能源系统基础综合复习题汇总

1、能源系统基础复习题一、填空题1、电力系统中性点接地方式可分为两大类：（1）中性点系统；（2）中性点系统，其中又分为中性点系统和中性点经接地或高阻抗接地系统。（直接接地；非直接接地；不接地；消弧线圈。）2、电力系统的单位调节功率标志增加或减少时，在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下电力系统频率。（电力系统负荷下降或上升的多少）3、电力系统的无功功率必须保持平衡，即无功功率与平衡。这是保持电力系统的必要条件。（电源发出；无功负载和无功损耗；电压水平）4、电力系统的电压偏移一般不超过用电设备额定电压的。频率偏移不超过Hz。（±5%±0.2O.5Hz）5、中性点直接接地电力

2、系统，当发生单相接地时即为,继电保护装置立即,中性点不接电力系统，当发生单相接地时，不是,接地线路继电保护装置可以不只发出信号。（单相短路切除故障单相短路跳闸）6、在220kV以上的电力线路中，采用扩径导线是为了;这种导线人为的扩大导线直径，但又不或者采用分裂导线，是将每相导线分裂成24根，并相互间保持一定距离，其作用是减小了和，但是线路的增大了。（减少电晕损耗和线路电抗增大载流部分的面积电晕损耗和导线阻抗电容）7、变压器中的无功功率损耗由组成。（励磁支路的损耗和绕组漏抗中的损耗）二、标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压等级）10KV220KV110KV10KV答

3、：图中，从左到右，分别是发电机G,变压器T1、T2、T3则：发电机G10.5kV;T1:高压侧，10.5kV;低压侧，242kV;T2:高压侧，220kV;中压侧，121kV;低压侧，38.5kV;T3:高压侧，110kV;低压侧，11kV;三、有一台SFL31500/110型降压变压器，变比为110/11kV,向10kV电网供电，其技术数据为：Pk=190kW,R=31.05kW,“=1°.5,I0=0.7。试计算归算到高压侧的参数。解：因为：已知SFL31500/110型降压变压器。所以：SN=31500KW；UN=110kV。2_2Rt=2.317JPkUn_190110103

4、sN-10331.52Xt一,2Uk%Un一100Sn210.51102210031.52=40.33JGt=°2=331.52=2.56610,S10Un10110BtI0%Sn21ooun0.731.53103110218.2210S四、综合题如果已知输电线路的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（用输电线路的口型等值电路）。S113二2M(1)电力线路功率的计算:Sy1=3YU1、U1Y小-A=(-Uifu<2V3八321212=GU1-jBU122=*y1-j01，_P1,2Q1'2一U12P1,2Q12§=S1-ASy1=(R+jQ1

5、)(APy1-jAQy1)=P,(R+jX)=P；2Q1R+jU1二PjQz*，一'工_'一'S2=S&=(P+jQ11(APz+jAQz)=F2+jQ2：Sy2*1212八-GUf-2jBU；=Py2-jQy2*，一，.一一一，.S2=S2-.§2=P2jQ2一Py2一jQy2=P2jQ2(2)电力系统电压的计算电压降落：dU=U；-U；;令U1MU/00-.*-S1-RjQ1U2=U1-Z=U1-(R+jX)WU1MPR+Q1X.PX-Q1RU1i=U1-j=(U1-AU)jU<U1J<U1JU2=U1-U2U24一'UU1-U

6、UU1电压相量图五、某降压变电所中安装有一台10MVA勺变压器；电压为110土2m2.5%/11KV。已知：最大负荷时，高压侧的实际电压为113KV,变压器阻抗中的电压损耗为额定电压的4.63%;最小负荷时，高压侧的实际电压为115KV,变压器阻抗中的电压损耗为额定电压的2.81%;变电所低压母线采用顺调压方式，试选择变压器的分接头并校验之。解：最大负荷时的抽头电压为:UtHMUHM-，UmUlmULN463113-11046311=115.8kV1001.02510最小负荷时的抽头电压为:UHm-UmtHm-ULNULm2.81115-110=114.5kV皿111.07510抽头也匀电压：

