电力系统分析复习大纲

1、电力系统分析复习单项选择题1 .组成电力系统的儿种主要元件是（）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 .环网中功率的自然分布是（）A.与电阻成正比分布B.与电抗成正比分布C.与阻抗成正比分布D.与阻抗成反比分布4 .当功率的有名值为s=P+jQ时（功率因数角为0）取基准功率为心，则有功功率的标么值为（）ABPCPDPcos。S

2、nSn-sinSncosSn5 .三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（）A内层B中间层C外层D独立设置6 .火电厂间有功功率负荷最优分配的准则是（）A.按效率相同分配B.按等比耗量分配C.按等耗量微增率分配D.按等水煤换算系数分配7 .无载调压变压器的分接头位置改变（）A.可在工作时改变B.须退出工作后改变C.与其运行状态无关D.与有载调压变压器的改变相同8 .常调压是指（）A.高峰负荷时，将中枢点电压调高；低谷负荷时，将中枢点电压调低8 .高峰负荷时，将中枢点电压调低；低谷负荷时，将中枢点电压调高C.高峰负荷、低谷负荷时，中枢点电压为一接近不变的值D.高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电

3、压也调高9 .系统中发生单接地故障时，零序回路中不包含（）A电源电势B零序电压C零序阻抗D零序电流10 .两相短路接地故障中，附加阻抗Z为（）AZouBCZ”DZo/Z：v11 .电力系统分析中，有功功率的单位常用（）A.VarB.MVAC.MWD.MVar12 .中性点不接地系统发生单相接地故障，中性点对地电位升高为（）A.相电压B.线电压C.点倍的相电压D.点倍的线电压13 .电力系统的主要组成部分是（）A.发电机、变压器、线路及用电设备B,输电和配电设备C.锅炉、汽机、发电机D.输电设备和用户14 .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

4、D.三个绕组都装15 .三相架空输电线路导线间换位的目的是（）A.使三相导线张力相同B.使换位杆塔受力均匀C.使三相导线长度相等D.减少三相参数的不平衡16 .节点导纳矩阵为方阵，其阶数等于（）A.网络中所有节点数B,网络中除参考节点以外的节点数C.网络中所有节点数加1D.网络中所有节点数加217 .PQ分解法和牛顿一拉夫逊法进行潮流计算时，其计算精确度是（）A.P-Q分解法高于牛顿一拉夫逊法B.P-Q分解法低于牛顿一拉夫逊法C.两种方法一样D.无法确定，取决于网络结构18 .电力系统有功功率负荷最优分配的目标是（）A.电压损耗最小B.有功功率损耗最小C.无功功率损耗最小D.单位时间内消耗的一

5、次能源最小19 .发电机的单位调节功率可以表示为（D.20 .逆调压是指（）A.高峰负荷时，将中枢点的电压调高；低谷负荷时，将中枢点的电压调低B.高峰负荷时，将中枢点的电压调低；低谷负荷时，将中枢点的电压调高C.高峰负荷，低谷负荷时中枢点的电压均调低D.高峰负荷，低谷负荷是中枢点的电压均调高21 .出现概率最多的短路故障形式是（）A.三相短路B,两相短路C.两相短路接地D.单相短路接地22 .无限大功率电源在外部有扰动时，仍能保持（）A.有功功率不变B.无功功率不变C.电压不变D.视在功率不变23 .一般情况下，变压器的负序电抗小与正序电抗如的大小关系为（）B.Xt>XtD.XtXi（2

6、）A.X=XC.X<Xt24 .中性点直接接地系统发生短路后，短路电流中没有零序分量的不对称故障形式是（）A.单相短路B.两相短路C.两相接地短路D.三相短路25 .对称分量法适用于的系统是（）A.非线性系统B.线性系统C.非刚性系统D,刚性系统26 .小干扰法适用于简单电力系统的（）A.潮流分析B.暂态稳定分析C.大扰动分析D.静态稳定分析27 .若作用于发电机转子的机械功率大于电磁功率，发电机转子转速将（）A.增加B.减小C.不变D.先减小后增加28 .发电机出口发生三相短路时，发电机的输出功率为（）A.额定功率B.功率极限C.0D.额定功率的75%29 .500kV高压输电网串联电

