《电力系统稳态分析》课程试卷(2)

word格式-可编辑-感谢下载支持《电力系统稳态分析》课程试卷（2）本试题用于电气工程系电力专业本科学生（时量：120分钟总分100分）注意：1.答案必须填写在答题纸上，填写在试题上无效。2.答卷必须写明题目序号，并按题号顺序答题。3.请保持行距，保持卷面整洁。4.本卷共九大题，要求每题的解答必须写出详细的求解过程一、填空题（每空1.5分，共30分）1、电力系统运行的三个基本要求是，，和。2、架空电力线路的电晕现象是，在电力线路的等值电路中用表示，它消耗功率，晴天不计。3、电力系统标幺制中选择基准值的要求是，首先选择。4、电力系统的一次调频由完成，二次调频由完成。5、电力系统是由生产、变换、、和消耗电能的电气设备（如发电机、、以及各种用电设备等）联系在一起组成的统一整体。6、按照频率调整的要求，主调频厂应具备以下条件：;;调整输出功率时符合安全及经济原则。此外，调整频率时，还要考虑引起的上功率的波动和某些中枢点的是否超出允许范围。7、电压调整的措施有发电机调压、、和线路串联补偿器调压。二、作图题（每小题7分，共14分）8、画出两条线路并联和一台变压器的参数及等值电路图。9、画出两端发电机组和线路组成接线方式的参数及等值电路图。三、简述题（共20分）word格式-可编辑-感谢下载支持10、简述采用牛顿—拉夫逊法进行潮流计算的步骤。（8分）11、电力系统中潮流计算的约束条件是什么？（6分）12、某架空线π型等值电路，阻抗为R+jX，对地导纳为两个jB/2，始端电压为V1，末端电压为V2，始端流入阻抗的功率为P1+jQ1，试分析该线路对外何时为容性元件？何时为感性元件？（6分）四、（共36分）计算分析题B2.74104S，13、某110kV输电线路，如图3所示，参数如下：X40.9，R21，线路末端功率P210MW，cos20.95滞后，已知末端电压为110kV，试计算始端电压的大小，始端功率，并作出相量图。（12分）图3该系统的等值电路图14、图4.1所示意升压变压器，其额定容量为31.5MV•A，变比为10.5/12122.5%，归算到高压侧的阻抗ZT(3j48)，通过变压器的功率Smax(24j16)MV•A，Smin(13j10)MV•A。高压侧调压要求Umax120kV，Umin110kV，发电机电压的可能调整范围为10~11kV，试选变压器分接头。（12分）图4.115、如图5.1所示为电源经两条变压器—输电线路向负荷供电的两级电压环形网络，变压器变比为T1:k1110/10，T2:k2116/10，变压器归算到低压侧的阻抗与输电阻抗之和为ZT1ZT2j2，导纳忽略不计。已知用户负荷为SL(16j12)MV•A，低压侧母线word格式-可编辑-感谢下载支持电压为10kV，求功率分布及高电压侧电压。（12分）5.1（a）环形网络《电力系统稳态分析》课程试卷（2）答案一、填空题（每空1.5分，共30分）1、保证安全可靠持续的供电；要有合乎要求的电能质量；要有良好的经济性。2、电晕现象是架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导体附近的空气游离而产生局部放电的现象；Pg；有功。3、在标幺制中各物理量都用标幺值表示；基准值。4、调速器；调频器。5、传送；分配；变压器；电力线路。6、机组要有足够的调整容量及范围;调频机组具有能适应负荷变化需要的调整速度；联络线；电压波动。7、改变变压器变比调压；利用无功功率补偿调压二、作图题（每小题7分，共14分）8、解：如图1所示word格式-可编辑-感谢下载支持图19、解：如图2所示图2三、简述题（共20分）10、答：采用牛顿－拉夫逊法进行潮流计算的步骤1）形成节点导纳矩阵；2）设定节点电压初值；3）代入数值，求修正方程式的常数项向量；4）求雅可比矩阵元素；5）根据修正方程式求修正向量；6）求取节点电压新值；7）检查是否收敛，如不收敛，则以各节点电压的新值作为初值，自第三步开始下一次迭代，否则转入下一步；8）计算支路功率分布，PV节点无功功率和平衡节点注入功率。