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1、1/13 电力系统分析复习思考题 一、单项选择题 单项选择题 答案 k 点发生三相短路时，短路电流标么值为：kkkZ1I，其中 Zkk是()。A、节点阻抗矩阵的对角元 B、自导纳 C、节点导纳矩阵的对角元 D、互阻抗 A 电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统经受（）后能够自动恢复到原来状态的能力，或者用原有运行状态近似表示新运行状态的可能性。A、大干扰 B、微小的干扰 C、三相短路 D、两相短路 B 电力系统的暂态稳定性所指的干扰不包括（）。A、大容量发电机突然退出运行 B、风吹导线导致的架空线路参数的改变 C、三相短路 D、两相短路 B 电力系统的暂态稳定性所指的干扰不包括（）。A、
2、两相短路接地 B、两相短路 C、三相短路 D、一个普通灯泡的熄灭 D 电力系统二次调频（）。A、是由于生产、社会、气象变化引起的 B、是有差调节 C、由发电机组的调频器完成 D、不可以实现无差调节 C 电力系统二次调频或频率的二次调整（）。A、由发电机组的调速器完成 B、是由于生产、生活、社会、气象等变化引起的 C、是有差调节 D、可以实现无差调节 D 对于两端供电网，如果两个电源点 i、j 的电压完全相等，那么线路中的初步功率（）。A、不需考虑循环功率 B、需叠加由节点 i 流向节点 j 的循环功率 C、需叠加由节点 j 流向节点 i 的循环功率 D、等于零 A 发电机的 P-Q 运行极限图
3、如图一所示，（）。A、当 cos=0.9 时，Pmax=320MW，Qmax150Mvar B、当 cos=0.9 时，Pmax=300MW，Qmax PG2B、PG1 PG2 C、PG1=PG2D、KG1 KG2 A 某电力网的全年供电量为 800 万 kWh，电力网的全年电能损耗为 70 万 kWh，则（）。A、发电机的全年发电量为 800 万 kWh B、用户全年实际用电量为 800 万 kWh C、电力网的网损率为 8.75%D、发电负荷为 870 万 kW C 某系统总负荷为 100MW，负荷单位调节功率为 KL*=1.5，运行在 50Hz；系统发电机总容量为100MW，调差系数%=
4、2.5。当用电设备容量增加 5MW 时，系统发电机增发功率为（）MW。A、0 B、5 C、1.5 D、2.5 A 某系统总负荷为 600MW，负荷单位调节功率为 KL*=1.5，运行在 50Hz；系统发电机总容量为 600MW，调差系数%=2.3。当用电设备容量增加 6MW 时，系统发电机增发功率为（）MW。A、2.3 B、5 C、1.5 D、0 D 如果变压器的空载损耗为 100kW，该变压器在一年中退出运行的小时数为 100h，那么变压器一年的铁损电量为（）万 kWh。A、86.6 B、87.6 C、100 D、200 A 如果变压器的空载损耗为 120kW，该变压器在一年中退出运行的小时
5、数为 50h，那么变压器一年的铁损电量为（）万 kWh。A、104.5 B、105.1C、100 D、87.5 A 如果线路以 Smax运行，经过max小时后，线路中消耗的电能恰好等于线路全年实际消耗的电能，那么max便称为()。A、最大负荷损耗时间 B、最大负荷利用小时数 C、线路年运行小时数 D、变压器年运行小时数 A 如图二所示，变压器阻抗 RT+jXT=2.44+j40 欧已归算到高压侧，最大、最小负荷时，通过变压器的功率分别为 Smax=28+j14MVA 和 Smin=10+j6MVA，高压侧的电压分别为D 3/13 U1max=110kV 和 U1min=113kV，要求低压母线
6、的电压变化不超过 6.06.6kV 的 X 围，则分接头应选择为（）kV。图二 A、110 B、121 C、115.5 D、107.25 如图一所示的年持续负荷曲线，负荷的最大负荷利用小时数为()小时。A、8760 B、6000 C、4928 D、3680 图一 C 如图一所示简单电力系统的发电机功-角特性曲线，根据等面积定则，系统暂态稳定的条件是（）。图一 A、最大减速面积 edgkfe 小于加速面积 abcdka B、最大减速面积 edgkfe 大于加速面积 abcdka C、变压器分接头是主抽头 D、负荷为 0 B 一班制企业的最大负荷利用小时数一般（）三班制企业最大负荷利用小时数。A、
