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《电力系统分析》综合复习资料


《电力系统分析》综合复习资料 一、选择题
1.短路电流量大的短路为( A、单相短路 C、两相短路接地 2.a 为旋转因子 a+a2 等于多少( A、0 C、-1 ) 。 B、两相短路 D、三相短路 ) 。 B、1 D、2 ) 。

3.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比,其值要( A、大 C、相等 B、小 D、都不是

4.在发电机稳态运行状态中,机械功率 PT 与电磁功率相比,将( A、大 C、相等 5.P-δ 曲线被称为( A、耗量特性曲线 C、正弦电压曲线 ) 。 B、负荷曲线 D、功角曲线 ) 。 B、小 D、无关系

) 。

6.等面积定则主要用于分析简单系统的( A、潮流计算 C、调压计算

B、故障计算 D、暂态稳定分析 ) 。

7.系统备用容量中,哪种可能不需要( A、负荷备用 C、事故备用

B、国民经济备用 D、检修备用 ) 。

8.电力系统潮流分布计算中,复功率 S 的单位是( A、MW C、MVA B、MVar D、KW

9.用电设备的额定电压一般与所接网络的额定电压( A、高 5% C、低 5% B、相同 D、低 10%

) 。

10.中性点不接地系统,发生单相故障,非故障相电压上升为( A、相电压的 3 倍 B、相电压的 2 倍
1

) 。

C、相电压

D、3 倍的相电压 ) 。

11.无限大功率电源供电系统发生三相短路,短路电流的非周期分量的衰减速度( A、ABC 三相相同 C、A、B 两相相同 12.冲击系数 kim 的数值变化范围是( A、0≤kim≤1 C、0≤kim≤2 B、BC 两相相同 D、AC 两相相同 ) 。 B、1≤kim≤2 D、1≤kim≤3 ) 。

13.电力系统不对称短路包括几种短路类型( A、1 C、3 14.无限大功率电源的内部电抗为( A、∝ C、0.3~1.0 B、2 D、4 ) 。 B、0.0

D、1.0~10 ) 。

15.理想同步发电机 ABC 坐标系下,定子绕组间的互感系数的变化周期( A、常数 C、2π B、π D、3π

16.为能在实际负荷超过预测值时及时地向增加的负荷供电而设置的备用容量称为( A、国民经济备用 C、检修备用 B、负荷备用 D、事故备用 ) 。

) 。

17.在电力系统的标么值计算中,基准功率和基准电压之间的关系满足( A、 S B ?

UBIB

3

B、 S B ? U B I B D、 S B ? 3U B I B ) 。

UBIB C、 S B ? 1.732

18.简单电力系统考虑阻尼作用的静态稳定判据为( A、阻尼系数 D>0,整步功率系数 S eq >0 C、阻尼系数 D>0,整步功率系数 S eq <0

B、阻尼系数 D<0,整步功率系数 S eq >0 D、阻尼系数 D<0,整步功率系数 S eq <0

二、填空题
1.依据一次能源的不同,发电厂可分为__________、__________、__________等。 2.采用分裂导线的目的是__________。 3.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__________要求。 4.潮流计算中的电压数值约束条件是由__________决定的。 5.发电机定子三相短路时为维持定了绕组的磁链守恒的定子绕组产生__________分量电流。
2

6.在我国 110kV 以上电力系统的中性点运行方式一般为__________。 7.电压降落指元件两端电压的__________。 8.在电磁环网中,由于变压器变比不匹配而产生的功率称为__________。 9.电力系统频率的一次调整,通过调节发电机组上的__________完成。 10.双绕组变压器的分接头在__________侧。 11.在同一系统中,为使系统维持暂态稳定性,使极限切除角最小所对应的短路故障应是_________。 12.衡量电能质量的指标主要有_________,_________和_________。 13.在电力系统得潮流分布计算中,习惯上是直接用三相功率和_________电压来计算。 14.频率的二次调整是由发电机组的_________进行调整 15.双绕组变压器可供调整地分接头通常在__________。 16.输电线路的正序阻抗与负序阻抗大小通常__________。 17.快速切除故障将使得系统的暂态稳定性得到 。

18 .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速面积,系统将 __________暂态稳定性。
?。 19.频发电机暂态电抗 X ? d __________于次暂态电抗 X ? d

