2009《电力系统分析》三峡大学复试考试试卷试卷(A卷)答案

三峡大学试卷 班级 学号 姓名 网选班级 序号 密 封 线 电力系统分析 课程 A 卷答案 第 页 共 4 页 2009 年春季学期 电力系统分析 课程考试试卷 A 卷 参考答案及评分标准 命题教师 李咸善 审题教师 一 简答题 每小题 5 分 共 40 分 1 高压输电线路的电路参数有哪些 各描述什么物理现象 画出输电线路的集中参数表示 的 型等值电路 答 电阻 电抗 电导 电纳 1 电阻 反映了通电导线的热效应 2 电抗 导线中流过交流电流 在导线周围产生的磁场效应 3 电导 反映线路的泄漏和电晕现象 4 电纳 反映导线间 导线与大地间的电容 即电场效应 型等值电路 Y 2Y 2 Z 1 U 2 U 2 2 tanh sinh l l YY l l ZZ 2 输电线路的电压降落 电压损耗 电压偏移是如何定义的 答 电压降落 指的是线路始末两端的电压相量差或 12 UU dU 电压损耗 指的是线路始末两端的电压数值差 12 UU 电压偏移 指的是线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差或 1 N UU 也常以百分值表示 2 N UU 3 电力系统电压中枢节点的调压方式有哪些 并说明各调压方式的调压范围 答 一般把中枢点的调压方式分为逆调压 顺调压和常调压三类 逆调压 最大负荷保持中枢点电压比网络额定电压高 5 最小负荷保持为网络额定电 压 顺调压 最大负荷时中枢点电压不低于网络额定电压的 102 5 最小负荷时不高于网 络额定电压的 107 5 常调压 恒调压 介于上述两种调压方式之间 即在任何负荷下 中枢点电压保持基 本 不变 一般比网络额定电压高 2 5 4 电力系统常见的调压措施有哪些 答 1 改变发电机端电压调压 2 改变变压器变比调压 3 补偿设备调压 如并联电容器 调相机 静止补偿器等 5 P Q 分解法修正方程对牛顿 拉夫逊法的修正方程做了哪些简化 P Q 分解法潮流计算有 哪些特点 答 第一个简化是 计及高压电力网络中各元件的电抗一般远大于电阻 以致各点电压相位 角的改变主要影响各元件中的有功功率潮流从而各节点的注入有功功率 各节点电压大小的改变主要影响各元件中的无功功率潮流从而各节点的 注入无功功率 第二个简化是 由于状态变量的约束条件是 即 i max ijij 不宜过大 计及 认为 ijij ij G ij Bcos1 ij ijij sinG ij B 在上述两个简化下 原来的功率修正方程可分解成相互独立的有功功率修正方程和无功 功率修正方程 P Q 分解法潮流计算的特点 1 用两个 n 阶线性方程组代替了牛顿法中一个 2n 阶 直角坐标系下 线性方程组 2 系数矩阵的所有元素在迭代过程中维持常数 3 系数矩阵是对称矩阵 6 什么是电力系统的一次调频 一次调频能做到无差调节吗 二次调频能做到无差调节吗 答 一次调频 当系统负荷发生波动时 首先 系统中发电机的转子动能发生变化 通过转 速变化 维持系统的功率平衡 发电机转速的变化导致了系统的频率变化 进一步通过发电机调速系统的调节作用和负荷本身的调节作用 使系统频率 向着靠近初始频率变化 由于调速器的有差调节 系统频率不能恢复到额定 值 一次调频无法做到无差调节 二次调频在一次调频的基础上 人为或自动指定调频机组 或调频厂 强制性的增发或少发功率 所得到的功率增量可以完全抵偿负荷的初始增量 故 二次调频可以做到无差调节 7 什么是对称分量法 序阻抗的基本概念如何 答 在三相系统中 任何一组不对称的三个相量 电流 电压 可分解为三组分别对称的分 得分 三峡大学试卷 班级 学号 姓名 网选班级 序号 密 封 线 电力系统分析 课程 A 卷答案 第 页 共 4 页 量 正序 负序和零序分量 再利用线性电路的叠加原理 对这三组对称分量分别按三相 对称电路进行求解 然后对其结果进行叠加 正序分量 a b c 三相幅值相等 相位为 a 相超前 b 相 120 b 相超前 c 相 120 负序分量 a b c 三相幅值相等 相序与正序相反 零序分量 a b c 三相幅值 相位均相等 三相对称元件各序的序阻抗分别为元件两端同一序的电压降与电流的比值 8 什么是电力系统的静态稳定 如何根据系统的特征值判断系统的静态稳定性 答 电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后 不发生自发振荡或非周期性失步 自动 恢复到初始运行状态的能力 如果所有的特征值都为负实数和具有负实部的复数 则系统是稳定的 若改变系统的运 行方式或参数 使得特征值中出现一个零根或实部为零的一对虚根 则系统处于稳定的 边界 只要特征值中出现一个正实数或一对具有正实部的复数 则系统是不稳定的 二 110kV 输电线路 长 80km r 0 21 km x 0 409 km b 2 74 10 6S