7、等于 B、大于 C、小于 D、大于等于 C 一个两端供电网络，如图 1 所示，两个电源点 i、j 的电压分别为 116kV 和 112kV，那么在线路中初步功率（）。B Z34 j 3 Z23 Z12 i 2 U2 U1 11022.5%/6.3kV 4/13 A、等于零 B、需叠加由节点 i 实际流向节点 j 的循环功率 C、需叠加由节点 j 实际流向节点 i 的循环功率 D、不需考虑循环功率 一条 35kV 线路的参数为：r1=0.26/km，L=20km；线路末端最大负荷 Pmax=6MW，功率因数 cos=0.95，最大负荷利用小时数 Tmax=5000h，则（）。A、线路全年运行小时
8、为 5000 h B、最大负荷损耗时间为 5000 h C、用户全年实际用电量为 550 万 kWh D、线路全年的电能损耗为 5.4105 kWh D 针对冲击性负载引起的电压变动，宜采用（）调压措施。A、并联电容器 B、并联电抗器 C、静止无功补偿器 D、同步调相机 C 针对炼钢厂冷轧机引起的电压变动，宜采用（）调压措施。A、同步调相机 B、并联电抗器 C、并联电容器 D、静止无功补偿器 D 二、填空题 潮流计算中，PQ 节点待求的物理量是该节点的有功功率和_。无功功率 耗量特性曲线上某一点切线的斜率为_。耗量微增率 三班制企业的最大负荷利用小时数一般_两班制企业最大负荷利用小时数。大于
9、三、计算题 计算题 答案 Newton-Raphson 法潮流计算的的基本步骤是什么？1)取迭代次数 k=0，给定各节点电压初始值 ei(k),fi(k),i=1,2,n。2)根据 ei(k),fi(k)求功率或电压的不平衡量Pi(k),Qi(k),Ui2(k)，比如：3)根据 ei(k),fi(k)求修正方程中系数矩阵中各元素。4)接修正方程得到电压的修正量ei(k),fi(k)和各节点电压：i.ei(k+1)=ei(k)+ei(k)ii.fi(k+1)=fi(k)+fi(k)如果 max|ei(k)|,|fi(k)|，则迭代收敛，可以计算各支路功率和平衡节点功率；否则，迭代不收敛，令迭代次
10、数 k 加 1，转回步骤 2）进行下一次迭代，直到迭代收敛为止。变压器归算至高压侧的参数2j39 欧，最大、最小负荷时高压侧电压分别为 112kV 和 115kV，低压侧母线允许的电压为：最大负荷时不低于 10.6kV，最小负荷时不高于 10.3kV，通过变压器的最大、最小功率分别为 28+j21MVA 和 14+j11MVA，变比为 11041.5%/11kV，试选择合适的分接头。答案：最大、最小负荷时，UTmax=(28 2+2139)/112=7.81kV UTmin=(14 2+1139)/115=3.97kV 根据低压母线的电压要求，可以取最大负荷时低压侧的电压 U2max=10.6
11、，最小负荷时低压侧的电压U2min=10.3kV。n1jjijjijijijjijiii)eBfG(f)fBeG(e PP5/13 UTHmax=(U1max-UTmax)UTL/U2max =(112 7.81)11/10.6=108.12kV UTHmin=(115 3.97)11/10.3=118.58kV UTHav=(108.12+118.58)/2=113.35kV 选择最接近的分接头：UTH=110(1+2 1.5%)=113.3kV 校验：U2max=(112 7.81)11/113.3=104.1911/113.3=10.1kV 10.3kV 不合格 所以，没有分接头能够满足
12、要求。电力系统中可采用什么调压措施？各种调压措施各有什么特点？答案：（1）调发电机端电压；（2）调变压器分接头；（3）改变网络无功分布（装并联无功补偿设备）；（4）改变线路参数（装串联电容器、更换导线）。主要特点：调发电机端电压方便、不需要增加投资；普通变压器需停电调分接头，使用有载调压变压器时，调压灵活而且有效，但价格较贵，而且一般要求系统无功功率供应较充裕；系统无功功率供应不充裕时，可以用并联电容器、调相机、静止无功补偿器调压，还可以降低P。但需额外增加投资；静止无功补偿器调节速度快，可用于冲击负荷的调压。发电机组间有功负荷经济分配的目标是什么？应按什么准则分配？目标是使全系统燃料消耗（或
13、电能成本）最小。应按等耗量（或电能成本）微增率准则进行有功功率分配。发电机组间有功负荷经济分配的目标是什么？应按什么准则分配？目标是使全系统燃料消耗（或电能成本）最小。应按等耗量（或电能成本）微增率准则进行有功功率分配。负序电抗 X2=0.432；变压器参数：XT1=0.138，XT2=0.122；电力线路 l 的参数：Xl=0.487，零序电抗 Xl0=4Xl1。在 f 点发生两相短路接地故障时，如果在c=66o切除故障，试判断系统暂态稳定性。答案：1）求给定条件下 E和0 XI=Xd+XT1+XT2+Xl/2=0.295+0.138+0.122+0.487/2=0.799 o1022222
