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《电力系统分析》复习题


电力系统分析复习题

《电力系统分析》复习题
一、 选择题
1.采用分裂导线的目的是( A ) A.减小电抗 B.增大电抗 C.减小电纳 D.增大电阻 2.下列故障形式中对称的短路故障为( C ) A.单相接地短路 B.两相短路 C.三相短路 D.两相接地短路 3.简单系统静态稳定判据为( A ) A. dPE / d? >0 C. dPE / d? =0 B. dPE / d? <0 D.都不对 )

4.应用等面积定则分析简单电力系统暂态稳定性,系统稳定的条件是( C A.整步功率系数大于零 B.整步功率系数小于零 C.最大减速面积大于加速面积 D.最大减速面积小于加速面积 5.频率的一次调整是( A ) A.由发电机组的调速系统完成的 B.由发电机组的调频系统完成的 C.由负荷的频率特性完成的 D.由无功补偿设备完成的 6.系统备用容量中,哪种可能不需要( A.负荷备用 A ) B.国民经济备用

C.事故备用 D.检修备用 7.电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的( A ) A.可靠性要求 B.经济性要求 C.灵活性要求 D.优质性要求 9.中性点不接地系统发生单相接地短路时,非故障相电压升高至( A ) A.线电压 B.1.5 倍相电压 C.1.5 倍线电压 10.P-σ 曲线被称为( A.耗量特性曲线 C.正弦电压曲线 11.顺调压是指( B ) D ) B.负荷曲线 D.功角曲线 D. 2 倍相电压

A.高峰负荷时,电压调高,低谷负荷时,电压调低 B.高峰负荷时,允许电压偏低,低谷负荷时,允许电压偏高 C.高峰负荷,低谷负荷,电压均调高 D.高峰负荷,低谷负荷,电压均调低 12.潮流方程是( A.线性方程组 C.线性方程 D ) B.微分方程组 D.非线性方程组
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13.分析简单电力系统的暂态稳定主要应用( A.等耗量微增率原则 C.小干扰法

B

)

B.等面积定则 D.对称分量法

14.电力线路等值参数中消耗有功功率的是( A ) A.电阻 B.电感 C.电纳 D.电容

15.一般情况,变压器的负序电抗 XT(2)与正序电抗 XT(1)的大小关系为( C ) A.XT(1)>XT(2) C.XT(1)=XT(2) B.XT(1)<XT(2) D.XT(1)>>XT(2)

16.电力系统分析中,有功功率的单位常用( B ) A.VAR B.MW C.MVA D.V

17.在下列各种故障类型中,属于纵向故障的是( D ) A.两相短路 C.单相接地短路 B.两相断线 D.两相短路接地

18.利用 P—Q 分解法和牛顿—拉夫逊法进行潮流计算,二者的收敛速度是( C ) A.P—Q 分解法高于牛顿—拉夫逊法 B.无法比较 C.牛顿拉夫逊法高于 P—Q 分解法 D.两种方法一样 19.电力系统的综合供电负荷加上厂用电之和,称为( A ) A.发电负荷 C.用电负荷 20.构成电力网的主要设备有( B ) A.变压器,用户 C.电缆,架空线 B.变压器,电力线路 D.电阻,电容 B.供电负荷 D.工业负荷

21.系统发生两相接地短路故障时,复合序网的连接方式为( A ) A.正序、负序、零序并联 C.正序、零序并联、负序开路 B.正序、负序并联、零序网开路 D.零序、负序并联,正序开路

22.系统发生两相短路故障时,复合序网的连接方式为( B ) A.正序、负序、零序并联 C.正序、零序并联、负序开路 B.正序、负序并联、零序网开路 D.零序、负序并联,正序开路

23.系统发生单接地短路故障时,复合序网的连接方式为( A ) A.正序、负序、零序串联 C.正序、零序并联、负序开路 24.二相断线时的复合序网是在断口处( A.三序网串联 C.正序网负序网并联 B.正序、负序并联、零序网开路 D.零序、负序并联,正序开路 A )。 B.三序网并联 D.正序网与零序网并联

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25.无零序电流分量的不对称短路是( B ) A.三相短路 C.单相接地短路 B.两相短路 D.两相短路接地

