電力系統(tǒng)分析試題及參考答案

一、填空1．降壓變壓器高壓側(cè)的主分接頭電壓為220kv，若選擇＋2×2.5%的分接頭，則該分接頭電壓 的數(shù)值差 表示 發(fā)生故障用對(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 倍 ① ② ③不一 ④根據(jù)發(fā)電機(jī)的形式 ①內(nèi) ②中間 ③外 ④獨(dú)立設(shè) ①全補(bǔ) ②欠補(bǔ) ③過(guò)補(bǔ) ④有時(shí)全補(bǔ)償，有時(shí)欠補(bǔ) ①越 ②越 ③不 ④無(wú)法確 當(dāng)功率的有名值為s＝P＋jQ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 Sn SnSn Sn17.環(huán)網(wǎng)率的自然分布是））①全都

③ ④P ①負(fù)載 ①有功功率的平 ②無(wú)功功率的平③電壓質(zhì) ①負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略 ①改變了電壓損耗的數(shù) ②改變了負(fù)荷變化時(shí)次級(jí)電壓的變化幅③改變了電力網(wǎng)的無(wú)功功率分 ④增加了整個(gè)電力系統(tǒng)的無(wú)功功率容三相短路時(shí)，非周期分量極小值，只能是在某種情況（①一相中出一 ②同時(shí)在兩相中出③三相均不出 ④只有故障相出現(xiàn)其它相不出 ①xdxqxd"xd ②xqxdxd'xd③xdxqxd'xd ④xdxd'xqxd ①a ④a相和下網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，其復(fù)合序網(wǎng)為圖所示( ① 作為判據(jù)dPE0主要應(yīng)用于分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的 ①暫態(tài)穩(wěn) 為什么說(shuō)當(dāng)電力系統(tǒng)無(wú)功功率不充足時(shí)僅靠改變變壓器變比分按頭來(lái)調(diào)壓并不能改變系統(tǒng)的電壓水平？四、簡(jiǎn)算LGJ－300（25.2mm，已知三相導(dǎo)線正三角形布置，導(dǎo)D＝6m，求每公里線路的電抗值。0.2Hz，求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。網(wǎng)KK五、綜合有一臺(tái)降壓變壓器，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為4.93＋j63.525Ω，已知變壓器母線在任何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，試選擇變壓器作業(yè)題（二一、填空。。3.LGJ-300型的線路，其電阻大約。4.10kV220kV。。。7.線路開路時(shí)，其末端電壓比首端電。 A電源、電阻、電感、電 B發(fā)電壓器、線路、負(fù)C發(fā)電廠、變電所、變壓器、線 D發(fā)電壓器、線路、開一 B越 C越 D都不A BGT- C- D-GT- B C不 D都不減小電抗B減小電 C減相參數(shù)的不對(duì) D都不AP－Q節(jié) BP－V節(jié) C平衡節(jié) D都不簡(jiǎn) B收斂 C準(zhǔn) D占用內(nèi)存 N－R；BN－RCG－S迭 D都不D在C0.2Hz,求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。四、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓（慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量UF1=3+0.3PG1+0.002

F2=5+0.3PG2+0.002P

六某降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為20MVA電壓為110/11kV的壓器要求變壓器低壓側(cè)的偏移2.5%7.5%18MVA，7MVA，107.5kVk%=10.5Pk=163kW不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。作業(yè)題（三一 填 ２．對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：保證 ，保 ６．短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。 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 等 來(lái)描述 ①iap

②iap

③iap

④iap

①單相短 ① ② ③相 ④都不 ①零序電 ③Z0Σ+ ① ①耗量特性曲 ①等面積定 在輸電線路中，為什么要進(jìn)行導(dǎo)線換位

變壓器 線路l1： 線路l2： 4IiM（SB=100MVA，UB=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U -15°，試計(jì)算暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)Eq作業(yè)題（四110kV，150km31.5MVA器，變比為110/11kV1所示A點(diǎn)實(shí)際電壓為115kV時(shí)，求A、C二點(diǎn)間的電壓損P0=31.05kW，I0%=0.7（2012110±22.5%/11kV，Z=26j130Ω，A118kV，10.5kV（0）2如圖3示網(wǎng)絡(luò)中，ABC為三個(gè)等值電源其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C4QF3500MVAl1、l2、l310、5、25km0.4Ω/km133五、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(guò)額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVAcos=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Uk%=10.5，Pk=163kW，（20）55作業(yè)題（五求功率分布和各母線電壓（慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量U圖一F1=3+0.3PG1+0.002