7、UtHarv=5HM'5Hm=115.8114.5=115.15kV22不妨选110+5%由头：UtH=110(10.05)=115.5(kV)校验：最大负荷时，低压侧的实际电压及电压偏移为:46311ULM=(113-110)10.27(kV)100115.510.27-10Mmax=100=2.7%2.5%10最小负荷时，低压侧的实际电压及电压偏移为：2.8111ULm=(115-110)10.65(kV)100115.510.65-10Mmin=x100=6.5%：7.5%10满足顺调压的要求。六、简答题1、降低电网的网损有哪些技术措施？答：降低电网的网损的主要措施有：(1)改善

8、电网中的功率分布。如提高用户的功率因数，装设无功补偿装置，负荷优化分配，环网中实行功率经济分布等；(2)合理组织电网的运行方式。如适当提高电网的运行电压，组织变压器的经济运行，调整用户的负荷曲线，合理安排检修；(3)对原有电网进行技术改造。如提高供电电压，将110kV或220kV的高压直接引入负荷中心，简化网络结构，减少变电层次；(4)合理选择导线截面。2、电力变压器的实际变比、额定变比和平均额定电压之比是指什么？答：实际变比：在运行中变压器的高、中压绕组使用的实际分接头电压与低压绕组的额定电压之比。额定变比：变压器高、中压绕组主抽头与低压绕组额定电压之比。平均额定电压之比：变压器两侧电力线路

9、平均额定电压之比。3、何谓电力系统的电压中枢点？系统中枢点有哪三种调压方式？其要求如何？答：在电力系统的大量节点中，通常选择一些具有代表性的节点加以监视、控制、调整电压的母线。如果这些节点的电压满足要求，则该节点临近的节点基本上也能满足要求，这些节点即称为中枢点。中枢点电压控制有逆调压、顺调压、常调压三种方式。逆调压要求高峰负荷时将中枢点电压调到1.05Un,低谷负荷时调到U；顺调压方式要求高峰负荷时中枢点电压不低于1.025Un,低谷时不高于1.075Un；常调压方式要求在任何负荷时中枢点电压基本保持不变且略大于U。4、当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的电压比来调压？为什么？

10、（5分）答：当电力系统无功功率不足时，不能通过改变变压器的电压比来调压。（2分）因为改变变压器的电压比从本质上并没有增加系统的无功功率，这样以减少其他地方的无功功率来补充某地由于无功功率不足而造成的电压低下，其他地方则有可能因此而造成无功功率不足，不能根本性解决整个电力网的电压质量问题。所以，必须首先进行无功补偿，再进行调压。一、填空题1、对电力系统的基本要求主要有供电的可靠性和保证供电质量、经济性、满足节能与环保的要求。2、电力系统的标准频率为50Hz;正常频率允许偏差范围为±0.2Hz,当系统容量较小或事故情况下，频率允许偏差范围可放宽到±0.5Hz。3、电力线路的参数

11、主要有电阻、电抗、电导和电纳。对额定电压等级低于110kV的电力线路，可以忽略电导。采用分裂导线可以减小等效电抗，增大等效电纳。4、网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差；而电压损耗是指两点间电压幅值之差；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。5、电压调整的方式有逆调压、顺调压、常调压。6、从改善电压质量和减少网损来考虑，实现有效的电压调整的基本条件是必须尽量做到无功功率的就地平衡，尽量减少无功功率长距离和跨电压级的传送。7、当发电机组的输入有功功率大于负荷的有功功率需求时则频率将升高;反之,则频率下降。8、短路功率等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压的乘积。

