电力系统分析试题及参考答案.docx
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电力系统分析试题及参考答案
作业题一参考答案
一、填空题
1降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv，若选择+2X2.5%的分接头，则该分接头电
压为231KV
2•电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。
3•输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。
4•输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数
值差。
5•电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。
6.调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。
7.复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。
&用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角
元素为零。
9•系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的3倍。
10•减小输出电元件的电抗将提高（改善）系统的静态稳定性。
二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
11•同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（
②）
④根据发电机的形式定
①否
②是
③不一定
12•三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（③）
①内层
②中间层
③外层
④独立设置
13•中性点以消弧线圈接地的电力系统,
通常米用的补偿方式是（
③）
①全补偿
②欠补偿
③过补偿
④有时全补偿，有时欠补偿
14•三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（②）
①越大
②越小
③不变
④无法确定
15.变压器的电导参数
G,主要决定于哪一个实验数据（①
）
①厶Po
②、Pk
③U%
④1。
％
16.当功率的有名值为
s=P+jQ时
（功率因数角为）取基准功率为S,则有功功率的标
么值为（③）
①P
②P
③
④Pcos
Sncos
Snsin
Sn
Sn
17.环网中功率的自然分布是（④
）
①与电阻成正比分布
②与电抗成正比分布
③与阻抗成正比分布
④与阻抗成反比分布
18.电力系统中PQ节点的数量（
②）
1全都是②大量的③少量的④必有且一般只设一个
19•潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（④）
①Ii-j1>1i-j|min②丨i-jIVi-j|min
③丨i-jl>li-j|max④丨i-j|Vi-j|max
20．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（②）
①负载率②网损率③供电率④厂用电率
21．电力系统的频率主要决定于（①）
①有功功率的平衡②无功功率的平衡
③电压质量
④电流的大小
22．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（②）
1高峰负荷时允许中枢点电压略低
2低谷负荷时允许中枢点电压略低
3适用于用户对电压要求不高的场合
4适用于供电线路不长的场合
③）
②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度
④增加了整个电力系统的无功功率容量
23．通过改变变压器变比，实质上（
①改变了电压损耗的数值
③改变了电力网的无功功率分布
24.三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（①
①一相中出现
②同时在两相中出现
③三相均不出现
④只有故障相出现其它相不出现
③）（其中，1,2，0分别为正序、
①xdxqxd"
xd'
②xq
xd
x'x"dd
③xdxqxd'
xd"
④xd
xd'
xqxd"
26.若ac两相发生短路，
则基准相选择为
（②
）
①a相
②b相
③c相
④a相和c
25.同步机的各种电抗间关系为（③）
27.下网K点发生两相短路接地，
其复合序网为图所示（
负序、零序阻抗）
28.越靠近电源点负序电压越（①）
①低②高③不变
④无法确定
29.作为判据dpE0主要应用于分析简单系统的（③）
d
①暂态稳定②故障计算③静态稳定
④调压计算
30.分析简单系统的暂态稳定性可以应用（②）
①等耗量微增率准则②等面积定则③小干扰法
④对称分量法
三、简答题
31•电力变压器的主要作用是什么？
另外还起到将不同电压等级电网相联系的作
答：
电力变压器的主要作用是升高或降低电压,用。
32•简单闭式网分为哪些类网络?
