电力系统分析模拟考试题和答案解析

1、四川大学网络教育学院模拟 （A卷）1说明电系统静态稳定的定义、分析方法以及小干扰分析法的步骤。（15分）试说明么是正序等效定则， 以及用正序等效定则计算对称短的步骤。 （10分）电压中枢点的调压方式有哪几种？这几种调压方式对调压范围的要求是如何 规定的？（10分）电系统接线如图i所示，/点发生接地短，试做出系统的正序和序等值网络。图中117为元件编号。（15分）5如图2所示简单系统，已 发电机g : Sn= 60mva ,试求f点发生三相短时的冲击电和短功有名值。图 2知各元件参数如下：(S=60MVA, V=V , ki=1.8) BB av imXd =0.11;变压器 T ： n = M

2、VA，Vs%=10.5;线 L ： l =15km，X=0.23。/km.（20分）6如图3所示简单电系统，f点发生单相短，已知发电机 g ： X = 0.3 , x 2 =0.2，1 =10s，变压器 T-1 ：X=0.12, T-2 ：X=0.11 ；双回线 L ：5i =0.20，XL0=3 XL1。试用等面积定则确定极限除角。（电抗值均为统一基准下的标幺值。)(30分)图 3(A 卷)答案：1静态稳定性是指电系统在某一运方式下受到一个小干扰后，系统自动恢 复到原始运状态的能。能恢复到原始运状态，则系统是静态稳定的， 否则系统江失去稳定。分析系统静态稳定性常采用的方法是小干扰法(小扰 动

3、方程，)。小干扰法的分析步骤为：(1)出各元件微分方程和网络方程(2)对微分方程和网络方程进线性化3)或线性化小扰动状态方程及其矩阵A4)对给定运情况进潮计算，求得A矩阵各元素的值5)求A矩阵的特征根，并以其实部符号判别系统的稳定性.在简单对称短情况下，在正序网络短点加入附加电抗X，而其附加电抗X，之后的三相短电即为对应对称短故障点电的正序电。这就是对称短计算的正序等效定则计算对称短的步骤：(1)计算电系统各元件参数；(2)正常情况下，求取各电源的次暂态电势E”或短点故障前瞬间正常 工作电压U0 (或称短点的开电压)，但如果采取近似计算可直接 取1.0；(3)制订对称短时的正、负、序等值网络，

4、从而求出X 0 2、X淬、X 2 X以及附加电抗X,)(4)将乂()联在正序网络的短点后，按计算三相短的方法，计算X，)后发生三相短的电，该电就是对称短点的正序电（5）根据各序电间的关系求取负序和序电，并可求取各序电压； （6）用对称分法， 由短点各序电和序电压计算短点的对称三相 电和三相电压。.中枢点调压有三种方式：逆调压、顺调压和常调压。（1）逆调压对大型网络，如中枢点到负荷的线较长，且负荷变化较大（即最大负 荷与最小负荷的差值较大），则在最大负荷时要提高中枢点的电压，以抵偿 线上因负荷大而增大的电压损耗； 在最小负荷时则要将中枢点电压低一 些，以防止负荷点的电压过高，一般这种情况的中枢点

5、实“逆调压 。采 用逆调压方式的中枢点电压，在最大负荷时较线的额定电压高 5%，即 1.05VN ；在最小负荷时等于线的额定电压，即 1.0VN。 （2）顺调压对小型网络，如中枢点到负荷点的线长，负荷变化很小，线上的 电压损耗也很小，这种情况下，可对中枢点采用“顺调压。采用“顺调压 方式的中枢点电压，在最大负荷时，允许中枢点电压低一些，但低于线 额定电压的2.5%，即1.025Vn ；在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但 高于线额定电压的 7.5%，即1.075Vn。 （3）常调压对中型网络，负荷变化较小，线上电压损耗也较小，这种情况只要把 中枢点电压保持在较线额定电压高 2%5%的数值，即（

6、1.021.05） VN， 必随负荷变化来调整中枢点的电压，仍可保证负荷点的电压质，这种调压 方式称为“常调压 。.（）. iim =5.311kA ,St=133.74MVA.8 li =74.29。四川工学网络教育学院模拟 （B卷）1电系统各元件的额定电压是多少？试标出图 1所示电系统中各发电机、 变 压器和负荷的额定电压。（10分）图 12 当系统无功足时 ,用调节有载调压变压器变比的方法进调压是否适宜 ?其结果如何? 为么？（ 15） 3 系统负荷单位调节功和发电机单位调节功的意义是么 ? 其大小说明么? 系统单位调节功对系统运频有何影响 ?（15分）4试说明么是冲击电、短电的最大有效

7、值和短功，且写出其计算公式（10）5如图2所示110kV输电线，双回线并联阻抗ZL = 5.38 + 15-650，两台变压器并联阻抗Z7=1.15 + j20.18Q，计线充电功和变压器励磁功。线首端电压保持 117kV变，试合选择变压器分接头，使 C点电压满 足顺调压。（25分）ABe一CO3口+投总 HVAqq 18.6+J15110+2x2. 5% /Il kV6如图3所示单机-无穷大系统，已知运点的同步功系数SE=1.0，试计算：（25）（1） 运点的传输有功功；S（提示： E_ dPe)（2）该运点的静态稳定储备系数。v0=i.也_图 3（B 卷）答案：1电线的额定电压和用电设备的

