电力系统分析基础习题集.pdf

欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 电力系统分析基础 习题集 电力系统分析基础 习题集 电力系统分析基础 习题集 电力系统分析基础 习题集 一 填空题 1 输电线路的网络参数是指 2 所谓 电压降落 是指输电线首端和末端电压的 之差 电压偏移 是指输电线某点的实际电压和额定电压的 之差 3 由无限大电源供电的系统 发生三相短路时 其短路电流包含 分量和 分量 短路电流的最大瞬时值又叫 它出现在短路后约 个周波左右 当频 率等于 50HZ 时 这个时间应为 秒左右 4 标么值是指 和 的比值 5 所谓 短路 是指 在三相系 统中短路的基本形式有 6 电力系统中的有功功率电源是 无功功率电源是 7 电力系统的中性点接地方式有 8 电力网的接线方式通常按供电可靠性分为 接线和 接线 9 架空线路是由 构成 10 电力系统的调压措施有 11 某变压器铭牌上标示电压为 220 2 2 5 它共有 个分接头 各分接头电压 分别为 二 思考题二 思考题 1 电力网 电力系统和动力系统的定义是什么 2 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别 3 电力系统运行的特点和要求是什么 4 电网互连的优缺点是什么 5 我国电力网的额定电压等级有哪些 与之对应的平均额定电压是多少 系统各元件的额定电压 如何确定 6 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 7 导线型号 LGJ 300 40 中各字母和数字代表什么 8 什么是电晕现象 它和输电线路的哪个参数有关 9 我国中性点接地方式有几种 为什么 110KV 以上电网采用中性点直接接地 110KV 以下电网采用中性点不接地方式 10 架空输电线路为什么要进行换位 11 中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时 各相对地电压有什么变化 单相接地电流的 性质如何 怎样计算 12 电力系统的接线方式有哪些 各自的优 缺点有哪些 13 发电机电抗百分值 XG 的含义是什么 14 按结构区分 电力线路主要有哪几类 15 架空线路主要有哪几部分组成 各部分的作用是什么 16 电力系统采用分裂导线有何作用 简要解释基本原理 17 电力线路一般以什么样的等值电路来表示 1 7 j6 U1 10 5K V U2 10K V P2 2000K W cos 0 75 Qk 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 18 什么是变压器的短路试验和空载试验 从这两个试验中可确定变压器的哪些参数 19 变压器短路电压百分数 Uk 的含义是什么 20 双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同 21 等值变压器模型是以什么样的等值电路来表示变压器的 有哪些特点 又是如何推导的 22 变压器的额定容量与其绕组的额定容量有什么关系 绕组的额定容量对于计算变压器参数有什 么影响 何为三绕组变压器的最大短路损耗 23 何为负荷的定义 何为综合用电负荷 供电负荷和发电负荷的定义和区别 24 电力系统负荷曲线有哪些 它们有何用途 25 组成电力系统等值网络的基本条件是什么 如何把多电压级电力系统等值成用有名制表示的等 值网络 26 标幺值及其特点是什么 在电力系统计算中 基准值如何选择 27 电力系统元件参数用标幺值表示时 是否可以直接组成等值网络 为什么 28 电力系统元件参数标幺值的两种计算方法是否相同 为什么 自己试证明一下 29 电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么 电力线路始 末端的电容功率表达式是什么 上述表 达式均是以单相形式推导的 是否适合于三相形式 为什么 30 电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么 其电压降落的计算公式是以相电 压推导的 是否适合于线电压 为什么 31 什么叫电压降落 电压损耗 电压偏移 电压调整及输电效率 32 影响电压的因素有哪些 33 什么叫运算功率 什么叫运算负荷 一个变电所的运算负荷如何计算 34 开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么 35 欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布 分别需要调整网络的什么参数 36 求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么 用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中 的功率损耗和电压降落 37 力矩法计算公式在什么情况下可以简化 如何简化 38 电力网络常用的数学模型有哪几种 39 节点导纳矩阵有什么特点 节点导纳矩阵如何形成和修改 其阶数与电力系统的节点数有什么 关系 40 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 41 牛顿 拉夫逊法的基本原理是什么 其潮流计算的修正方程式是什么 用直角坐标形式表示 的与用极坐标形式表示的不平衡方程式的个数有何不同 为什么 与节点导纳矩阵有什么关系 42 