电力系统题目

429429 华南理工大学 2004 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 试卷上做答无效 请在答题纸上做答 试后本卷必须与答题纸一同交回 科目名称 电力系统 含电力系统稳态和暂态分析 适用专业 电力系统及其自动化 共 2 页 第 1 页 一 列出高压电网正常运行时允许的频率和电压波动范围 说明频率和电压低于正常要求时 可分别采取哪些运行和控制手段恢复电压和频率 20 分 二 潮流计算中为何需要平衡节点 平衡节点应如何选取 PQ 分解法是基于一定的简化假设 导出的 说明这些简化假设是否影响 PQ 分解法的求解精度 为什么 20 分 三 已知某电网的节点导纳矩阵 Yn 电网中 i j 支路阻抗为 Zij 若在 i j 支路中点发生三 相接地短路 短路点接地阻抗为 Zf 说明节点导纳矩阵应如何修改 10 分 四 某变电站有三台同型号的变压器 已知单台变压器容量为 Sn 空载损耗 P0 短路损耗 Ps 请从降低网损的角度出发 导出在什么负荷水平下宜从三台变压器投运减少为两台变压 器运行 10 分 五 一台同步发电机额定满载运行 已知 SN 200MVA COS N 0 8 VN 10 5kV fN 50Hz Xd 1 6 Xq 1 2 Xd 0 4 试计算发电 机内电势 Eq Eq 和 E 并作向量图 25 分 六 如图所示系统 选取基准功率 SB 100MVA 基准电压为平均额定电压 已知各元件参数 为 发电机 G1 SN 80MVA VN 10 5KV Xd 0 4 X2 0 35 E 10 5KV 变压器 T 1 SN 100MVA Vs 10 5 Xn 15 KT1 10 5 230kV T 2 SN 80MVA Vs 10 5 KT2 230 6 3kV 第 2 页 线路 L 长 L 80km X1 0 38 km X0 3 5X1 负荷 LD SLD 60MVA X1 1 2 X2 0 35 当线路末端发生金属性 B C 两相接地短路时 要求 a 制定正 负 零序网 计算网络各元件序参数标幺值 10 分 b 计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网 10 分 c 计算短路点的 A 相电压和接地总电流有名值 15 分 七 如图所示单机 无穷大系统 已知一回输电线路首端发生 A 相接地短路故障 然后两侧开关 同时跳闸切除故障线路 试计算 1 保持系统暂态稳定的故障极限切除角 发电机用 E 恒定模型 22 分 2 若已知保护及断路器动作总时间为 tc 说明应如何判别系统暂态稳定性并简要列 出分析步骤 8 分 已知 发电机 G Xd X2 0 3 TJ 12 秒 惯性时间常数 变压器 T1 T2 XT1 XT2 0 15 线路 L 每回 X1 0 6 X0 3X1 初始运行条件 P0 0 8 Q 1 0 08 0V 2005 年 一 电力系统潮流计算中负荷一般采用什么数学模型描述 通过潮流计算结果如何得出系统网损 值 当潮流计算结果表明电网中局部母线电压偏低时 一般可以采取那些调整措施 20 分 二 已知某电网的节点导纳矩阵 Yn 电网中某变电站为双母线运行 两条母线对应的编号为 i 和 j 试问当双母线间母联开关状态由断开变为闭合时 节点导纳矩阵应该如何修改 10 分 三 电力系统有功经济运行和无功经济运行的优化目标分别是什么 试简述等微增率准则的含义 及用途 10 分 第 3 页 四 试分别说明一次调频和二次调频的特点 电力系统选择主力调频机组时一般会考虑那些因素 10 分 五 恒定电势源网络发生三相短路时相电流包含那些分量 无阻尼绕组发电机机端三相短路时定 子电流由包含哪些分量 其中 哪些是强制分量 哪些是自由分量 10 分 六 某单机 无穷大母线电力系统 已知同步发电机参数为 Xd 1 2 Xq 0 