答：
简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。
33.为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系
统的电压水平？
答：
通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统
中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。
34.为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？
答：
在输电线路送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过
该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。
四、简算题
35.某三相单回输电线路，采用LGJ-300型导线（计算外径25.2mm）,已知三相导线正三角形布置，导线间距离D=6m,求每公里线路的电抗值。
解：
计算半径:
r25212-6mm12-610-3m
几何均距：
Dh=D=6m
Xi
0.14451g
Dm
0.0157
0.1445lg
12.6103
0.0157
0.403/km
36°.110KV单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV,末端负荷为15+j10MVA,求该电力线路末端电压及始端输出的功率。
解:
设全网电压为U“11OKV
AQ业二-jUx10-4xno2^-JL331mrar
Sj=8z+15+J8,669MVA（t分）
（1分）
（1分）
△為二鱼点鸟⑴卡闰=0皿光扌妙缈2MVA
§1二監卡^=15.496+）9.661MVA
△务=K>-*x1102=-jL331MVar
Sj=S；AQT1=15.496+j8.33MVA仃分）
⑵令Ux116^*KV
\:
wI
4-Ur-^UZ-jSlla=Uj「（'十j”j@R）=109.997-j3»678=110,
OSS分）
37.某系统发电机组的单位调节功率为740MW/HZ当负荷增大200MW寸，发电机二次调频
增发40MW此时频差为0.2Hz，求负荷的单位调节功率。
解：
輕:
根据公式42-仝^七£虫。
分）
X;+也
r^：
：
-0.2=-
「器亲&分）
K器皿
=800-740=60MW/lk（1分）
38.网K点发生两相短路接地，求K点短路电流值。
心亍叩"JWI2叩
P
6trMCA
r血議a*,a/」
‘HTHVA
w.
叶力二“％
*
Ukcl
=/*X
=Xj£-0.32
Xlo=3x0.0906=0.272
Xr=0ja5x^°-=0.2
0.572
X£=0.32-{-（0.32/710,13）=0.412-
~0Ml~2r42A
If（躍湍5
=3.74KA
五、综合题
39.有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93+j63.525Q,已知变压器
母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作
为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。
1D7.5
TFmin^107.5--°•餐J茫空％=102.%KV（3
.⑴T；血=107—虽乂斗•T坯竺=9&.7KV
JO7,5
〔2）按最小负荷时无补偿惜配来选援变压祥仿接头
=102.96X7^-^=105.35KV-ft用110-2.5%.8^107,25/11KV（2分）
接最夫負倚时调压要求确定Q,客呈
Q尸晋盏旳心喊"百卷）x号萨"952（3分〉
口；脸算：
帥大贷荷时补鲨逆备全部役入
107.5
IJi（m=107.5-—X4巴_土型三二土邓空J25=99.85KV
[1
□严=99価x描免二10.24KV
J]Ji-jfci,^Or10.25—KJ.24"rnntvni,tr电压偏移山并-x-0.1*^
鹼小鱼届时□：
=/=102.96xIl?
107.25=10.56^
电压備暮二匹需暑述梵100鳴七1.8%◎分）
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j“・4
40.某简单系统如图若在K点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。
]^LF
-*n"0・24ps+庐4+015=0・7（1*）
（1e）即；（1$）puuo（14工話=0・2卜0・15i-0・4'h{>L-5H0・9
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丄43-13（一审）
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1■•Ii:
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产"61.97“（33）
作业题二参考答案
一、填空题
1.衡量电能质量的主要指标是：
电压、频率、波形
2.我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用直接接地
3.一公里LGJ-300型的架空线路，其电阻大约为0.1Q
4.一个将10kV升到220kV的变压器，其额定变比为10.5/242
5.电厂供电负荷与综合用电负荷的差别是前者包括网络损耗
6.潮流计算中，三类节点数量最多的是PQ节点。
7.架空线路开路时，其末端电压比首端电压高。
8.将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为低一中一高
节点电压方程。
9.常用的潮流计算的基本数学模型是
10.标么值近似计算中基准电压常选
二、选择题
1.组成电力系统的几种主要元件是：
A电源、电阻、电感、电容
C发电厂、变电所、变压器、线路
网络平均额定电压
B
B发电机、变压器、线路、负荷
D发电机、变压器、线路、开关
2.对电力系统运行的基本要求是：
_C
A在优质前提下，保证安全，力求经济；
B在经济前提下，保证安全，力求优质；
C在安全前提下，保证质量，力求经济；
D在安全前提下，力求经济，保证质量。
3.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻_jA.
