電力系統(tǒng)分析習(xí)題

《電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)》習(xí)題一、填空題1輸電線路的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)是指（ ）、（ ）、2、所謂“電壓降落”是指輸電線首端和末端電壓的 （“電壓偏移”是指輸電線某點的實際電壓和額定電壓的31輸電線路的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)是指（ ）、（ ）、2、所謂“電壓降落”是指輸電線首端和末端電壓的 （“電壓偏移”是指輸電線某點的實際電壓和額定電壓的3、 由無限大電源供電的系統(tǒng)，發(fā)生三相短路時，其短路電流包含），它出現(xiàn)在短路后約）秒左右。）的比值。）、（）之差。分量，短路電流的最大瞬時值又叫率等于50HZ時，這個時間應(yīng)為4、 標么值是指（ ）和（5、 所謂“短路”是指（統(tǒng)中短路的基本形式有（電力系統(tǒng)中的有功功率電源是）、（ ）。電力系統(tǒng)的中性點接地方式有）之差。）分量和（ ））個周波左右，當頻），在三相系6、(7、89、（）、無功功率電源是）、）、)、()、((220戈X2.5%,

)、(:電力網(wǎng)的接線方式通常按供電可靠性分為架空線路是由（ ）、10、 電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有（11、 某變壓器銘牌上標示電壓為分別為（ ）、（二、思考題）、（）接線和（）、（）。）接線。）、（）構(gòu)成。）、）個分接頭，各分接頭電壓1、 電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的定義是什么？2、 電力系統(tǒng)的電氣接線圖和地理接線圖有何區(qū)別？3、 電力系統(tǒng)運行的特點和要求是什么？4、 電網(wǎng)互連的優(yōu)缺點是什么？5、 我國電力網(wǎng)的額定電壓等級有哪些？與之對應(yīng)的平均額定電壓是多少？系統(tǒng)各元件的額定電壓如何確定?6、 電力系統(tǒng)為什么不采用一個統(tǒng)一的電壓等級，而要設(shè)置多級電壓？7、 導(dǎo)線型號LGJ-300/40中各字母和數(shù)字代表什么？8、 什么是電暈現(xiàn)象，它和輸電線路的哪個參數(shù)有關(guān)？9、 我國中性點接地方式有幾種？為什么110KV以上電網(wǎng)采用中性點直接接地？110KV以下電網(wǎng)采用中性點不接地方式？10、 架空輸電線路為什么要進行換位？11、 中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，各相對地電壓有什么變化？單相接地電流的性質(zhì)如何？怎樣計算？12、 電力系統(tǒng)的接線方式有哪些？各自的優(yōu)、缺點有哪些？13、 發(fā)電機電抗百分值Xg%勺含義是什么？14、 按結(jié)構(gòu)區(qū)分，電力線路主要有哪幾類？15、 架空線路主要有哪幾部分組成？各部分的作用是什么？16、 電力系統(tǒng)采用分裂導(dǎo)線有何作用？簡要解釋基本原理。17、 電力線路一般以什么樣的等值電路來表示？18、 什么是變壓器的短路試驗和空載試驗？從這兩個試驗中可確定變壓器的哪些參數(shù)?19、 變壓器短路電壓百分數(shù)U%勺含義是什么？20、 雙繞組變壓器的等值電路與電力線路的等值電路有何異同？21、等值變壓器模型是以什么樣的等值電路來表示變壓器的？有哪些特點？又是如何推導(dǎo)的？22、變壓器的額定容量與其繞組的額定容量有什么關(guān)系？繞組的額定容量對于計算變壓器參數(shù)有什么影響？何為三繞組變壓器的最大短路損耗？23、何為負荷的定義？何為綜合用電負荷、供電負荷和發(fā)電負荷的定義和區(qū)別？24、電力系統(tǒng)負荷曲線有哪些？它們有何用途？25、組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)的基本條件是什么？如何把多電壓級電力系統(tǒng)等值成用有名制表示的等值網(wǎng)絡(luò)？26、標幺值及其特點是什么？在電力系統(tǒng)計算中，基準值如何選擇？27、電力系統(tǒng)元件參數(shù)用標幺值表示時，是否可以直接組成等值網(wǎng)絡(luò)？為什么？28、電力系統(tǒng)元件參數(shù)標幺值的兩種計算方法是否相同？為什么？自己試證明一下。29、電力線路阻抗中的功率損耗表達式是什么？