7、容的主要目的是（）A.经济调度B.电压调整C.频率调整D,提高稳定性30 .利用等面积定则分析简单系统的暂态稳定性，当最大可能的减速面积小于加速面积，则系统的暂态稳定性将（）A.失去B保大¥C.为临界稳定D.至少能运行30分钟后失去稳定单项选择题1-5 BCDAC6-10CBCAD11-15 CAABD21-25 DCABB16-20 BCDCA25-30 DACDA填空题1 .衡量电能质量好坏的指标是、和。2 .电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有、及，3 .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o4 .短路是电力系统的严重故障。、和

8、是校验电器设备的重要数据。5 .电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和表示。6 .对电力系统运行的基本要求是：保证,保证,提高O7 .调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的o8 .复合故障一般是指某一时刻在电力系统发生故障。9 .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o10 .在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：和O11 .负荷曲线是指的关系。12 .线路的电压降落是指线路始末两端电压的o13 .N个节点的电力系统，其节点导纳矩阵为阶。14 .在短路电流计算公式中，。角表示定子a相绕组轴线与之间夹角。15 .发电机组有功

9、功率静态频率特性曲线斜率的负值称为o16 .电力系统电压中枢点是指o17 .一组非对称的三相量可以分解成三组的三相量。18 .短路电流最大可能瞬时值，称为)19 .暂态稳定性是研究系统在扰动下的稳定性问题。20 .在同一系统中，为使系统维持暂态稳定性，使极限切除角最小所对应的短路故障应是21 .输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和o22 .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的数值差。23 .电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和表示。24 .调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的o25 .复合故障一般是指某一时刻在电力系统发生故障。26、派克变换是将系

10、统变为系统,经派克变换后，自感和互感系数是,27、在同步发电机的参数中，Eq”为，Xq为,Eq为，Xd为，Ta为。28、功率角5既是之间的相位差,又是之间的相对位置角。29、等面积定则是指,30、超导同步发电机三相短路时，定子绕阻中的电流包括,答案：1 .衡普电能质量好坏的指标是电压、频率和波形。2 .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°3 .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。4 .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。5

11、.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和表示。6,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,7 .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。8 .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。9 .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的非对角元素为零.10 .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。11 .负荷相对于时间变化12 .相量差13 .n14 .转子d轴15 .发电机组的单位调节功率16 .某些能反映系统电压水平的主要发电厂或变电所母线17

12、.对称18 .冲击电流19 .大20 .三相短路21 .电阻22 .额定电压23 .功率24 .频率25 .二个及以上地方26、静止的abc三相坐标，与转子一起旋转的垂直坐标，常数27、交轴次暂态电势，交轴同步电抗，虚拟电势，直轴暂态电抗，定子绕阻时间常数28、民与0的相位差，等值机转轴与同步发电机转轴29、加速面积等于减速面积。30、基频交流，自由基频交流，直流增量，二倍同步频率交流。简答题1 .我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？各有什么特点？2 .为什么必须进行电压调整？电压调整的目标是什么？3 .节点导纳矩阵怎样形成？各元素的物理含义是什么？4 .电力系统的定义是什么？电力系统、动

13、力系统和电力网有什么区别？5 .简述电力系统运行的基本要求。6 .电力系统有功功率的平衡频率有什么影响？系统为什么要设置有功功率备用容量？7 .电力系统潮流计算时节点是如何分类的，具体说明各种节点的作用。8 .简述电力系统的电压调整可采用哪些措施？9 .电力系统运行中常川的变量约束条件有哪些？10 .电力系统采用标么值进行计算，有什么好处？11 .电力系统中一般如何选择调频厂？12 .电力系统运行的基本要求是什么？13 .进行潮流计算时，对节点是如何分类的？14 .试说明隐极式同步发电机突然三相短路时定、转子电流中所含的成分。15 .试写出C相单相短路序分量电流边界条件方程。16 .电流分布系