为什么牛顿 拉普逊法对初值的要求比较严 43 PQ分解法是如何简化而来的 它的修正方程式是什么 有什么特点 44 电力系统频率偏高或偏低有哪些危害 45 电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一 二 三次调整有何关系 46 什么是备用容量 如何考虑电力系统的备用容量 备用容量的存在形式有哪些 备用容量主要 分为哪几种 各自的用途是什么 47 电力系统中有功功率最优分配问题的主要内容有哪些 48 什么是机组的耗量特性 比耗量和耗量微增率 比耗量和耗量微增率的单位相同 但其物理意义 有何不同 49 什么是等耗量微增率准则 等耗量微增率准则成立的条件是什么 50 何为电力系统负荷的有功功率 频率静态特性 何为有功负荷的频率调节效应 51 何为发电机组的有功功率 频率静态特性 何为发电机组的单位调节功率 52 什么是调差系数 它与发电机组的单位调节功率的标幺值有何关系 53 互联电力系统怎样调频才算合理 为什么 54 电力系统的一次调频 二次调频和三次调频有什么区别 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 55 电力系统中无功负荷和无功损耗主要是指什么 56 如何进行电力系统无功功率的平衡 在何种状态下才有意义 定期做电力系统无功 功率平衡计算的主要内容有哪些 57 电力系统中无功功率电源有哪些 其分别的工作原理是什么 58 电力系统中无功功率与节点电压有什么关系 59 电力系统的电压变动对用户有什么影响 60 电力系统中无功功率的最优分布主要包括哪些内容 其分别服从什么准则 61 电力系统中电压中枢点一般选在何处 电压中枢点的调压方式有哪几种 哪一种方 式容易实现 哪一种方式最不容易实现 为什么 62 电力系统电压调整的基本原理是什么 当电力系统无功功率不足时 是否可以通过改 变变压器的变比调压 为什么 63 电力系统常见的调压措施有哪些 64 有载调压变压器与普通变压器有什么区别 在什么情况下宜采用有载调压变压器 65 在按调压要求选择无功补偿设备时 选用并联电容器和调相机是如何考虑的 选择方 法有什么不同 66 并联电容器补偿和串联电容器补偿各有什么特点 其在电力系统中的使用情况如 何 67 什么是电力系统短路故障 电力系统短路的类型有那些 那些类型与中 性点接地方式有关 68 什么是横向故障 什么是纵向故障 69 什么是短路 简述短路的现象和危害 70 无限大功率电源的特点是什么 71 什么是短路冲击电流 出现冲击电流的条件是什么 72 无限大容量电源供电系统发生对称三相短路周期分量是否衰减 73 无限大容量电源供电系统发生对称三相短路是否每一相都出现冲击电流 74 什么是无限大容量电源供电系统短路电流最大有效值 如何计算 75 无限大容量电源供电系统短路电流含那些分量 交流分量 直流分量都衰减吗 衰减常数如何确定 76 如何计算转移电抗 转移电抗和计算电抗什么关系 77 简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤 78 用曲线法查出的各发电机电流后是否可直接相加得到短路点电流 79 简述利用对称分量法进行不对称故障分析的基本思路 80 发电机零序电抗为什么与中性点接地情况有关 81 各种变压器的零序电抗和等值电路怎样考虑 82 系统三相短路电流一定大于单相接地短路电流吗 为什么 83 什么是正序等效定则 84 变压器零序激磁电抗与正序激磁电抗是否相同 说明理由 电力线路通过零序电流时 有架空地线与无架空地线的零序电流通路有何不同 85 发电机 变压器 线路的正序电抗与负序电抗是否相等 86 正序 负序 零序电流 电压经过 Y 11 变压器后相位和数值如何变化 87 电源处与短路点那一点的负序电压高 电源处负序电压值为多大 88 比较下列几种情况下输电线路阻抗的大小 1 单回输电线零序阻抗 Z 0 和双回输电线零序阻抗Z 0 2 2 单回输电线零序阻抗 Z 0 和有架空地线的单回输电线零序阻抗 Z 0 w 3 单回输电线零序阻抗 Z 0 和单回输电线正序阻抗Z 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 二 某电力线路导线为 LGJ 185 长度为 100kM 导线计算外径为 19mm 线路末端负荷为 90 j20MVA 该 电力线路由 110kV 升至 220kV 运行 假设升压前后导线截面和负荷大小保持不变 而且不考虑电晕损 失的增加 导线水平排列 升压前后导线间距由 4m 增加到 5 5m 试问升压前后电力线路的功率损耗 减少了多少 电压损耗的百分数减少了多少 三 单回 220KV 架空输电线 长 200 公里 线路每公里参数为 r1 0 108 欧 公里 x1 3r1 b1 2 66 10 5 西 公里 线路空载运行 末端电压为 250KV 求线路始端电压和始端功率 计及电压 降落的横分量 四 长 2 公里的三相输电线路 供给功率因数为 0 8 的三相负荷 线路参数为 r1 0 82 X1 0 38 欲 使负荷的端电压保持在 6000v 的情况下 线路电压损耗 U 及有功功率损耗 P 不超过 10 问允 许的负荷功率可达多少 此时线路的电压损耗和有功损耗是多少 五 某电厂有两台发电机组并列运行 其燃料费用特性为 F1 a1 2PG1 0 01PG1 2 F2 a2 2 5PG2 0 005PG2 2 两台机组的最小负荷都是 20MW 最大负荷都是 125MW 求 1 总负荷为 160MW 时的燃料费用微增率 