电力系统分析基础试卷及答案

第 1 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html电力系统分析基础试卷 1一、简答题（15 分）电网互联的优缺点是什么？影响系统电压的因素有哪些？在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知数和未知数各是什么？电力系统的调压措施和调压方式有哪些？什么是短路冲击电流？产生冲击电流最恶劣的条件有哪些？二、1、 （5 分）标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压等级）2、 （5 分）系统接线如图所示, 当 f 1 、f 2 点分别发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值电路。(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)T1 T3L1 fG1 2 3 4X0X0 XmT2 L25 76 8 910 1T413 141512L3三 （ 1） 题 图三、 （15 分）额定电压为 110KV 的辐射型电力网，参数如图所示，求功率分布和各母线电压（注：必须考虑功率损耗，不计电压降落的横分量） 。四、 （15 分）在如图所示的两机系统中，负荷为 700MW 时，频率为 50Hz，若切除 100MW PGN=50MW %4 PGN=450MW %5 负 荷 的 单 位 调 节 功 率 KL*=1.5 PL=70MW 50MW 20MW A B 1 3 8 97 f2 2 10 5 6f1 4 10KV 20KV 10KV 10KV 35KV Z1=5+j20 Z2=5+j15 A B C j8VASUA=15KV j3VA4BS 第 2 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html负荷后，系统的频率和发电机的出力各为多少？ 五、 （15 分）设由电站 1 向用户 2 供电线路如图，为了使用户 2 能维持额定电压运行，问在用户处应装电容器的容量是多少？（忽略电压降落的横分量影响）六、 （15 分）如图所示的简单系统，当 f 点发生 BC 相接地短路时，求: （注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值 SB=100MVA，UB=Uav）故障点 A 相各序电流和电压的有名值、 A 相各序电流向量图。中性点电位 Un 是多少 KV？Xn 是否流过正、负序电流？ Xn 的大小是否对正、负序电流有影响？七、 （15 分）电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，当 f 点发生三相短路时， 若要使短路后的短路功率 Sf 不大于 250MVA，试求(SB=100MVA，UB= Uav)线路允许的电抗有名值 XL？发电机 G1、G2 的计算电抗？电力系统分析基础试卷 2一、简答题（25 分）电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？什么是电压损耗、电压降落、电压偏移？电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知数和未知数各是什么？什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？二、(15 分) 在如图所示的两机系统中，1+j0 U1=0.5KV U2 = UN P=20KW cos =0.75 QK? 1 2 10.5KV 15KV 37KV X1=2=0.1 X1=2= 0.1 0 = 0.3 X1=0.15, Xn=0.1 X1 =0.15 f SGN1=50MVA X”d0. STN1 =0MVA Uk%10 XL=? f 10.5KV 15KV STN2 =0MVA UK%10 PGN2 =40MW cos 0.8 X”d=0.15 第 3 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.htmlPGN1=450MW，1%=5 ；PGN2=500MW，2%=4。负荷为 700MW 时，频率为50HZ，PG1=450MW， PG2=250MW。若增加 50MW 负荷后，系统的频率和发电机的出力各为多少？ 单 位 调 节 功 率 KL*=1.5 G1 G2 三、(10 分) 某变电所的负荷为 30MW，功率因数为 0.8，今要增加新用户，其负荷功率为10MW，功率因数为 0.85，欲使变电所的总功率因数提高到 0.9，求需装设的电容器容量？