2009年华北电力大学（北京）考研真题

华北电力大学（北京）2009年硕士研究生入学考试试题一、选择题（每题1分，共10分）1、110kV架空线输电线路的经济输送功率和输送距离是：（3）(1)2~10MW;20~50km(2)3.5~30MW;30~100km(3)10~50MW;50~150km(4)100~500MW;100~300km2、220kV输电系统中性点的运行方式是：（1）（1）直接接地（2）不接地（3）经消弧线圈接地（4）经小电阻接地3、一台发电厂升压站从10kV升压到220kV的变压器额定变比是（4）(1)10/220kV(2)10.5/220kV(3)10/242kV(4)10.5/242kV4、电晕主要影响线路的哪个参数？（3）（1）线路的电阻（2）线路的电抗（3）线路的电导（4）线路的电纳5、220kV架空输电线路悬式绝缘子的片数最少为：（2）（1）10片（2）13片（3）19片（4）25片6、架空输电线路采用分裂导线的主要目的是：（4）（1）增大电阻（2）减小电阻（3）增大电抗（4）减小电抗7、电力系统潮流计算中PQ节点的特点是：（1）节点有功和无功注入功率已知、电压模和电压角未知节点有功和无功注入功率未知、电压模和电压角已知节点有功注入功率和电压模已知、无功注入功率和电压角未知节点有功注入功率和电压模未知、无功注入功率和电压角已知8、一台额定容量200M,额定频率50Hz的发电机的调差系数为（2）(1)1.6MW/Hz(2)160MW/Hz(3)2.0MW/Hz (4)200MW/Hz9、一无限大电源发生三相短路后出现非周期分量电流的原因是（4）电容中的电压可以突变电容中的电压不能突变电感中的电流可以突变电感中的电流不能突变10、一架空线避雷线对零序阻抗的影响是（1）减小线路的零序电抗增大线路的零序电抗减小线路的负序阻抗增大线路的负序阻抗二、填空题（每空2分，共20分）11、火力发电厂的能量转换工程主要有（化石能→热能→机械能→电能）12、电能质量的主要指标包括（电压质量，频率质量，波形质量）13、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（煤耗率，线损率）14、架空输电线路采用完全换位的目的是（减小三相参数的不平衡）15、潮流计算中节点电压方程的基本形式是（）16、有功负荷的最优分配的基本准则是（等耗量微增率准则）17、电力系统无功电源主要有（发电机电容器调相机静止电容器静止补偿器电抗器）18、电力系统电压调整的主要措施包括（改变发电机端电压调压，改变变压器变比调压，并联电容器、调相机、静止补偿器调压，串联电容器调压）19、短路故障的类型主要有（单相接地短路，两相接地短路，两线短路，三相短路）20、不对称故障中负序分量的特点是（对称、相序与正序相反）三、简答和简单计算题（共40分）21、（10分）电力系统生产运行的特点是什么？新形势下对电力系统的基本要求是什么？答：电力系统运行特点：①电能与国民经济各部门之间关系密切 ②电能不能大量储存 ③生产、输送、消费电能各个环节所组成的统一整体不可分割 ④电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速⑤对电能质量的要求颇为严格对电力系统的基本要求：可靠，优质，经济，环保。22、（10分）PQ分解法潮流计算的原理和简化条件是什么？写出其修正方程式。答：P-Q分解法潮流计算是计及电力系统的特点之后对以极坐标表示时的N-R法的简化计算。简化条件：①电力网络中各元件的电抗一般远大于电阻，以致节点电压相位角主要影响节点注入有功功率，节点电压幅值主要影响节点注入无功功率。②考虑电压相位角，再计及，则修正方程式：23、（10分）已知系统的正序，负序和零序等值电抗为,且，求在系统同一故障点分别发生三相短路，单相接地短路，两相短路和两相接地短路时，各种短路电流的周期分量有效值之比解：由正序增广网络的公式有： 三相短路： 单相接地短路： 两相短路： 两相短路接地： 所以24、（10分）A,B,C三个系统联合运行，如图所示。三个系统的单位调节功率分别为，，如果A系统负荷增加100MW,B系统二次调频增发40MW，C系统二次调频增发20MW,求：系统频率变化量和两条联络线交换功率变化量。解：系统频率变化量： 由得： 由得：四、计算题（共80分）25、（20分）已知一条线路长150km,导线型号为LGJ-400，直径27.63mm,水平排列，线间距4m。