11、答常用的约束条件有：（1）所有节点电压必须满足UiminUiUimax,(i1,2,3.,n)，即节点电压幅值在一定的范围之内；word格式-可编辑-感谢下载支持(2)所有的电源节点的有功功率和无功功率必须满足条件PGiminPGiPGimax，QGiminQGiQGimax；(3)某些节点之间电压的相位差满足ijij定性。max，这是为了保证系统运行的稳22PV12V221Q112、答：线路的无功损耗为：ΔQL+ΔQB=XB；可见，当第一项2V12大于第二项时为感性，小于则为容性，第二项数值无多大的变化，主要在第一项，当流过阻抗的功率很小时为容性，增大到某值时变为感性。四、计算分析题（共36分）13、解：2arccos2arccos0.9518.195Q2P2tan210tan18.1953.287(Mvar)S210j3.287(MVA)B21S2Q2jU2j2.741041102j1.6577(Mvar)22S2S210j3.287j1.657710j1.629(MVA)S2电压降落的纵分量、横分量分别为U2X10211.62940.9P2RQ22.515(kV)U2110U2R1040.91.62921P2XQ23.407(kV)U2110始端电压U1(U2U2)2(U2)2(1102.515)2(3.407)2112.57kV始端电压角度arctan输电线路的功率损耗U2U2U2arctan3.4071.7341102.5152P22Q21021.6292S(RjX)(21j40.9)(0.178j0.347)MVA2U21102word格式-可编辑-感谢下载支持B1S1Q1jU12j2.74104112.572j1.736(Mvar)22始端功率SS110j1.6290.178j0.347j1.73610.178j0.24(MVA)S1S2对应的相量图如图3.1所示。图3.1相量图14、解：先计算变压器的电压损耗UTmaxUTmin2431648kV7kV1201331048kV4.718kV110根据发电机电压的调整范围可以算出U1tmax(1207)10.5kV(133.35~121.227)kV(10~11)(1104.718)10.5kV(120.454~109.504)kV(10~11)U1tminU1t•av121.227120.454kV120.841kV2选出最接近的标准分接头，其电压为U1t121kV。验算对发电机端电压的实际要求U1tmaxU1tmin10.5(1207)kV11.020kV12110.5(1104.718)kV9.955kV121计算结果表明所选分接头能满足调压要求。15、解：先假设变压器变比相等，用力矩法求初始功率分布SaSLZT2j2(16j12)8j6(MVA)ZT1ZT2j2j2word格式-可编辑-感谢下载支持5.1（b）等效电路同理可得SbSa8j6(MVA)求循环功率。在ab将网络断开，则b点电压为10kV，而a点电压为10k1/k2(kV)，由两端电压降落引起的循环功率为UN(UbUBScZT1ZT2k1)k210(1010110)116j1.31(MVA)j2j2于是网络的实际功率分布为ST1SaSc8j6j1.318j7.31(MVA)ST2SaSc8j6j1.318j4.69(MVA)然后计算功率损耗及始端A点的功率。在B点（功率分点）将环形网络拆开为两个开式网络，两个阻抗中的功率损耗为ST12PT21QT827.3121ZT1j2j2.35(MVA)22UN102PT22QT824.6922ZT2j2j1.72(MVA)22UN10ST2始端A点的总功率SASLST1ST116j12j2.35j1.7216j16.07(MVA)进而推算始端的电压（忽略电压降落的横分量）。阻抗ZT1上电压降落纵分量为UT1PT1RT1QT1XT1807.3121.46(kV)UB10归算到低压则的始端A点电压为word格式-可编辑-感谢下载支持UAUBUT1101.4611.46(kV)高压侧的实际电压UAkUA11011.46126(kV)10