12、9、降压变压器一次侧电压等于线路额定电压、二次侧电压（大容量）应比线路额定电压高10%。10、电力系统的备用容量是以热备用和冷备用的形式存在于系统中。、判断题1、通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。（V）2、异步电动机和变压器励磁无功功率随着电压的降低而减小，漏抗中的无功损耗与电压的平方成反比，随着电压的降低而增加。（x）3、发生不对称故障时，故障点的负序电压值比网路中其它点的负序电压值大。（x）4、电网无功补偿的原则一般按照分层分区和就地平衡原则考虑。（V）5、中性点不直接接地的系统中，过

13、补偿是指补偿后电感电流小于电容电流。（父）6、为了增加发电机调节负荷的能力，希望发电机的转差率6越小越好。（，）7、在各种短路故障中，三相短路时电流最大。（V）8、自耦变压器的特点之一是：一次侧和二次侧之间仅有电的联系，没有磁的联系。（父）9、电力系统的电压水平主要决定于系统中有功功率的平衡。（m）10、在电力系统分析中用标幺值计算时，三相与单相的计算公式是一致的。（M）三、简答题1、什么是中枢点调压方式中的逆调压？它适用于什么情况。答：所谓中枢点逆调压方式，就是在最大负荷时提高中枢点电压，在最小负荷时降低中枢点电压。适用于中枢点供电至各负荷的电力线路较长，各负荷的变化规律一致相同，且各负荷变

14、动较大的情况。2、简要说明电力系统的电压调整可采用哪些措施？答：（1）改变发电机端电压调压；（2）改变变压器电压比调压；（3）补偿无功功率调压；（4）改变电力线路参数调压。（如用容抗、感抗等方式来降低功率损耗）3、当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的电压比来调压？为什么？答：当电力系统无功功率不足时，不能通过改变变压器的电压比来调压。因为改变变压器的电压比从本质上并没有增加系统的无功功率，这样以减少其他地方的无功功率来补充某地由于无功功率不足而造成的电压低下，其他地方则有可能因此而造成无功功率不足，不能根本性解决整个电力网的电压质量问题。所以，必须首先进行无功补偿，再进行调压。4

15、、降低电网的网损有哪些技术措施？答：（1）改善电网中的功率分布。如提高用户的功率因数，装设无功补偿装置，负荷优化分配，环网中实行功率经济分布等；(2)合理组织电网的运行方式。如适当提高电网的运行电压，组织变压器的经济运行，调整用户的负荷曲线，合理安排检修；(3)对原有电网进行技术改造。如提高供电电压，将110kV或220kV的高压直接引入负荷中心，简化网络结构，减少变电层次；(4)合理选择传输导线截面。四、计算题如图所示，某输电线路参数如下：1=0.08%m，xi=0.417%m,bi=2.727父10,%m,、一、gi=0;线路空载运行，末端电压为205KV求始端电压Ui及始端功率Si(线路

16、长300KMeUiR+jXU2=205KV一B2解：i、计算线路参数：R=r1l=0.08300=24，X=x1l=0.417300=125.1竺i-bl=4.0910“（S）222、功率和电压计算Sy2=-'iBUl=-J4.0910/2052-j171gMVA、S2=S2Sy2-0(-j17.19)=-j171gMVAU2(RjX)二1719220弓(24j1251)=017j08RMVA、S=&+s=-j1719十017+j088=017-j1631(MVA、.、-1049KV).F2R+QX-17191251U2=U22052.01(KV)P2X-Q2R17.1924U

17、2205U1=U2U2jU2=194.5j2.01U1=<194.522.012=194.5(KV)B2Sy1-j*U12j15.48(MVA)2'S1=S1Sy1=0.17-j16.31-j15.48=0.17-j31.79五、计算题某电力系统的装机容量为2000MW额定频率为50Hz,发电机单位调节功率Kg*=30,负荷的单位调节功率Kl*=1.5,现在负荷增加，若调频器不动作，频率下降0.2Hz;若调频器动作，增发100MVW率，问频率下降多少？(Kg*、Kl*均以2000MVV50Hz为基准)解：20002000Kg=Kg*=30=1200(MW/Hz)505020002

