电力系统分析试卷及答案

1、电力系统分析 i-学习指南1、 填空题1. 电力系统有_ _ _和 两种输电方式。2. 电力系统中的有功电源有 ；我国规定电力系统的额定频率为 hz .3. 组成电力系统的四类元件包括发电机、电力线路、_ _和各种用电设备。4. 电能质量的三个主要指标是 、 和波形。5. 电力系统运行的基本要求有 、 和优质性。6. 输电线路的电阻反映输电线路的 效应，电导反映输电线路的 效应 。7. 用功率和阻抗表示的电压降纵分量的表达式为 。8. 当系统中出现有功功率不平衡，如有功功率电源不足或负荷增大时， 将会引起频率 ；从可调容量和调整速度这两个对调频厂的基本要求出发， 系统中一般应选 作调频厂。9.

2、 采用分裂导线的目的是 电抗。10. 高峰负荷时升高电压（取1.05un），低谷负荷时降低电压（取un）的中枢点电压调整方式称为 。11. 电力系统潮流计算时节点分为pq 节点、pv 节点和 三种类型。12. 高峰负荷时中枢点电压不低于1.025 un ，低谷时不高于1.075 un的电压调整方式称为 。13. 发电机的额定电压比线路额定电压高 % ，直接与发电机相连的变压器一次侧的额定电压应 发电机的额定电压。14. 电力系统潮流计算时节点分为 、 和平衡节点三种类型。15. 当系统出现无功功率过剩时， 系统各负荷电压将 。16. 若某系统的线电压基准值取ub,功率基准值取sb，则其阻抗的基

3、准值zb（用ub和sb表示）可以表示为 。17. 升压变压器二次侧额定电压比线路额定电压高 %.18. 电压偏移是线路或变压器的一端的实际运行电压与 的数值差。19. 当系统中出现有功功率不平衡， 如有功功率电源富余或负荷减小时，将会引起频率 。20. 电力系统有功功率的一次调整指的是由发电机组的 对变动幅度很小的负荷引起的频率偏移所进行的调整； 二次调整指由发电机的 对变动幅度较大的负荷引起的频率偏移所进行的调整。21. 环网潮流的自然分布是按线路的_ _来分布的。22. 电力系统电压的运行管理主要是通过对电压中枢点电压的监视和控制来实现的，中枢点的调压方式有 、 和 三种。23. 常用的无

4、功功率补偿设备有 、 和静止补偿器等。24. 发电机的额定电压为线路额定电压的 % ，各用电设备的额定电压与线路额定电压 。25. 输电线路的正序阻抗与负序阻抗大小通常 。26. 我国电力系统的中性点运行方式主要有 、 、 。27. 潮流方程是 方程组。28. 当系统出现无功功率缺额时， 系统各负荷电压将 。29. 备用容量按容量的存在形式可分为 、 。2、 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、动力系统和电力网有何区别？

5、5. 简述电力系统运行的基本要求。6. 简述电力系统运行的主要特点。7. 电压降落、电压损耗、电压偏移是如何定义的？8. 比较并联电容补偿与串联电容补偿。9. 电力系统有功功率的平衡对频率有什么影响？系统为什么要设置有功功率备用容量？10. 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。11. 简述电力系统的电压调整可采用哪些措施？12. 电力系统是如何实现频率的控制和调整的？13. 电力系统运行中常用的变量约束条件有哪些？14. 电力系统采用标幺值进行计算， 有什么好处？15. 电力系统中一般如何选择调频厂？3、 计算题1. 输电线路的等值电路如图所示，已知末端功率及电压，求图

6、中所示的始端功率和始端电压。2. 试近似计算（即基准电压取平均额定电压）如图所示输电系统各元件电抗的标幺值。 已知各元件参数如下：3. 某10km的单相短程输电线，单位长度的阻抗为：，供应316.8kw 的负载，功率因数滞后，如果受端的电压为3.3kv，求此输电线的电压损耗。4. 已知两台机组的耗量特性f（t/h）和机组功率约束条件分别为：当总负荷为 200mw 时， 试问当负荷在两台机组间经济分配时每年消耗的燃料为多少（设每年运行 8000h ）？5. 某电力系统中负荷的静态频率特性。求系统由50hz降到48hz时，负荷功率变化的百分数及负荷的调节效应系数。6. 一汽轮发电机组调差系数， 基