8、额定电压相等，且称之为网络的额定电压，如220kV网络等等。发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时， 发电机的额定电压规定比网络的额定电压高5。变压器额定电压的规定为 复杂。根据变压器在电系统中传输功的方向，我们规定变压器接受功 一侧的绕组为一次绕组，输出功一侧的绕组为二次绕组。一次绕组的作用 相当于用电设备，其额定电压与网络的额定电压相等。但直接与发电机联接 时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。二次绕组的作用相当于电源设 备。其额定电压规定比网络的额定电压高 10%，如果变压器的短电压小于 7%或直接（包括通过短距离线）与用户联接时，则规定比网络的额定电压 高5。G: 10.5kV

9、 ;T1: 10.5/242 kV ;T2: 220/121/38.5 kV ;T3:110/11 kV ;T4: 35/6.6 kV ; LD1: 10 kV ; LD2: 6 kV2无功足时，适宜用调节变压器变比的方式升高电压，因为当某一地区的 电压由于变压器分接头的改变而升高后，该地区的无功需求也要增大，这样 做有可能会进一步引起无功缺额，从而引起系统其它节点电压下。K =Pdn =&.D*曰/fN曰.Kd和KD*称为负荷的频调节效应系数或简称为负荷的频调节效应。%*的数值取决于全系统各类负荷的比重，同系统或同一系统同时刻KD*值可能同。在实际系统中Kd* =13，它表示频变化1%时，负

10、荷有功功相应变化（1-3）%。调部门常以*的数值作为考虑按频减负荷方案和低频事故时用一次除负荷来恢复频的计算依据。1APG*KG/的数值表示频发生单位变化时，发电机组输出的变化，式中负号表示频下时，发电机组的有功出是增加的。系统单位调节功表示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频单位变化 的负荷变化。根据 K值的大小，可以确定在允许的频偏移范围内，系统 所能承受的负荷变化。显然， K的数值越大，负荷增减引起的频变化就 越小，频也就越稳定。.冲击电是短电最大可能电的瞬时值。短功等于短电有效值同短处的正常工作电压的乘积。其计算公式为：冲击电流：k/吧最大有效值： I = I，1 + 2（k -1

11、）2短路功率：s = 3Vv I = s I56.四V1t=115.5kVP = 1.25K = 28%”大学网络教育学院模拟 （C卷）电系统各元件的额定电压是多少？么是平均额定电压？一般在么场 合使用平均额定电压？（10分）频的一次调整和二次调整分别适应于么变化范围的负荷？一次调整是否能实现无差调节？（10分）15试用电压调整的基本原说明目前主要有哪些电压调整的措施？ 分）4.么叫极限除角？如何确定极限除角？（ 15分）5.图1所示110kV电网，各线采用相同导线，其阻抗参数为Z0.1 + j0.4O/km（1） 计算网络的功初分布；（2）节点 A电压为120kV，计及功损耗，或最低电压点电

12、压和最大电压 损耗（计横向分 ）。（20分）图 16. 如题图 2 所示电系统，已知各元件参数的标幺值。发电机 G：%xd = 0.29，x2 = 0.23，Ts = 11 s.。变压器 T-1 ： x=0.13 ；变压器 T-2 : x=0.11。线L ：双回 xli=0.29，xL0=3xLi。运初始状态：Vo=1.0，P0=1.0，Q0=0.2。在输电 线首端 f1点发生两相短接地，试用等面积定则确定极限除角5 dim，并判断当故障除角 5c=40时，系统能否保持暂态稳定？（ 30分）图2（C 卷）答案：电线的额定电压和用电设备的额定电压相等，且称之为网络的额定电压，如220kV网络等等

13、。发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时，发 电机的额定电压规定比网络的额定电压高 5。变压器额定电压的规定为 复杂。根据变压器在电系统中传输功的方向，我们规定变压器接受功 一侧的绕组为一次绕组，输出功一侧的绕组为二次绕组。一次绕组的作用 相当于用电设备，其额定电压与网络的额定电压相等。但直接与发电机联接 时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。二次绕组的作用相当于电源设 备。其额定电压规定比网络的额定电压高 10%，如果变压器的短电压小于 7%或直接（包括通过短距离线）与用户联接时，则规定比网络的额定电压 高5。在短电的实用计算中一般要求很高的确，可以认为各个变压器的变比就等于其两侧的

14、平均额定电压之比，这样，在标幺制等值电中， 所有变压器的变比等于 1。此时，为简化计算，除电抗器外，还假定各元 件的额定电压均等于平均额定电压。.一次调整：增大负荷时，发电机组输出功增加，频低于初始值；负荷减 小时，发电机组输出功减小，频高于初始值。适应于变化幅 小，变化周期较短的变化负荷。能实现无差调节。由发电机 组的调速器完成。二次调整：当机组负荷变动引起频变化时，用同步器（调频器）平移 动机组功频静特性来调节系统频和分配机组间的有功功。适 应于变化幅大，变化周期较长的变化负荷。可实现无差调节。V =（V k -A V）/k = k P + QX /kc i G 12 G 1 V2VV N /从上式可知，要调整负荷点的电压Vi，可有以下措施：（1）调节发电机励磁电以改变发电机机端电压 V；G（2）改变变压器的变比、k2 ；（3）改变功分布P+jQ （主要是Q），使电压损耗4丫减小；（4）改变网络参数R+jX （主要是X），减小电压损耗4丫。即主要措施有改变发电机端电压调压、改变变压器分接头调压、用并联 补偿设备调压和用联电容器补偿调压。.在某一除角，最大可能减速面积恰好等于加速面积，则系统处于稳定的极