F2=5+0.3PG2+0.002P

20MVA110/11kV2.5%7.518MVA，7MVA，cos=0.8107.5kV，Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。圖二圖三圖四作業(yè)題一參考答一、填空 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 電 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)電力系統(tǒng)的潮流分布一般是用各節(jié)點(diǎn)的電壓和功 表示 頻 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 發(fā)生故障 倍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)。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（ ① ② ③不一 ④根據(jù)發(fā)電機(jī)的形式三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)、通常將高壓繞組放在（ ①內(nèi) ②中間 ③外 ④獨(dú)立設(shè)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（ ①全補(bǔ) ②欠補(bǔ) ③過(guò)補(bǔ) ④有時(shí)全補(bǔ)償有時(shí)欠補(bǔ)三相導(dǎo)線的幾何均距越大，則導(dǎo)線的電抗（ ①越 ②越 ③不 ④無(wú)法確變壓器的電導(dǎo)參數(shù)GT，主要決定于哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（ 當(dāng)功率的有名值為s＝P＋jQ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)

③ ④PSn Sn 環(huán)網(wǎng)率的自然分布是（ ①與電阻成正比分 ②與電抗成正比分③與阻抗成正比分 ④與阻抗成反比分電力系統(tǒng)中PQ節(jié)點(diǎn)的數(shù)量（ ①全都 ③少量 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（ ①負(fù)載 電力系統(tǒng)的頻率主要決定于（ ①有功功率的平 ②無(wú)功功率的平③電壓質(zhì) 關(guān)于順調(diào)壓電壓調(diào)整方式的描述，錯(cuò)誤的是（ ①負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略通過(guò)改變變壓器變比，實(shí)質(zhì)上（ ①改變了電壓損耗的數(shù) ②改變了負(fù)荷變化時(shí)次級(jí)電壓的變化幅③改變了電力網(wǎng)的無(wú)功功率分 ④增加了整個(gè)電力系統(tǒng)的無(wú)功功率容 ①一相中出 ③三相均不出 ④只有故障相出現(xiàn)其它相不出 ①xdxqxd"xd③xdxqxd'xd

②xqxdxd'xd④xdxd'xqxd若ac兩相發(fā)生短路，則基準(zhǔn)相選擇為( ①a ④a相和K1,2，0越靠近電源點(diǎn)負(fù)序電壓越(①① 作為判據(jù)dPE0主要應(yīng)用于分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的（ ①暫態(tài)穩(wěn) 分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性可以應(yīng)用（ 四、簡(jiǎn)算25.2mmD＝6m，求每公里線路的電抗值。r25.212.6mm12.610-3m幾何均距x0.1445lgDm

12.610

0.403116KV40MW0.2Hz，求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。網(wǎng)KK五、綜合有一降壓變壓器其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為4.93j63.525Ω知變壓107.5KV為補(bǔ)償設(shè)備，試選擇變壓器分接頭和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量。作業(yè)題二參考答一、填空 LGJ-300型的線路，其電阻大約為 一個(gè)將10kV升到220kV的變壓器，其額定變比 低－中－ 網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓。B發(fā) 壓器、線路、負(fù) B發(fā) 壓器、線路、負(fù)C發(fā)電廠、變電所、變壓器、線 D發(fā)電壓器、線路、開 A一樣 B越大 C越小 D都不對(duì) A BGT- C- D-GT- B C不 D都不 減小電抗B減小電 C減相參數(shù)的不對(duì) D都不 AP－Q節(jié) BP－V節(jié) C平衡節(jié) D都不N－R簡(jiǎn) B收斂 C準(zhǔn) D占用內(nèi)存P－Q迭代是在 基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化來(lái)的CG－SD D在C40MW0.2Hz,求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：△PDO=△PG－KG△f—KD△f所以60MW/Hz四、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷。已知電源A的電壓為121kV， 慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量U解設(shè)UCUN=0°=110

102

(20j30)0.271

(

30.2072

(20j40

j.07

j..583U

UBUAUAB12114.332U

(9.793)20(7.593)303.972(kV)UCUBUBC106.6683.972F1=3+0.3PG1+0.002

F2=5+0.3PG2+0.002P

解12

0.320.0020.32

0.30.006按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令λ1=λ2，（A（BPG2=150-PG1代入式（A）有0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150—0.004PG1=0.9—于是解 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30<60<100器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過(guò)額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最7MVAcos=0.8107.5kV，Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。解 NNN

TX NT100S

7cosj7sin

10(12.5%) 10(17.5%)Ui

UImaxUUImaxU

UT/maxUimaxU

99.9 T/

iUUiN104.6Ui

U

UT/maxUT/2

107.21072

U

%

UU

99.9

U

UU

104.6

作業(yè)題三參考答填空（351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(lái)，就稱為動(dòng)力系統(tǒng)。１０．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。１１．衡量電能質(zhì)量好壞的指標(biāo)是電壓、頻率和波形１２．電力系統(tǒng)的無(wú)功功率電源，除了發(fā)電機(jī)外，還有同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器及補(bǔ)償器。性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)立性。１４．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)。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。１６．在元件的電抗比電阻大得多的的高壓電網(wǎng)中，無(wú)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的一端，這１７．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：-遜法簡(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 、兩相接地短路、 兩相斷開等。電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平同無(wú)功功率平衡 改變變壓器的變比； 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)荷曲線無(wú)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（2①iap③iap

