電力系統穩(wěn)態(tài)分析考試試卷及解析

電力系統穩(wěn)態(tài)分析

一、單項選擇題（本大題共10分，共10小題，每小題1分）

1.雙繞組變壓器的變比為11O±8X1.25%/11,+4檔分接頭對應的變比為

（）o

A.114.5/11

B.115.5/11

C.116.5/11

D.117.5/11

2.電力網絡的無備用接線不包括（）。

A.單回路放射式

B.單回路干線式

C.單回路鏈式網絡

D.兩端供電網絡

3.下列說法不正確的是（）。

A.中性點經消弧線圈接地時，有過補償和欠補償之分。

B.欠補償是指消弧線圈中的感性電流小于容性電流時的補償方式。

C.過補償是指消弧線圈中的感性電流大于容性電流時的補償方式。

D.在實踐中，一般采用欠補償的補償方式。

4.頻率的二次調整是由（）。

A.發(fā)電機組的調速器完成的

B.發(fā)電機組的調頻器完成的

C.調相機的勵磁調節(jié)器完成的

D.靜止無功補償器完成的

5.雙繞組變壓器的電阻（）。

A.可由空載損耗計算

B.可由短路電壓百分值計算

C.可由短路損耗”算

D.可由空載電流百分值計算

6.隱極式發(fā)電機組運行極限的原動機功率約束取決于（）。

A.原動機的額定視在功率

B.原動機的額定有功功率

C.原動機的額定無功功率

D.原動機的最大機械功率

7.電力系統電壓波動產生的原因有（）。

A.由幅度很小，周期很短的偶然性負荷變動引起

B.由沖擊性或者間歇性負荷引起

C.由生產和生活的負荷變化引起

D.由氣象變化引起

8.在任何負荷下都保持中樞點電壓為（102%?105%）U、中一不變的值的中樞點

電壓調整方式是（）。

A.逆調壓

B.順調壓

C.常調壓

D.故障時的調壓要求

9.下列說法正確的是（）。

A.發(fā)電機的額定電壓為線路額定電壓的105%。

B.變壓器一次側額定電壓等于用電設備額定電壓105機

C.變壓器一次側額定電壓等于線路額定電壓的110%。

D.用電設備的額定電壓為線路額定電壓95%。

10.額定條件下運行時，變壓器電納中損耗的無功功率等于（）。

A.以標幺值表示的短路電壓乘以額定有功功率

B.以標幺值表示的短路電壓乘以額定視在功率

C.以標幺值表示的空載電流乘以額定有功功率

D.以標幺值表示的空載電流乘以額定視在功率

二、多項選擇題（本大題共10分，共10小題，每小題1分）

1.發(fā)電機的單位調節(jié)功率的含義是（）。

A.隨著頻率的升高，發(fā)電機組發(fā)出功率減少的量

B.隨著頻率的升高，發(fā)電機組發(fā)出功率增加的量

C.隨著頻率的降低，發(fā)電機組發(fā)出功率減少的量

D.隨著頻率的降低，發(fā)電機組發(fā)出功率增加的量

2.可將實際有功功率負荷隨時間的變動分解為以下（）有規(guī)律的負荷變動。

A.偶然性的負荷變動

B.沖擊性的負荷變動

C.生產和生活的負荷變動

D.氣象變化引起的負荷變動

3.無功功率電源包括（）0

A.發(fā)電機

B.并聯電容器

C.并聯電抗器

D.晶閘管控制電抗型靜止補償器

4.隱極式發(fā)電機組以超前功率囚數運行時的約束有（〉。

A.轉子繞組電壓約束

B.定子端部溫升約束

C,并列運行穩(wěn)定性約束

D.原動機功率約束

5.節(jié)點導納矩陣的特點有（）。

A.是nXn階方陣

B.是稀疏矩陣

C.一般是對稱矩陣

D.其對角元一般小于非對角元

6.發(fā)電負荷包括（）。

A.綜合用電負荷

B,變壓器損耗的功率

C.線路中損耗的功率