14、IN2IN53.3416.1799.0tg41.1799.016.1)1799.01()1799.02.01()UXP()UXQU(E 2）求故障时的功-角特性 222.0)122.0244.0()138.0432.0()122.0244.0()138.0432.0(X2 6/13 123.0)122.0974.0(138.0)122.0974.0(138.0X0 附加电抗：079.0123.0222.0123.0222.0XXXXX0202)1,1(804.2079.0)122.0244.0()138.0295.0(799.0X)X2/X)(XX(XX)1.1(2Tl1TdIII 502.0
15、804.2141.1XUEPIImax.II 3）求故障切除后的功-角特性 043.1122.0488.0138.0295.0XXXXX2Tl1TdIII 35.1403.1141.1XUEPIIImax.III sin35.1sinPPmax.IIIIII 3.1327.4718035.11sin180PPsin1801max.III01k 4）求极限切除角 7.625.035.153.34cos5.03.132cos35.118014.3)53.343.132(1cosPPcosPcosP)(Pcos1max.IImax.III0max.IIkmax.III0km1cr.c 7/13 5）
16、稳定性判断 C=66 c.cr 所以，系统不能暂态稳定。画出负荷、发电机的静态频率特性曲线；一次调频与二次调频之间有什么不同？负荷的静态频率特性曲线：发电机调速器的静态频率特性曲线：发电机调频器的静态频率特性曲线：一次调频与二次调频之间的不同：一次调频由发电机组的调速器完成，只能实现有差调节，是针对变化幅值很小、周期很短的偶然性负荷变动引起的频率偏移进行调整。二次调频由发电机组的调频器完成，可以实现无差调节，是针对变化幅值较大，周期也较长、带有冲击性负荷变动引起的频率偏移进行调整。如图二所示，变压器阻抗 RT+jXT=2.44+j40 欧已归算到高压侧，最大、最小负荷时，通过变压器的功率分别为
17、Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高压侧的电压分别为U1max=110kV和U1min=113kV，要求低压母线的电压变化不超过 6.06.6kV 的 X 围，试选择合适的分接头。f PG PGN fN f PG PLN fN f PL U2 U1 11022.5%/6.3kV 8/13 答案：最大、最小负荷时，UTmax=(28 2.44+14 40)/110=5.7kV UTmin=(10 2.44+6 40)/113=2.34kV 根据低压母线的电压要求，可以取最大负荷时低压侧的电压 U2max=6.0，最小负荷时低压侧的电压 U2min=6.6kV。UTHmax
18、=(U1max-UTmax)UTL/U2max=(110 5.7)6.3/6=109.4kV UTHmin=(113 2.34)6.3/6.6=105.6kV UTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV 选择最接近的分接头：UTH=110(1 2.5%)=107.25kV 校验：U2max=(110 5.7)6.3/107.25=6.13kV6kV U2min=(113 2.34)6.3/107.25=6.5kV6.6kV 所以，分接头 107.25kV 可以满足要求。如图二所示系统，U1=1120okV，Z12=8.1+j12.69，Z23=9.9+j12.87，Z34=13
19、.2+j17.16，不计功率损耗，（1）如果 1、4 点电压大小和相位相同，试求功率分布。（2）如果 U4=1160.38okV，不计电压降落横分量时，2、3 点电压为多少？图二 答案：1）1、4 点电压大小和相位相同时的功率分布：MVA9.1035.15)86.0 j21.1(76.11j14.14SSSMVA86.0 j21.1)87.15j2.23(73.16j99.21SMVA73.16j99.2116.17j2.1387.12j9.969.12j1.8)76.11j14.14)(16.17j2.13()87.15j2.23)(16.17j2.1387.12j9.9(S2334231
20、2）)MVA(77.5 j19.616.17j2.1387.12j9.969.12j1.8)11238.0116(110ZUdUS*Nc 功率分布：Z34 4 3 Z23 Z12 1 2 Z34 4 3 Z23 Z12 1 2 Z34 4 3 Z23 Z12 1 2 MVA76.11j14.14S3MVA87.15j2.23S24U1U3S4U1U2S3S4U1U2SMVA96.10j8.15MVA91.4 j4.7MVA67.16j54.219/13 功率分点是 2 节点，不计电压降落横分量时，2、3 点电压：kV08.11192.4116UkV92.411616.1767.162.1354