20.根据正序等效定则,单相短路的附加阻抗 Z ? 为__________。

三、问答题
1.简述静态稳定和暂态稳定的区别,为什么简单系统的暂态稳定分析不能采用线性化的方法。 2.电力系统频率的一次调整指的是什么?能否做到频率的无差调节? 3.电力系统电压调整的措施有哪些? 4.简要说明电力系统电压调整可以采用哪些措施? 5.列出三种提高系统静态稳定的措施? 6.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? 7.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? 8.实际系统在什么情况下采用恒定电势源数学模型?本身具有什么特性? 9.在电力系统中产生短路冲击电流的条件是什么? 10. 为什么在用计算机对某网络初次进行潮流计算时往往是要调潮流?而并非任何情况下只一次送入初始值算出 结果就行呢?要考虑什么条件?各变量是如何划分的?哪些可调?哪些不可调? 11.若想提高电力系统暂态稳定性所要考虑的基本原则是什么?提高电力系统静态稳定性呢? 12.在同步发电机出口发生三相短路时,为什么用次暂态和暂态电势来分析、计算短路电流?是否可只用 Eq 来 分析、计算短路电流?为什么?
3

13.某三个节点的环网,A 节点为电源节点且电压给定,而 B、C 节点为负荷节点且功率已知,若用手算潮流要 求达到一定的精度,请给出计算的步骤。

四、计算题
1、某工厂供电系统如图所示,已知电力系统出口断路器容量为 1600MVA,试求工厂变电所 10kV 母线 k1 点短路 和 380V 母线 k2 点短路时的三相短路电流 Ik、冲击短路电流 ish、冲击短路电流有效值 Ish 和短路容量 Sk。
T1 k1 T3 WL1 8km Soc=1600MVA 0.4Ω/km T2 WL2 1km

∞电源

k2

~

0.38Ω/km 10kV 800KVA 380V 35kV 10kV Uk%=4.5 2500KVA Uk%=7.5

2、某系统 A,当负荷增加 500MW 时,频率下降 0.2Hz;系统 B,当负荷增加 400MW 时,频率下降 0.1Hz。当系 统 A 运行于 49.9Hz,系统 B 运行于 50Hz 时,将两系统用联络线联系,求联络后的互联系统频率及联络线上 交换的功率是多少?(假设功率的正方向由 A 至 B) 3、两个火电厂并联运行,其燃料耗量特性如下:
2 F1 ? (4 ? 0.3P G1 ? 0.0008P G1 )t / h 2 F2 ? (3 ? 0.33P G2 ? 0.0004P G2 )t / h

200MW ? P G1 ? 300MW 340MW ? P G1 ? 560MW

系统总负荷为 550MW,试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。 4、如图所示的电力系统中,已知条件如下:变压器 T 型号为 S9-40000/110,ΔPk=100kW,Uk%=10,线路 AC 与线 路 BC 长度分别为 50km 与 40km,r1=0.2Ω/km,x1=0.4Ω/km,变压器低压侧负荷为 SLD=30+j20MVA,A 点、B 点同时向负荷供电,而且 A、B 点电压均为 115kV,试求: (1)线路 AC、BC 的功率分布; (2)C 点的电压 (提示:变压器和线路均采用一字型等值电路)

A

50km

C

40km

B

T SLD

4

参考答案
一、选择题
1 D 10 A 2 C 11 A 3 C 12 B 4 C 13 C 5 D 14 B 6 D 15 B 7 D 16 B 8 C 17 C 9 B 18 A

二、填空题
1、水力发电厂 2、减小电量和电抗 3、可靠性 4、电压质量标准 5、直流 6、直接接地 7、相量差 8、循环功率 9、调速器 10、高压绕组 11、三相短路 12、电压 13、线 14、调频器 15、高压侧 16、相等 17、提高 18、失去 19、大 20、Z∑(2)+Z∑(0) 波形 频率 火力发电厂 核能发电厂

三、问答题
1、答: 静态稳定:在小干扰下电力系统能否恢复到原来的稳定运行状态; 暂态稳定: 在大干扰下电力系统能否恢复到原来的运行状态或是过渡到新的稳定运行状态。 因为受到大干扰, 电力系统结构发生变化,运行参数发生变化。
5