電力線路始、 末端的電容功率表達式是什么？上述表達式均是以單相形式推導(dǎo)的，是否適合于三相形式？為什么？30、電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達式是什么？其電壓降落的計算公式是以相電壓推導(dǎo)的，是否適合于線電壓？為什么？31、什么叫電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整及輸電效率？32、影響電壓的因素有哪些？33、什么叫運算功率？什么叫運算負荷？一個變電所的運算負荷如何計算？34、開式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計算的內(nèi)容及步驟是什么？35、欲改變電力網(wǎng)絡(luò)的有功功率和無功功率分布，分別需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的什么參數(shù)？36、求環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中功率分布的力矩法計算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考慮了網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電壓降落？37、力矩法計算公式在什么情況下可以簡化？如何簡化？38、電力網(wǎng)絡(luò)常用的數(shù)學(xué)模型有哪幾種？39、節(jié)點導(dǎo)納矩陣有什么特點？節(jié)點導(dǎo)納矩陣如何形成和修改？其階數(shù)與電力系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)有什么關(guān)系？40、在復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計算機算法中，節(jié)點被分為幾種類型，已知數(shù)和未知數(shù)各是什么？41、 牛頓-拉夫遜法的基本原理是什么？其潮流計算的修正方程式是什么？用直角坐標形式表示的與用極坐標形式表示的不平衡方程式的個數(shù)有何不同？為什么？與節(jié)點導(dǎo)納矩陣有什么關(guān)系？42、 為什么牛頓-拉普遜法對初值的要求比較嚴？43、 PQ分解法是如何簡化而來的？它的修正方程式是什么？有什么特點？44、 電力系統(tǒng)頻率偏高或偏低有哪些危害？45、 電力系統(tǒng)有功功率負荷變化的情況與電力系統(tǒng)頻率的一、二、三次調(diào)整有何關(guān)系？46、 什么是備用容量？如何考慮電力系統(tǒng)的備用容量？備用容量的存在形式有哪些？備用容量主要分為哪幾種？各自的用途是什么？47、 電力系統(tǒng)中有功功率最優(yōu)分配問題的主要內(nèi)容有哪些？48、 什么是機組的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的單位相同，但其物理意義有何不同？49、 什么是等耗量微增率準則？等耗量微增率準則成立的條件是什么？50、 何為電力系統(tǒng)負荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為有功負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)？51、 何為發(fā)電機組的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率？52、 什么是調(diào)差系數(shù)？它與發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率的標幺值有何關(guān)系？53、 互聯(lián)電力系統(tǒng)怎樣調(diào)頻才算合理？為什么？54、 電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和三次調(diào)頻有什么區(qū)別？55、 電力系統(tǒng)中無功負荷和無功損耗主要是指什么？56、 如何進行電力系統(tǒng)無功功率的平衡？在何種狀態(tài)下才有意義？定期做電力系統(tǒng)無功功率平衡計算的主要內(nèi)容有哪些？57、 電力系統(tǒng)中無功功率電源有哪些？其分別的工作原理是什么？58、 電力系統(tǒng)中無功功率與節(jié)點電壓有什么關(guān)系？59、 電力系統(tǒng)的電壓變動對用戶有什么影響？