四、(10 分) 系统等值网络如右图示，各元件的标么参数标于图中。求该系统的节点导纳矩阵。Z12=j0.4 Z13=j0.5 Z34=j0.2Z24=j0.4 Y20=j0.8 Y40=j0.8 1 2 4Z12 Z34 Z24 Y20 Y40 3 Z13 五、(15 分) 电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，系统 S 的短路容量为 500MVA，当 K 点发生三相短路时，试计算 : （取 SB=100MVA，UB= 平均额定电压）短路点的短路电流周期分量起始值 I；冲击电流 iM （冲击系数取 1.8）六、(15 分) 如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（SB=100MVA ，UB=平均额定电压） ，用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的各序电流有名值， （1）A相接地短路；（2）BC 相接地短路。七、(10 分) 如果已知输电线路的始端电压和始端功率，试推导求末端电压和末端功率的公式（用输电线路的 型等值电路） 。电力系统分析基础试卷 3一、简答题（20 分）1. 电力系统运行的特点和要求是什么？2. 变压器中性点消弧线圈的作用是什么？3. 何谓 PQ 节点、PV 节点及平衡节点？ 4. 无限大功率电源的特点是什么？第 4 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html5. 电 力 系 统 有 功 功 率 最 优 分 配 的 目 的 是 什么？按什么原 则 分 配 负 荷 ？二、（10分）110kV闭式电力系统如图所示，各线段单位长度的阻抗均匀分布，为。各线段的长度和负荷点的负荷标于图中，试求该网不计功率损耗的功0.1j4率分布（即初步功率分布） ，并标出功率分点。50kmA 电源 1jMVA10j5MVA15j6abc120km54km三、试述或用框图表明牛顿拉夫逊法潮流计算的一般步骤。 （10 分）四、在如图所示的 A、B 两机系统中，负荷为 800MW 时，频率为 50Hz，若切除 50MW 负荷后，系统的频率 和发电机组的出力为多少？（15 分）五、 （15分）某降压变电所安装一台容量为10MVA的变压器，电压为11022.5%/11kV 。已知最大负荷时，高压侧实际电压为113kV ，变压器阻抗中电压损耗为额定电压的4.63%，最小负荷时，高压侧实际电压为 115kV，阻抗中电压损耗为额定电压的2.81%。变电所低压母线采用顺调压方式，试选择变压器分接头，并校验之。六、电力系统结线如图所示。其中：（15 分）发电机 G1：S N1= = 0 dX1*E发电机 G2：S N2=100/0.85 = 0.125 *变压器 T1：S NT1=120MVA Uk%=10.5 线 路 l1：l 1=50km x1=0.4/km 线 路 l2：l 2=40km x2=0.4/km 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 、冲击电流 iM 及母线I第 5 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html2 上的电压。 （S B=100MVA, UB=Uav） G1 G2 1 2 3 4 l1 10/10.5kV k(3) T1 l2 七、已知某系统接线如图所示，各元件电抗均已知，当 k 点发生 AC 两相接地短路时，求短路点各序电流及各相电流，并绘出短路点的电流相量图。 （15 分）（已知： ， ， ）1j0.289Z2j0.38Z0j.2Z(1)kGTTG2电力系统分析基础试卷 4一、单项选择题（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。. 1中性点经消弧线圈接地的电力系统一般采用的补偿方式是（ ） 。 A过补偿 B欠补偿 C全补偿 D无补偿2电力系统有功日负荷曲线下所包含的面积代表了负荷的( )。第 6 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.htmlA功率大小 B电能损耗 C电压水平 D功率因数3使用分裂导线的主要目的是( )。A提高输电能力 B增加线路电抗 C减少线路导纳 D提高电晕临界电压4短路冲击电流是指短路电流的（ ） 。A有效值 B平均值 C均方根值 D最大可能瞬时值5一般双绕组变压器的分接头（ ）。