D.廠用電

7.產生循環(huán)功率的原因是（）。

A.雙端供電網絡兩端的電源有電壓差

B.兩臺并列運行的變壓器的變比不同

C.兩回并列運行的輸電線路的長度不同

D,環(huán)網中變壓器的變比不用配

8.借改變發(fā)電機端電壓調壓可用于（）。

A.線路很長

B.線路不很長

C.沿線電壓損耗大

D.沿線電壓損耗不大

9.電力線路的長線路需計及（）。

A.分布參數特性

B.線路電阻

C.線路電抗

D.線路電納

10.多電壓級網絡中常用的簡化（）。

A.忽略所有線路的電導

B.忽略所有線路的對地電納

C.架空線路的電納以定值充電無功表示

D.變壓器激磁導納以定值空載有功損耗、無功損耗表示

三、判斷題（本大題共10分，共10小題，每小題1分）

1.由頻率一次調整時的靜態(tài)頻率特性可知，發(fā)電機組滿載時，若頻率進一步下

降，原動機的功率將進一步增加。

2.電力網絡結構變化后的節(jié)點導納矩陣必須按定義重新形成。

3.輸電效率是指線路末端輸出視在功率與線路始端輸入視在功率的比值，常用

百分值表示。

4.平衡節(jié)點給定擾動變量和控制變量，待求狀態(tài)變量。

5.原子能電廠可調容量較大，可以作為調頻廠。

6.在多電壓級網絡中應用等值變壓器模型時，對標么制、線路和變壓器參數都

己經按選定的基準電壓U|B和Un折算為標么值的情況，理想變壓器變比取為k

=51W（UHU3

7.三繞組變壓器各繞組的排列方式不同將影響電抗值的計算方法。

8.負荷特性取決于各行業(yè)負荷中各類用電設備的比重。

9.在電力系統中，由變換、輸送、分配和消耗電能的設備所組成的部分常稱為

電力網絡。

10.用發(fā)電機組的調頻器進行頻率的一次調整。

四、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)點導納矩陣的稀琉度

3.三繞組變壓器的最大短路損耗

4.波阻抗

5.逆調壓

6.熱備用

7.功率分點

8.電壓降落

9.不變損耗

10.變壓器的分接頭

五、計算題（本大題共35分，共5小題，每小題7分）

1.一個簡單電力網絡的節(jié)點導納矩陣為

▼

-J10J9.523800

J9.523812-425.0703-6+/8-6+J8

0-6+7812-J16-6+/8

0-6+-6+/812—J16

試計算在節(jié)點3新增加變壓器支路3-5,理想變壓器接在節(jié)點3,變比為

1.075:1,阻抗為j0.2時的節(jié)點導納矩陣。

2.某變電站由UOkV雙回線供電，線路長50km,b,=2.7X10^S/kmo站內有兩

臺SFL7-31500/110的變壓器，試驗數據為P0=38.5kW,Io%=0.8,Pk=148kW,

Uk%=10.5o變電站低壓側負荷為50+j25MN。試計算兩臺變壓器的功率損耗和變

電站的運算負荷。

3.電力系統如圖所示，架空線路AB單位長度參數為IQ/km,

6

xt=0.4Q/km,bF3X10S/km；電纜線路CD單位長度參數為r尸0.5Q/km,

x1=0.IQ/km；變比為110/llkV的變壓器參數為SN=50MVA,P0=100kW,Io%=2,

Pk=300kW,Uk%=10.5；母線D的負荷為10MW,功常因數cos6=0.9（滯后）。試

作出標么值表示的等值電路。

AHOkVBCl°kVD

I------5-0k-m-----^'4d"^71lOhn

4.某簡單電力網絡在節(jié)點ij之間接入一臺如圖所示的變壓器后Yii二-J10.

