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1、第一章华北电力大学 2023-2023_学年第_1_学期电力系统分析根底考试试卷(A)答案及评分标准一、填空题(每空 2 分，共 30 分)1. 电力系统有功功率不平衡时，主要表现为系统 频率的转变；而无功功率不平衡时，主要表现为系统电压的转变；2. 电力系统中性点运行方式有 直接接地，经消弧线圈接地，不接地 。3. 电压中枢点调压方式有 恒调压，逆调压，顺调压。4. 一般而言，牛顿拉夫逊法的迭代次数比 PQ 分解法 少，收敛速度比 PQ 分解法 慢。5. 并联电容器补偿的无功随电压的降低而 降低，串联电容器补偿的无功随支路电流的增大而 增加。6. 电力系统中的无功电源包括发电机， 电容器，
2、调相机等。二、简答题(20 分)1. 高压输电线路在轻载时往往投入并联电抗器，这是为什么？3 分答： 高压输电线路轻载时由于线路的充电功率过大，线路的电压有可能过高。因此投入并联电抗器，减小线路的充电功率，进而降低线路末端电压。2. 什么叫线路的自然功率？3 分答：无损耗线路末端负载为波阻抗时吸取的功率。页脚内容1第一章3. 什么是电力系统的一次调频，什么是电力系统的二次调频？6 分答：一次调频：系统中全部发电机都参与的调整任务，依靠调速器完成，是有差调整。二次调频：只有系统中的调频发电机组参与，依靠调频器完成，是无差调整。4. 为什么通过转变发电机的励磁可以转变系统的无功分布？3 分。答：系
3、统中的无功分布与电压大小有关，而转变发电机的励磁可以转变发电机端口电压进而可以系统中的无功分布。5. 什么是标幺制？什么是知名制？2 分答：标幺制为具有物理量纲的物理量除以基准值所得值。知名制为具有物理量纲的物理量。6. 变压器的分接头调整能否阻挡当系统中无功缺乏引起的电压降低？为什么？3 分答：不能。变压器的分接头只能转变无功分布，不能产生无功，因此无法阻挡当系统中无功缺乏引起的电压降低。三、计算题(50 分)页脚内容21. 10 分末端电压为10.2KV，阻抗支路末端复功率，并画出电压向量图。U=0.39KV， U=2.16KV。求始端电压，图 1解： 求末端导纳支路的功率损耗： 取末端电
4、压为参考方向，U= (U+ DU ) + jd U = 10.2 - 0.392 + j2.16 = 10.0512.42( KV )2 分12DS= - jBU 2y11= - j5.5 10-4 10.52 = - j0.0606(MVA)3 分S= S11+ DSy1= 4.481- j2.039 + (- j0.0606) = 4.481- j2.0996(MVA)3 分dd U&2DU&2向量图如下：2 分2. 12 分两端供电系统如图2 所示。Z =R +jX =0+j0.05，负荷 P =P=20，Q =Q=10，LLLD1D2D1D2G 按恒定功率供电，P =15，Q =10，
5、设母线 1 的电压向量为参考向量U&2G2G21示的牛顿-拉夫逊法求解该系统潮流，迭代次数K=0 时的修正方程式。= 10 。用直角坐标表第一章图 2页脚内容4S= 15 + j10 - 20 - j10 = -5Z212= j0.05y12=1= - j20Z12 形成节点导纳阵YY-20 j20 j YB= Y= 1112 = 2 分BYY212220 j-20 j设各节点电压初值U&= 1 + j0U&1(0) = 1 + j02求P2(0) ， Q(0) ：2)()()e (0) (DP (0) = P-e(0)G e (0) - Bf (0)+ f (0)Gf (0) + Be (0
6、)+2G22e (0) - B21 1(f (0)+ f(0)21 1G2f (0) + B21 1e (0)21 11 分222 2= 0222222222 2DQ (0) = Q- f(0)Ge (0) - Bf (0)- e(0)Gf (0) + Be (0) )+2 (2221)1(21 1221 )121 1f (0)2Ge22 2(0) - B22f (0)2- e (0)2Gf222(0) + Be22 2(0)1 分= 0求雅可比矩阵各元素：H(0) =Pf 2 = Gf (0) + Be (0) - e B(0) + 2Gf (0) + B1e (0)分22= 2021 12
