為Uk%=10.5，空載損耗為P0=26kW，空載電流百分值為I0%=1.5，計算變壓器的等值參數(shù)。三、問答題（本大題共30分，共 10 小題，每小題 3 分）1. 簡述計及功率損耗時環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計算的步驟。2. 為什么電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整與無功功率有關(guān)？3. 為什么用調(diào)速器進行頻率一次調(diào)整只能限制周期較短、幅度較小的負(fù)荷變動引起的頻率偏移？4. 電力系統(tǒng)為什么要設(shè)置有功功率備用容量？5. 什么是聯(lián)合電力系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線功率控制問題？6. 雅可比矩陣的特點有哪些？7. 無功功率平衡計算應(yīng)注意什么問題？8. 簡述各類發(fā)電廠的組合順序。9. 廣義電力系統(tǒng)、電

6、力系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系怎樣？10. 發(fā)電機組有哪些運行限額？如何用公式表達？答案：一、名詞解釋題（20分，共 10 題，每小題 2 分）1. 參考答案：熱電廠的強迫功率是由熱負(fù)荷決定的技術(shù)最小負(fù)荷。解題方案：從火力發(fā)電廠的特點分析。評分標(biāo)準(zhǔn)：2. 參考答案：節(jié)點導(dǎo)納矩陣的稀疏度等于節(jié)點導(dǎo)納矩陣中零元素個數(shù)與矩陣的總元素個數(shù)的比值。解題方案：考查節(jié)點導(dǎo)納矩陣的稀疏度概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：3. 參考答案：答案：三繞組變壓器的最大短路損耗是指兩個100%繞組中流過額定電流，另一繞組空載時的短路損耗。 解題方案：考查三繞組變壓器的最大短路損耗概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：4. 參考答案：頻率的二次調(diào)整指由發(fā)電機組的調(diào)

7、頻器進行的、對第二種負(fù)荷變動引起的頻率偏移的調(diào)整。解題方案：考查頻率的二次調(diào)整概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：5. 參考答案：潮流計算是指為求得潮流分布的計算。解題方案：考查潮流計算概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：6. 參考答案：最大負(fù)荷一般指規(guī)定時間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值。解題方案：考查電力系統(tǒng)基本參量。評分標(biāo)準(zhǔn)：7. 參考答案：電力系統(tǒng)的中性點是星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機的中性點。解題方案：考查電力系統(tǒng)的中性點定義。評分標(biāo)準(zhǔn)：8. 參考答案：自然功率因數(shù)是指未加補償設(shè)備時負(fù)荷的功率因數(shù)解題方案：考查自然功率因數(shù)概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：9. 參考答案：變壓器的分接頭是指變壓器的高壓繞組或中壓繞組可供選擇的若干個接頭。解題

8、方案：考查變壓器的分接頭概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：10. 參考答案：進行電力系統(tǒng)計算時，采用有單位的物理量進行運算，稱為有名制。解題方案：考查有名制和有名值的概念。評分標(biāo)準(zhǔn)：二、計算題（50分，共 10 題，每小題 5 分）1. 參考答案：解題方案：考查按定義修改節(jié)點導(dǎo)納矩陣.評分標(biāo)準(zhǔn)：2. 參考答案：解題方案：用發(fā)電機組、負(fù)荷和系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率計算。評分標(biāo)準(zhǔn)：3. 參考答案：解題方案：考查變壓器形模型等值電路的參數(shù)計算。評分標(biāo)準(zhǔn)：4. 參考答案：P_DAFDAA3EDFA2B8C2A0D00B8951CDB0B0解題方案：考查按定義修改節(jié)點導(dǎo)納矩陣。評分標(biāo)準(zhǔn)：5. 參考答案：解題方案：考查計算節(jié)點導(dǎo)

9、納矩陣和極坐標(biāo)形式牛頓-拉夫遜潮流方程的數(shù)量。評分標(biāo)準(zhǔn)：6. 參考答案：解題方案：考查變壓器分接頭的選擇。評分標(biāo)準(zhǔn)：7. 參考答案：解題方案：考查用試驗數(shù)據(jù)計算變壓器功率損耗。評分標(biāo)準(zhǔn)：8. 參考答案：解題方案：用已知末端功率和始端電壓的簡化方法計算。評分標(biāo)準(zhǔn)：9. 參考答案：解題方案：考查線路型等值電路的參數(shù)計算。評分標(biāo)準(zhǔn)：10. 參考答案：解題方案：考查雙繞組變壓器的參數(shù)計算。評分標(biāo)準(zhǔn)：三、問答題（30分，共 10 題，每小題 3 分）1. 參考答案：首先，計算不計功率損耗時的功率分布，確定功率分點；然后，在無功分點將環(huán)形網(wǎng)絡(luò)解開成為兩個輻射形網(wǎng)絡(luò)，把流入無功分點的功率作為輻射形網(wǎng)絡(luò)的末端