A一样B越大C越小D都不对
4.在变压器的等值电路中，其导纳是_B
AGT+jBtBGT-jBtC-GT+jBTD-GT-jBt
5.中性点不接地系统对设备绝缘的要求_A
A高B低C不变D都不对
6.架空线路采用导线换位的目的_C
A减小电抗B减小电纳C减小三相参数的不对称D都不对
7.三类节点中，只有一个且必须有一个的是_C
AP-Q节点BP—V节点C平衡节点D都不是
8.N—R迭代的主要优点是：
__B
A简单B收敛快C准确D占用内存少
9.P—Q迭代是在__B基础上简化来的。
A直角坐标形式的N—R迭代;
B极坐标形式的N—R迭代；
CG—S迭代
D都不是
10.变压器的运算负荷是D
A变压器付方功率加上变压器阻抗的功率损耗；
B变压器付方功率加上变压器导纳的功率损耗；
C变压器副方功率加上变压器阻抗和导纳的功率损耗；
D在C的基础上，再加上变压器所联线路导纳中的功率。
三、某系统发动机组的单位调节功率为740MW/HZ,当负荷增大200MW寸，发电机二次调频增
发40MW此时频差为0.2Hz,求负荷的单位调节功率。
解：
△Pd（=△Pg一Kg^f—&）△f
200=40+740X0.2+0.2XKd
所以Kd=60MW/Hz
所以负载的单位调节功率为60MW/HZ
四、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。
已知电源A的电压为121kV,
求功率分布和各母线电压。
（注：
考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U）。
ASa2O+j44）Q舟B曜2（H]30QC
II
4O+J3OMW1Oj8MVA
解设UC=UN==1100_
Sbc
22
108
1102
（20
j30）0.271j0.407
Sb
SbSb
AB
30.207222.4072
1102
（20j40）2.338
j4.676
ScSbc（10j8）0.271j0.4079.793j7.593
Sb40j309.793j7.95330.207j22.407
SASBSAB30.207j22.4072.338j4.67632.545j27.083
已知UA=121kV
UAB
32.5452027.08340
121
14.332（kV）
UBUAUAB12114.332106.668（kV）
UBC
3.972（kV）
（9.793）20（7.593）30
106.668
UCUBUBC106.6683.972110.64（kV）
五、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为
F1=3+0.3Pg1+0.002pGi（t/h）
F2=5+0.3Pg2+0.002PG2（t/h）
两台发电设备的额定容量均为i00Mvy而最小可发有功功率均为30Mvy若该厂承担负荷
150MVy试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。
解两台发电设备的耗量微增率分别为
dF,
1
dPG1
dF2
2
dPG2
按等耗量微增率准则分配负荷，令
0.320.002Pg10.30.004Pg1
0.320.003Pg20.30.006Pg2
入1=入2,有
0.3+0.004Pg=0.3+0.006Pg2
而等约束条件为
Pgi+Ps2=150
联立式（A）、式（B）、求解FGi、Pg2o把Pg2=150-Pgi代入式（A）有
0.3+0.004Pg=0.3+0.006（150—Pgi）
0.004Pg=0.9—0.006Psi
0.01Psi=0.9
于是解得FGi=90MWPg2=60MW
此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件
<30<90<100、30<60<100）,因此，可做为最优分配方案。
六、如图所示某降压变电所装设一台容量为20MVA电压为110/11kV的变压器，要求变压
器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的2.5%和7.5%,最大负荷为18MVA最
小负荷为7MVAcos=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV,
变压器参数为Uk%=10.5,Fk=163kW励磁影响不计。
试选择变压器的分接头。
/
iionikv』
1
IO7,flrV
—gd1~~比也「
A
解变压器的电阻和电抗为
Rt
PkUN
2
IOOOSn
1631102
2
100020
4.93（）
Xt
5%uN
100Sn
10.51102
10020
63.5（）
末端最大和最小负何为
Smzx18cosj18sin
180.8j180.614.4j10.8（MVA）
Smin7cosj7sin
70.8j70.65.6j4.2（MVA）
按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为
Uimax10（12.5%）10.25（kV）
Uimin10（17.5%）10.75（kV）
U
I1.
U
dH7c
14.4
4.93
10.863.5
imax
UImax
max
10/.5
Ui
max
5.6
4.93
4.263.5
Uimax
UImax
Umin
107.5
在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得
Uimin
解得
Uimax
99.9（kV）
Uim.