21、.21UkV62.10938.2112UkV38.211269.1296.101.88.15U343212 如图三所示，无限大功率系统母线电压为 U=1.0，额定运行时发电机输送至系统的功率 PN=1,QN=0.2;发电机参数：Xd=0.295，负序电抗 X2=0.432；变压器参数：XT1=0.138，XT2=0.122；电力线路 l 的参数：Xl=0.487，零序电抗 Xl0=4Xl1。在 f 点发生两相短路接地故障时，如果在c=60o切除故障，试判断系统暂态稳定性。图三 答案：1）求给定条件下E和0 XI=Xd+XT1+XT2+Xl/2=0.295+0.138+0.122+0.487/2
22、=0.799 o1022222IN2IN53.3416.1799.0tg41.1799.016.1)1799.01()1799.02.01()UXP()UXQU(E 2）求故障时的功-角特性 222.0)122.0244.0()138.0432.0()122.0244.0()138.0432.0(X2 123.0)122.0974.0(138.0)122.0974.0(138.0X0 附加电抗：079.0123.0222.0123.0222.0XXXXX0202)1,1(804.2079.0)122.0244.0()138.0295.0(799.0X)X2/X)(XX(XX)1.1(2Tl1T
23、dIII 502.0804.2141.1XUEPIImax.II 3）求故障切除后的功-角特性 10/13 043.1122.0488.0138.0295.0XXXXX2Tl1TdIII 35.1403.1141.1XUEPIIImax.III sin35.1sinPPmax.IIIIII 3.1327.4718035.11sin180PPsin1801max.III01k 4）求极限切除角 7.625.035.153.34cos5.03.132cos35.118014.3)53.343.132(1cosPPcosPcosP)(Pcos1max.IImax.III0max.IIkmax.III
24、0km1cr.c 5）稳定性判断 C=60 KGi，在同样负荷变化量的情况下，f 会更小，即有利于调频。三相短路电流计算机算法的基本步骤是什么？三相短路电流计算机算法的基本步骤：1）输入数据；2）形成节点导纳矩阵；3）应用节点导纳矩阵计算点的自阻抗、互阻抗 Z1k,Zkk,Znk。4）计算短路点的三相短路电流：kkkk)0(kkZ1ZUI 5）计算各节点电压：knk)0(nnkkk1)0(11IZUU0UIZUU 6）计算各支路电流：ijjiijzUUI 提高静态稳定的措施有哪些？根本措施：缩短“电气距离”。1）采用自动调节励磁装置 某些发电机自动调节励磁装置可使 Eq=常数，所呈现的电抗为暂
25、态电抗Xd。2）减少线路电抗 采用分裂导线。3）提高线路额定电压 4）采用串联电容器补偿 98.12.202.298.75055jYBniGiGKK113/13 5）改善电力系统结构 将中间调相机或中间系统接入输电线路的合适位置。通过等值电路图和公式，说明电力系统中可采用什么调压措施？各种调压措施各有什么特点？为调整 4 节点电压，可以采取的措施：调发电机端电压；调变压器分接头；改变网络无功分布（装并联无功补偿设备）；改变线路参数（装串联电容器、更换导线）。主要特点：调发电机端电压方便、不需要增加投资；普通变压器需停电调分接头，使用有载调压变压器时，调压灵活而且有效，但价格较贵，而且一般要求系
26、统无功功率供应较充裕；系统无功功率供应不充裕时，可以用并联电容器、调相机、静止无功补偿器调压，还可以降低P。但需额外增加投资；静止无功补偿器调节速度快，可用于冲击负荷的调压。无功功率最优分配的目标是什么？应按什么准则分配 无功功率最优分配的目标是使全网有功功率损耗最小。应按等网损微增率准则进行无功功率分配。一次调频与二次调频的含义是什么？一次调频是针对变化幅值很小、周期很短的偶然性负荷变动引起的频率偏移进行调整，由发电机组的调速器完成，只能实现有差调节。二次调频是针对变化幅值较大、周期也较长、带有冲击性负荷变动引起的频率偏移进行调整。由发电机组的调频器完成，可以实现无差调节。G 1 2 3 4 T1 T2 Line UG 1:k1 k2:1(H)(H)k1=UT1H/UT1L k2=UT2H/UT2L R+jX(已归算到高压P+jQ 21214kUQXPRkUkUkUUGG