9 Xd 0 4 Xd Xq 0 25 变压器和线路综合电抗为 XTL 0 4 无穷大母线电压为 V 1 0 0 发电机经 线路送入无穷大母线的功率为 S 0 8 j0 6 试计算 1 发电机内电势 Eq Eq E Ed 和 Eq 并作出相量图 2 若 E 保持恒定 求当前运行点的静稳储备系数 25 分 七 系统接线如下图 线路 f 处发生金属性 B C 相接地短路 已知各元件参数为 发电机 G SN 60MVA VN 10 5KV Xd 0 2 X2 0 25 E 11KV 变压器 T 1 SN 60MVA Vs 10 5 KT1 10 5 115kV 变压器 T 2 SN 60MVA Vs 10 5 KT2 115 10 5kV 线路 L 长 L 90km X1 0 4 km X0 3 5X1 负荷 LD SLD 40MVA X1 1 2 X2 0 35 选取基准功率 SB 60MVA 基准电压为平均额定电压 要求 d 制定正 负 零序网 计算网络各元件序参数标幺值 10 分 e 计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网 8 分 f 计算短路点的入地电流有名值和 A 相电压有名值 8 分 g 计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值 并作三线图标明该侧线路各相电流的 实际方向 9 分 八 如下图所示单机无穷大系统 假设发电机内电势 E 恒定 输入无穷大母线的功率为 P0 jQ0 1 忽略机械阻尼 D 写出正常运行时的转子运动方程 标么值 5 分 2 写出工作点附近线性化后的转子运动方程 5 分 3 试用特征根分析该系统的静态稳定性 并写出静态稳定功率极限 Pmax 8 分 4 若 K 点发生三相短路 试用等面积定则作图并说明极限切除角的计算原理 12 分 第 4 页 2006 年 一 计算短路起始次暂态电流时发电机和负荷一般采用什么数学模型描述 不对称短路计算中通 常采用对称分量法 简述对称分量法的基本原理和优势 15 分 二 复杂多机系统暂态稳定仿真中 发电机方程为什么必须经过坐标变换才能与网络方程联立求 解 若已求出各发电机相对于同步轴的摇摆角 i t 如何判断系统是否稳定 10 分 三 对电网中枢点的调压方式可分为逆调压 顺调压和常调压三种 简要说明它们的差别 串联 电容补偿和并联电容补偿均有助于提高末端电压水平 请分析它们各自的调压原理 若系统 电压和频率都偏低 应优先调节电压还是频率 为什么 25 分 四 分别说明电力系统大干扰稳定性问题和小干扰稳定性问题在数学模型和研究方法方面有哪些 不同 15 分 五 电网的网损主要来自哪些设备 电网运行管理中可以采取哪些措施减低有功网损 试选择两 种具体措施 说明它们的降损原理 20 分 六 某系统两台发电机容量均为 50MW 单位调节功率分别为 KG1 25 和 KG2 20 负荷的频 率调节效应系数 KD 2 已知额定频率下 两机出力分别为 PG1 20MW PG2 25MW 若负荷 增加 20MW 求一次调频后的系统频率和两发电机出力 15 分 七 系统接线如下图 若取 SB 100MVA 基准电压为平均额定电压时系统元件标么参数如下 发电机 G1 Xd 0 2 X2 0 16 E 1 05 0 发电机 G2 Xd X2 0 14 E 1 05 0 变压器 T 1 X 0 105 变压器 T 2 X 0 12 中性点电抗 Xn 0 2 线路 L X1 0 5 X0 1 5 若线路中点处发生 A 相金属性接地短路时 试计算 h 短路点的入地电流有名值和 A 相电压有名值 12 分 0 0 s V E XT G P0 jQ 00e K XTXL XL DTX Jd 第 5 页 i 短路点两侧线路流过的各相电流有名值 并作三线图标明各相电流的实际方向 8 分 八 对下