26.电力系统短路故障计算主要求取的物理量是( A ) A.电压,电流 C.电阻,功率 B.电阻,电抗 D.电流,电抗

27.在电力系统的下列接线方式中,属于有备用接线的是( A ) A.两端供电网 C.单回路放射式接线 B.单回路干线式 D.单回路链式接线

28.利用等面积定则分析简单系统的暂态稳定性,当最大可能的减速面积小于加速面积,则 系统将( A ) A.失去暂态稳定性 B.保持暂态稳定性 )。

C.临界稳定 D.无法判断 29.用牛顿-拉夫逊法进行潮流迭代计算,修正方程求解的是( D A.线路功率 B.节点注入功率 C.节点电压新值 D.节点电压修正量 30.系统中无功功率不足,会造成( D )。 A.频率上升 B.频率下降 C.电压上升 D.电压下降 31.同步发电机,三种电势 E q 、E′、E″之间的大小关系为( A A. E q > E′> E″ C. E? q > E′> E″ B. E q < E′< E″

)

? > E′> E″ D. E? q

32. 最小负荷时将中枢点的电压调低(100%UN), 最大负荷时将中枢点的电压调高(105%UN), 这种中枢点调压方式为( A.顺调压 C.逆调压 A.大 C.相等 34.我国电力系统的额定频率为( A.30HZ C.50HZ C ) B.40HZ D.60HZ D ) C ) B.恒调压 D.常调压 C ) B.小 D.都不是

33.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比,其值要(

35.电力系统中发生概率最多的短路故障是( A.三相短路 C.两相短路接地

B.两相短路 D.单相接地短路
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37.在电力系统潮流计算中,PV 节点的待求量是( A A.Q、 ? C.V、 ? B.P、Q D.P、V

)

38.电力系统有功负荷最优分配的原则是( D ) A.等面积原则 C.等负荷原则 B.等力矩原则 D.等耗量微增率原则

39.中性点经消弧线圈接地的运行方式,在实践中一般采用( B ) A.欠补偿 C.全补偿 B.过补偿 D.恒补偿

40.已知一节点所带负荷,有功功率为 P,视在功率为 S,则功率因数角 ? 为( D ) A.arcctg C.arctg

P S

B.arcsin D.arccos

P S P S

P S

41.应用小干扰法分析系统静态稳定,计及阻尼系数作用时,系统稳定的条件是( D ) A.D<0 SEq>0 C.D>0 SEq<0 B.D<0 SEq<0 D.D>0 SEq>0

42.电力系统的有功功率电源是( A ) A.发电机 B.变压器

C.调相机 D.电容器 43.减小输电线路有功损耗可通过( C ) A.增大线路有功功率 B.增大线路无功功率 C.提高线路两端电压 D.增大输电线路电阻 44.中性点不直接接地系统,发生单相短路故障,非故障相电压上升为( C ) A. 3 倍的线电压 C. 3 倍的相电压 B. 2 倍的线电压 D. 2 倍的相电压

45.用功率和阻抗表示的电压降落纵分量的表达式为( A ) A. ?U ? C. ?U ?

PR ? QX U PR ? QX U

B. ?U ? D. ?U ? D

PX ? QR U PX ? QR U
)

46.我国电力系统的额定电压等级有( A.115、220、500(KV)

B.110、230、500(KV)

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C.115、230、525(KV) A.变压器、输电线 C.输电线、中性点 48.有备用接线方式有( A.放射式、环式、链式 C.环式、双端电源供电式 49.有备用电源接线方式的优、缺点是( A.可靠性高、电压高 B.可靠性高,造价低 C.可靠性高,造价高 D.可靠性低,造价高 50.衡量电能质量的指标有( A.电压和功率 C.电流和功率 D ) C )

D.110、220、500(KV) D ) B.发电机 D.输电线路和线路对地电容 B.放射式、干线式、链式 D.B 和 C C )

47.中性点不接地系统中发生单相接地时,接地点有电流流过,电流的通路是(

B.频率和功率 D.电压大小,波形质量,频率

二、 填空题
1.在计算机潮流计算的三类节点中,数量最多的一类节点是 PQ 节点 2.在标么制中,只需选定两个基准值,常选的是电压和 功率 。 3.电力系统运行的基本要求有可靠性、优质性和 经济性 。 4.电能质量是指电压质量、波形质量和 频率质量 。 5.输电线路的正序阻抗与负序阻抗大小通常 相等 。 6.快速切除故障将使得系统的暂态稳定性得到 提高 。 7.三个不对称向量分解为三组对称向量的方法是 对称分量法 。 速面积,系统将 10. 发电机暂态电抗 X ? d 失去______暂态稳定性。 50 Hz。 大 。