60、 電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布主要包括哪些內(nèi)容？其分別服從什么準則？61、 電力系統(tǒng)中電壓中樞點一般選在何處？電壓中樞點的調(diào)壓方式有哪幾種？哪一種方式容易實現(xiàn)？哪一種方式最不容易實現(xiàn)？為什么？62、 電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的基本原理是什么？當電力系統(tǒng)無功功率不足時， 是否可以通過改變變壓器的變比調(diào)壓？為什么？63、 電力系統(tǒng)常見的調(diào)壓措施有哪些？64、 有載調(diào)壓變壓器與普通變壓器有什么區(qū)別？在什么情況下宜采用有載調(diào)壓變壓器？65、 在按調(diào)壓要求選擇無功補償設(shè)備時， 選用并聯(lián)電容器和調(diào)相機是如何考慮的？選擇方法有什么不同？66、 并聯(lián)電容器補償和串聯(lián)電容器補償各有什么特點？其在電力系統(tǒng)中的使用情況如何？67、 什么是電力系統(tǒng)短路故障？電力系統(tǒng)短路的類型有那些？那些類型與中性點接地方式有關(guān)？68、什么是橫向故障？什么是縱向故障？69、 什么是短路？簡述短路的現(xiàn)象和危害？70、 無限大功率電源的特點是什么？71、 什么是短路沖擊電流？出現(xiàn)沖擊電流的條件是什么？72、 無限大容量電源供電系統(tǒng)發(fā)生對稱三相短路周期分量是否衰減？73、 無限大容量電源供電系統(tǒng)發(fā)生對稱三相短路是否每一相都出現(xiàn)沖擊電流？74、 什么是無限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流最大有效值？如何計算？75、 無限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流含那些分量？交流分量、直流分量都衰減嗎？衰減常數(shù)如何確定？76、 如何計算轉(zhuǎn)移電抗？轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗什么關(guān)系？77、 簡述運算曲線法計算三相短路電流的步驟。78、 用曲線法查出的各發(fā)電機電流后是否可直接相加得到短路點電流？79、 簡述利用對稱分量法進行不對稱故障分析的基本思路。80、 發(fā)電機零序電抗為什么與中性點接地情況有關(guān)？81、 各種變壓器的零序電抗和等值電路怎樣考慮？82、 系統(tǒng)三相短路電流一定大于單相接地短路電流嗎？為什么？83、 什么是正序等效定則？84、 變壓器零序激磁電抗與正序激磁電抗是否相同？說明理由。電力線路通過零序電流時，有架空地線與無架空地線的零序電流通路有何不同？85、 發(fā)電機、變壓器、線路的正序電抗與負序電抗是否相等？86、正序、負序、零序電流、電壓經(jīng)過 Y/△11變壓器后相位和數(shù)值如何變化？87、 電源處與短路點那一點的負序電壓高？電源處負序電壓值為多大？88、 比較下列幾種情況下輸電線路阻抗的大小。（1） .單回輸電線零序阻抗 Z（o）和雙回輸電線零序阻抗Z（o）⑵。（2） .單回輸電線零序阻抗 Z（o）和有架空地線的單回輸電線零序阻抗 Z（o）（w）。（3） .單回輸電線零序阻抗 Z（o）和單回輸電線正序阻抗Zc）。二、某電力線路導(dǎo)線為 LGJ-185，長度為100kM,導(dǎo)線計算外徑為19mm線路末端負荷為90+j20MVA。該電力線路由110kV升至220kV運行，假設(shè)升壓前后導(dǎo)線截面和負荷大小保持不變， 而且不考慮電暈損失的增加，導(dǎo)線水平排列，升壓前后導(dǎo)線間距由 4m增加到5.5m。試問升壓前后電力線路的功率損耗

減少了多少？電壓損耗的百分數(shù)減少了多少?三、 單回220KV架空輸電線，長200公里，線路每公里參數(shù)為r仁0.108歐/公里，x1=3r1,b1=2.66X10-5西/公里，線路空載運行，末端電壓為 250KV,，求線路始端電壓和始端功率（計及電壓降落的橫分量）。四、長2公里的三相輸電線路，供給功率因數(shù)為 0.8的三相負荷，線路參數(shù)為 ri=0.82Q,X1=0.38Q,欲使負荷的端電壓保持在 6000v的情況下，線路電壓損耗厶U及有功功率損耗厶P不超過10%問允許的負荷功率可達多少？此時線路的電壓損耗和有功損耗是多少？