14、数与转移电抗的定义及相互关系17 .正序等效定则18 .提高电力系统暂态稳定性措施答案：1 .我向电力系统的运行方式主要有中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。中性点不接地系统要求的绝缘水平最高，有选择性的接地保护比较困难，但能避免产生很大的单相接地电流，供电可靠性较高，对通信干扰不严重。中性点经水弧线圈接地系统比中性点不接地系统的单相接地电流小，要求的绝缘水平低。中性点直接接地系统降低了绝缘水平，也有利于继电保护工作的可靠性，但中性点直接接地电力网在单相接地时，将产生很大的单相接地电流，供电可靠性低，对通信干扰严重。2 .答：各种电气设备都是按额定电压设计和制造的，

15、只有在额定电压下运行，电气设备才能获得最佳的效益和性能。电压如果偏离额定值，轻则影响经济效益，重则危及设备安全。电压调整的目标是使各类用户的电压保持在规定的允许偏移范围内。3 .答：节点导纳矩阵的对角线元素为自导纳，等于该节点相连支路的导纳之和，其物理意义是；在该节点施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经该节点向网络中流入的电流；节点导纳矩阵的非对角线元素为互导纳，互导纳Yij等于节点i和j之间所连支路元件导纳的负值,其物理意义是：在节点i施加单位电压,其他节点全部接地时，等于经节点j注入网络的电流。4 .答：电力系统就是有大量发电机、变压器、电力线路和负荷组成的旨在生产、传输、分配和消费电

16、能的各种电气设备按一定的方式连成的整体。动力系统不但包括电力系统，还包括发电厂的动力设备，如水电厂的水轮机、水库等等。电力网是电力系统中传输何分配电能的部分。由此可见，动力系统包括电力系统，而电力系统又包括电力网。5 .答：保证系统运行的安全可靠性。保证良好的电能质量。保证系统运行的经济性。6 .答：互联成网的交流电力系统在稳态运行方式下具有同一频率，当系统中出现有功功率不平衡时，如有功功率电源不足或负荷增大时，将会引起频率下降，反之将造成系统频率过高。系统设置有功功率备用容量是为了满足频率调整的需要，以便在发电、供电设备发生故障或检修时.，以及系统负荷增长后，仍有充足的发电设备容量向用户供电

17、,保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。7 .答：系统中的节点因给定变量的不同而分为三类：第一类称为PQ节点，对这类节点注入功率是给定的，待求的则是节点电压的大小和相位，属于这一类节点的有：按给定有功、无功功率发电的发电厂母线和没有电源的变电所母线。笫二类称为PV节点，对这类节点，注入有功功率和节点电压大小是给定的，待求的是注入无功功率的节点电压的相位，有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线都可选为PV节点；第三类称为平衡节点，潮流计算时，一般只设一个平衡节点，对这个节点，节点电压大小和相位是给定的，待求的是注入节点的功率，担任调整系统频率任务的发电厂母线往往被选取作为平衡

18、节点。8 .答：电力系统的电压调整可采用的措施有：改变发电机端电压调压；改变变压器电压比调压；补偿无功功率调压；改变电力线路参数调压。9 .答:1）所有节点电压必须满足3由“"伉皿唧节点电压幅值在一定的范围之内；2）所有的电源节点的有功功率和无功功率必须满足条件匕*及3）某些节点之间电压的相位差应满足期-%这是为了保证系统运行的稳定性。10 .答：1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标么值与相电压的标么值相等，三相功率的标么值和单相功率的祭么值相等；2）只需确定各电压级的基准值，而后直接在各自的基准值下计算示么值，不需要进行参数和计算结果的折算；3）用标么值后

