电力系统分析复习题.doc

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长沙学院电力系统分析复习题

一、填空题

1、电力系统运行的三个基本要求是：

系统运行的安全可靠性、良好的发电质量、系统运行的经济性。

2、电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路两大类。

3、在电磁环网中，由于变压器变比不匹配而产生的功率称为循环功率。

4、电力系统频率的一次调整是针对发电机组的调速器进行的，频率的二次调整是针对发电机的调频器进行的。

5、系统备用容量一般分为负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用。

6、在潮流计算时对于有功功率和无功功率均为给定，而节点电压是待求量的节点称之为PQ节点。

7、在电力系统中，有功功率负荷的最优分配是按照等耗量微增率准则来进行分配的。

8、电力系统中枢点的调压方式分为逆调压顺调压恒调压。

9、连接额定电压分别为220kV和35kV两个电力网的一台降压变压器，变压器的两侧均接线路，则此变压器的变比为220/38.5。

10、电压调整的措施有改变发电机端电压调压、改变变压器变比、改变功率分布和改变电力网络的参数。

二、选择题

1、电力用户只能从一个电源获得电能的地理接线方式为（）。

A、双回路的放射式B、两端供电式C、有备用接线D、无备用接线

2、手算潮流时，将变电所母线上所联线路对地电纳中无功功率的一半也并入到等值负荷功率中，这一功率称为（）。

A、运算负荷功率B、运算电源功率C、等值负荷功率D、等值电源功率

3、在电力系统的标么值计算中，基准功率和基准电压之间的关系满足（）。

A、B、C、D、

4、利用P—Q分解法和牛顿—拉夫逊法进行潮流计算，二者的收敛速度是（　　　）。

A、P—Q分解法高于牛顿—拉夫逊法B、牛顿拉夫逊法高于P—Q分解法

C、两者一样D、无法比较

5、电力系统无功电源最优分配的目的是（）。

A、使电力系统总的能源消耗最少B、使电力网的有功损耗最小

C、使电力系统的电能质量最好D、使电力网的无功损耗最小

6、负荷的单位调节功率可以表示为（）

A、 B、C、D、

7、求无功功率分点的目的是（）。

A、找无功最大点 B、从该节点解开网络

C、求有功功率分点 D、求网络环流

8、变压器的非标准变比是指变压器两侧（）。

A、网络额定电压之比 B、绕组额定电压之比

C、实际分接头之比 D、实际分接头电压之比÷网络额定电压之比

9、线路末端的电压偏移是指（）。

A、线路始末两端电压相量差 B、线路始末两端电压数值差

C、线路末端电压与额定电压之差 D、线路末端空载时与负载时电压之差

10、借串联补偿电容器调压，可以（）

A、抵偿线路感抗 B、增大线路感抗

C、有时抵偿线路感抗，有时增大线路感抗 D、抵偿线路容抗

三、简答题

1、衡量电能质量的指标有哪些？

电能质量包含电压质量、频率质量和波形质量三个方面。

所以相应地衡量电压质量的指标有三个：

电压偏移率、频率偏移率、波形畸变率。

2、试写出电力线路的功率损耗和电压降落公式。

①电力线路阻抗中的功率损耗

②电力线路导纳支路中的功率损耗

③电力线路中电压降落的公式

3、电力系统潮流计算中变量和节点是如何分类的？

变量的分类：

负荷消耗的有功、无功功率（）为不可控变量（扰动变量）；

电源发出的有功、无功功率（）为控制变量；

母线或节点电压的相位角（）为状态变量。

节点的分类：

PQ节点，PV节点，平衡节点

计算题

1、如图所示电力系统，试求变压器和发电机的额定电压。

解：

UGN=1.05×10=10.5kV

U1N.T1=UGN=10.5kVU2N.T1=1.1×110=121kV

U1N.T2=110kVU2N.T2=1.1×35=38.5kVU3N.T2=1.05×6=6.3kV

U1N.T3=UGN=10.5kVU2N.T3=1.05×3=3.15kV

2、电力网络接线如图所示，写出节点导纳矩阵。

解：

3、某两端供电网，单位长度的线路电抗为0.4Ω/km，线路的各段长度和C、D点所带负荷功率如图所示，试计算网络的初功率分布，并注明有功、无功分点。

A

C

D

B

115∠3°

50km

60km

60km

114∠0°

解：

D点是功率分点

4、两台发电机的功率约束条件为，，耗量特性分别为，，两台机组同时给一个负荷PL供电。

试求：

（1）当PL=65MW时，=20MW，＝45MW时，是不是最优分配方案。

（2）当PL=160MW时，两机组间的最优分配方案是什么？

解：

⑴，当、，，是最优分配。

⑵，解得，，，

试题二：

一、填空题

1、电能生产最基本首要的要求是保证可持续的供电。

2、中性点经消弧线圈接地的电力系统，在实践中一般采用的补偿方式为过补偿。

3、电力网络主要由电力线路和变压器组成。

4、电压降落是指元件两端电压的相位差。

5、当供电电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时，则电源可作为无限大电源处理。

6、冲击电流是短路电流的瞬时最大值。

7、同步发电机机端发生三相短路时，定子中直流分量对应转子中的基频交流分量。

8、输电线路的零序电抗___大于__正序电抗。

9、电力系统零序等值电路与正序等值电路不相同。

10、电力系统中发生a相短路接地时，复合序网是串联。