求：线路参数，并画出其等值电路；当线路末端电压为220kV,负荷为200+j100MVA时，线路始端电压和功率。解：①线路电阻：几何均距：线路电纳：线路的形等值电路如下图：② 则26、（20分）已知两节点系统及标幺值如图所示，节点1是平衡节点，节点电压为1.05p.u.,支路阻抗为0.01+j0.1p.u.求：节点导纳矩阵节点2的功率方程牛顿-拉夫逊法直角坐标形式的修正方程式当给定初值时，计算第一次迭代的电压解：（1）（2）节点2的功率方程：（3）牛顿-拉夫逊法直角坐标形式的修正方程式其中：（4）将初值代入修正方程式各量后，得到修正方程式：解得：则27、（20分）试选择无载调压变压器的分接头，并对结果进行校验。已知变压器的短路功率损耗为163kW,短路电压为10.5%，变比为容量为20MVA，变压器低压母线的最大负荷为18MVA,,最小负荷为7MVA,,实际运行时变压器高压母线电压维持115kV不变，要求低压侧电压偏差不超过二次额定电压的+2.5~+7.5%。解：变压器参数： 末端功率范围： 按调压要求，变压器低压侧电压： 最大最小负荷时低压侧折算至高压侧的电压： 解之得： 两种情况下分接头的电压： 则选择即115.5kV分接头。校验低压母线电压：最大负荷时 最小负荷时故所选分接头满足调压要求28、（20分）某系统及参数如图所示，发电机负序电抗和正序电抗相等，标幺值计算时取基准值,。空载运行时K点发生两相短路接地故障，求：短路瞬间故障点短路电流周期分量有效值；变压器中性点的电压值。解：（1）取正序图：负序图将图中电源短接即可，此处略去。零序图：其中有名值为：(2)L上流过的零序分流为：有名值为：华北电力大学（北京）2010年硕士研究生入学考试试题一、不定项选择题（每题1分，共15分）1、下列关于电力系统运行的特点中，正确的是（AD）A.电能不能大量存储 B.输配电各环节可以分割C.过渡过程比较慢 D.电力系统地区性特点不强2、衡量电能质量的主要指标有（ACD）A.电压 B.电流 C.频率 D.波形3、架空线路主要由（ABCDE）等部件组成。A.导线 B.避雷线 C.绝缘子 D.金具 E.杆塔4、（A）的目的是消除由于位置原因引起的不对称电抗，从而消除产生的电流畸变。A.架空线路换位 B.分裂导线 C.采用电缆送电 D.提高电压等级5、电压降落是指（B）A.电力网中任意两点之间角度差B.电力网中任意两点电压的相量差C.电力网中任意两点电压有效值之差D.网络中某点的实际电压有效值与相应线路标称电压的差值6、要求某台电力变压器接入的电压等级为220V、110kV和10kV，对其作为升压变压器时的三侧额定电压为（A）。A.242/121/10.5kV B.230/115/10.5kV C.220/121/11kV D.242/121/10kV7、在潮流计算的计算机算法中，一般将节点划分为PV节点，（C）和平衡节点3种类型。A.PH节点 B.Vθ节点 C.PQ节点 D.参考节点8、电力系统备用容量，根据满足的需求不同分为一下几种：（ABCD）A.负荷备用 B.事故备用 C.检修备用 D.国民经济备用9、电力系统中枢点电压调节方式有：常调压、（C）和逆调压。A.正调压 B.负调压 C.顺调压 D.反调压10、当电力系统无功电源不足时，调压措施中不能采用的哪一种方式（B）A.改变发电机的励磁调压B.改变变压器变比C.改变电力网的无功功率分布D.改变输电线路参数11、按各机组耗量微增率相等的原则分配发电机发电功率，称为（C）。A.等面积定则 B.等比耗量定则 C.等微增率定则 D.合理分配方案12、由发电机组的调频器完成，使发电机组的静态特性平行上移，以保证频率偏差在允许范围内是指电力系统的（B）。A.一次调频 B.二次调频 C.三次调频 D.两次调频13、电力系统短路故障发生几率最大的是（B）。A.三相短路 B.单相接地短路 C.两相短路 D.两相接地短路14、无限大功率电源供电系统发生突然三相短路时，短路电流将出现（AB）分量。A.交流分量 B.直流分量 C.高频分量 D.零序分量15、影响变压器零序电抗参数的主要因素有（ABCD）。A.铁芯结构 B.绕组联接方式 C.中性点接地方式 D.外电路联接方式二、填空题（每空1分，共15分）16、电力系统节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的关系是（互为逆矩阵）。N节点网络，节点导纳矩阵是（N）阶的。节点导纳矩阵具有（对称性）和（稀疏性）的特点，而节点阻抗矩阵是（满阵），因此为了节省存储空间，常用节点导纳矩阵而不采用节点阻抗矩阵来存储网络参数。