19、，电力系统的元件参数比较接近，易于进行计算和对结果进行分析比较。基准值%和区原则上是可以任意确定的。n.答：从可调容量和调整速度这两个对调频厂的基本要求出发，系统中有水电厂时，一般应选水电厂作调频厂；没有水电厂水厂不宜承担调频任务时，例如洪水季节，则选中温中压火电厂。选择水电厂作调频厂经济上也较合理。12.答：保证供电的可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。1.1. 答：分为三类节点，分别为PQ节点，PV节点和平衡节点。14 .答：定子：基波分量，非周期分量，转子：直流量、基波分量。15 .答：icl=ic2=ic16 .答:电流分布系数G=Ii/Ik,转移电抗Zik二Ei/Ik。

20、相互关系Zik=Zky/Cio17 .答：正序等效定则是指在不对称短路的电力系统中，正序电流等于对称短路电路中加入一个附加阻抗。18 .答：快速切除故障和自动重合闸，强行励磁和快速关闭汽门，电气制动和变压器中性点经小电阻接地，采用单元接线方式，连锁切机和切除部分负荷，系统解列、异步运行和再同步。综合题计算题额定运行的同步发电机，参数为xfLO,xlO.6,cos6=0.85,试计算其电势Eq和Eqo解：Sn15n片=X.xZv=0.2x7.35=1.47(0)试分别列写考虑自动励磁调节器（AVR）作用情况下，耳与“但恒定时，发电机随功角6变化的功率特性。答：R（1）=与（端）=攀sinb+U2

21、sin2人任,大让八ql/UGU1）/Xn-X”1P,（%）=6（）=告sin3+7U2sin2a.已知某均一两端供电网如图所示，单位长度阻抗为n+jxkO.l+jO.4Q,求功率分点。:50km j|U0/0：kV15+jlOMVAj30km:40kmnWkv|10+j6MVA解:S12 =110X(112-110)+ (30 + 40+50)X(0. 1-0. 4)30+40+50(10+j6)X(40+50)+(15+j10)X50=13.75+j8.67+1.08+j4.31=14.83+jl2.98(MVA)S23=S12_S2=14.83+jl2.98-10-j6=4.83+j6.

22、98(MVA)节点3既为有功分点，乂为无功分点。试说明节点导纳矩阵的特点及其元素的物理意义。答：节点导纳矩阵的特点：（1）节点导纳矩阵是A阶复系数方矩阵，是非奇异矩阵。（2）实际电力网络的节点导纳矩阵是非常稀疏的对称复系数矩阵。节点导纳矩阵元素人的物理意义为：当电力网络除左节点其余节点皆接地情况下，节点f注入电流相量同施加于节点A的电压之比。HOkV X=0.4C/5！>100km!xo=3x；如图所示系统中，K点发生两相接地短路，求短路点故障相短路电流的值。K。）60MVA60MVA油=X2=0.12Uk%=10.5解：s3=6om,Ub=uv60“中二工中二0.12X左=0.1260

23、r 10.5x*"二 W60X60=0-10540115X=go=0.181见二3xjD=0.543Xr(1>=0.12+0.105+0.181=0.406零序网广Xlo«Xe(2>=Xz<1)Xe(o>=0.105+0.543=0.65If<i)=Xl(d+Xe(2)/Xs(o)=1.53/_Xe(2)XXe(o)Is尸镉XV(X£，2,，Xuo)XI”)/0.406X0.65=yiXV(0406X0.65)xi.53=2.3260I名小2.32Xv,TX115=o.699(KA)对于单机无穷大系统，请利用等面积定则来解释故障持续时

24、间长短对系统暂态稳定性的影响。答：故障持续时间越短，发电机的加速时间就越短，系统的加速面积就越小，最大可能的减速面积越大，系统就越容易恢复到稳定运行状态。因此故障持续时间越短,对系统暂态稳定越有利。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+jlOMVA,求该电力线路末端电压及始端输出的功率。,IC一|，夕0M7A1”（屋5二yJbHio'S解：(1)设全网电压为u/hokvQy±-jl.lX10-,X110:=-jl.331Mvar+AQyl5+J8.669MVA除J+Qf(R+ix)"-UvJ=4.496+jO.992N1V

