电力系统试题答案

电力系统

［单项选择题］

1、机端并联运行的各发电机组的调差特性()

A.可以为负

B.可以为零

C.必须为零

D.必须为正

参考答案：D

［填空题］

2正弦整步电压

参考答案：滑差电压经整流滤波电路处理后得到的滑差电压包绢线即正弦整步

电压。

［填空题］

3电力系统经济运行

参考答案：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。

［填空题］

4自动准同步装置发降压脉冲时，必须同时闭锁()脉冲。

参考答案：升压

［填空题］

5在励磁调节器中，综合放大单元的输出电压Uc就是()单元的控制电压。

参考答案：移相触发

［填空题］

6电力系统自动低频减负载装置首级动作频率一般不超过()。

参考答案：49.1H

［填空题］

7励磁调节涔静特性的调整包括哪两项调节？

参考答案：励磁调节器的静特性的调整包括调差系数调整和外特性的平移。

［填空题］

8已知：接入某自动准同步装置的发电机电压u,二l(Msin(315t)伏，系统电压

usys=105sin(314t+)伏。(1)试画出t=0时电压矢量图；(2)计算相角差

首次等于零时的t；(3)若整定导前时间tad=O.2秒，计算合闸命令发出时

刻的t和对应的导前角；(4)若准同步装置、断路器等各种误差时间之和最

大为0.03秒，计算最大合闸误差角。

参考答案：，

:⑴的口色幅酒等于l<Mv，湍值等于10十5,相角为0,％/相鲁等于2•据此配电压关酬QF：

xn

Q)相鲁差=0,Hi3l5t-G14ti2)=0.则t=2的)

n

⑶台海命令发出技"易甫P)相点0.缈，Hlt=2-02(^)

m前角=.渣差角频率X导前时i中(315-314)xo.2=o.2阴度)

⑷台沼误差角哈襁差时间X号差角频率=003X(315-314)=0.0双度

4

iOt

3---IC-4----弋

［填空题］

9若同步发电机并列的滑差角频率允许值为35y=1.5%,则脉动电压周期为

()O

参考答案：1.33(s)

［填空题］

10采用串联补偿电容器可以补偿输电线路末端电压，设电容器额定电压为

Uxc=0.6kV,容量为Q『20kVar的单相油浸纸制电容器，线路通过的最大电流为

L=120A,线路需补偿的容抗为Xc=8.2Q,则需要并联电容器组数为(),串联

电容器组数为()o

参考答案：m=4；n=2

［填空题］

11常用的无功电源包括()、()、()、()O

参考答案：同步发电机；同步调相机；并联电容器；静止无功补偿器

［填空题］

12电力系统的稳定性问题分为两类，即()、()

参考答案：静态稳定：暂态稳定

［填空题］

13同步发电机励磁系统由（）和（）两部分组成。

参考答案：励磁调节器；励磁功率单元

［填空题］

14直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统通常有滑环、电刷，其可靠性

（）0

参考答案：不得

［填空题］

15差错控制对错误信号进行纠正，可分（）和（）两种校验方式。

参考答案：奇校验；偶校验

［填空题］

16当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是（）

参考答案：向系统输出有功功率，同时吸收无功功率。

［填空题］

17简述电力系统调度的主要任务

参考答案：①保证供电质量的优良

②保证系统运行的经济性

③保证较高的安全水平

④保证提供强有力的事故处理措施

［填空题］

18简述变电所综合自动化系统的结构形式有哪些?

参考答案：①集中式

②分布集中式

③分散与集中式相结合

④分散式

［填空题］

19电力系统通信规约分两类？有何特点？

参考答案：问答式和循环式。由主站询问各RTU,RTU接到主站询问后回答的方

式属于问答式；由RTU循环不断地向主站传送信息的方式属于循环式。

置是不必要的。

［填空题］

24表示出同步发电机励磁自动控制系统组成

「同步发电机

励磁调节器

励磁系统

励磁功圭至元

参考答案:

［填空题］

25简述什么是逆变灭磁

参考答案：控制角a在90°〜150°范围内整流桥处于逆变运行状态。转子储

存的磁场能量就以续流形式经全控桥的逆变状态反送到交流电源，使转子磁场

能量减少，达到了灭磁

［填空题］

26简述电力系统稳定装置包括哪些

参考答案：PSS电力监控系统；SCADA能量管理系统；EMS

［填空题］

27简述电力系统调度自动化发展阶段发展出了什么

参考答案：①布线逻辑式远动技术（20世纪50年代）四遥：遥测、遥信、遥

控、遥调

②计算机控制技术（20世纪60~70年代）

③计算机技术、通信技术、网络技术

［填空题］

28简述对系统的安全水平进行的评价

参考答案：①看系统是否有足够的备用容量

②看系统的接线方式是否便于消除局部设备的过负荷、过电压等险情

③看系统重要设备在当时的故障率或可靠性

［填空题］

29对电力系统状态变量的测量方法：（）

参考答案：同步矢量测量

［填空题］

30微增率

参考答案：是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值

［填空题］

31某电力系统中，与频率无关的负荷占30%,与频率--次方成比例的负荷占

40%,与频率二次方成比例的负荷占10%,与频率三次方成比例的负荷占

20%。求系统频率由50Hz下降到47Hz时，负荷功率变化的百分数及其相应的

值。

解:由公式可求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为

匕=/+〃/+%/尸+-・・+〃/："

=0.3+0.4X0.94+0.1X0.942+0.2X0.94S

=0.3+0.376+0.088+0.166=0.93

则△〃/_%=(1-0.93)x100=7

于是工5

6%6

参考答案:

［填空题］

32简述变压器和发电机的并网条件。

参考答案：变压器并联运行运行的条件：

（1）一、二次额定电压分别相等；

（2）二次线电压对一次线电压的相位移相同；

（3）短路阻抗标幺值相等。（1、2为必要条件）

发电机并网的条件：

（1）幅值相等，波形一致；

（2）频率相等；

（3）相位相同;

（4）相序一致。

［填空题］

33为什么我们要引入派克变换，引入的前提条件是什么？为什么又要在派克变

换中引入标么值。

参考答案：引入派克变换是因为电机基于abc坐标的数学模型为时变模型，难

于分析，引入派克变换后相当于站在与转子同步旋转的坐标系上观察，可以将

时变数学模型转化为非时变数学模型。引入前提是电机的时变数学模型是基于

“理想电机”的假设得到的。

在派克变换中引入标幺值是为了解决电感矩阵不对称即互感不可逆的问题，以

及电感参数与电机传统电抗参数不一致的问题。

［填空题］

34简述Y矩阵和Z矩阵的得出方法？

参考答案：Y矩阵（节点导纳矩阵）可以直接按定义形成（自导纳L就是与节

点i直接相连的支路导纳之和，互导纳匕就是节点i与j之间支路导纳的负

值）。Z矩阵（节点阻抗矩阵）可以利用节点导纳矩阵求逆形成（间接法），

也可以利用支路追加法由计算机自动形成（直接法）。

［填空题］

35简述电能质量、电压等级和机端线路电压的配合，比如变压器端，发电机端

额定电压的制定原则。

参考答案：电能质量是指电能的电压、频率和波形三个方面。

.线路（电同）履定电压-用电设备注定电区

发电机■定电压-1.05战略^定电压

升座更呈A额定电压：

♦一次何・发电机,定电区（用发电机和收：1.05）

-线路题定电压（房蟆路相融）

♦二次儡-1.10微路&定电压

蜂瓜女乐X值更电球：

♦一次■-我路舞充电区

♦二次他-1.0S«1.10）线路■发电压

变压器二次侧直接与用电设备相联时才较线路额定电压高+5%。

变压器二次侧接380伏低配电网时，其二次侧额定电压为400伏。

［填空题］

36电压水平取决于什么？频率水平取决于什么？

参考答案：电压水平取决于无功平衡水平，频率水平取决于有有功平衡水平。

［填空题］

37简述常用的变压器连接组标号。

参考答案：我国国家标准规定三相双绕组电力变压器的联结组为YNdlK

YynO、Dynll、Ydll。YNdll联结组主要用于高压输电线路中，使电力系统的高

压侧中性点可以接地；YynO和Dynll联结组主要用于配电变压器，其二次侧中

性点可以引出而成为三相四线制；Ydll用于二次电压超过400V、额定容量不超

过6300kV*A的电力变压器。

［填空题］

38稳定的两个要素是什么？

参考答案：稳定的两个要素是平衡状态和干扰。

［填空题］

39简述直流输电的优缺点。

参考答案：优点：

（1）适用于大系统互联（无需同频、同步，不存在稳定问题）；

（2）直流线路造价低（线路费用低，节省线路走廊）；

（3）能量损耗小；

（4）控制快速灵活。

缺点：

（1）换流站造价rnj;