8. 在简单系统中,应用等面积定侧分析系统的暂态稳定性,若加速面积大于最大可能的减 9. 我国规定的电力系统额定频率为

?。 于次暂态电抗 X ? d

11. 根据正序等效定则,单相短路的附加阻抗 Z ? 为

Z∑(2)+Z∑(0)



12. 输电线路的电气参数有电阻、电抗、电导和 电纳 。 (1) 13. 在电力系统中, 单相接地短路可以简记为 f ,三相短路可简记为 f(3) ,两相短路可以简记 为 f(2) ,两相接地短路可简记为 f(1,1) 。 14. 一台变压器将两电力网络相连,其额定电压为 121/220,则它是 15.潮流计算中,PQ 节点待求的物理量是该节点的电压幅值和 16.电力系统中,备用容量按存在形式可分为两种:即热备用和 升压 变压器。 。 。

电压相位 冷备用

17.在任何负荷下,中枢点的电压保持为大约恒定的数值(102%—105%UN) ,这种调压方式 为 恒调压 。 18.潮流计算中,常将节点分类成 PQ 节点、PV 节点和 Vθ 节点 19.电力系统的频率主要和 有功功率 有关。
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电力系统分析复习题

20.当供电电源内阻抗小于短路回路总阻抗的 10%时, 则电源可作为 无穷大功率电源 处理。 21.同步发电机派克变换是将定子 a,b,c 三相电磁量变换到与转子同步旋转的 d,q,0 坐标 系上。

22. 在我国 110KV 及以上的系统中, 中性点的运行方式一般采用 中性点直接接地方式 。
23.如果一条支路的阻抗为 2+5j,则它是 24.耗量特性曲线上某一点切线的斜率为 感 性。 。 电压相位θ 。

耗量微增率

25.潮流计算中,PV 节点待求的物理量是该节点的无功功率 Q 和

26.电力系统频率的调整,主要调节 有功 功率。 27. 电力系统的运行状态可分为正常安全状态、 正常不安全状态(或告警状态) 、 紧 急状态 和 待恢复状态 。 28. 与其他工业产品相比,电能的生产、传输、分配和消费具有 整体性 、 快速性 和 同 时性 三个特点。 29. 若某系统的线电压基准值取 UB,功率基准值取 SB,则其阻抗的基准值 ZB(用 UB 和 SB 表示)可以表示为

ZB=UB2/SB



30. 电力系统绝大部分时间都是运行在正常安全状态, 这时电力系统要满足等约束和不等约 束,其中等约束为

PG∑=PD∑+PL , QG∑=QD∑+QL



三、 简答题
1.电力系统的定义是什么?电力系统、动力系统和电力网有何区别? 答:电力系统就是有大量发电机、变压器、电力线路何负荷组成的旨在生产、传输、分 配何消费电能的各种电气设备按一定的方式连成的整体。 动力系统不但包括电力系统, 还包括发电厂的动力设备, 如水电厂的水轮机、 水库等等。 电力网是电力系统中传输何分配电能的部分。由此可见,动力系统包括电力系统,而电力系 统又包括电力网。 2. 写出电力系统的暂态稳定和电力系统的静态稳定的定义?稳定的标志是什么? 答:电力系统的暂态稳定是指电力系统在某一运行状态下受大的扰动后能否继续保持同 步运行。如系统中任何两台发电机之间的功角差都不随时间一直增大,则改系统暂态稳定; 否则,暂态不稳定。 电力系统的静态稳定是指电力系统在某一运行状态下受到小扰动后能否继续保持稳定运 行。 如果系统受到下扰动后不发生周期失步或非周期失步, 继续运行在起始电或转移到一个 相近的稳定运行点,则称系统对该运行情况为静态稳定。否则为静态不稳定。 3. 为什么必须进行电压调整?电压调整的目标是什么? 答:各种电气设备都是按额定电压设计和制造的,只有在额定电压下运行,电气设备才 能获得最佳的效益和性能。电压如果偏离额定值,轻则影响经济效益,重则危及设备安全。 电压调整的目标是使各类用户的电压保持在规定的允许偏移范围内。 4.简述电力系统的电压调整可采用哪些措施? 答:发电机调压、变压器调压、并联补偿调压、串联补偿调压

