电力系统分析试题与答案(经典题目)

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LGJ－300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D＝6m，求每公里线路的电抗值。解：计算半径：m106.12mm6.1222.25r3-几何均距：Dm=D=6m/km403.00157.0106.126lg1445.00157.0rDgl1445.0x3m136。.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15＋j10MVA，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4.93＋j63.525Ω，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=△PG－KG△f—KD△f200=40＋740×0.2＋0.2×KD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U）。解设UC=UN=0°=1100°407.0j271.0j30)20(110810222BCS407.22j207.30953.7j793.930j40593.7j793.9407.0j271.0)8j10(BBBBCCBSSSSSS083.27j545.32j4.676338.2407.22j207.30676.4j338.2)40j20(110407.22207.30ABBA222ABSSSS已知UA=121kV)kV(64.110972.3668.106)kV(972.3668.10630)593.7(20)793.9()kV(668.106332.14121)kV(332.1412140083.2720545.32BCBCBCABABABUUUUUUUU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+0.0022G1P(t/h)F2=5+0.3PG2+0.0022G2P(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G2G2G222G1G1111006.03.0003.023.0004.03.0002.023.0PPdPdFPPdPdFG按等耗量微增率准则分配负荷，令λ1=λ2，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(150—PG1)0.004PG1=0.9—0.006PG10.01PG1=0.9于是解得PG1=90MWPG2=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，cos=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)(5.63201001105.10100%)(93.420100011016310002N2NkT222N2NkTSUUXSUPR末端最大和最小负荷为)MVA(2.4j6.56.07j8.07sin7jcos7)MVA(8.10j4.146.018j8.018sin18jcos18minmzxSS按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为)kV(75.10%)5.71(10)kV(25.10%)5.21(10minmaxiiUU在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得minminmaxmaxmaxmaxmaxmax5.632.493.46.55.1075.638.1093.44.145.107iiiiUUUUUUUUII解得)kV(6.104)kV(9.99minmaxiiUU然而最大和最小负荷时分接头电压为)kV(10775.10116.104)kV(2.10725.10119.99minNminmin/maxNmaxmax/iiiTiiiTUUUUUUUU)kV(1.10721072.1072min/T/maxTTIUUU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)kV(25.1025.107119.99%TNmaxmaxIiiiUUUU最小负荷时)kV(73.1025.107116.104TNminminIiiiUUUU电压偏移：最大负荷时%5.2%100101025.10%maxU最大负荷时%5.7%3.7%100101073.10%minU比较可知，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。111aa1aa131s223．写出系统f点发生a、c两相短路时的原始边界条件。cacabUU0II0I，，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=∞dX=0*E=1发电机G2：SN2=100/0.85dX=0.125*E=1变压器T1：SNT1=120MVAUk%=10.5线路l1：l1=50kmx1=0.4Ω/km线路l2：l2=40kmx2=0.4Ω/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I、冲击电流iM。（SB=100MVA，UB=Uav，KM=1.8）分）———分）—（—分）—（—分）—（—）（分）（—分）（———分）—（—分）—（—数是：解：用标幺值计算的参36.215kAI*55.2i3437kA.2I*II2502kA.01153100U3SI3854.40.1215151//0.193.01X1I1106.01000.85100125.0X10875.0120100105.0X1121.0115100404.0X1151.0115100504.0XMB*BBBd*GdT12L22L1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U1=1.030°，电流I=0.8-15°，试计算暂态电动势Eq。分）—（—分）—（—）（）（分）—（—）（分）—（—分）—（—解：277.50738.1E4738.108.11.173.0723.1XXIEE373.0IsinI277.203077.50477.50723.108.1158.j0300.1XIjUEqqddQqdqQ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，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LGJ—150)mm(5.82172drr1=0.21(Ω/km))km/(401.00157.05.84000lg1445.00157.0lg1445.0m1rDx)km/S(1084.2105.84000lg58.710lg58.7666m1rDbR=0.21150=31.5(Ω)X=0.401150=60.15(Ω)B=2.8410-6150=4.2610-6(S))S(1013.2214B变压器：)S(1082.11101005.317.0100%)S(10566.2110100005.311000)(3.405.311001105.10100%)(317.25.3110001101901000622NN0T622N0T22N2NkT222N2NkTUSIBUPGSUUXSUPR设UC=110，0°92.51103.4015317.220TU08.2j12.03.401101520j317.21101520j222222222T222ZTTXUQPRUQPS3.17j15.20)22.0j03.0()08.2j12.0()15j20(08.17j12.20)08.2j12.0()15j20(22.0j03.010)2.18j566.2(110)j(TCBZTCB62TT2BYTSSSSSSBGUS24.15j77.21j2.58-j3.1062.172.14j15.2058.2j1101013.2j10.3j62.1)15.60j5.31(11072.1415.2072.14j15.201101013.2j3.17j15.20Y11Z1BA24Y11222