（2）换流产生谐波，恶化电能质量，干扰通信系统，需要滤波;

（3）电流没有过零点，熄弧困难，使得直流断路器研制困难。

［填空题］

40列举电力系统中三人无功电源和三种调压方式。

参考答案：无功电源：同步发电机、同步调相机、静电电容器、静止无功补偿

器。

调压方式：顺调压、逆调压、恒调压。

［填空题］

41发电厂里常说“机炉电”各是什么意思、?

参考答案：汽轮机，锅炉和发电机。

［填空题］

42电感性负载串联电容后功率因数一定提高吗？为什么啊？

参考答案：不一定，如果过补偿的话还可能会降低。

［填空题］

43为什么在电力系统分析中要研究潮流方程？

参考答案：因为实际系统中的电源、负荷的功率通常作为已知调节给出，而电

流是未知量，故通过潮流方程的分析和计算来分析和评价电力系统运行的安

全、经济和质量，服务于电力系统的规划和运行。

［填空题］

44电机节点为什么能做PV节点，PV节点什么时候会转化为PQ节点？

参考答案：因为同步发电机可以通过调节励磁电流来调节无功功率的输出，用

以维持电压值的恒定，并且调节无功时有功不变，故发电机节点可以做PV节

点。当无功功率到达发电机发出无功功率的上下限时，PV节点会转化为PQ节

［填空题］

45简述节点导纳矩阵和阻抗矩阵的物理意义？

参考答案：节点导纳矩阵中，自导纳Y”的物理意义是，除节点i外其余节点都

接地，在节点i上加一单位电压时，从节点i流向网络的注入电流；互导纳的

物理意义是丫中除节点j外其余节点都接地，在节点j上加一单位电压时，从

节点i流向网络的注入电流。

节点阻抗矩阵中，自阻抗乙的物理意义是，除节点i外，其余节点均无注入电

流，在节点i注入一单位电流时，节点i上的电压；互阻抗ZH的物理意义是，

除节点i外其余节点均无注入电流，在节点i注入一单位电流时，节点j的电

压。

［填空题］

46电力系统互联的优点有哪些？

参考答案：（1）减少系统总装机容量（错峰）

（2）减少备用容量

（3）提高供电可靠性及电能质量

（4）合理利用动力资源，便于实现经济运行

（5）全球安装大机组，提高劳动生产率

［填空题］

47谐波对电机有什么影响？对电网有什么影响？

参考答案：5、7次谐波产生脉动转矩，谐波的存在会造成异步电动机效率下

降，噪声增大；

1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压和

谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加线

路损耗，浪费电网容量。

2、影响供电系统的无功补偿设备，谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过

电流和过负荷，在谐波场合下，电容柜无法正常没切，更严重的请况下，电容

柜会将电网谐波进一步放大。

［填空题］

48简述发电机转子惯性时间常数的物理意义？

参考答案：发电机在单位转矩的作用下，转子从静止状态加速到额定状态所需

要的时间，单位为秒。

［填空题］

49已知网络导纳矩阵为Y,如增加一个节点3与节点1相连，且支路导纳

y13=2j,求新网络的导纳矩阵。

--V17-2/

Y=V-2/0

-V027

参考答案：

［填空题］

50已知网络导纳矩阵为Y,如在一个节点3与节点1之间增加相连支路，且支

-102-1

展2-41

-11-5

路导纳山3=2,求新网络的导纳矩阵。

-82-3

2-41

—3-11-3

参考答案：L」

［填空题］

51节点网络如图所示，各支路阻抗标么值示于图中，试计算导纳矩阵各元素。

1川12川13

]---------1K-

72-/2

I.I

参考答案:

11

0

J01

11111

%七----------+------

.商J0.1j2JOA~7ol

居七弓.11_1

0一而而一叵

［填空题］

52节点网络如图所示，各支路阻抗标么值示于图中，试计算导纳矩阵各元素。

1J12J23

参考答案:

几0

-1-25；0.5j

K2

4%205j-0.25/

［填空题］

53等值电路如图所示，非标变比为1：0.95,写出其导纳阵。

1:0.95；”

1

0D2

%匕2—4.54/4.76/

Y=

匕i匕24.76/-5j

参考答案:

［填空题］

54有一降压变电所，归算到UOkV的等值电路及参数如图所示。变压器变比为

110/llkV,低压侧负荷为(20+jl0)MVA,首端电压108kV。试计算变压器首端

功率和末端电压。

1(2.44+/0)。2§

110+2x2.5%63W

31.5MM

(a)位

参考答案：

(1)计算变压器功率分布

变压器低压侧负荷20+jl0MVA

变压器阻抗功率损耗

,r\I*ox\

UN3

202+1022.04+/02+102

=(zxX31.8)=0.084+71.314A7IZ4

n(yU02

变压器阻抗首端功率20.084+jll.314MVA

变压器导纳支路功率0.044+jO.32MVA

变压器首端功率20.128+jll.634M\TA

计算变压器电压分布计算

PyQX-PXYK

。2二，一

U\U\

20.084x2.04+11.314x31.8.20.084x31.8+11.314

二(108-

108-J108

二(108—3.71—户7)Zl/=(104.29—67)4l/

或If.=V104.292+5.72=104.45Zrl/

变压器低压侧实际电压

/=%=1°44%]0/I]=10.45★

［填空题］

55有一降压变电所，归算到60kV的等值电路及参数如图所示。变压器变比为

60/6kV,末端负荷为(10+j8)MVA,首端电压63kV。试计算变压器首端功座和

63kV

1.。*24Q1°邛MVA

V0.02+j0.18MVA

末端电压。'

参考答案：

(1)计算变压器功率分布

变压器低压侧负荷10+j8MVA

变压器阻抗功率损耗

108

6^-xl+/0672x24)=0.046+/1.09

变压器阻抗首端功率10.046+j9.09MVA

变压器导纳支路功率0.02+j0.18MVA

变压器首端功率10.066+j9.27MVA

计算变压器电压分布计算

必=a-PRB+QXB

10.046x1+9.09x24.

=(6J----------------------)=〉9.D8攵1/

63

变压器低压侧实际电压

U]=4=593%0=5.941/

［填空题］

56一条110kV输电线路，长度为100km,电力线路的技术参数为：

r,+xi=0.131+j0.401(Q/km),b°=2.85X105/km。线路空载运行，已知线路

末端电压U,维持为UOkV,计算线路首端UA电压为多少？(不计电压降落横分

B)

/?=0.131x100=13.10

参考答案.X=0.401x100=40.1Q

D

-=2.85x10-6*100x—=1.43xIO-4S

22

D

△金=--Ul=-1.43x10-4x11()2=-1.7303例var

$2=0/l/2

$=-力Q=-/.7303/V7IZ2

kU、=BR+QX=二1.73x401=_o63攵1/

一5no

，+△〃=110-0.63=109.37XrlAv

［填空题］

57系统的等值网络如图所示，已知：R,=8.4Q,X,=16.6Q,jAQB=-

j2.65Mvar,Rr=3.4Q,Xr=42.4Q,VA=117kV,Sc=20+jl5MVA,

Sb=30.08+jlO.4MVA,不计电压降落横分量,求SA和％。

RL+JXLRTSXT

AHCu

c---------------1|-----------------1I—4~►Sc

加3Si

参考答案:

202+152

△sy=(3.4+/42.4)=(0.18+j2A9)MVA

no2

S’+AS7=(20.18+yl7.19)/V7l44

S=S。+2=(50.26+jll^MVA

2

「48.2T+24.04

AS=-----------5——-x(8.4+/6.6)=(2.28+户51)例力

LZ110-

5=A5+5=(52.54+ftl^MVA

S力=5+jKQB=(52.54+fi9A5)MVA

RRL+