2、答: 负荷变化引起频率偏差时,系统中凡装有调速器又留有可调容量的发电机组都自动参加频率调整,这就是电 力系统频率的一次调整。电力系统频率的一次调整只能做到有差调节。 3、答: 电力系统电压调整可采用的措施有:改变发电机端电压调压;改变变压器电压比调压,补偿无功功率调压, 改变电力线路参数调压。 4、答: 电力系统电压调整可采用的措施有:改变发电机端电压调压;改变变压器电压比调压,补偿无功功率调压, 改变电力线路参数调压。 5、答: 提高暂态稳定主要是增大减速面积减小加速面积。而提高静态稳定的措施主要是提高 Kp 值。当 P0 一定时则 提高 Pm 而 Pm=EV/X 则增大 E 和 V,或减小 X。 6、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。 7、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。 8、答: 当短路点远离电源出口时,使得 Z 外>>Z 内即电源出口到故障点间阻抗远远大于电源内阻抗,这时就可以忽略 电源内阻抗。这就相当于电源内阻抗为零的电源即恒定电势源。特点:内阻抗为零,频率恒定,电势恒定。 9、答: 产生冲击电流的条件有三条:短路前空载、短路时电流正处于幅值相位、经过半个周期。 10、答: 因为潮流计算时的功率方程是非线性,多元的具有多解。初始条件给定后得到的结果不一定能满足约束条件 要求。要进行调整初值后才能满足。其约束条件有:Uimin≤Ui≤Uimax、Pimin≤Pi≤Pimax、Qi≤Qi≤Qimax、│δij│≤ ε;
6

负荷的 PQ 为扰动变量,发电机的 PQ 为控制变量,各节点的 Vδ 为状态变量;扰动变量是不可控变量,因而也是 不可调节的。状态变量是控制变量的函数,故控制变量和状态变量都是可调节的。 11、答: 提高暂态稳定主要是增大减速面积减小加速面积。而提高静态稳定的措施主要是提高 Kp 值。当 P0 一定时则 提高 Pm 而 Pm=EV/X 则增大 E 和 V,或减小 X。 12、答: 当发生短路时次暂态的暂态电势是不会突变的。因此可用正常稳定时的电流和电抗值算出他们。来对短路情 况进行分析,但只用 Eq 是不行的,因为在短路时 Eq 是会变化的 Eq=Eq*o++ΔEq。但 ΔEq 却无法知道。因此不能只 用 Eq 来分析。 13、答: 若想手算环网潮流,首先应把环网分解成辐射网才能细算 1)根据 S12=

S( ? S3 Z31 2 Z 23 ? Z 31 ) Z12 ? Z 23 ? Z31
* * *

*

*

*

算出 S12;

2)根据基尔霍夫电流定律分别求出其他支路功率初步分布,找到功率分点; 3)在无功分点处将网络解开成辐射网; 4)设全网为额定电压,从末端负荷节点向 1 号节点推算各支路功率; 5)从 1 节点用给定的电压和已算出的功率向末端推算各节点的电压; 6)再用给定功率和算得的电压从末——首推算功率和电压。直到满足首端电压和末端功率为止。

四、计算题
1、解: 1)取基准容量 基准电压
Id2 ? Sd 3U d 2

S d ? 100MVA U d1 ? 37kV 、 U d 2 ? 10.5kV 、 U d 3 ? 0.4kV
? 100 3U d 2 ? 5.5kA

Id3 ?

Sd 3U d 3

? 144.3kA

2)计算电抗标幺值 系统 S
* X1 ?

Sd 100 ? ? 0.0625 S oc 1600
* X2 ? X 0 l1

线路 WL1

Sd
2 Ud 1

? 0.234

线路 WL2

* X5 ? X 0l2

Sd ? 0.345 2 Ud 2

7

变压器 1T、2T

* * X3 ? X4 ?

U K % Sd ? ? 3.0 100 S N

变压器 3T

* X6 ?

U K % Sd ? ? 5.625 100 S N

3)画出短路电流计算等效电路。
3 3.0 1 0.0625 2 0.234 4 3.0 K1 6 5.625 K2

5 0.345

4) K1 点三相短路时的短路电流和容量
* * * * * XK 1 ? X 1 ? X 2 ? X 3 // X 4 ? 1.7965

* IK 1?

1
* XK 1

? 0.557

* I K1 ? I d 2 I K 1 ? 3.06kA

i sh .K1 ? 2.55I k1 ? 7.803kA

i sh .K1 ? 1.51I k1 ? 4.62kA

S K1 ?