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电力系统分析复习题

5 列出五种提高电力系统暂态稳定性的措施。 解:快速切除故障、强行励磁、自动重合闸、强行串联电容补偿、电气制动、快关气门和连 锁切机。 (上述任意五种) 6.试写出派克变换矩阵 P 的逆矩阵 P-1。 解: P
?1

cos? ? sin ? 1? ? ? ? ? ? ?cos(? ? 120 ) ? sin(? ? 120 ) 1? ? ? ? ? ? cos( ? ? 120 ) ? sin( ? ? 120 ) 1 ? ?

7. 试写出派克变换矩阵 P

? ? cos? 2? ? sin ? 解: P ? 3? 1 ? ? 2

? cos(? ? 120? ) ? ? sin(? ? 120? ) ? sin(? ? 120? )? ? 1 1 ? 2 2 ? cos(? ? 120? )

8.试写出 a 相发生单相接地短路,写出其边界条件和对称分量形式(省略下标 a) 。 解:单相接地短路的边界条件为

? ?0 ? ? U fa ?? ? I ? ? ? fb I fc ? 0

对称分量形式 ? ? ? ? ?U f (1) ? U f ( 2 ) ? U f ( 0 ) ? 0 ? ? ? ? ? ? I f (1) ? I f ( 2) ? I f ( 0)
9.试写出发生两相短路(a 相为特殊相,b、c 相短路)的边界条件和对称分量形式。 解:边界条件为

? ? 0, I ? ? ?I ? ? ?I fa fb fc ? ? ? ? ? U fb ? U fc
对称分量形式为

? ? I f (0) ? 0 ?? ? ? I f (1) ? ? I f ( 2) ?U ? ? ? f (1) ? U f ( 2 )
10.试写出将三相不对称相量转换成正序、负序、零序分量所用的对称分量变换矩阵。 解: T
?1

?1 a 1? ? ?1 a 2 3 ?1 1 ?

a2 ? ? a? 1? ?

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四、计算题

1. 下图所示的一简单电力系统,由发电机 G 经过电力线路 L 供给负荷 D。已知 发电机的额定容量为 SGN=25.MVA,端电压为 10.5kV,电力线路 L 的阻抗 ZL =0.05+j0.2Ω 。求负荷的端电压 UD 和发电机的输出功率。

解:取 UG 为参考量,即 UG=10.5 ? 0°,则

?? I

? U G 3(Z L ? Z D )

?

10.5?0 0 3 (0.05 ? j 0.2 ? 3.6 ? j 2.3)

? 13703 ? ? 34.40850 ? ? 3Z ? I ? U 3 (3.6 ? j 2.3) ? 13703 ? ? 34.40850 D G ? ? 10.1393 ? ? 1.83440
*

? ? 3U ? I ? 3 ? 10.5?0 0 ? 13703 S ? ? 34.40850 ? 24.9210 ?34.40850 G G ? 20.5606? j14.0826 ( MVA)

2. 已知下图所示的简单电力系统的 UG=10.5kV,求负荷 D1 和 D2 的端电压及发 电机的输出功率 SG。
G ~ UG 0.01+j0.1Ω 0.02+j0.2Ω

D1

6+j0.5Ω

D2

8+j7Ω

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? ? 10.5? 0°,则等效阻抗为 ? 为参考量,即 U 解:取 U G G
Z=0.01+j0.1+
(6 ? j 0.5)(0.02 ? j 0.2 ? 8 ? j 7) = 3.8704 + j1.3471 6 ? j 0.5 ? 0.02 ? j 0.2 ? 8 ? j 7

? 处的电流为 U G ? /Z=10.5/(3.8704 + j1.3471)= 2.4198 – j0.8422 I= U G
负荷 D1 支路的电流为 ID1 = ( 2.4198 – j0.8422 ) × ( 0.02+j0.2+8+j7 ) /

