电力系统基础复习题

电力系统基础复习题

填空题

1.在我国35kV及以下电压等级电网中一般采用的中性点运行方式是o

2.衡量电能质量的三个主要指标是、和。

3.降压变压器将HOkV和35kV电压等级的电网相联，两侧均与线路相连，这

台变压器的额定变比为。

4.当系统由于有功不足和无功不足导致频率和电压都偏低时，应该首先解决—

功率平衡的问题。

5.电力系统的运行频率主要取决于功率的平衡。

6,频率的调整能够实现频率的无差调节。

7.网络中某节点的实际电压同该节点的额定电压之差称为o

8.变压器的正序和负序等值电路o

9.应用正序等效定则的目的是将不对称短路转化为_____计算。

10.在简单电力系统中，若加速面积大于减速面积，系统将失去。

11.频率的二次调整是由发电机组的____进行调整。

答案：

1.不接地或经消弧线圈接地2.电压、频率、谐波3.110/38.5

4.有功5.有功6.二次7.电压偏移8.相同

9.对称短路计算10.暂态稳定性11.调频器

选择题

1.一条架空输电线路，其正、负、零序电抗分别为xl、x2和xO,它们的一般关

系是（）

A.xlWx2WxOB.xl#x2=x0

C.xl=x2^x0D.xl=x2=x0

2.为能在实际负荷超过预测值时及时地向增加的负荷供电而设置的备用容量称

为（）

A国民经济备用B负荷备用C检修备用D事故备用

3.影响系统频率的主要因素是（）

A电流B阻抗C无功D有功

4.潮流计算常用的计算方法是（）

A解析法B迭代法和牛顿法C积分法D差分法

5.电力系统运行稳定性主要是指下列哪个元件的运行稳定性（）

A.电动机B.变压器

C.输电线路D.发电机

6.在枯水季节，电力系统调频厂常选择（）

A.中温中压火电厂B.小水电站

C.高温高压火电厂D.大中型水电厂

7.联结组标号为Y,dll的变压器高压侧正序相电压为、低压侧正序相电压比

（）

A.越前30度B.滞后30度

C.超前60度D.滞后60度

8.负荷的最大负荷利用小时数的大小，在一定程度上反映了（）

A.负荷大小B.负荷使用时间

C.负荷变化剧烈程度D.负荷变化快慢

9.计算机潮流算法中的牛顿法属于（）

A.差分法B.积分法

C.迭代法D.解析法

10.用于组装架空线路的器件是（）

A.杆塔B.金具

C.绝缘子D.避雷器

11.为能及时向增加的负荷供电而设置的备用是（）

A.负荷备用B.检修备用

C.国民经济备用D.事故备用

12.在下面给出的各组电压中，完全属于电力系统额定电压的一组是（）。

A.500k\\230kV、121k\\37kV、10.5kV；

B.525kV、230kV、U5kV、37kV、10.5kV；

C.525kV、242kV、121kV.38.5kV\llkV；

D.500k\\220kV、110k\\35kV、10kVo

13.无备用电源接线的主要优点、缺点是（）。

A.优点可靠性高，缺点不经济

B.优点接线简单，缺点不经济

C.优点经济性好，缺点可靠性低

D.优点经济性好，缺点接线复杂

14.对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（）。

A.单电源双回路放射式B.双电源供电方式

C.单回路放射式接线D.单回路放射式或单电源双回路放射式

15.UOkV及以上电力系统应采用的中性点运行方式为（）。

A.直接接地B,不接地

C.经消弧线圈接地D.不接地或经消弧线圈接地

16.按一年中系统负荷数值大小及其持续小时数顺序排列而绘制成的曲线是

（）O

A.年最大负荷曲线B.日负荷曲线

C.年最大持续负荷曲线D.年平均负荷曲线

选择题答案:

1.C2.B3.D4.B5.D

6.D7.A8.C9.C10.B

11.A12.D13.C14.B15.A

16.C

判断题

1.电力系统是由发电机、变压器、输配电线路和用电设备按照一定规律连接而成,

用于电能生产、变换、输送分配和消费的系统。（）

2.一般情况下，变压器二次侧绕组的额定电压应为用电设备额定电压。（）

3.对于短路阻抗（短路电压百分值）较小的降压变压器，当二次侧绕组直接与用

电设备相连接，允许其二次侧绕组额定电压为用电设备额定电压的1.05倍。1）

4.我国电力系统对频率偏移的具体规定是任何电力系统、任何情况下频率偏移都

不得超过±0.2Hz。（）

5.当三相架空输电线路导线平行排列时，三相线路的电抗不相等，其中间相的电

抗最大。（）

6.35kV及以下高压电刀系统均应采用中性点不接地的运行方式。（）

7.采用分裂导线的目的是增大每相的等值半径，从而减小电容、增大电感。］）

8.均一电网功率的经济分布与其功率的自然分布相同。（）

9.高压电网中无功功率分点的电压最低。（）

10.电力系统的单位调节功率越大，同样负荷变化所引起的系统频率变化越小，

电力系统中总是优先考虑通过增大负荷的单位调节功率来提高系统的单位调节

功率。（）

11.从技术和经济角度考虑，装设无功补偿装置时，应当优先考虑调相机。〔）

12.为使无功补偿装置的容量最小，变电站的降压变压器应选择尽可能高的变比。

（）

13.电力系统发生不对祢短路时，越靠近发电机机端正序电压越高，负序电压越

低。（）

14.实际工作中，通常认为电力系统某点发生三相短路故障时的短路电流最大，

这一结论是以系统的零序等效阻抗小于正序阻抗（负序阻抗）为前提的。（）

15.非全相运行又称为纵向故障。（）

答案：

1-5VXVVX6-10XXVVX11-15XXVXV

名词解释

1.瞬时性故障

2.准同步并列

3.正弦整步电压

4.自并励

5.强励倍数

6.自动低频减负载装置

7.电力系统经济运行

答案：

1.瞬时性故障：当故障线路由继电保护动作与电源断开后，如果故障点经过去游

离，电弧熄灭，绝缘可以自动恢复，故障随即自动消除，则称此类故障为瞬时性

故障（或暂时性故障）。这时，如果重新使断路器合闸，往往能够恢复供电。

2.准同步并列：在同步发电机的电压幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压

的幅值、频率和相位均接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，称这

种并列为准同步并列

3.正弦整步电压：滑差电压经整流滤波电路处理后得到的滑差电压包络线即正弦

整步电压。

4.自并励：由发电机机端直接经励磁变压器引出电源供给发电机自身励磁的励磁

方式。

5.强励倍数：强励时，实际能达到的励磁最高电压UEmax与额定励磁电压UE.N

的比值，称为强励倍数KHSE,即KHSE=Uemax/Ue

6.自动低频减负载装置：当电力系统发生有功功率缺额引起系统频率大幅度下降

时，按频率下降的不同程度自动断开相应的非重要负荷，阻止频率下降，并且频

率迅速恢复到某期望值，这种安全自动装置称为自动低频减负载装置。

7.电力系统经济运行：在满足频率质量的前提下，应使发电成本最小，按经济原

则在发电厂和发电厂机组之间分配有功负荷。

简答题

简述采用标幺制的优点。

答：

（1）易于比较电力系统各元件的特性和参数。

（2）采用标幺制，能够简化计算公式。

（3）采用标幺制，能在一定程度上简化计算工作。

对电力系统运行的基本要求是什么？

答：

（1）保证安全可靠持续供电。

（2）保证电能的质量。

（3）要有良好的经济性。

（4）电能生产要符合环境保护标准。

我国中性点接地方式有几种？为什么llOkV以上电网采用中性点直接接地？

llOkV以下电网采用中性点不接地方式？

答：

（1）有不接地、直接接地、经消弧线圈接地三种接地方式。

（2）HOkV以上电网兴用中性点直接接地防止单相故障时某一相的电压过高。