18、000Kl=Kl*=1.5=60(MW/Hz)5050KS二KgKl=120060=1260(MW/Hz)PL0=_KSAf=-1260(-0.2)=252(MW)APL0-APGo_252-1001260-0.121(Hz)即频率下降0.121Hz。六、计算题两台以电机组并列运行，各台机组的燃料耗量特性及额定出力分别为：_2_F1=4+0.2PG1+0.0005PG1(t/h),已小=300MW;_2.、_F2=3+0.25PG2+0.0006PG2(t/h),PG2N=300MW;当总负荷为500MVW,试计算(1)负荷平均分配时的燃料总耗量？(2)负荷按等耗量微增率准则分配时的总耗量？解

19、：(1)平均分配时PG1=22=500/2=250MW;2F1=40.22500.00052502=85.25(t/h)_2F2=30.252500.00062502=103(t/h)燃料总耗量：F总=FiF2-85.25103-188.25(t/h)(2)按等耗量微增率准则分配时：-1=殂=0.20.001PG1dPG1-2=dF2=0.250.0012Pg2d%由上述两式相等，即：-1=陛得："="1=0.20.001PG1=2=弓*=0.250.0012PG2dPG1dPG2又：PGiPG2=500由上两式可解得：PG1=295.4(MW),PG2=204.5(MW)

20、2F1=40.2295.40.0005295.42=107.41(t/h)F2=30.25204.50.0006204.52=79.25(t/h)燃料总耗量：F总=F1F2-107.4179.25-186.66(t/h)七、标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压等级）答：图中，从左到右，分别是发电机G,变压器T1、T2、T3。则：发电机G10.5kV;T1:高压侧，10.5kV;低压侧，242kV;T2:高压侧，220kV;中压侧，121kV;低压侧，38.5kV;T3:高压侧，110kV;低压侧，11kV;一、填空题1、产生短路的主要原因是电气设备载流部分的（相问

21、绝缘或对地绝缘）被损坏。2、要判断电源能否作为无限大功率电源，常常以（供电电源的内阻抗和短路回路总阻抗）的相对大小为依据。3、同步发电机电路突然三相短路后的电流包含（交流分量和直流分量）。4、短路电流交流分量初始值接近额定电流的6倍，如果加上最大可能的直流分量，短路电流最大瞬时电流接近额定电流幅值的（12）倍。5、异步电动机在失去电源后能提供短路电流是（机械惯性和电磁惯性）作用的结果。6、计算短路电流次暂态值的等值网络，为应用叠加原理可分解成（正常运行和故障分量）的两个网络。7、对电力系统的运行要求主要包括（供电的可靠性、电能质量符合要求、经济性、满足节能与环保的要求）。8、电压降落是指电力网

22、络元件首末端两点电压的（相量差）。9、当发电机组的输入有功功率大于负荷的有功功率需求时，（频率将升高）、反之,则（频率下降）。10、电力系统中电压调整的方式通常有（逆调压、顺调压、常调压）。二、判断题1、线路首端的电压一定高于末端的电压。（X）2、变压器副边绕组的额定电压通常高于接入点的电网标称电压。（X）3、系统无功不足时，可以通过调整变压器分接头来改善电压水平。（V）4、电力系统各电源之间有功功率的最优分配原则是等网损微增率准则。（V）5、中性点不接地系统中发生单相接地时，接地点的线电压仍然对称。（X）6、变压器的参数是通过设计计算得到的。（x）7、变电站装设消弧线圈的目的是用于调压。（X

23、）8、两绕组自耦变压器不可以用于110/35kV变电站中。（X）9、电力系统稳态分析的是运行参数变化较小时的运行状态，而暂态分析的是受到突然的扰动，运行参数变化较大的运行状态。（X）10、不对称短路故障中一定存在零序分量。（X）三、计算题某系统等值电路如下，其Xgi=Xg=0.2xXti=Xt2=0.175,Xl=0.181,Xs=0.1。试求其次暂态电流''0.5Xg10.5Xt10.5XlXs初始有效值I。解:八一；Xg12Xt1If1x-xl+xs：=0.1875/0.1905=0.0940.18750.19050.18750.1905,1Id*-I*=10.58xd”,