2 经济运行时的燃料费用比两台机组平均分 配负荷节省多少 六 在如图所示的两机系统中 负荷为 700MW 时 频率为 50HZ 若切除 50MW 负荷后 系统的频 率和发电机的出力为多少 七 如图所示的简单系统 当 K 点发生 A 相单相接地短路时 求 A 相电流和 B C 相电压 注 图 中参数为标么值 10 5KV 115KV 37KV E 1 0 X1 X2 0 1 X0 0 3X1 0 15 X1 0 15 K 八 设由电站 1 向用户 2 供电线路如图 为了使 U2能维持额定运行 UN 10KV 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 九 有一台降压变压器 其归算到高压侧的参数为 RT 2 44 X 40 低压侧的最大 最小负荷 PGN 500MW 4 PGN 450MW 5 单位调节功率 KL 1 5 PL 700MW 500MW 200MW A B 1 7 j6 U1 10 5kv U2 UN P 2000KW cos 0 75 QK 1 2 110 2 2 5 6 3kv U1 U2 Smax 30 j16 Smin 10 j6 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 Smax Smin表示于图中 高压侧电压波动范围是 106 7 113 3kv 如果负荷容许的电压波动范 围是 6 6 6kv 是否可选择分接头以满足电压水平的要求 若可以 试选择之 十 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 4Z23 j0 8Z34 j0 2 Z24 j0 4Y20 j0 5Y40 j0 2 十一 系统接线如图所示 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 1 G L2 T 1 T2 L1 f Xn Xm 2 110 2 2 5 6 3kv U1 U2 Smax 30 j16 Smin 10 j6 T1 T3L1 f G 1 2 34 X0 X0 Xm T2 L2 57 6 8 9 10 11 T4 13 14 15 12 L3 三 1 题图 1 2 4 Z12 Z34 Z24 Y20 Y40 3 Z23 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 3 G T1 T2 L f Xn 4 标出图中发电机和变压器两侧的额定电压 注 图中所注电压是线路的额定电压等级 10KV 220KV 110KV10KV 35KV 十二 十二 某变电所的负荷为 3000KW 功率因数为 0 8 今要增加新用户 其负荷功率为 5000KW 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 十三 十三 系统有三台额定容量为 100MW 的发电机组并列运行 其调差系数和运行情况为 1 0 02 2 0 05 3 0 04 PG1 60MW PG2 80MW PG3 100MW 取 KL 1 PLN 250MW 求 1 当系统负荷增加 50MW 时 系统的频率下降多少 各发电机增发多少功率 2 如果系统负荷的增加是 60MW 则系统的频率下降多少 各发电机增发多少功率 十四十四 电力系统接线如图所示 元件参数标于图中 系统 S 的短路电抗为 0 2 当 K 点发生三相 短路时 试计算 SB 100MVA UB 平均额定电压 1 短路点的短路电流周期分量起始值 I 2 发电机对 K 点的计算电抗 XGf 十五 十五 如图所示的简单系统 当 K 点发生 BC 相接地短路时 求 1 1 故障点各序电流和电压的有名值 2 2 如果变压器为 11 o Y 接线 求发电机的各相短路电流 3 3 中性点电位 Un 是多少 KV 4 4 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 100km X0 0 4 km PGN2 40MW cos 0 8 X d 0 25 k S 110KV STN2 20MVA UK 10 5 10 5KV 1 X0 3 4 7 8 X0 f2 2 Xm 9 5 6 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 注 图中参数为归算到统一基准值下的标么值 SB 100MVA UB 平均额定电压 十六 电力系统接线如图所示 元件参数标于图中 用标么值的近似计算法计算各元件电抗标么 值 SB 50MVA UB 平均额定电压 SGN1 50MVA X d 0 2 STN1 50MVA uk 10 100km X0 0 4 km PGN2 40MW cos 0 8 X d 0 25 k 10 5KV 115KV STN2 20MVA uk 10 5 10 5KV 十七 电力系统接线如图所示 元件参数标于图中 当 K 点发生三相短路时 若要使短路后 0S 的 短路功率 Sd 不大于 100MVA 试求线路允许的电抗有名值 SB 100MVA UB 平均额定电压 SGN1 50MVA X d 0 1 STN1 50MVA uk 10 XL k 10 5KV 115KV 十八 下图为一无穷大功率电源供电系统 设在 K 点发生三相短路 如果设计要求通过电源的冲击电流 不得超过 30 KA 问并行敷设的电缆线路最多容许几条 KM 1 8 十九 某系统接线及各元件参数如上图所示 设在f点发生三相短路 若选SB 