7、21 122222222 2PN(0) = 2 = Ge(0) - Bf (0) + 2Ge (0) - Bf (0) + Bf (0)1分22e212= 021 122 2222222J(0) =Qf 2 = Ge (0) - Bf (0) + Ge (0) - 2Bf (0) - Ge (0)1分2221 12= 021 122 222222 2L(0) =Q2 = -(Gf (0) + Be (0) ) - (Gf (0) + 2Be (0) )22e221 121 122222 21 分= -B e (0) - 2Be (0) = 2021 122 2建立并解修正方程式： DP HN
8、Df(0) 200 Df(0) 2 = 2222 2 = 22 分2DQJ22LDe222(0) 020 De2(0) Df解得： (0) -0.25=2Df(1) -0.25=21 分De (0)02De (1)12U2(1) = 1- j0.251 分38 分两台发电机并列运行，共同向300MW的负荷供电，它们的耗量特性分别为：F = 0.001P 21 G1F= 0.002P 22 G 2+ 0.2PG1+ 0.2PG 2+ 2 t/h+ 4 t/h80 PG180 PG 2 220MW 220MW试计算：负荷的最优安排方案；解：耗量微增率为l= 0.002P1G1+ 0.22 分l=
9、0.004P2G 2+ 0.22 分l = l令 122 分P+ P= 300G1G 2解得 PG1= 200MWPG 2= 100MW2 分故 300MW 的负荷的最优安排方案为 PG1= 200MW ， PG 2= 100MW 。4、10 分A、B 两系统通过联络线相连构成联合系统，如图1 所示。A 系统单位调整功率为400MW/Hz，B 系统单位调整功率为600MW/Hz，正常运行时联合系统频率为50Hz；联络线功率为100MW， 从A 系统流向B 系统。当A 系统突然增加200MW的负荷，试求：（1） 此时联合系统的运行频率为多少？（2） 联络线的交换功率是多少？图 1解：由条件可得D
10、P + DPABDf = -K+ K= 0PKAB4 分DP=ABK DPABKA-DB+ KA = 100B解得DPA= -100MWDPB= 100MW1 分当 A 系统负荷增加 200MW 时， DPA= -100 + 200 = 100MWDPB= 100MWDP+ DP100 + 100ADf = -K+ KBAB= -1000= -0.2Hz4 分DP=ABK DPABKA- K DPB+ KA =B400 100 - 600 1001000= -20MW此时系统运行频率为 49.8Hz，联络线交换功率为 20MW，从 B 流向 A。1 分510 分某升压变压器变比为121 2 2
11、.5%/ 6.3kV ，如图 2 所示，归算到高压侧的12 间总阻抗为Z12 = 5 + j30W ，最大负荷S2 max = 22 + j16MVA ，最小负荷S2 min = 12 + j10MVA ，高压侧电压最大负荷时为U 2 max = 118kV ，最小负荷时U2 min = 115kV ，发电机端电压调整范围为6.0 6.3kV逆调压，试选择变压器的分接头。保存小数点后两位1Z =5+j30122S=22+j16MVA2maxS=12+j10MVA2min图 2解：最大负荷时电压损耗：DU=maxP2 maxR + Q2 maxU2 maxX = 22 5 + 16 30 = 5
12、.0kV1 分118P最小负荷时电压损耗：DUmin=2 minR + Q2 minU2 minX = 12 5 + 10 30 = 3.13kV1 分115最大负荷时计算到高压侧的发电机端电压U= U+ DU= 118 + 5.0 = 123kV1 分1max2 maxmax最小负荷时计算到高压侧的发电机端电压U= U+ DU= 115 + 3.13 = 118.13kV1 分1min2 minmin依据发电机端电压调整范围，最大负荷时电压为U 1max= 6.3kV ，最小负荷时为U 1min= 6.0kV ，则Ut 2 max= U1maxU/U N11max123 6.3/ 6.3 = 123kV1 分Ut 2 min= U1minU/ U N 11min118.13 6.3 / 6.0 = 124.04kV1 分平均值UU=t 2 min+ Ut 2 max= 123 + 124.04 =123.52kV1 分t 2av22选择最接近的分接头121+ 2.5% ，其电压为U= 124.025kV 。1 分2t校验：U 1max= U1maxU/ UN 12t123 6.3 /124.025 = 6.25 6.3kV1 分U 1min= U1minU/ UN12t118.13 6.3 /124.025 = 6.00kV1 分满足要求。