（3）HOkV以下电网采用中性点不接地方式可提高供电可靠性。

画出电力网络中单一阻抗元件的电压降落向量图，标出功率因数角度、电压相

角差，电压降落、电压降落纵分量和横分量以及电压损耗？

答：

以U?=U220"为基准或者以Ui=」为基准也可。

如图：功率因数角为。2,电压相角差为公

AB段为电压降落du,AD段为电压降落纵分量4u,BD段为横分量5U,电压损耗用AG表

全电力系统计算中，如何选择标幺值的基准值？

答：

（1）标幺值没有单位，是个相对值。

（2）基准值的单位与有名值的单位相同；

（3）阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值之间应该符合电路的基本关系。

（4）电压、电流的基准值为线电压、线电流。阻抗，导纳的基准值为相值。功

率的基准值为三相功率。

电力系统的接线方式有哪些？各自的优缺点有哪些？

答：

（1）接线方式:有备用接线和无备用接线。

（2）有备用接线优点：提高供电可靠性，电压质量高。缺点：不够经济。

（3）无备用接线优点：简单，经济，运行方便。缺点：供电可靠性差。

什么叫电压降落？电压损耗？电压偏移？电压调整及输电效率？

答：

（1）电压降落：线路始末两端的电压的相量之差。

（2）电压损耗：线路始末两端的电压的数值之差。

（3）电压偏移：线路始端或末端电压与线路额定电压的数值之差。

（4）电压调整：线路末端空载与负载时电压的数值之差。

（5）输电效率：线路末端输出有功与线路始端输入有功的比。

降低网损的技术措施主要有哪些？

答：

（1）提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率

（2）改善网络中的功率分布

（3）合理地确定运行电压

（4）组织变压器的经济运行

（5）对原有电网进行技术改造

当系统由于有功不足和无功不足因而频率和电压都偏低时，调节顺序是什么，

为什么？

答：

应该首先解决有功功率平衡的问题，因为频率的提高能减少无功功率的缺额，这

对于调整电压是有利的。如果首先去提高电压，就会扩大有功的缺额，导致频率

更加下降，因而无助于改善系统的运行条件。

电力系统中无功功率电源有哪些？

答：

（1）发电机，是最基本的无功功率电源；

（2）电容器和调相机，电容器只能向系统供应感性无功，调相机是只能发出无

功功率的发电机；

（3）静止补偿器和静止调相机，依靠的仍是具中的电容器；

（4）并联电抗器，它不是电源而是负荷，用以吸取轻载和空载线路过剩的感性

无功，它对高压远距离输电线路而言可以提高输送能力，降低过电压等作用。

双电源线路配置重合闸除满足基本要求外，还应考虑什么问题?为什么？

答：

1.采用自动重合闸时，除了需满足基本求外，还需考虑以下问题：

⑴故障点的断电问题：为了使重合闸动作有可能成功，要保证在两侧断路器确

实都已经跳开使故障点断电后，给故障点足够的电弧熄灭和去游离时间，再进行

两侧断路器的重合。

（2）同步问题：当线路故障断路器跳开后，系统被分为两部分时，后重合侧应考

虑两侧电源是否处于同步状态或是否允许非同步合闸问题。

同步发电机准同步并列的实际条件是什么？

并列点两侧：

答：

（1）电压幅值差不超过额定电压的5%-10%；

（2）电压的频率差不超过额定频率的0.2-0.5%；

（3）电压相位差不超过5度。

电力系统发生短路的危害有哪些？

答：

（1）发热导致温度高

（2）电动力效应

（3）电网中电压降低

（4）干扰通信设备

（5）改变电网的结构破坏系统的稳定

电力系统的一次调频和二次调频有什么区别？

答：

（1）频率的一次调整由系统中的所有发电机组分担，依靠调速器完成，只能做

到有差调整；

（2）频率的二次调整由系统中的调频发电机组承担，依靠调频器完成，可做到

无差O

有二条35kV线路末端接变比为35/10.5的降压变压器，现发现10kV母线电压

偏低，请问可以采用哪些措施升高10kV母线电压（不计投资）？

答:

（1）改变变压器变比;

（2）改变无功功率分布，如在负荷端并联无功功率补偿装置；

（3）在线路上串联电容器；

（4）再并一条35kV线路;

（5）再并一台变压器。

什么是电力系统短路故障，其类型有哪些？哪些类型与中性点接地方式有关？

答：

（1）短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。

（2）短路类型有三相短路、两相短路、单相短路接地、两相短路接地。

单相短路接地、两相短路接地与中性点接地方式有关。

有SFL「31500/35型双绕组变压器，其额定变比为35/11,铭牌参数分别为：

4二30kW,PK=177.2kW,f/K=8%,求归算到高压侧的变压器有名值参

数。

解：

电阻-等x*喘x*°29Q

电抗3党等*

电导G7=&xlO-3=WxlO-3=2.45xl(r5s

/U：352

电纳6=卷粉*需翳x*3.086xmS

某简单电力系统的接线如题图2所示，各元件参数如下:

G:SGN=30MVA,匕N=l().5kV,XGX=0.26,E"=1IkV;

T,:STN=31.5MVA,10.5/121,(/k%=10.5;

L:/=80km,X,=().4Q/km;

T2:STIN=15MVA,110/6.6,(/k%=10.5

LT2

题图2

试分别计算：KI、K2短路时短路处和发电机出口的三相短路电流?

解：

等值电路如图所示

G

XXT}XLXn

E&-------"wv—卜—八yw_-j-

K

（1）系统参数计算:

X。=Xcx-^-=0.26.—=0.867

SGN3()

X”.UK%SB=1().5100=0333

100STlN10031.5

X/*=X/&=0.4.80.粤=0.242

L2

LUl115

1(15100=07

100ST2N10015

E11

旦=——=——=1.048

UH10.5

（2）KI点发生三相短路时

1.048

0.873

XG*+X**0.867+0.333

SB=0.873-J.00-=0.439kA

x/3115

Ic.=Zp-=0.873•J0°=4.80kA

0'97310.5

（3）K2点发生三相短路时

E1.048

=0.489

+Xrp+X/a+X「*0.867+0.333+0.242+0.7

,rSR八…、100…।<

=I).•―〒—=0.489,―f=-----=4.48kA

-y/3UBV3-6.3

/「，=--^―=().489•J°°=2.69kA

-63V3-10.5

一简单电网由线路和变压器组成，变压器的变比为110/10,归算到变压器高压

侧的等值电路如题图1所示，首端电压在最大负荷时保持在118kV,最小负荷时

为113kVo分别计算末端负荷为940+j30MVA时变压器低压侧的实际电压。

H8kV

I!3kV

8.5+j20.5C1.22+j20.2Q

j2.82xlO4S^j2.82xlO'S-

AST=0.17+j1.7MVA40+j30MVA

解:

..2z31110/113"

115+J2O.5QI.22+/2O.2Q

SS2S23S3

、II__r->—n

j2.82x|()"S士I

S3

$=Q17+jL7」WlA

(1)负荷为■=118kV,S3=40+/30MVA,

各节点额定电压q=U；=11()KV

(2)潮流分布：

S=^^(号+户7)=^^(1.22+/20.2)

=0.2521+J4.174MVA

S”=S0+AS”.+邑=(0.17+0.2521+40)+j(1.7+4.174+30)

=40.4221+J35.874MVA

R

——t/；=-2.82x1O^1x1102=-3.4122MVar

2■

5=S--^£-40.4221+j(35.874-3.4122)

2232

=40.4221+732.4618MVA

«R+Q；/n,\40.422/+32.46182小「

△*=勺涔风+JX12)=-------------------------x(8.5+720.5)