②iap④iap

短路電流量最大的短路為（4①單相短 理想同發(fā)電機(jī)，q（2 a1+a+a2等于多少（1 輸電線路的正序阻抗與負(fù)序阻抗相比，其值要（3① ② ③相 ④都不系統(tǒng)中發(fā)生單接地故障時(shí)，零序回路中不包含（4①零序電 4 ③Z0Σ+ PT與電磁功率相比，將（3① P－δ曲線被稱為（4①耗量特性曲 故障計(jì)算可以應(yīng)用（ ①等面積定 則三、簡(jiǎn)答 a2s1 3 a 1寫出系統(tǒng)fa、c、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)線導(dǎo)、四、電力系統(tǒng)接線下圖所示。其中

線路l1： 線路l2： （SB=100MVA，UB=解：用標(biāo)幺值計(jì)算的數(shù)是 0.450 2 2 I 3BiM2.55*I6.215kA3分已知發(fā)電機(jī)d、q軸的同步電抗Xd=1.1，Xq=1.08，負(fù)載的電壓電流I=0.8 15°，試計(jì)算暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)Eq。

.18

（

.XIE3

作業(yè)題四參考答一、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實(shí)際電壓（注：Pk=190kW，Uk%=10.5，（201解

rd17

x0.1445lgDm b1

r

106

7.58lgR=0.21 X=0.401

B=2.8410-6150=4.2610-

1B2.131042RTXTGTBTN

02 02設(shè)

C=110，

U

202.3171540.3 P

SZTBTU2BT

U

)

20.152 j2.13104由SA和A點(diǎn)電壓求各點(diǎn)電壓及電損

PAR1QAX1UPAX1QAR1UUB

(11513.93)220.122.317U

20.1240.317.08UC

(101.337.25)2UAC11594.39二、簡(jiǎn)單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變比為110±2×2.5%/11kV，若不計(jì)變壓器勵(lì)磁支路10.5kV2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。

202102

(26(26

(20j15)(1.34j6.71)21.34(10j7.5)(0.34j1.68)10.34因此，i節(jié)點(diǎn)電壓

UiUi

11821.342621.7113011810.34269.18130U

UUUi

k2U C imaxC iC 10210.5

103，A、B、CSA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304C4QF3500MVA。l1、l2、l310、5、25km0.4Ω/km1（20）3題3解SB=1000MVA，9-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QFA、B、CQF，A、BSI*SB

SXB*XB

1000QFC3500-由此可得電源C的等值電抗XC

XC*1S*1S

1000X∑*={[(0.46+0.242)//0.586)

II*I

33iM2.55I2.556.89（20）解

Z

Z2

3Z j0.4j0.5j0.253 Ua1Ia1(Z2Z03Zk 42.5(j0.5j0.25 42.51.2935.50

ZZ

0.64 0.64 IIII II aUaIZ1.9242.5 a Ua

0.82j0.37 U a

0.993j0.44520MVA110/11kV2.5%7.518MVA，7MVA，cos=0.8107.5kV，Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。解

55 NNN

TX NT100S

7cosj7sin

10(12.5%) 10(17.5%)Ui

UImaxUUImaxU

107.5107.5

14.44.9310.8Ui5.64.934.2Ui

UT/maxUimaxU

99.9 T/

iUUiN104.6Ui

U

UT/maxUT/2

107.2107107.1(kV)

U

%

UU

99.9

U

UU

104.6

作業(yè)題五參考答求功率分布和各母線電壓（慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量U解設(shè)UCUN110

圖一

102

(20j30)0.271

(

30.207222.407

(20j40)2.338U

UBUAUAB12114.332U

(9.793)20(7.593)303.972(kV)UCUBUBC106.6683.972F1=3+0.3PG1+0.002

F2=5+0.3PG2+0.002P

150MW，（15）解12

0.320.0020.32

0.30.006按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令λ1=λ2，（A（BPG2=150-PG1代入式（A）有0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150—0.004PG1=0.9—于是解 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30<60<10020MVA110/11kV2.5%7.518MVA，7MVA，cos=0.8107.5kV，Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。解

圖二 NNN

TX NT100S

7cosj7sin

10(12.5%) 10(17.5%)Ui

UImaxUUImaxU

UT/maxUimaxU

99.9 T/

iUUiN104.6Ui

U

UT/maxUT/2

107.2107107.1(kV)

U

%

UU

99.9

U

UU

104.6