433004电力系统基础-天津大学考试题库及答案

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。2.短路电流最大可能的瞬时值称为。3.降压变压器将110kV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，应该首先答案决功率平衡的问题。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。8.变压器的正序和负序等值电路。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。12.电力系统主要调压方式包括、和。13.高压输电线路空载时，线路始端的电压将其末端电压。14.衡量电能质量的三个主要指标是电压、和。15.电力线路中有功功率是从电压相角超前的一端流向另一端；感性无功功率是从电压一端流向另一端。16.当有功功率和无功功率分点不一致时，常选的分点将网络答案开。17.环网潮流功率的自然分布是指功率分布，经济分布是指功率与电阻成反比分布。18.最大负荷时允许电压中枢点的电压适当下降，最小负荷时允许电压中枢点的电压适当升高，这种调压方式是。19.高峰负荷时升高中枢点电压，低谷负荷时降低中枢点电压，这种中枢点调压方式称为。20.分析不对称短路的方法是。21.短路电流最大可能的瞬时值称为。22.对于YN,yn0接法的变压器，当用标幺值表示且非标准变比等于1时，两侧电压的正序分量和负序分量的标幺值。正确答案是：1.不接地或经消弧线圈接地2.短路冲击电流3.110/38.54.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12.顺调压、逆调压、常（恒）调压13.低于14.频率、谐波15.幅值高的16.电压较低17.与阻抗成反比18.顺调压方式19.逆调压20.对称分量法21.短路冲击电流22.分别相等选择题1.一条架空输电线路，其正、负、零序电抗分别为x1、x2和x0，它们的一般关系是()A.x1≠x2≠x0B.x1≠x2=x0C.x1=x2≠x0D.x1=x2=x02.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答案析法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，d11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.答案析法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.事故备用选择题正确答案是：1.C2.B3.D4.B5.D6.D7.A8.C9.C10.B11.A判断题1.一般情况下，变压器二次侧绕组的额定电压应为用电设备额定电压。（）2.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。（）3.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。（）4.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。（）5.35kV及以下高压电力系统均应采用中性点不接地的运行方式。（）6．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。（）7.高压电网中无功功率分点的电压最低。（）8.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。（）9．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。（）10.电力系统发生不对称短路时，越靠近发电机机端正序电压越高，负序电压越低。（）11.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。（）12.非全相运行又称为纵向故障。（）正确答案是：1-5×√√××6-10×√××√11-12×√名词答案释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.电力系统经济运行正确答案是：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/Ue6.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。我国中性点接地方式有几种？为什么110kV以上电网采用中性点直接接地？110kV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）110kV以上电网采用中性点直接接地防止单相故障时某一相的电压过高。（3）110kV以下电网采用中性点不接地方式可提高供电可靠性。画Q-V图说明电力系统无功平衡与电压水平的关系。答：当系统电压为Va时，系统电源的无功电压特性（Q-V曲线）如曲线1所示；负荷Q-V曲线如曲线2所示。这两条曲线的交点a为无功平衡电，确定了系统运行电压Va。当无功负荷增加时，其无功电压特性如曲线2’所示。若无功电源不变，则曲线1与曲线2’的交点a’代表新的无功平衡点，决定了电压Va’。若无功电源随之增加，曲线1升至1’，使曲线1’和曲线2’的交点所确定的运行电压达到或接近原来Va。可见，系统无功电源充足，能满足较高电压水平下无功平衡要求，否则，系统运行电压水平偏低。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：以为基准或者以1为基准也可。如图：功率因数角为Φ2，电压相角差为δ；AB段为电压降落dU，AD段为电压降落纵分量ΔU，BD段为横分量δU，电压损耗用AG表示。画出电力网络中单一阻抗元件的电压降落向量图（以始端电压为基准），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？答：以1为基准，如图：功率因数角为Φ1，电压相角差为δ；AB段为电压降落dU，BC段为电压降落纵分量ΔU，AC段为横分量δU，电压损耗用AG表示。输电系统如图，已知线路额定电压为110kV，长度为80km，导线参数r0=0.2/km，x0=0.4/km，b0=2×10-6S/km；变压器额定变比为110/11，SN=30MVA，P0=60kW，PK=150kW，UK%=8.5，I0%=3；负荷SLDB为15+j6MVA，SLDC为20+j10MVA。母线A的实际电压为116kV。（注：计算部分需要写出公式并带入数据）（1）画出系统的等值电路图，图中标出元件参数和运行变量。（2）计算等值电路图中的元件参数。