km 线路末端功率 10MW 滞后 已知末端电压 110kV 试求始95 0 cos 端电压大小和相角 始端功率 并作相量图 12 分 解 输电线路的等值电路如下图 2 B j 1 U 2 U 2 B j jXR S1 S 1 S 2 S 2 2y S 1y S 参数计算 R 0 21 80 16 8 X 0 409 80 32 72 B 2 74 10 6 80 2 192 10 4 S 线路末端功率 arccos0 95 18 195 P2 10MW Q2 10tg18 195 3 289 Mvar S2 P2 jQ2 10 j3 289 MVA 1 962810110 2 10192 2 j 2893 j01U 2 B jSSSS 2 4 2 22ly222 MVAj 电压降落的纵分量及横分量 kV2 1111 110 72 2 39628 1 8 1601 U XQRP U 2 22 2 kV2 6748 110 8619628 1 72 2 301 U RQXP U 2 22 2 始端电压 112 143kV 2 6748 1111 2 110 222 2 2 221 UUUU 始端电压相位 1 3694 1111 2 110 6748 2 arctg UU U arctg 22 2 三 如下图所示 已知各支路的导纳 写出该网络的节点导纳矩阵 若节点 2 为 PQ 节点 写出极坐标下该节点的有功功率和无功功率方程 12 分 解 1 网络的节点导纳矩阵 以大地为参考节点 j10j3j4j5j2yyyyY 1413121011 j3j5j2yyY 212022 j4yY 3133 jj3j2yyY 414044 5 12 jY 4 13 jY 3 14 jY jj jj jj jjjj 003 0404 0035 34510 Y 2 节点 2 的功率方程 节点 2 的注入功率为 该节点的功率方程为jQP 2 分 4 3 2 1 sin sincos P 2 2 222 2 2222 jBUUBGUU j j jjj j jjjj 2 分 4 3 2 1 cos cossin Q 2 2 222 2 2222 jBUUBGUU j j jjj j jjjj 带入导纳值后 得分 得分 2 j5 j2j2 1 4 j3 P jQ j2 j4 3 三峡大学试卷 班级 学号 姓名 网选班级 序号 密 封 线 电力系统分析 课程 A 卷答案 第 页 共 4 页 2 分 2112 sin5P UU 2112 2 2 cos53Q UUU 四 已知三个电厂的耗量特性为 htPPF htPPF htPPF GG GG GG 2 116 0 0018 0 5 213 00012 0 31 00012 0 3 2 33 2 2 22 1 2 11 如果系统的总负荷 PD 300MW 不计网损的影响 求各电厂之间的经济负荷分配 若三电厂 平均分担负荷 8000 小时内浪费多少煤 12 分 解 16 0 0036 0 13 0 0024 01 00024 0 1 3 3 31 2 2 21 1 1 1 G G G G G G P dP dF P dP dF P dP dF 根据等微增率准则 有 即 321 16 0 0036 0 13 0 0024 0 1 00024 0 321 GGG PPP 并且 MWPPP GGG 300 321 解得 625 65 9375 110 4375 123 321 GGG PPP 8000 小时 三电厂耗煤量总和为 8000 F1 F2 F3 若三电厂平均分担负荷 即100 321 GGG PPP 8000 小时 三电厂耗煤量总和为 8000 F1 F2 F3 浪费煤量 23440 五 试画出图示系统 K 点发生不对称短路后的正序 负序和零序网络 并画出 K 点单相接地短路时的复合序网 12 分 1 正序网络等值电路 4 分 1EG 1B Z L Z2B Z 2EG 2G Z 1G Z 2 负序网络等值电路 4 分 1G Z 1B Z L Z 2B Z 2G Z 3 零序网络等值电路 4 分 N j3X 1B Z L Z 0 U K 点单相接地短路时的复合序网 2 fa V 0 fa V 1 fa V 0 f jX 2 f jX 1 f jX 0 f V 1 fa I 2 fa I 0 fa I 分别为正序 负序和零序网络中短路点的输入电抗 0 2 1 fff XXX 分别为短路点电流的正序 负序和零序分量 0 2 1 fafafa III 分别为短路点电压的正序 负序和零序分量 0 2 1 fafafa VVV 短路发生前故障点的电压 0 f V 六 某发电机通过网络向一无穷大母线输送的功率 P0 1 0 正常运行时的功率极限 PIM 1 8 发生故障后的功率极限 PIIM 0 4 故障切除后的功率极限 PIIIM 1 4 试计 算为保持暂态稳定时的极限切除角 cm 12 分 得分 得分 得分 三峡大学