Yij=j5和Yjj=-jl5,變壓器分接頭在i側，阻抗歸算在j側。若該變壓器的變

比改變?yōu)?.05:1,試計算節(jié)點i和節(jié)點j的自導納，以及節(jié)點ij之間的互導

納。

M

k^-1031

簡單電力網絡d

5.系統A和B的容量分別為2000MW和3000MW,以各自容量為基準的發(fā)電機和

負荷的單位調節(jié)功率標幺值分別為瞌*=20、Q*=L5和七階=30、0*=2.0。兩系

統通過聯絡線組成聯合系統，機組都能參加一次調頻，正常運行在額定頻率

50Hz,聯絡線上無交換功率。當B系統負荷突然增加220MW時，若A、B兩系統

的機組不參加二次調頻，聯合系統的頻率和聯絡線上的功率是多少？若B系統

的機組參加二次調頻增發(fā)100MW,聯合系統的頻密和聯絡線上的功率乂是多

少？

六、問答題（本大題共15分，共5小題，每小題3分）

1.為什么n形等值電路的功率和電壓計算是簡單電力網絡的潮流計算的基

礎？

2.頻率的一次調整有葉女作用？

3.在已知末端功率和始端電壓時，用迭代方法手算潮流的要點有哪些?

4.為什么變壓器二次側額定電壓較線路額定電壓高10%?

5.發(fā)電機組有哪些運行限額？如何用公式表達？

答案:

一、單項選擇題（10分，共10題，每小題1分）

1.B2.D3.D4.B5.C6.B7.B8.C9.A10.D

二、多項選擇題（10分，共10題，每小題1分）

1.AD2.ABCD3.ABD4.BCD5.ABC6.ABCD7.ABD8.BD9.ABCD10.

ACD

三、判斷題（10分，共10題，每小題1分）

1.X2.X3.X4.X5.X6.V7.X8.V9.X10.X

四、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荷決定的技術最小負荷。

解題方案.

從火力發(fā)信廠的特點分析。

評分標準：

2.

參考答案：

節(jié)點導納矩陣的稀疏度等于節(jié)點導納矩陣中零元素個數與矩陣的總元素個數的

比值。

解題方案：

考查節(jié)點導納矩陣的稀疏度概念。

評分標準：

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。

評分標準：

4.

參考答案：

超高壓線路有rKGi,g。可近似看成無損線，其特性阻抗為純電阻稱為波阻

抗。

解題方案：

考查波阻抗概念。

評分標準：

5.

參考答案：

逆調壓是指高峰負荷時，電壓中樞點的電壓升高至105%UN；低谷負荷時，電壓

中樞點的電壓下降為UN的中樞點電壓調整方式。

解題方案：

考查中樞點電壓調整方式。

評分標準：

6.

參考答案：

熱備用是加運轉中的發(fā)電設備可能發(fā)的最大功率與系統發(fā)電負荷之差。

解題方案：

考查有功功率備用容量。

評分標準：

7.

參考答案：

功率分點是指網絡中功率由兩側流入的節(jié)點。

解題方案：

考查功率分點。

評分標準：

8.

參考答案：

電壓降落是指線路任意兩點之間電壓的相量差。

解題方案：

考查電壓質量指標。

評分標準：

9.

參考答案：

不變損耗是指與負荷大小無關的損耗。

解題方案：

考查網絡損耗的不變損耗。

評分標準：

10.

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。

解題方案：

考查變壓器的分接頭概念。

評分標準：

五、計算題（35分，共5題，每小題7分）

參考答案：

答案：在節(jié)點3新噌加變壓器支路35變壓器變比為1.075：1,阻抗為也2后，原節(jié)點導納矩陣元

素中除玲3變化外，其余元素不變.新的節(jié)點導納矩陣增加一階，第5行和第5列除K$、打3、45外其余

元素均為0.?