100 MVA UB Uav 试 计算 1 电源G及系统S对f点的转移电抗xGf xSf 2 求t 0 2秒时短路点总电流的有名值是多少 10 5KV 115KV 37KV X1 X2 0 1 X1 X2 0 1 X0 0 3 X1 0 15 XN 0 10 X1 0 15 K 1250m x1 0 083 km r1 0 37 km S 无穷大 6kV 200A XR 4 P 1 68KW L k Xk 0 2 RK 0 1 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 二十二十 系统接线如图所示 当f点发生不对称接地短路故障时 试作出相应的各序等值网络 略去各 元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳 二十一 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 A 相正序电流有名值 1 三相短路 2 A 相接 地短路 3 BC 相接地短路 4 两相短路 二十二 如果已知输电线路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 二十三 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 计算 以下各种情况短路时 短路点的 A 相正序电流有名值 1 三相短路 2 A 相接地短路 3 BC 相接地短路 4 BC 两相短路 二十四 额定电压为 220KV 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 S X 0 STN1 20MVA uk 10 100km X0 0 4 km PGN 40MW cos 0 8 X d 0 25 k 110KV 220KV STN2 20MVA uk 10 5 10 5KV s G1 T1 T2 L f X n1 G2 X n2 10 5KV 115KV X1 X2 0 1 X0 0 2 X1 X2 0 1 X0 0 3 X1 Xn 0 1 K Xn 10 5KV 115KV X1 X2 0 1 X0 0 2 X1 X2 0 1 X0 0 3 X1 Xn 0 1 K Xn 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 二十五 二十五 如图所示系统 当 K 点发生三相短路时 求短路处起始次暂态电流 I 和发电机起始次暂态电流 IG SB 100MVA UB 平均额定电压 二十六 1 试分析比较各种短路故障时故障点电流 电压变化情况 2 试分析比较各种短路故障时各序电流的大小 二十七 某电厂有两台发电机组并列运行 其燃料费用特性为 F1 PG1 a1 2PG1 0 01PG12 t h F2 PG2 a2 2 5PG2 0 005PG22 t h 两台机组的最小负荷都是 20MW 最大负荷都是 125MW 求 1 总负荷为 160MW 时的燃料费用微增率 2 经济运行时的燃料费用比两台机组平均分配负荷节省多少 二十八 图 28 中 k 点发生接地短路 试组成它的零序网络 各元件电抗用X加上注脚符号分别表示 二十九 如图 29 所示系统 电源为恒压电源 当取SB 100MVA UB Uav 冲击系数KM 1 8 时 问 在f点发生三相短路时的冲击电流是多少 短路电流的最大有效值是多少 简述短路冲击电流的意义 何种情况下短路其冲击电流最大 20 j40 20 j30 A B C SB 40 j30MVA Sc 10 j8MVA UA 230KV Z1 Z2 50km X0 0 4 km k 115KV UGN 10 5KV SGN 20MVA Xd 0 2 STN2 20MVA UK 10 5 Ss 100MVA Xs 0 1 l2 l3l1 l4 G1 G2 T4 T3 T2 T1 图 28 k 115kV 0 3kA 6 3kV Xr 4 0 4 km L 40km 0 08 km L 0 5km 30MVA Uk 10 5 6 3kV f 3 图 29 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华北电力大学电力系统分析考研资料 三十 如图 30 所示系统 在母线 I 发生三相短路时 求无故障的母线 上残压的标么值 取 SB 100MVA UB Uav 变压器变比为 115 6 3 三十一 系统接线如图 31 所示 变压器采用 Y0 11 结线方式 各元件标么参数标于图中 当高压母线上f 点发生两相接地短路时 试求 短路点f处A相的电流 电压相序分量 变压器低压侧各相短路电流和电压值 并作其向量图 三十二 系统结线图如图 31 所示 变压器采用 Y0 Y 11 接线方式 当高压母线上发生两相短路时 选A相为基准相 当基准容量为 120MVA 时 高压侧电流对称序分量标么值为 92 01 AI36 0 2 AI 基准相电压取3115 BP UkV 时 短路点处电压对称序分量标么值为 42 01jUA 17 0 2jUA 在同 一基准下变压器电抗标么值为 0 12 试求发电机电压侧各相短路电流及电压有名值 并作其向量图 三十三 已知系统接线如图 33 所示 各元件参数已标在图中 求在f点发生三相短路时 短路点的 总电流及各发电机支路的电流 Xd 0 125 E 1 08 100MVA x1 0 4 km 48km 115kV 2 20MVA Uk 10 5 6 3kV 6kV Xr 6