=1.8881+J4.5536MVA

S'l2=A512+S2=(40.4221+1.8881)+./(4.5536+32.4618)

=42.3102+737,0154MVA

(3)电压分布:

P1风+/X._42.31()2x8.5+37.()154x20.5

△4==9.478/CV

~ui"HF

3U_-期用.42.3102x20.5-37.0154x8.56g休丫

12aH8

U2=+妆;=[(118-9.478)2+4.6842=108.62KV

=A&+Q%=40.2521x1.22+34.174x20.2=^KV

23

U2108.62

RX>-0风_40.2521x20.2-34.174x1.22

H-108.62=7.102KV

：2

U3=2yj+M=^(108.62-6.807)+7.102=102.06KV

(/；=(73xll/110=10.21A：V

架空线路长60km,电压等级为HOkV,线路参数-21.6。，尸33。，为11义10飞。

已知线路末端运行电压为106kV,负荷为80MW,功率因数为0.85。试计算输电

线路的电压降落和电压损耗。

解：

Z=R+jXS"2

—I-厂u

2I

B.'TB;/2.

1

-

.

(1)变压器二次侧输出功率

P2=80MW

Q,=，-71-cos>=—V1-0.852=49.58.WWzr

cos°0.85

B.1」i

42

\QB2=--y2=--xl.lxl0-xl06=-0.618MVf/r

S；=S,+AQ8，=80+7(49.58-0.618)=80+J48.962A/VA

（2）电压降落为：

%”P；R+Q；X80x21.6+48.962x3321m/

△U=---——=------------------=3\MKV

U2106

6U=整型=80348.962X2L6=,493^

U2106

（3）首端电压：

q=J。+AU）2+死2=J（106+31.54）2+14.932=138.35KV

电压损耗：

Xxw%=火生理xioo%=29.41%

LHO

系统总装机容量为2000MW,调差系数2二5,总负荷为1600MW,负荷调节效应系

数为50MW/Hz,在额定频率下增加负荷430MW,计算下列两种情况下的频率变

化并解释原因？（1）所有发电机仅参与一次调频；（2）所有发电机均参加二次

调频。

解：

（1）情况1：所有发包机仅参与一次调频

1（）（）X2（）（）

KG==0=800MW/Hz

G6%卜5x50

K=KG+K/）=850MW/〃Z

先验算此时按照K=850,增加负荷430MW是否会引起发电机满载。

△f==--=-0.50577z

K850

按止匕频率变彳七的负荷=1600+430-0.505*50=2004,75>2000

因此新增负荷会会引起发电机满载。

分两段加载负荷：

第一段负荷到满载=2（）（）（）16（）（）=425MW

1-50/850

425

5=----=-0.5Hz

1850

第二段机组达到满载,仅能依靠负荷自身调节作用

A,430-425八一，

Ar,=--------=-0.1Hz

-50

（2）情况2：所有发耳机均参与二次调频

先将机组出力调高到400MW,此时满载无法进行调频，仅能依靠负荷自身调节

作用

430—400„..

△fr=-------------=-0.6zHz

50

与情况1结果完全相同。

我国某电力系统中发电机组的容量和它的调差系数百分值分别如下：

水轮机组：600MW,5%=4；汽轮机组：1200MW,S%=5

系统总负荷为1500MW,其中水轮机组带480MW负荷，负荷的单位调节功率标么

值K“=1.5,现系统的总负荷增加200MW,（注：计算需写出公式并带入数据）

1）若两机组均只进行一次调频，求系统的频率变化和各机组所增加的功率？

2）若水轮机组的同步器动作增发50MW功率，同时两机组进行一次调频，求系统

的频率变化情况和各机组所增加的功率？

解：

（1）两机组均只进60行一次调频

I（）（）X|2（）（）

片水=~^J。,"。=300MW/HzKc,=-^==480MW/Hz