A高、低压侧均没有 B位于低压侧 C高、低压侧均有 D位于高压侧6潮流计算的 PQ 分解法是在哪一类方法的基础上通过简化派生而来的（ ） 。A高斯赛德尔法 B直角坐标形式的牛顿拉夫逊法C极坐标形式的牛顿拉夫逊法 D阻抗法7有功功率最优分配的准则是( )。A按等耗量微增率 B按等比耗量 C按效率相同 D按消耗量8在线路电压损耗小、负荷变动较小的场合，中枢点采用的调压方式通常为 ( )。A逆调压 B顺调压 C常调压 D任何一种9电压损耗是指线路( )。A始末两端电压数值差 B端部母线实际电压与额定电压数值差 C末端空载电压与负载电压数值差 D始末两端电压相量差10输电线路空载运行时，末端电压比首端电压（ ） 。A低 B高 C相同 D不一定11为了能及时向增加的负荷供电而设置的备用应是( )。A事故备用 B检修备用 C冷备用 D热备用12冲击系数 kch 的数值变化范围是( ) A0k ch1 B1k ch2 C0k ch2 D1k ch313系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（ ） 。A正序、负序并联，零序网开路 B正序、负序、零序并联 C正序、零序并联，负序开路 D零序、负序并联，正序开路14用牛顿拉夫逊法进行潮流计算时，线性修正方程求解的是（ ） 。A线路的功率 B节点的注入功率 C节点的电压值 D节点电压的修正量15频率的二次调整是由( )。 A发电机组的调速系统完成的 B负荷的频率特性来完成的 C发电机组的调频系统完成的 D有功功率的经济分配完成的16同一种型号的导线，用在电压等级高的线路中要比用在电压等级低的线路中，其电抗值（ ） 。A变大 B变小 C不变 D不确定17中性点不接地系统中发生单相接地时，接地点的三相线电压（ ） 。A增大 倍 B保持不变 C不再对称 D0318一台将 500kV 电压降为 220kV 的降压变压器连接两个网络，两侧均与线路相连，这台变压器的额定变比为（ ） A500/220 B500/242 C550/220 D550/242 19系统中无功功率不足时，会造成（） 。第 7 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.htmlA电压下降 B频率下降 C频率上升 D电压上升20一台 YN/Y 型接线的变压器，如果在 YN 侧发生短路故障，则 Y 侧零序电流大小为（ ） 。A0 B0.5 C1.0 D二、填空题（本大题共 10 小题，每个空格 1 分，共 20 分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1衡量电能质量的主要指标是_，_，_。2电力系统频率调整分为_，_，_。3电力系统的无功电源包括_，_，_，_。4由无限大电源供电的系统发生三相短路时，其定子绕组短路电流包括_分量和_分量。短路电流的最大瞬时值出现在短路后约_秒。5环网潮流的自然分布是按线路的_来分布的。6短路电流中的非周期分量大约经过_周波衰竭完毕。7三相架空输电线采用循环换位的目的是_。8多电压等级系统画等值电路时，元件的参数存在归算问题，有两种解法：一种是归算_，另一种是归算_。9电力系统发生三相接地短路时零序电流等于_。10电力系统无功充足，但电压分布不合理，应采取调节_来调压。三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上对，错号。错填、不填均无分。1. 通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。 （ ）2. 异步电动机和变压器励磁无功功率随着电压的降低而减小,漏抗中的无功损耗与电压的平方成反比,随着电压的降低而增加。 （ ）3. 发生不对称故障时，故障点的负序电压值比网路中其它点的负序电压值大。 （ ）4. 电网无功补偿的原则一般按照分层分区和就地平衡原则考虑。 （ ）5. 中性点不直接接地的系统中，过补偿是指补偿后电感电流小于电容电流。 （ ）6. 为了增加发电机调节负荷的能力，希望发电机的转差率 越小越好。 （ ）7. 在各种短路故障中，三相短路时电流最大。 （ ）8. 自耦变压器的特点之一是：一次和二次之间仅有电的联系，没有磁的联系。 （ ）9. 电力系统的电压水平主要决定于系统中有功功率的平衡。 （ ）第 8 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html10. 在电力系统分析中用标幺值计算时，三相与单相的计算公式是一致的。 （ ）四、 （10 分） 系统接线如图 1 所示, 当 f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值网络。