二、选择题

1、衡量电能质量的技术指标是（）。

A、电压偏移、频率偏移、网损率；B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率；

C、厂用电率、燃料消耗率、网损率；D、厂用电率、网损率、电压畸变率

2、下图所示简单电力系统中，输电线路和电动机的额定电压已经标出，则此时发电机和变压器的额定电压应为（）。

A、G：

10KV；T1：

10/242KV；T2：

209/121/38.5KV；T3：

33.25/6.3KV

B、G：

10.5KV；T1：

10.5/231KV；T2：

209/115.5/36.75KV；T3：

33.25/6.3KV

C、G：

10.5KV；T1：

10.5/230KV；T2：

230/115/37KV；T3：

37/6.3KV

D、G：

10.5KV；T1：

10.5/242KV；T2：

220/121/38.5KV；T3：

35/6.3KV

3、求无功功率分点的目的是（）。

A、找无功最大点B、从该节点解开网络C、求有功功率分点D、求网络环流

4、n个节点的电力系统，其节点导纳矩阵为（）。

A、n-1阶B、n阶C、2（n-1）阶D、2n阶

5、一般情况，电力线路的负序电抗与正序电抗的大小关系为（）。

A、B、C、D、

6、当系统中发生A相接地短路时，故障处的B相短路电流为（）。

A、0B、0.5C、1D、2

7、关于各种金属性短路情况下的边界条件方程，错误的是（）。

A、A相单相接地短路时，；；

B、B、C两相短路时，；；；

C、B、C两相接地短路时，；；

D、B、C两相接地短路时，；。

8、关于短路故障时正序电压、负序电压和零序电压的分布，下述说法中正确的是（）。

A、故障处正序电压、负序电压和零序电压均最高；

B、发电机机端正序电压、负序电压、零序电压均为最高；

C、发电机机端正序电压最高、短路点负序电压和零序电压最高；

D、发电机中性点负序电压和零序电压最高，正序电压最低。

三、判断题

1、采用分裂导线不仅可以减小架空输电线路的电抗，而且可以提高架空输电线路的电晕临界电压。

（对）

2、电力系统潮流计算中，必须设置，并且只设置一个平衡节点。

（对）

3、无限大电源供电情况下发生三相短路时，短路电流的特点是周期分量电流不衰减。

（对）

4、变压器的正序等值电路、负序等值电路和零序等值电路完全相同。

（错）

5、非全相运行又称为纵向故障。

（错）

四、计算题

1、某输电线路，如下图所示，参数如下：

，，，线路末端功率，滞后，已知末端电压为，试计算始端电压的大小，始端功率。

解：

电压降落的纵分量、横分量分别为

始端电压

始端电压角度

输电线路的功率损耗

始端功率

2、某电力系统如下图所示，，，,,,,线路阻抗分别为，，。

线路导纳均忽略不计。

（1）试写出该图的节点导纳矩阵。

（2）试确定各节点类型。

解：

（1）该图的节点导纳矩阵：

（2）各节点类型为：

节点：

1平衡节点节点2：

PV节点节点3：

PQ节点

3、当电力系统发生两相短路接地时，电力系统的复合序网图，并用公式表示出故障相的电压和电流。

复合序网：

zΣ

（1）

f

（1）

f

（2）

n

（1）

zΣ

（2）

n

（2）

n（0）

zΣ（0）

f（0）

；；

故障相电流：

忽略电阻，

4、系统如下图所示。

d点发生三相短路，变压器T2空载。

求短路处起始次暂态电流和短路功率。

解：

标幺值等值电路

取,

起始次暂态电流为：

有名值为：

短路容量为：

5、某电力系统如下图所示，f处发生两相接地短路。

试绘制正序、负序和零序等值电路。

解：

（1）正序等值电路如下图所示：

（2）负序等值电路如下图所示：

（3）零序等值电路如下图所示：

试题三：

一、填空题

1、电力系统运行应满足的基本要求：

系统运行的安全可靠性、良好的电能质量、系统运行的经济性。

2、电力线路按结构可分为电缆线路和架空线路。

3、一般而言，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PQ分解法。

4、在电力系统中的节点可以分为：

PQ节点、PV节点、平衡节点。

5、电力系统的运行电压水平和电压平衡密切相关。

电压调整的主要手段是：

改变发电机端电压调压、改变变压器变比、改变功率分布和改变电力网络的参数。

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气设备的重要数据。

7、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____________、____________、　____________、单相断线和两相断线等。

二、计算题

1、两系统由联络线连接为一联合系统。

正常运行时，联络线上没有交换功率流通。

两系统的容量分别为1500MW和1000MW，各自的单位调节功率（分别以两系统容量为基准值的标么值）如下图。

系统原频率为50Hz。

设A系统负荷增加100MW，试计算下列情况下的频率变化和联络线上流过的交换功率。

A系统

K*GA=25

K*LA=1.5

B系统

K*GB=20

K*LB=1.3

Pab

（1）A、B两系统机组都参加一次调频；

（2）A、B两系统机组都参加一次调频，B系统并有机组参加二次调频，增发60MW。

解：