Sd
* XK 1

? 55.66MVA

5)计算 K 2 点三相短路时的短路电流
* * * * XK 2 ? X K1 ? X 5 ? X 5 ? 7.76651

* IK 2 ?

1
* XK 2

? 0.1288

* I K 2 ? I d3I K 2 ? 18.54kA

i sh .K 2 ? 1.84I k1 ? 34.1kA

i sh .K 2 ? 1.09I k1 ? 20.2kA

SK2 ?

Sd
* XK 2

? 12.88MVA

2、解:

KA ? ? KB ? ?

?PDA 500 ? ? 2500 ( MW / Hz) ?f A 0.2 ?PDA 400 ? ? 4000 ( MW / HZ ) ?f B 0.1

设两系统联络后的频率为 f,联络线上交换的功率为 ?PAB , 对 A 系统有: ?PDA ? ?P GA ? ?P AB ? ? K A ( f ? 49.9) 对 B 系统有: ?PDB ? ?P GB ? ?P AB ? ? K B ( f ? 50)

?PDA ? ?PGA ? ?PDB ? ?PGB ? 0 ,所以有

??PAB ? ? K A ( f ? 49.9) ? ? ? ?PAB ? K B ( f ? 50)
解上方程组,得到: f ? 49.962Hz , ?PAB ? ?153.85MW 3、解:
8

P G2 ? 550 ? P G1 ,
各发电厂的燃料耗量微增率为

?1 ?

dF1 d 2 ? (4 ? 0.3PG1 ? 0.0008PG1 ) ? 0.3 ? 0.0016 PG1 dPG1 dPG1

?2 ?

dF2 d 2 ? (3 ? 0.33PG2 ? 0.0004 PG2 ) ? 0.33 ? 0.0008PG2 dPG2 dPG2

令 ?1 ? ?2 并将 P G2 ? 550 ? P G1 代入得

PG1 ? 195.8 PG1 ? 254.2
但是 P 的最小允许负荷P G1 G1 ? 200MW , 故P G1 ? 200MW

P G2 ? 350MW
4、解:
(1)计算线路功率分布 计算变压器的电阻、电抗和损耗

RT ?

2 ?PKU N 100 ?1102 3 ? 10 ? ?1000 ? 0.76? 2 SN 400002

2 10U N U K % 10 ?1102 ?10 XT ? ? ? 30.25? SN 40000 2 2 PLD ? QLD 302 ? 202 Z ? (0.76 ? j30.25) ? 0.08 ? j3.25MVA T 2 UN 1102

?ST ?

则 C 点的运算负荷为:

SC ? SLD ? ?ST ? 30 ? j 20 ? 0.08 ? j3.25 ? 30.08 ? j 23.25MVA Z AC ? z1lAC ? (0.2 ? j0.4) ? 50 ? 10 ? j 20MVA Z BC ? z1lBC ? (0.2 ? j 0.4) ? 40 ? 8 ? j16MVA

S AC ? S BC ?

SC Z BC Z AB ? Z BC SC Z AC Z AB ? Z BC
* * * * *

*

?

(30.08 ? j 23.25) ? (8 ? j16) ? 13.37 ? j10.33MVA (10 ? j 20) ? (8 ? j16) (30.08 ? j 23.25) ? (10 ? j 20) ? 16.71 ? j12.92MVA (10 ? j 20) ? (8 ? j16)
9

?

? S AC ? SBC ? SC
? 功率分布计算正确
(2)计算 C 点的电压 A 点的负荷为:

S A ? S AC ?

2 2 PAC ? QAC 13.372 ? 10.332 Z ? 13.37 ? j 10.33 ? (10 ? j 20) AC 2 UN 1102

? 13.61 ? j10.8MVA
?U AC ? PA RAC ? QA X AC 13.61?10 ? 10.8 ? 20 ? ? 3.06kV UA 115
PA X AC ? QA RAC 13.61? 20 ? 10.8 ?10 ? ? 1.43kV UA 115

? U AC ?

U C ? (U A ? ?U AC ) 2 ? ? U AC ? (115 ? 3.06) 2 ? 1.432 ? 111.95kV
因此,C 点的电压为 111.95kV。

7c7eeca2-37a4-48ff-aa36-d779035820ae.doc

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