电力系统分析试题与答案(经典题目)

1、三、简答题 31电力变压器的主要作用是什么？答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。32简单闭式网分为哪些类网络？答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。33为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。34为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？答：在输电线路送

2、端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。四、简算题 35某三相单回输电线路，采用LGJ300型导线（计算外径25.2mm），已知三相导线正三角形布置，导线间距离D6m，求每公里线路的电抗值。解：计算半径：几何均距：Dm=D=6m36。.110KV单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV，末端负荷为15j10MVA，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。解：37某系统发电机组的单位调节功率为740MW/Hz，当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz，求负

3、荷的单位调节功率。解：38网K点发生两相短路接地，求K点短路电流值。五、综合题 39有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93j63.525，已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。40某简单系统如图若在K点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。试卷二三、某系统发动机组的单位调节功率为740MW/Hz,当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz,求负荷的单位调节功率。 解： PDO=PGKGf KDf200=407400.20.2KD

4、所以 KD=60MW/Hz所以 负载的单位调节功率为60MW/Hz。四、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源A的电压为121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量）。 解 设C=N= 0 =110 0 已知UA=121kV五、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F1=3+0.3PG1+0.002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。 解 两台发电设备的耗量微增率分别为 按等

5、耗量微增率准则分配负荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等约束条件为 PG1+PG2=150 联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。把PG2=150-PG1代入式（A）有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150PG1) 0.004PG1=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（3090100、3060100），因此，可做为最优分配方案。 六、如图所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV的变压器，要求

6、变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV，变压器参数为Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。 解 变压器的电阻和电抗为 末端最大和最小负荷为 按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为 在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得 解得 然而最大和最小负荷时分接头电压为 故选分接头电压为110（1-2.5%）=107.25的分接头。校验低压母线电压： 最大负荷时 最小负荷时 电压偏移： 最大负荷时 最大负荷时 比较可知，

7、所选择的分接头满足调压要求。 试卷三一三、简答题1.列出三种提高系统静态稳定的措施。（1）自动励磁装置的应用； （2）减小各元件的电流； （3）改善网络结构和采用中间补偿设备。2写出对称分量变换矩阵的表达式。3写出系统f点发生a、c两相短路时的原始边界条件。4.在架空输电线路中，为什么要进行导线换位？ 保证三相系统参数对成、减少对周围通讯线路的干扰5.什么是电晕现象？如何避免？高压线路表明周围的电场强度高于周围空气的击穿强度，会使空气游离发生放电现象，这种现象称之为电晕现象。避免措施是增加导向的等值半径，如采用扩径导线、分裂导线。四、电力系统接线下图所示。其中，发电机G1：SN1= =0 =1

8、发电机G2：SN2=100/0.85 =0.125 =1变压器T1：SNT1=120MVA Uk%=10.5线 路l1： l1=50km x1=0.4/km线 路l2： l2=40km x2=0.4/km当母线4发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值、冲击电流iM。（SB=100MVA，UB= Uav，KM=1.8）五、 已知发电机d、q轴的同步电抗Xd=1.1，Xq=1.08，负载的电压1=1.0 30，电流=0.8 -15，试计算暂态电动势Eq。题四一、有一回电压等级110kV，长为150km的输电线路，末端接一台容量为31.5MVA的降压变压器，变比为110/11kV。如图1所示

9、，当A点实际电压为115kV时，求A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压。（注：Pk=190kW， Uk%=10.5， P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）图1 题一图解 线路LGJ150 r1=0.21(/km)R=0.21150=31.5() X=0.=60.15()B=2.8410-6150=4.2610-6(S) 变压器： 设C=110， 0 由SA和A点电压求各点电压及电损耗二、简单输电系统如图2所示，变压器变比为11022.5%/11kV，若不计变压器励磁支路及线路对地电容，则线路和变压器的总阻抗Z=26+j130，节点A的电压为118kV，且维持不变，降压变电所

10、低压侧母线要求常调压，保持10.5kV电压。若补偿设备为静电电容器试配合变压器分接头的选择确定受端应设置的无功补偿容量。图2 题二图解 计算补偿前最大、最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压。先计算功率损耗 首端功率为 因此，i节点电压为 （a）选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，为 于是可选择110kV电压的主抽头，即UTI =110kV，则变压器变比k=110/11=10。再按最大负荷时的要求，求无功补偿容量 三、如图3所示网络中，A、B、C为三个等值电源，其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C的容量和电抗不详，只知装设在

11、母线4上的断路器QF的断开容量为3500MVA。线路l1、l2、l3的长度分别为10、5、25km，电抗均为0.4/km。试计算在母线1三相直接短路时的起始次暂态电流和短路冲击电流。（20分）图3 题3图解 取SB=1000MVA，作系统的等值网络如图9-2（b）首先确定电源C的等值电抗XC。如果短路不是发生在母线1，而是发生在母线4的断路器QF之后，则电源A、B、C供给的短路电流都要通过QF，其中电源A、B供给的短路电流决定于如下的电抗 X*=(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754短路瞬间，这两个电源供给的短路功率为 断路器QF允许电源C供组的短路功率为 3500-13

12、26=2174(MVA)由此可得电源C的等值电抗XC至少为 然后作母线1的短路计算。这时整个网络对短路点的等值电抗为 X*=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暂态电流为 以有名值表示则为 冲击电流的有名值为四、如图4所示的某三相系统中k点发生单相接地故障，已知，Z1=j0.4， Z2=j0.5，Z0=j0.25，Zk=j0.35。求a相经过阻抗Zk接地短路时短路点的各相电流、电压。（20分）解 单相接地时复合网为串联型，于是可知 求各相电流和电压为 五、如图5所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV

13、的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV，变压器参数为Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。图5 题5图解 变压器的电阻和电抗为 末端最大和最小负荷为 按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为 在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得 解得 然而最大和最小负荷时分接头电压为 故选分接头电压为110（1-2.5%）=107.25的分接头。校验低压母线电压： 最大负荷时 最小负荷时 电压偏移： 最大负荷时

14、 最大负荷时 比较可知，所选择的分接头满足调压要求。题五一、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。已知电源A的电压为121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量）。图一 题一图解 设C=N= 110 kV 已知UA=121kV二、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F1=3+0.3PG1+0.002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。（15分）解 两台发电设备的耗量微增率分别为

15、按等耗量微增率准则分配负荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等约束条件为 PG1+PG2=150联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。把PG2=150-PG1代入式（A）有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150PG1) 0.004PG1=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（3090100、3060100），因此，可做为最优分配方案。三、如图二所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV的变压器，要

16、求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV，变压器参数为Uk%=10.5，Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。图二 题三图解 变压器的电阻和电抗为 末端最大和最小负荷为 按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为 在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得 解得 然而最大和最小负荷时分接头电压为 故选分接头电压为110（1-2.5%）=107.25的分接头。校验低压母线电压： 最大负荷时 最小负荷时 电压偏移： 最大负荷时 最大负荷时 比较可知，所选择的分接头满足调压要求。四、如图三所示的网络中，当降压变压所10.5kV母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。图三 题四图解取SB=100MVA UB=Uav 等值网络如图所示。 周期分量电流的有效值 有名值电流为 若取KM=1.8，则冲击电流 短路功率为 五、已知某系统接线