7、准值，50hz 。当发电机的频率下降了0.02hz，系统调整到稳态运行，求发电机输出功率的增加。7. 降压变压器及其等效电路示于图a、b ，折算至一次侧的阻抗为。已知在最大负荷和最小负荷时通过变压器的功率分别为，一次侧的电压分别为要求二次侧母线的变化不超过 6.06.6kv的范围，试选择分接头。8. 110kv/11kv 降压变压器折算到一次侧的阻抗为,已知最大负荷和最小负荷时流过变压器等效阻抗首端的功率分别为, 一次侧实际电压分别为要求二次侧母线电压在最大负荷时不低于 10.3kv，最小负荷时不高于10.75kv。确定变压器二次侧所需的无功补偿容量。9. 升压变压器的容量为31.5mva电压

8、比为121（1 2 2.5%）kv/6.3kv，折算到一次侧的阻抗为在最大负荷和最小负荷时通过变压器的功率分别为和。一次侧的要求电压分别为，发电机电压的可能调整范围是 6.06.6kv。试选择分接头。参考答案一、 填空题1. 交流 、 直流2. 发电机 、 503. 变压器4. 电压 、 频率5. 可靠性 、 经济性6. 热 、 磁7.8. 下降 、水电厂 9. 减小10. 逆调压11. 平衡节点12. 顺调压 13. 5 、 等于14. pq 节点、 pv 节点15. 上升16.17. 1018. 线路额定电压19. 增大20. 调速器 、 调频器21. 阻抗22. 逆调压 、 顺调压 、

9、常调压 23. 并联电容器 、 同步调相机24. 105 % 、 相等25. 相等26. 中性点不接地系统 、中性点经消弧线圈接地系统 、 中性点直接接地系统27. 非线性28. 下降29. 热备用 、 冷备用二、 简答题1. 答：我国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。中性点经消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，

10、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，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， 等于与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y ij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

11、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：电能与国民经济的各个部门、国防、和日常生活之间的关系都很密切；电能不能大量存储；电力系统中的暂态过程十分迅速；对电能质量的要求比较严

12、格。7. 答：电压降落是指输电线路或变压器两端电压的相量差；电压损耗是指两端电压的数值差； 电压偏移是线路或变压器的一端的实际运行电压与线路额定电压的数值差。8. 答：一般， 串联电容器直接抵偿线路电压降落的作用， 较并联电容器通过减少线路上流通的无功功率来减少线路电压降落的作用显著的多。 通常为减少同样大小的电压损耗， 需设置的串联电容器容量仅为并联电容器容量的 17%-25% 。因此串联电容器适合于电压波动频繁的场合， 但串联电容器的这种优越性将随负荷功率因数的提高而减小。 由于并联电容器的电压调节效应为负值， 所以， 不适合于电压波动频繁的场合。 但并联电容器减少线路上流通的无功， 从而

13、也直接减少了有功损耗， 而串联电容器是借提高电压来减少有功损耗的， 显然并联电容器的这种作用更大些。9. 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， 保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。 10. 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

14、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。 第二类称为 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和节点电压的相位， 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作为平衡节点。11. 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

15、路参数调压。12. 答：电力系统频率调整分一次调频、二次调频、三次调频。一次调频是通过调节发电机组的调速器系统来进行，当一次调频不能使频率在允许范围时要采用二次调频；二次调频通过发电机的调频器来进行，由专门设置的调频厂来进行；三次调频对应于变化缓慢，但是幅度很大的负荷。13. 答:所有节点电压必须满足，即节点电压幅值在一定的范围之内；所有的电源节点的有功功率和无功功率必须满足条件及；某些节点之间电压的相位差应满足，这是为了保证系统运行的稳定性。14. 答:三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同， 线电压的标幺值与相电压的标幺值相等， 三相功率的标幺值和单相功率的标幺值相等； 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标幺值，不需要进行参数和计算结果的折算； 用标幺值后， 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sn和un原则上是可以任意确定的。15. 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； 没有水电厂或水电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。三、 计算题1.解:求中功率损耗则电压降始端电压可得始端功率 2.解：仍选基准功率，基准电压等于平均额定电压，即 变压器电压比为相邻两段平均额定电压之比。 根据公式，