24、'''100I=I*Mb=10.585.31(kA)3115_"_一_.iM=2.55I=13.54(kA)四、计算题额定电压110kv的双回输电线路，长80km0变电站中装设两台110/11kv的变压器。母线A的实际运行电压为117kv,母线C上的负荷Plc=20MW,功率因素0.8滞后，母线B上的负荷为LB=30+j12MVA,当变压器运行在主抽头时，求母线C的电压。线路参数：1=0.21C/kmK=0.416Q/kmb=2.74M10"S/km。变压器.P°=40.5kwpk=128kwUk%=10.5I。=3.5Sn=15MVA解：

25、(1)计算参数并建立等值电路c1CCCRl0.2180=8421线路：XL0.41680=16.6421 1一一6一一一4_-Bl22.741080=2.19210一S2 2变压器归算到110kv侧的参数:2c1128110一Rt亍=3.441.121000152XT2110.5110l=42.35'：，21001540.56Gt=22=6.69410S1000110_3.515，一Bt=22=8.67810S100110C母线负荷：由cos5=0.8滞后，得QC=Ptg邛=20m0.75=15MvarSC=20j15MVA等值电路:等通电路工高：(344*上35JQ工H(6694*1

26、0"*-67SX10(2)采用近似算法计算第一步：假设全网为额定电压，由末端向首端进行功率分布。变压器阻抗中的功率损耗：202152SZT=(3.44j42.35)=0.178j2.188(MVA)110变压器阻抗支路首端的功率：'SB=SLC：SZT=20.178j17.188(MVA)变压器导纳支路中的功率损耗：忌T=1102(6.69410上j8.67810”)=0.081j1.05(MVA)线路末端导纳支路中的功率损耗：忌2=1102(-j2.19210")-j2.65(Mvar)线路阻抗末端的功率：SB=SBSYTSLbSY2=50.259j27.588(

27、MVA)第13页共17页线路阻抗中的功率损耗:Szl-_，_250.25927.5881102(8.4j16,64)=2.282j4.52(MVA)线路阻抗首端的功率：、SA=SB&=52.541j32.11(MVA)线路首端导纳支路中功率损耗：.-：SY2=1102(-j2.19210工)=-j2.65(Mvar)首端功率：-_SA=SA&=52.541j29.458(Mvar)一一一一.一第二步：由已知首端电压117KV和第一步中求得的功率SA从首端向末端进行电压分布线路阻抗中的电压降落：=8.34KV-5.18KV,52.5418.432.1116.64lUL二11752

28、.54116.6432.118.4117母线B的电压：Ub=J(117-8.34)25.182=108.78KV,b=tg,-5.18117-8.34=2.73Ub=108.78/-2.73KV变压器中的电压降落:uT20.1783.4417.18842.35=7.33KV108.78uT20.17842.35-17.1883.44108.78=7.31KV母线C归算到110KV的电压：Uc=.(108.78-7.33)27.312=101.71KV、c=tg-7.31108.78-7.33二一4.12、c=-4.12-2.73-6.85母线C归算到10KV的电压：1111Uc=UC101.7

29、110.171KV110110母线C的实际电压为:Uc=10.171.-6.85KV五、计算题220如图所小简单电力系统，取基准值Sb=230MVA,220kV电压级Ub=115M3=209kV,已121计算出各元件参数的标幺值为：Xd=0.766,Xn=0.1935,X,=0.63,Xt2=0.092。受端母线电压U=115kV,电源向受端系统输送有功功率P=230MW,cos平=0.99。试计算电力系统的静态稳定储备系数。TIT2&代）P=23MW360M惘387sMMA400M处lkV邪解：（1）计算系统总电抗11Xd=XdXT1XlXT2-0.7660.09350.630.092=1.26722(2)计算发电机的空载电势Eq、一2201设U=U/0'，则其标么值为：U=115父幺0父'=1