计算单位调节功率的有名值

（1）A、B两系统机组都参加一次调频

A、B两系统负荷变化量：

，；

A、B两系统均无二次调整：

A系统频率调节效应系数：

，

B系统频率调节效应系数：

；

A系统净负荷变化：

，

B系统净负荷变化：

；

整个系统的频率变化量：

联络线上的交换功率：

（2）A、B两系统机组都参加一次调频，B系统并有机组参加二次调频，增发60MW

A系统净负荷变化：

，

B系统净负荷变化：

；

整个系统的频率变化量：

联络线上的交换功率：

~

1

2

Z12=5+j30Ω

S2max=22+j16MVA

S2min=12+j10MVA

2、某升压变压器变比为，如图所示，归算到高压侧的1－2间总阻抗为，最大负荷，最小负荷，高压侧电压最大负荷时为，最小负荷时，发电机端电压调整范围为6.0~6.3kV（逆调压），试选择变压器的分接头。

（保留小数点后两位）

2、解：

（1）计算最大、最小负荷下变压器的电压损耗

最大负荷时电压损耗：

最小负荷时电压损耗：

（2）最大、最小负荷下所要求的分接头电压，根据所给发电机电压的可能调整范围，可以算出

最大负荷时分接头电压

最小负荷时分接头电压

两种运行方式下的平均值

选择最接近的分接头，其电压为。

校验：

＝

＝

满足要求。

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0.1Ω。

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－中－高。

9.常用的潮流计算的基本数学模型是节点电压方程。

10.标么值近似计算中基准电压常选网络平均额定电压。

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B发电机、变压器、线路、负荷

C发电厂、变电所、变压器、线路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：

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

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

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高B低C不变D都不对

6.架空线路采用导线换位的目的

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

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：

A简单B收敛快C准确D占用内存少

9.P－Q迭代是在基础上简化来的。

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

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时，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：

△PDO=△PG－KG△f—KD△f

200=40＋740×0.2＋0.2×KD

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）。

解设C=N=0°=1100°

已知UA=121kV

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+0.002（t/h）

F2=5+0.3PG2+0.002（t/h）

两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，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

按等耗量微增率准则分配负荷，令λ1=λ2，有

0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2

而等约束条件为

PG1+PG2=150

联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。

把PG2=150-PG1代入式（A）有

0.3+0.004PG1=0.3+0.006（150—PG1）

0.004PG1=0.9—0.006PG1

0.01PG1=0.9

于是解得PG1=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7MVA，=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，Pk=163kW，励磁影响不计。

试选择变压器的分接头。

解变压器的电阻和电抗为

末端最大和最小负荷为

按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为

在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得

解得

然而最大和最小负荷时分接头电压为

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。

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