10、功率；最后，從無功分點開始，按輻射形網(wǎng)絡(luò)分別從兩側(cè)逐段向電源推算電壓降落和功率損耗。解題方案：考查手算潮流的特點。評分標(biāo)準(zhǔn)：2. 參考答案：解題方案：考查減小電壓損耗的方法。評分標(biāo)準(zhǔn)：3. 參考答案：（1）為保證發(fā)電機組調(diào)速器運行的穩(wěn)定性，不能采用過小的調(diào)差系數(shù)或過大的單位調(diào)節(jié)功率，以免負(fù)荷變化量在各發(fā)電機組之間的分配無法固定。（2）系統(tǒng)中有些機組已滿載不能調(diào)整，使全系統(tǒng)發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率減小，等值調(diào)差系數(shù)增大。 解題方案：用調(diào)差系數(shù)和單位調(diào)節(jié)功率的關(guān)系分析。評分標(biāo)準(zhǔn)：4. 參考答案：電力系統(tǒng)設(shè)置有功功率備用容量是為了滿足頻率調(diào)整的需要，以便在發(fā)電、供電設(shè)備發(fā)生故障或檢修時，以及系統(tǒng)負(fù)荷增

11、長后，仍有充足的發(fā)電設(shè)備容量向用戶供電，保證電力系統(tǒng)在額定頻率下達到有功平衡。 解題方案：從保證電力系統(tǒng)有功平衡分析。評分標(biāo)準(zhǔn)：5. 參考答案：聯(lián)合電力系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線功率控制問題是指頻率的二次調(diào)整由調(diào)頻廠機組承擔(dān)，功率變動幅度大。如果調(diào)頻廠不在負(fù)荷中心，在進行二次調(diào)整時它與系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)線上流通功率可能超出允許值。因此聯(lián)絡(luò)線功率控制問題從本質(zhì)上講是頻率的二次調(diào)整問題。 解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：6. 參考答案：元素是節(jié)點電壓的函數(shù)；方陣；不對稱矩陣；按22階子陣分塊時與節(jié)點導(dǎo)納有相同的稀疏結(jié)構(gòu)。解題方案：考查雅可比矩陣的特點評分標(biāo)準(zhǔn)：7. 參考答案：必須在系統(tǒng)正常電壓情況下進行無功功率平衡計算。因為無功

12、電源不足時的無功功率平衡是由于系統(tǒng)電壓水平下降，無功負(fù)荷本身正的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)使全系統(tǒng)的無功需求下降而達到的。 解題方案：考查無功功率平衡計算。評分標(biāo)準(zhǔn)：8. 參考答案：（1）火電廠以承擔(dān)基本不變的負(fù)荷為宜；高溫高壓電廠優(yōu)先投入，其次是中溫中壓電廠。（2）原子能電廠原則上應(yīng)持續(xù)承擔(dān)額定容量負(fù)荷。（3）無調(diào)節(jié)水庫水電廠的全部功率和有調(diào)節(jié)水庫水電廠的強迫功率先投入；有調(diào)節(jié)水庫水電廠的可調(diào)功率洪水季節(jié)先投入；枯水季節(jié)后投入；抽水蓄能水電廠承擔(dān)高峰負(fù)荷。解題方案：根據(jù)各類發(fā)電廠的運行特點確定。評分標(biāo)準(zhǔn)：9. 參考答案：廣義電力系統(tǒng)是由鍋爐、反應(yīng)堆、汽輪機、水輪機、發(fā)電機等生產(chǎn)電能的設(shè)備，變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能的設(shè)備，電動機、電熱電爐等消耗電能的設(shè)備，以及測量、保護、控制裝置等組成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)不包括廣義電力系統(tǒng)中鍋爐、反應(yīng)堆、汽輪機、水輪機等動力部分，電力網(wǎng)絡(luò)不包括電力系統(tǒng)中的發(fā)電機和用電設(shè)備；因此電力網(wǎng)絡(luò)是電力系統(tǒng)的子集，電力系統(tǒng)又是廣義電力系統(tǒng)的子集。解題方案：由廣義