25、ASi=S+ASz=15.496+j9.661MVAQvt=-jl.1X10-'X110:=-j1.33lMvarS>=§2+AQy.=15.496+j8.33MVA(2)令U=1164KVHIIATT-XIIIT(RR+/P1X+Q；RU2=U1-AUz-j8Uz=Ui-(r+J7-)zKVUiUi=109.997-j3.678=110.058试写出任意一种形式的发电机转子运动方程，并解释式中各变量的物理意义及单位，解释发电机额定惯性时间常数的物理意义。答:1）转子运动方程的标幺值表示殳字=AM.密dr其中：7；：=缚=学定义为发电机的惯性时间常数，单位为s。同步转速

26、5=2行zS为在同步参考系下的电角度，单位为rad,AM为发电机转子轴受到的不平衡转矩的标幺值。2）额定惯性时间常数的物理意义：当发电机空载运行时，若发电机转子轴受到一个额定转矩的持续推动，转子轴从静止状态加速到额定转速所需时间，数值上等于小。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。必/32 = /$七）'林用叼解：r，1八18X4.93+13.5X63.525z、Unax=10/.5-(1)10/.5=9

27、8.7KV”u7X4.93+7.14X63.525Umm=107.5-107.5=102.96KV按最小负荷时无补偿情况来选择变压器分接头Utjmin-l02.96X10.75=105.35KV选用110-2.5%,即107.25/11KV接最大负荷时调压要求确定Qc容量（10.25-98.7X-）X叫；25-二上95Mvar63.525107.2o1r（3）验算：最大负荷时补偿设备全部投入U07.5-18X4.93+（13.5-1.95）X63.525=99. 85KV107.5Ujcmax二二9丛85X=10.24KV10.Zu一10.25T0.24电压偏移一后一X100%=0.1%10.

28、2o最小负荷时UjcminJ102.96X11/107.25=10.56KV电压偏移2。：二°二56义100%=1.8%10.(o试回答电力系统小扰动稳定性的定义，适用于单机无穷大系统不计及阻尼情况下的小扰动稳定性判据是什么？表述为的复杂电力系统，若其平衡点0=g（x,j）5）处的系统的线性化方程为：忠匕;，其中中,T处的小扰动稳定性判据是什么？dy。=喧,并且已知矩阵力的逆矩阵存在，该平衡点答：1）京义：电力系统在稳态运行过程中，受到微小扰动后，可独立恢复到原有运行状态的能力。2）单机无穷大系统不计及阻尼小扰动稳定判据：当平衡点对应的5坳0时，系统是小扰动稳定的，此时对应着功角特性

29、曲线的左半枝；当5国0时，系统是小扰动不稳定的，此时对应着功角特性曲线的右半枝：而当5国=0时，系统处于临界稳定状态。3）复杂系统小扰动稳定判据：降阶雅可比矩阵A的特征值实部全部小于零，稳定;降阶雅可比矩阵A的特征值实部只要有一个大于等于零，不稳定。如图2所示网络，求短路冲击电流、短路电流最大有效值及短路功率。10.5kV200MVA L=50km115/38.5kV2x3.2MVA4%=105 *1=04° /km 35/10.5kVUk%=7d解:（1）川标幺值表示的等值网络（取Sb=100MVA,用平均额定电压进行计算）,把以自身容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值4 An 闪 jX(3)1nn=0.105x=0.0525“200¥=50x0.4x2=1.46'372=x0.07x=1.09323.2回路总电抗为Xz=X71+X,+Xr2=0.0525+1.46+1.093=2.606短路电流A=-=!=0.384Xz2.606有名值为/.=0.384x塔一=0.384x=2.