17、电压直角坐标描述时，潮流方程为电压用极坐标描述时，潮流方程为18、电力系统频率发生变化时，主要依靠调节（有功功率）来达到调整频率的目的，或者说电力系统中该类型的功率对频率敏感。19、电力系统电压发生变化时，主要依靠调节（无功功率）来达到调整电压的目的，或者说电力系统中该类型的功率对电压敏感。20、（有功功率日负荷曲线）对电力系统有很重要的意义，它是安排日发电计划，确定各发电厂发电任务以及确定系统运行方式等的重要依据。把每天的最大负荷抽取出来按年绘成曲线，成为（有功功率年负荷曲线）该曲线作为被安排各发电厂检修计划以及安排新装机组计划的依据。21、电压损耗是指电力网任意两点电压的（数值差），近似等于电压降落的纵分量。电压偏移是指网络中某点的实际电压有效值与相应线路（额定值）的差值。22、在电力系统计算中，所采用的参数和变量有单位时的计算方法称为（有名制），所采用的参数和变量无单位时的计算方法称为（标幺制）。三、简答和简单计算题（共40分）23、试比较中性点直接接地和中性点不接地电力系统的优缺点，并说明它们各自的适用范围。 答：中性点直接接地系统的优点：绝缘水平低，缺点：可靠性也低。 不接地系统的优点：可靠性高，缺点：绝缘水平也高。 适用范围：110kV及以上系统直接接地，60kV及以下系统中性点不接地。 24、一条阻抗z=r+jx的输电线路，末端带感性负荷S=P+jQ，作该线路的电压向量图，并在向量图中以末端电压为基准作电压降纵分量dU和横分量δU，写出它们的表达式。解：参见陈珩《电力系统稳态分析（第三版）》P74公式（3-4）25、试比较和分析牛顿法和PQ分解法的差别以及联系。答：参见陈珩《电力系统稳态分析（第三版）》P144-145.26、某系统接线及元件参数如图所示，设在f点发生三相短路，发电机容量为40MVA，UB=Uav（即变压器变比区平均额定变比），试计算：（1）作出系统等值电路。（2）电源G及系统S对f点的转移电抗、。（3）电源G的计算电抗（4）如果根据运算曲线查得t=0.2秒时电源G的短路电流标幺值为，则t=0.2秒时短路点总电流的有名值是多少？ 解：（1）系统等值电路如下：0.10.150.10.5 0.10.150.10.5 （2）电源G对f的转移电抗： 系统S对f的转移电抗： （3）电源G的计算电抗 （4）t=0.2S时，系统提供给短路点的短路电流值 有名值 t=0.2S时，电源提供给短路点的短路电流有名值 故t=0.2S时，短路点的短路电流有名值27、两台额定容量为54MW、额定频率为50HZ的发电机共同承担负荷，它们的调差系数分别为4.5%和3.6%，若它们空载并列运行，其频率为50HZ，求：两台发电机共同承担90MW负荷时，系统频率及每台发电机发出的功率是多少？ 解答：两台机组联合分担负荷是按调差系数反比分配的 28、某4点电力系统如下： （1）写出节点导纳矩阵Y （2）如果节点1和节点2之间的支路改成如下所示的变压器支路，其变比1.04:1。即 写出节点导纳矩阵 （3）若节点2和节点4之间连接一条支路，那么（1）中节点导纳矩阵中那些元素变化？Y22，Y24，Y42，Y44（4）如果节点1是平衡节点，。节点2是PV节点，和已知，节点3和节点4均为PQ节点，列写极坐标形式下，采用牛顿法求解的潮流方程，并列写雅克比矩阵中的元素：的表达式。潮流方程： 29、额定电压220kV，长度200km的单回输电线路，已知线路末端负荷S2120+j20MVA，电压2 l l lU=210kV，如图所示。线路参数为：r=0.15Ω/km，x=0.45Ω/km，b=2.510-6S/km2 l l l 解答公式参见《电力系统稳态分析》P73-74 30、某系统接线图如图所示，各元件标幺参数（SB=100MVA，UB=Uav）已标于图中，当f点发生A相接地短路时，试求发电机G送出的各相电流有名值（设系统短路前空载，Uf0=1.0）。 解：系统正序图如下： 负序图： 零序图： 有名值：华北电力大学（北京）2011年硕士研究生入学考试试题一、不定项选择题1、广义电力系统包括（ABCD）A．发电机等生产电能的设备 B. 变压器等输送分配电能的设备C. 电动机等消耗电能的设备 D. 保护控制装置及能量管理系统2、下列关于电力系统运行特征中，正确的说法包括（ABCD）A．电能不能大量储存 B. 输配电各环节不能分割C．过渡过程比较快 D. 电力系统地区性特点很强3、用电设备容许电压偏移一般为（A）A．10% B.7% C.4发电机行极限如图所示其中圆弧S表（，直线BC表（A） A. 