104.6（kV）
然而最大和最小负荷时分接头电压为
UT/max
UiN
Uimax
Uimax
UT/min
II
imin
U
imin
99.9
104.6
11
10.25
11
10.75
107.2（kV）
107（kV）
UT/maxUT/minUTI
107.2107107.1（kV）
11/30
11
Uimax%Uimax
-99.9
107.25
10.25（kV）
Uti
U
UU
iminimin
iN
104.6
11
10.73（kV）
U
TI
107.25
Umax%
10.25
10
100%
10
10.73
10
100%
Umin%
10
2.5%
7.3%7.5%
故选分接头电压为110（1-2.5%）=107.25的分接头。
校验低压母线电压：
最大负荷时
最小负荷时
电压偏移：
最大负荷时
最大负荷时比较可知，所选择的分接头满足调压要求。
作业题二参考答案
一填空（35分每空1分）
1•电力系统是电能的生产、输送、分配和消费的各个环节组成的一个整
体。
其中输送和分配电能的部分称为电力网。
若把水电厂、火电厂的动力部分
也包括进来，就称为动力系统。
2•对电力系统运行的基本要求是：
保证供电的可靠性，保证电能的良好质量,
提高运行的经济性。
3.衡量电能质量好坏的指标是电压、频率和波形。
4•电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有同步调相机、静电电容器及
静止补偿器。
5.对称分量法是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线性电
路中，各序对称分量具有独立性。
6•短路是电力系统的严重故障。
短路冲击电流、短路电流最大有效值和
短路容量是校验电器设备的重要数据。
7•系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电
力系统的综合用电负荷。
电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应
该供给的功率，称为电力系统的供电负荷，在此基础上再加上发电厂厂用电消
耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷。
8.在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中，无功功率从电压高的一端流向电
压低的一端，有功功率则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端,这是交
流电网功率传输的基本规律。
9•在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：
牛顿-拉夫逊法和P-Q
分解法。
10.简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况。
简单不对称故障包括单相接
地短路、两相短路、两相接地短路、单相断开和两相断开等。
11•电力系统的运行电压水平同无功功率平衡密切相关。
电压调整的主要手段是:
改变发电机端电压；改变变压器的变比；无功功率补偿。
12•通常系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用负荷曲线来描述。
二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项
前的字母填在题后的括号内。
1•无限大功率供电系统，发生三相短路，短路电流非周期分量起始值
（2）
①iapibpicp
③iapibpicp
②iap
ibp
icp
④iap
ibp
cp
2.短路电流量最大的短路为（
①单相短路
②两相短路
③两相短路接地
④三相短路
3.理想同发电机,
q轴电抗的大小顺序是（2
）
①xq=xq〃
②xq>xq〃
③xqvxq"
④都不对
4.a为旋转因子
1+a+a2等于多少
（1）
①0
②1
③—1
④2
5.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（
3）
①大
②小
③相等
④都不是
6.系统中发生单接地故障时，零序回路中不包含（
4）
①零序电流
②零序电压
③零序阻抗
④电源电势
7.两相短路接地故障中，附加阻抗Z△为（4
）
①Z02
②Z2S③Z0S+
Z22④Z02
//Z22
8.在发电机稳态运行状态中，
机械功率
Pt与电磁功率相比，将（
3）
①大
②小
③相等
④无关系
9.P—3曲线被称为（4
）
①耗量特性曲线
②负荷曲线
③正弦电压曲线
④功角曲线
10.故障计算可以应用（3
）
①等面积定则
②小干扰法
③正序增广定则
④等耗量微增率原
则
三、简答题
1.列出三种提高系统静态稳定的措施。
（1）自动励磁装置的应用；
（2）减小各元件的电流；
（3）改善网络结构和采用中间补偿设备。
2.写出对称分量变换矩阵的表达式。
2
aa
2
aa
11
3•写出系统f点发生a、c两相短路时的原始边界条件。
lb0,laIc0,UaUc
4.在架空输电线路中，为什么要进行导线换位？
保证三相系统参数对成、减少对周围通讯线路的干扰
5•什么是电晕现象？
如何避免？
高压线路表明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。
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。
当母线4发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值I、冲击电流iw
（Sb=100MVAUb=Uav，Km=1.8）
解:
用标幺值计算的参数是：
Xl10.450
100
1152
0.151（1分）
XL2
XT1
XGd
0.440卫0.121——（1分）
1152
1000.0875（1
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