1

6=12-/164T=12-j20.3267^

j0.2x1,075-

Y；=n=-----------------=/46512“

sj0.2xl.075

解題方案：

考杳按定義修改節(jié)點導納矩陣。

評分標準：

2.

參考答案：

答案：每臺變壓器額定容量為31.5MVA..

變壓器勵磁支路功率損耗：，

△~、喘+備)=2嘴+瑞@.5)=0.°77°+為5°4°吟

變壓器阻抗支路功率損耗：?

148105x315502+25?

)—=2x(.

'1000J100,cv2、(2x31.5)2~

2M1000100

=0.2331+j5.2083(MVA)

變壓器功率損耗："

=(0.0770+j0.5040)+(0.2331+75.2083)=0.3101+J5.7123(MG4)^

變電站進線對地電納支路功率損耗：?

=2xll02x(-jlx50x2.7X1Q-45)=-兒6335(同⑷/

2

變電站運算負荷：一

9=(50+725)4-(0.3101+J5.7123)-J1.6335=50.31014-j29.0788(Af7X)^

解題方案：

考查用試驗數據計算變壓器功率損耗。

評分標準：

3.

參考答案：

答案：取基準容量5100MVA,基準電壓嚨=110kV,則阻抗基準為：?

13駕變二⑵

*SB100

線路AB的標么值參數：一

=。1+70.4)x50/121=0,041+j0,165^

5^/2=3x10^x50x121/2=0.009^

變壓器的標么值參數：一

300X1102.10.5X1102

+J100x50)/121=0.012+/0.21—

1000x502

1005

二(—0-J^1.^.)X121=0,001-J0.010^

rlOOOxllO2lOOxllO2

線路CD的標么值參數：一

Zg.=(0.5+J0.1)X10X(112)2/121=4.132+J0.826^

母線D的標么值負荷：〃

品.=10+川應際cosOS)=010+川048,

標么值表示的等值電路如下圖所示.,

A0.0414)01650.012+j0.210C4.132型.826D

-o------------blo.lO+jO.O48

~j0.009Zrjz^r~j0.009

O.OOl-jO.OlO

標么值表示的等值電珞。

解題方案：

考查電力網絡等值電路的制定。

評分標準：

4.

參考答案:

變壓器支路導納:

A/=」-二)月=(-^-y--J-y)—=>0.3557

"k?啟71,0521.032/0」

AK=-(--—))；=-(—.........—)—=-/0.1849

"k：k.1.051.03/0.1

AY}J=0

變壓器的變比改變后:

=-〃0+4.3557=-J9.6443

)；.；=；5-70,1849=74.8151

耳二一小

解題方案：

考查按定義形成節(jié)點導納矩陣。

評分標準：

5.

參考答案：

W紊：系統+A和B的友電機和負佝的單位隨至叨軍閆宅值：“

K函=20x^^=800(W7即?

=1.5x^22=60(Afr//&)^

KGB=30X^=1800(2/Hz)~

=2x^222=i20(Mr//&)^

系統A和B的單位調節(jié)功率有名值：，

KA=KGA=800+60=860。網/也)d

%"4-^ZS=1800+120=1920（W7也）P

若系統B負荷噌加220MW,兩系統的機蛆不參加二次調頻時，系統A和B的功率缺額為：，

g=A/"A&=0(MW)p

△用=--=220(加取)~

聯合系統的頻率：。

_△如的=——220_=_o(pg1(法)/

KA+K￡860+1920

/="0=50-0.0791=49.9209(法)一

聯絡送上的功率：，

=-廣"讓巴=860x22。=6&0576(語)，

由K+K860+1920')

ADR

若系統B負荷增加220MW,3系統的機組參加二次調頻增發(fā)100MW時，系統A和B的功率缺額為:

A?=220-100=120（MF）r

聯合系統的頻率：d

—A+阻120

=-0.0432（法）〃

町+勺860+1920

/=4-y=50-0.0432=49.9568（也