（3）分别计算母线A的输出功率和母线C的电压。（不计及电压降落的横分量）答案：(1)系统的等值电路如图所示。(2)元件参数RL=R0l=0.2×80=16(Ω)XL=X0l=0.4×80=32(Ω)BL=b0l=2×10-6×80=1.6×10-4(S)ΔQB=-1/2BLUN2=-1/2*1.6*10-4*1102=-0.968(MVar)(3)已知末端电压向前推功率和电压可不写；可不写（i）假设母线C电压为额定电压，计算U'CU'C=UCk=11110/11=110kV（ii）C到B计算变压器的功率损耗与电压损耗变压器绕组功率损耗(MV·A)(MV·A)变压器电压损耗（iii）B到A计算线路的功率损耗与电压损耗(MV·A)(MV·A)(MV·A)(MV·A)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：应该首先答案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，依靠的仍是其中的电容器；（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：(1)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。对于由单机组与单负荷所组成的简单系统，利用电力系统功率-频率静态特性图，简述负荷增加后的频率一次调整过程（发电机未达满载状态）？答：负荷的功频静特性PD(f)同发电机功频静特性的交点A是系统的初始运行点，此时系统频率为f1，发电机组和负荷的功率都等于P1。假定系统的负荷增加了ΔPD0，其特性曲线变为PD’(f)，发电机仍然维持原来的特性曲线不变。由于负荷的增加，发电机组将减速,系统频率将下降，发电机出力因调速器动作而增大，运行点将沿发电机的特性曲线AB上升；另一方面，由于系统频率下降，也使得负荷有功因本身调节效应而减少，运行点将沿负荷曲线CB下降。最终，PD’(f)和发电机功频静特性形成新的交点B，B点对应的频率为f2。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。有一条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。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有SFL1-31500/35型双绕组变压器，其额定变比为35/11，铭牌参数分别为：=30kW，=1.2%，=177.2kW，=8%，求归算到高压侧的变压器有名值参数。答案：电阻电抗电导电纳某简单电力系统的接线如题下图所示，各元件参数如下：试分别计算：K1、K2短路时短路处和发电机出口的三相短路电流？答案：等值电路如图所示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113kV。分别计算末端负荷为S=40+j30MVA时变压器低压侧的实际电压。答案：系统总装机容量为2000MW，调差系数=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答案释原因？（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。答案：（1）情况1：所有发电机仅参与一次调频 先验算此时按照K=850，增加负荷430MW是否会引起发电机满载。按此频率变化的负荷=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=第二段机组达到满载，仅能依靠负荷自身调节作用 （2）情况2：所有发电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与情况1结果完全相同。电力系统的部分接线如下图所示，网络的额定电压已标明图中，试求：发电机，电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压；设变压器T-1高压侧工作于+2.5％抽头，中压侧工作于+5％抽头；T-2工作于额定抽头；T-3工作于-2.5％抽头时，各变压器的实际变比。答案：（1）额定电压发电机：；电动机：变压器T1：，，变压器T2：，变压器T3：，（2）各变压器的实际变比变压器T1：变压器T2：变压器T3：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，；汽轮机组：1200MW，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，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？答案：（1）两机组均只进行一次调频（2）若水轮机组二次调频 架空线路长60km，电压等级为110kV，线路参数r=21.6Ω，x=33Ω，b=11×10-4S。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。答案：降压变压器等值电路如图2所示。归算至高压侧的阻抗为。已知在最大和最小负荷时流入变压器的功率分别为和，高压侧的电压分别为和。要求低压母线的电压变化不超出的范围，试选择分接头。图2图2 答案：先计算最大负荷和最小负荷时变压器的电压损耗。假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低压侧的电压分别取为和，则取算术平均值选最接近的分接头。按所选分接头校验低压母线的实际电压。可见所选分接头是能满足调压要求的。两端供电系统接线如图所示，已知参数如下：发电机G1：SG1=60MV·A，UGN=10.5kV，；发电机G2：SG1=60MV·A，UGN=10.5kV，，；变压器T1：STN=60MV·A，Uk%=10.5；变压器T2：STN=60MV·A，Uk%=10.5，Xn=46Ω；线路L：l=105km，X1=0.4Ω/km，X0=3X1。若f点发生两相短路故障，（1）试计算图中各元件正/负/零序等值参数（取SB=60MV·A），并画出各序的等值电路图。（8分）（2）画出两相短路的复合序网，以及电压向量图。（6分）（3）计算两相短路故障情况下故障点的短路电流。（6分）答案：1.参数计算SB=60MV·A，UB1=10.5kV，UB2=115kV，UB3=10.5kV发电机G1：,发电机G2：,变压器T1和T2：变压器T2中性点：线路L：制定各序网络并计算各序等值网络正序网络负序网络零序网络正序等值电抗为：负序等值电抗为零序等值电抗2．单相接地短路的复合序网与电压向量图3.计算短路电流基准电流对于两相短路，，短路电流为系统中发电机组的容量和它们的调差系数分别为：水轮机