五、 某電廠有兩臺發(fā)電機組并列運行，其燃料費用特性為：F1=a1+2PG1+0.01PG1;F2=a2+2.5PG2+0.005PG22兩臺機組的最小負荷都是20MVy最大負荷都是125MW求：（1）總負荷為160MW時的燃料費用微增率？（ 2）經(jīng)濟運行時的燃料費用比兩臺機組平均分配負荷節(jié)省多少？六、 在如圖所示的兩機系統(tǒng)中，負荷為 700MW時，頻率為50HZ,若切除50MW負荷后，系統(tǒng)的頻率和發(fā)電機的出力為多少？K「=K「=1.5七、如圖所示的簡單系統(tǒng)，當K點發(fā)生A相單相接地短路時，求A相電流和BC相電壓。（注：圖中參數(shù)為標么值）八、設(shè)由電站1向用戶2供電線路如圖，為了使U2能維持額定運行（Un=10KV），問在用戶處應(yīng)裝電容器的容量是多少？（忽略電壓降落的橫分量影響）q=10.5kv Uq=10.5kv U2=uN九、有一臺降壓變壓器，其歸算到高壓側(cè)的參數(shù)為 Rt=2.44Q,X=40Q,低壓側(cè)的最大、最小負荷Smax、Smin表示于圖中；高壓側(cè)電壓波動范圍是 106.7?113.33,如果負荷容許的電壓波動范圍是6?6.6kv，是否可選擇分接頭以滿足電壓水平的要求，若可以，試選擇之。U2SU2Smax=30+j16QSmin=10+j6Q110±2X2.5%/6.3kv33、33、十、系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)如右圖示，各元件的標么參數(shù)標于圖中。求該系統(tǒng)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。乙2=j0.4Z23=j0.8Z34=j0.2Z24=j0.4Y20=j0.5Y40=j0.233十一、系統(tǒng)接線如圖所示,當f點發(fā)生不對稱接地短路故障時，試作出相應(yīng)的零序等值網(wǎng)絡(luò)。（略去各元件電阻和所有對地導(dǎo)納及變壓器勵磁導(dǎo)納 ）1.10T2112T3910T2112T394、標出圖中發(fā)電機和變壓器兩側(cè)的額定電壓(注：圖中所注電壓是線路的額定電壓等級)十二、某變電所的負荷為3000KW，功率因數(shù)為0.8，今要增加新用戶，其負荷功率為 5000KW，功率因數(shù)為0.85，欲使變電所的總功率因數(shù)提高到 0.9,求需裝設(shè)的電容器容量？十三、系統(tǒng)有三臺額定容量為 100MW的發(fā)電機組并列運行，其調(diào)差系數(shù)和運行情況為： di*=0.02;d2*=0.05;d3*=0.04;Pgi=60MW;Pg2=80MW;Pg3=100MW;取Kl*=1,Pln=250MW。求：當系統(tǒng)負荷增加50MW時，系統(tǒng)的頻率下降多少？各發(fā)電機增發(fā)多少功率？如果系統(tǒng)負荷的增加是 60MW，則系統(tǒng)的頻率下降多少？各發(fā)電機增發(fā)多少功率？十四、電力系統(tǒng)接線如圖所示， 元件參數(shù)標于圖中，系統(tǒng)S的短路電抗為0.2,當K點發(fā)生三相短路時，試計算：(S=100MVA。=平均額定電壓)短路點的短路電流周期分量起始值 I?發(fā)電機對K點的計算電抗XGf。100km Stn2=20MVAcos巾=0.8X0=0.4Q/km Uk%=10.5 ”Xd=0.25卜五、如圖所示的簡單系統(tǒng)，當 K點發(fā)生BC相接地短路時，求：故障點各序電流和電壓的有名值。如果變壓器為丫/A_ii接線，求發(fā)電機的各相短路電流。o中性點電位Un是多少KV？Xn是否流過正、負序電流？ Xn的大小是否對正負序電流有影響？(注：圖中參數(shù)為歸算到統(tǒng)一基準值下的標么值 Sb=100MVA,Ub=平均額定電壓)卜六、電力系統(tǒng)接線如圖所示，元件參數(shù)標于圖中，用標么值的近似計算法計算各元件電抗標么Xi=0.15,Xn=0.10值（Sb=50MVA,Ub=平均額定電壓）。115KV10.5KV10.5KVPgN2=40MWStn2115KV10.5KV10.5KVPgN2=40MWStn2=20MVAStni=50MVA100kmUk%=10.5uk%=10X0=0.4Q/kmSgn1=50MVAXd=0.2cos巾=0.8Xd=0.25十七、電力系統(tǒng)接線如圖所示，元件參數(shù)標于圖中，當 K點發(fā)生三相短路時，若要使短路后 0S的短路功率Sd不大于100MVA試求線路允許的電抗有名值（Sb=100MVA,Ub=平均額定電壓）？