原动功率约束B.定子组温升约束C．励磁组温升约束D.定子部温升约束6、电力线路自然功率是指（C）A．线路输送的额定功率B. 线路允许输送的最大功率C．负荷阻抗为波阻抗时，该负荷所消耗的功率D．负荷端电压为额定电压时，该负荷所消耗的功率7、潮流调整的手段主要有（ABD）A．串联电容 B.并联电容 C. 串联电抗 D. 附加串联加压器8、一台额定功率为50MW的发电机带一个40MW负荷运转，发电机的调差系数为4%,负荷的单位调节功率为1.5，那么系统的单位调节功率为（）。A．32.75B．29.75C．26.5D．23.59、使发电机组的静态特性曲线平行上移，以保证频率偏差在允许范围内是指电力系统的（B）A．一次调频 B.二次调频 C.三次调频 D.最优分配10、一个处于稳态运行的系统，如果某一台发电机突然由于故障退出运行，该时刻，系统的频率将（C）。A．升高 B.不变 C. 降低 D.不一定11、电力系统的无功电源主要包括（ABCD）A．发电机 B．电容器和调相机 C．静止补偿器和静止调相机 D．并联电抗器12、高峰负荷时升高电压，低估负荷时降低电压的中枢点电压调整方式称为（D）。A．不调压 B．顺调压 C．常调压 D．逆调压13、无限大功率电源供电系统（工频），突然三相短路时，冲击电流将在短路发生后约（B）秒。A．0 B．0.01 C．0.02 D．0.0514、架空输电线路的避雷线对零序阻抗的影响是（A）。A．减小线路的零序阻抗 B．增大线路的零序阻抗 C．无影响 D．不确定15、由无限大电源供电的系统发生三相短路后出现非周期分量电流的原因是（D）。A．电容两端的电压可以突变 B．电容两端的电压不能突变C．电感中的电流可以突变 D．电感中的电流不能突变二、填空题16、电力系统总装机容量是指该系统中实际安装的发电机组（有功功率）的总和。17、我国所有交流电力系统的额定频率为（50Hz）。如果将系统额定频率升高10Hz，发电机感应电势将（升高）（升高或降低）（20）%。18、对电力系统的基本要求包括（可靠）（优质）（经济）。19、（电能质量）主要包括电压质量、频率质量、和（波形质量）三个方面。20、对于高压线路，当线路输送功率大于自然功率时，线路末端电压（小于）始端。21、作为潮流调整的手段之一，（串联电抗器）的作用主要在限流，将其串联在重载线路上可避免该线路过载。但由于其对电压质量和系统运行的稳定性有不良影响，这一手段未曾推广。22、（热）备用是指运转中的发电机设备可能发出的最大功率与系统发电负荷之差。（冷）备用是指未运转的发电设备可能发出的最大功率。三、简答和简单计算题24、某3节点系统如下：（1）如果变压器支路的变比为1:1，写出节点导纳矩阵Y。（2）如果变压器支路的变比为1:1.05（理想变压器在母线1侧，变压器电抗参数在母线2侧），请写出变压器型等值支路参数，并写出节点导纳矩阵Y’。首节点末节点R首节点末节点RXB1200.0230.0.0.5230.0.30.5解：（1）（2） 25、试分析对于高压线路，改变电压的大小主要是改变无功功率分布，而改变电压的相位，所能改变的主要是有功功率分布。答：如下图所示：由于电力系统高压线路的电抗远大于电阻，故元件中流过的电流滞后两端电压向量差dU基本达90度。对于图一可以得到流过元件的电流基本为有功电流；对于图二可以得出流过元件中的电流基本为无功电流。故节点电压相位角的改变主要影响有功潮流，节点电压幅值的改变主要影响无功潮流。26、简分析影响变压器零序电抗参数的因素有哪些。答案参见《电力系统暂态分析》P94—9827、某系统接线及各元件参数如图所示，设在f点发生三相短路若选SB=100MVA,UBUav（即变压器变比取平均额定变比），试计算：（1）作出系统等值电路。（2）流过短路点的短路冲击电流M的名（设冲击系数=1.9）。(3）电源G对f点的转移阻抗，（4）如果根据运算曲线查得t=0.2s时的短路电流标幺值为，求t=0.2s时的短路电流有名值。 参考10年真题26题四、计算题28、一个两节点系统共有下列元件构成：平衡节点电压为，负荷为0.3+j1.0并且装有一个无功补偿器，向负荷节点提供无功功率为1.1。两个节点之间的输电线路阻抗为j0。试求：（1）绘制系统单线图（2）计算节点导纳矩阵Y；（3）列写牛顿法直角坐标方程；（4）列写牛顿法极坐标方程；（5）采用极坐标形式进行计算（收敛精度为00（6）计算平衡节点功率。解：（1）如图 （2） （3）节点2的功率方程 （4）功率方程： 修正方程： 其中：