( 6 ? j 0.5 ? 0.02 ? j 0.2 ? 8 ? j7 ) =1.7168 - j0.1820 负荷 D2 支路的电流为 ID2=(2.4198 – j0.8422)×(6+j0.5)/( 6 ? j 0.5 ? 0.02 ? j 0.2 ? 8 ? j7 ) =0.7030 – j0.6602 负荷 D1 的端电压为 UD1=RD1×ID1=(6+j0.5)×(1.7168 - j0.1820) =10.3916 – j0.2335 负荷 D2 的端电压为 UD2=RD2×ID2=(8+j7)×(0.7030 – j0.6602) =10.2455 – j0.3609 发电机输出功率为

SG=UG×I=10.5×(2.4198 – j0.8422)
=25.4076 – j8.8431 3. 设三相电流的瞬时值分别为 (1)
(t ? a0 ) ? ?ia ? ? c o s? ?ia ? ? 1 ? ?i ? ? I ? c o s? ? ? ? 0 ? (t ? a0 ? 1 2 ? 0 ) (2) ? ? b? m ? ? ib ? ? ? ?0.25? ? ? ? (t ? a0 ? 1 02 ? 0 ) ? ic ? ? ? c o s? ? ? ic ? ? ? ? ?0.25? ?

求经 park 变换后的电流 id 、 iq 、 i0 。
解: (1)

? ? 0 0 ? cos(?t ? ? 0 ) cos(?t ? ? 0 ? 120 ) cos(?t ? ? 0 ? 120 ) ? ? cos(?t ? a0 ) ? ?id ? ? 2 ? i ? ? I sin(?t ? ? ) sin(?t ? ? ? 1200 ) sin(?t ? ? ? 120 0 ) ? ?cos(?t ? a ? 120 0 ) ? 0 0 0 0 ?? ? q? 3 m ? ? 0 ? ? ? ? ? ? i 1 1 1 cos( ? t ? a ? 120 ) 0 ? 0? ? ? ?? ? 2 2 2 ?

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?3 ? ? 2 cos(? 0 ? a0 ) ? ? cos(? 0 ? a0 ) ? ? ? 2 ? 2 ? ? = I m ? sin(? 0 ? a0 ) ? ? I m sin(? 0 ? a0 ) ? ? ? 3 ? 3 ? ? 0 ? ? ? ? 0 ? ? ? ? ? ?
(2)

? ? 0 0 ? cos(?t ? ? 0 ) cos(?t ? ? 0 ? 120 ) cos(?t ? ? 0 ? 120 ) ? ? 1 ? ?id ? ? 2 ? i ? ? I sin(?t ? ? ) sin(?t ? ? ? 1200 ) sin(?t ? ? ? 120 0 ) ? ? ?0.25 ? 0 0 0 ?? ? q? 3 m ? ? ? ? ? ? ? ? i 1 1 1 ? 0.25 ? 0? ? ? ?? ? 2 2 2 ?
? 5cos(?t ? ? 0 ) ? Im ? ?5sin(?t ? ? 0 ) ? = ? ? 6 ? ? 1 ? ?
4.写出发生单相接地短路(a 相为特殊相)的三序电压平衡方程和边界条件,并

画出复合序网图。 解:三序电压平衡方程为

? ?U ? ? ? ?U f| 0 | f (? 1 )Z ? I ( f 1 ) ( 1 ) ? ? I ? ? 0 ? U f ( 2 )? Z ? ( 2 f ) ( 2 ) ? 0 ?U ? I ? ?Z f( 0 ) ? ( 0 f ) ( 0 ) ?
边界条件为

? ?U ? ? ? ?U f (1) f (2) ? U f (0) ? 0 ? ? ? ? ? ? I f (1) ? I f (2) ? I f (0)
复合序网图为

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5、写出发生两相接地短路(a 相为特殊相)的三序电压平衡方程和边界条件,并

画出复合序网图。 解:三序电压平衡方程为

? ?U ? ? ? ?U f| 0 | f (? 1 )Z ? I ( f 1 ) ( 1 ) ? ? I ? ? 0 ? U f ( 2 )? Z ? ( 2 f ) ( 2 ) ? 0 ?U ? I ? ?Z f( 0 ) ? ( 0 f ) ( 0 ) ?
边界条件为

? ? ? ? ?U f (1) ? U f (2) ? U f (0) ?? ? ? ? ? I f (1) ? I f (2) ? I f (0) ? 0
复合序网图为

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