SXSX十八、下圖為一無窮大功率電源供電系統(tǒng),設(shè)在十八、下圖為一無窮大功率電源供電系統(tǒng),設(shè)在K點發(fā)生三相短路，如果設(shè)計要求通過電源的沖擊電流十九、某系統(tǒng)接線及各元件參數(shù)如上圖所示，設(shè)在f點發(fā)生三相短路。若選十九、某系統(tǒng)接線及各元件參數(shù)如上圖所示，設(shè)在f點發(fā)生三相短路。若選Sb=100MVA,UB=Uav，試計算:（1）電源（1）電源G及系統(tǒng)S對f點的轉(zhuǎn)移電抗XGfxsf。⑵求t=0.2秒時短路點總電流的有名值是多少?VAUk%=10s=xn1=20M100kmStn2=20MVA ,X=0VAUk%=10s=xn1=20M100kmStn2=20MVA ,X=0X0=0.4Q/kmcos巾=0.8”Xd=0.25Uk%=10.5二十、系統(tǒng)接線如圖所示,元件電阻和所有對地導(dǎo)納及變壓器勵磁導(dǎo)納點發(fā)生不對稱接地短路故障時，試作出相應(yīng)的各序等值網(wǎng)絡(luò)。（略去各I^一、如圖所示系統(tǒng)，電抗為歸算到統(tǒng)一基準值下的標么值（ Sb=100MVA,Ub=平均額定電壓），用正序等效定則計算以下各種情況短路時，短路點的 A相正序電流有名值，（1）三相短路；（2）A相接地短路；（3）BC相接地短路。（4）兩相短路。10.5KVX1=Xn=0.1115KV10.5KVX1=Xn=0.1115KVXi=X2=0.1X0=0.3二十二、如果已知輸電線路始端電壓和始端功率，試推導(dǎo)求末端電壓和末端功率的公式（用輸電線路的n型等值電路）。二十三、如圖所示系統(tǒng)，電抗為歸算到統(tǒng)一基準值下的標么值（ Sb=100MVA,Ub=平均額定電壓），計算以下各種情況短路時，短路點的 A相正序電流有名值，（1）三相短路；（2）A相接地短路；（3）BC相接地短路。（4）BC兩相短路。10.5KV?-Ig115KVX1=X2=0.1X0=0.2XnX1=Xn10.5KV?-Ig115KVX1=X2=0.1X0=0.2XnX1=Xn=0.1X1=X2=0.1X0=0.3二十四、額定電壓為220KV的輻射型電力網(wǎng)，參數(shù)如圖所示，求功率分布和各母線電壓（注：必須考慮功率損耗，不計電壓降落的橫分量）。Z1UA=230KV20+j30QSB=40+j30MVA Sc=10+j8MVA卜五、如圖所示系統(tǒng)，當K點發(fā)生三相短路時，求短路處起始次暫態(tài)電流 I"和發(fā)電機起始次暫態(tài)電流Ig"（Sb=100MVA,Ub=平均額定電壓）。20+j40Q115KV50kmSs=100MVAX=01 X0=0.4Q/kmStn2=20MVAUK%=10.5Ugn=10.5KVSgn=20MVAXd"=0.2八、電壓變化情況。（1）試分析比較各種短路故障時故障點電流、八、電壓變化情況。（2）試分析比較各種短路故障時各序電流的大小。二十七、某電廠有兩臺發(fā)電機組并列運行，其燃料費用特性為：22Fi(Pgi)=ai+2Pgi+0.01Pgi (t/h);F2(Pg2)=a2+2.5PG2+0.005PG2 (t/h)兩臺機組的最小負荷都是 20MVy最大負荷都是125MVy求：(1)總負荷為160MV時的燃料費用微增率？(2) 經(jīng)濟運行時的燃料費用比兩臺機組平均分配負荷節(jié)省多少？二十八、圖28中k點發(fā)生接地短路，試組成它的零序網(wǎng)絡(luò)。各元件電抗用X加上注腳符號分別表示。T2T2二十九、如圖29所示系統(tǒng)，電源為恒壓電源。當取 Sb=100MVA,UB=Uav,沖擊系數(shù)Km=1.8時，問:⑴在f點發(fā)生三相短路時的沖擊電流是多少？短路電流的最大有效值是多少？⑵簡述短路沖擊電流的意義，何種情況下短路其沖擊電流最大？6.3kV30MVAf⑶L=40kmUk%=10.50.3kA L=0.5kmXr6.3kV30MVAf⑶L=40kmUk%=10.50.3kA L=0.5kmXr%=4圖29如圖30所示系統(tǒng)，在母線I發(fā)生三相短路時，求無故障的母線n上殘壓的標么值。(取Sb=100MVA,UB=Uav,變壓器變比為115/6.3)圖30圖300圖0圖36系統(tǒng)接線如圖31所示，變壓器采用Yo/△—11結(jié)線方式，各元件標么參數(shù)標于圖中，當高壓母線上f點發(fā)生兩相接地短路時，試求：⑴短路點f處A相的電流、電壓相序分量；⑵變壓器低壓側(cè)各相短路電流和電壓值，并作其向量圖。A,l/f(11)卜二、系統(tǒng)結(jié)線圖如圖 31卜二、系統(tǒng)結(jié)線圖如圖 31所示，變壓器采用Yo/Y—1