(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)。134567 891 01 11 21 31 41 51 61 72f图 1电力系统分析基础试卷 5一、单项选择题（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。第 9 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html1. 构成电力网的主要设备有（ ）(A) 变压器，用户 （B）变压器，电力线路 （C ）电缆，架空线 （D）电阻，电容2. 线路首末端电压的相量差是（ ）（A）电压偏移 （B）电压损耗 （C）电压降落 （D）电压调整3. 供电负荷与厂用电之和，称为（ ）（A）发电负荷 （B）综合供电负荷 （C）用电负荷 （D）工业负荷4线损率是指（ ）（A）线路功率损耗与始端输入功率之比 （B）线路功率损耗与末端输出功率之比（C）线路电能损耗与始端输入电能之比 （D）线路电能损耗与末端输出电能之比5. 采用分裂导线可以实现（ ）（A）减小电抗 （B）增大电抗 （C）减小电纳 （D）增大电阻6. 电力线路等值参数中消耗有功功率的是（ ）（A）电阻、电导 （B）电感、电阻 （C）电纳、电阻 （D）电导、电感7. 系统中无功功率不足时，会造成（ ）（A）电压下降 （B）频率下降 （C）频率上升 （D）电压上升8. 高峰负荷时将中枢点电压升高，低谷负荷时将其降低的调压方式是（ ）（A）顺调压 （B）逆调压 （C）常调压 （D）无法确定9. 三绕组变压器的分接头，一般装在（ ）（A）高压和低压绕组（B）高压和中压绕组（C）中压和低压绕组（D）三个绕组都装10. 电力线路上损耗的无功功率是（ ）（A）感性的 （B）容性的 （C）不一定11. 输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（ ）（A）大 （B）小 （C）相等 （D）都不是12. 可能有零序电流穿越变压器的接线形式是（ ）（A）Yn，d （B）Yn，y （C）Yn ，yn （D ）Y，d13. 三相短路的附加电抗等于（ ）（A）0 （B） （C ） （D）(2)(0)3fZz(2)3fZz(2)()3gZz14. 短路电流最大的短路故障为（ ）（A）单相短路 （B）两相短路 （C）三相短路 （D）不确定15. 在下列各种故障类型中，属于纵向故障的是（ ）第 10 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html（A）三相短路 （B）两相断线 （C）单相接地短路 （D）两相短路接地16. 系统发生不对称故障后，越靠近短路点，负序电压越（ ）（A）高 （B）低 （C）不变 （D）都不对17. 电力系统中能实现无差调节的调频方式是（ ）（A）一次调频 （B）二次调频 （C）都可以 （D）都不能18. 用牛顿拉夫逊法进行潮流计算时，线性修正方程求解的是（ ）（A）线路的功率 （B）节点的注入功率 （C ）节点的电压值 （D）节点电压的修正量19. 为了能及时向增加的负荷供电而设置的备用应是（ ）（A）事故备用 （B）检修备用 （C）冷备用 （D）热备用20. 不属于无穷大电源特点的是（ ）（A）电压恒定 （B）电流恒定 （C）功率无限大 （D）频率恒定二、填空题（本大题共 10 小题，每个空格 1 分，共 20 分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1电力系统的中性点接地方式有_、_、_。2. 环网潮流的自然功率是按线路的_来分布的，环网潮流的经济功率是按线路的_来分布的。3. 在复杂电力系统潮流的计算机算法中，已知电压幅值和相角的节点为_节点。通常计算中这样的节点有_个。 4. 发电设备单位时间内消耗的能源与发出有功功率的关系，称为_。5. 电力系统的无功电源包括_，_，_，_。6. 由无限大电源供电的系统发生三相短路时，其定子绕组短路电流包括_分量和_分量。短路电流的最大瞬时值出现在短路后约_秒。7. 产生最大短路全电流的条件是_、_、_。 8. 计算任意时刻三相短路电流时，利用_电抗查运算曲线，求得短路电流的标么值。9. 一台Y N/Y型接线的变压器，如果在Y 侧发生短路故障，则Y N侧零序电流为_。三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上对，错号。错填、不填均无分。1、 线路首端的电压一定高于末端的电压。( )第 11 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb