电力系统分析复习思考题.pdf

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1、电力系统分析复习思考题电力系统分析复习思考题一、一、单项选择题单项选择题单项选择题单项选择题1 1k 点发生三相短路时，短路电流标么值为：I Ik k，其中 Zkk是()。Z Zk kk kA、节点阻抗矩阵的对角元B、自导纳C、节点导纳矩阵的对角元D、互阻抗电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统经受（）后能够自动恢复到原来状态的能力，或者用原有运行状态近似表示新运行状态的可能性。A、大干扰 B、微小的干扰C、三相短路D、两相短路电力系统的暂态稳定性所指的干扰不包括（）。A、大容量发电机突然退出运行 B、风吹导线导致的架空线路参数的改变C、三相短路 D、两相短路电力系统的暂态稳定性所指的干

2、扰不包括（）。A、两相短路接地 B、两相短路C、三相短路 D、一个普通灯泡的熄灭电力系统二次调频（）。A、是由于生产、社会、气象变化引起的 B、是有差调节C、由发电机组的调频器完成 D、不可以实现无差调节电力系统二次调频或频率的二次调整（）。A、由发电机组的调速器完成B、是由于生产、生活、社会、气象等变化引起的C、是有差调节D、可以实现无差调节对于两端供电网，如果两个电源点 i、j 的电压完全相等，那么线路中的初步功率（）。A、不需考虑循环功率B、需叠加由节点 i 流向节点 j 的循环功率C、需叠加由节点 j 流向节点 i 的循环功率D、等于零发电机的 P-Q 运行极限图如图一所示，（）。A、

3、当 cos=0.9 时，Pmax=320MW，Qmax150MvarB、当 cos=0.9 时，Pmax=300MW，Qmax PG2B、PG1 PG2C、PG1=PG2D、KG1 KG2某电力网的全年供电量为 800 万 kWh，电力网的全年电能损耗为 70 万 kWh，则（）。A、发电机的全年发电量为 800 万 kWhB、用户全年实际用电量为 800 万 kWhC、电力网的网损率为 8.75%D、发电负荷为 870 万 kW某系统总负荷为 100MW，负荷单位调节功率为KL*=1.5，运行在50Hz；系统发电机总容量为100MW，调差系数%=2.5。当用电设备容量增加 5MW 时，系统发

4、电机增发功率为（）MW。A、0B、5C、1.5D、2.5某系统总负荷为 600MW，负荷单位调节功率为 KL*=1.5，运行在 50Hz；系统发电机总容量为 600MW，调差系数%=2.3。当用电设备容量增加 6MW 时，系统发电机增发功率为（）MW。A、2.3B、5C、1.5D、0如果变压器的空载损耗为 100kW，该变压器在一年中退出运行的小时数为 100h，那么变压器一年的铁损电量为（）万 kWh。A、86.6B、87.6 C、100D、200如果变压器的空载损耗为 120kW，该变压器在一年中退出运行的小时数为 50h，那么变压器一年的铁损电量为（）万 kWh。A、104.5 B、10

5、5.1C、100D、87.5如果线路以 Smax运行，经过max小时后，线路中消耗的电能恰好等于线路全年实际消耗的电能，那么max便称为()。A、最大负荷损耗时间B、最大负荷利用小时数C、线路年运行小时数D、变压器年运行小时数如图二所示，变压器阻抗 RT+jXT=2.44+j40 欧已归算到高压侧，最大、最小负荷时，通过变压器的功率分别为 Smax=28+j14MVA 和 Smin=10+j6MVA，高压侧的电压分别为CBCACADAAAD2/13U1max=110kV 和 U1min=113kV，要求低压母线的电压变化不超过 6.06.6kV 的 X 围，则分接头应选择为（）kV。U1U21

6、1022.5%/6.3kV图二A、110B、121C、115.5D、107.25如图一所示的年持续负荷曲线，负荷的最大负荷利用小时数为()小时。A、8760B、6000C、4928D、3680C图一如图一所示简单电力系统的发电机功-角特性曲线，根据等面积定则，系统暂态稳定的条件是（）。B图一A、最大减速面积 edgkfe 小于加速面积 abcdkaB、最大减速面积 edgkfe 大于加速面积 abcdkaC、变压器分接头是主抽头D、负荷为 0一班制企业的最大负荷利用小时数一般（）三班制企业最大负荷利用小时数。A、等于 B、大于 C、小于 D、大于等于一个两端供电网络，如图 1 所示，两个电源点

7、 i、j 的电压分别为 116kV 和 112kV，那么在线路中初步功率（）。BCi Z122Z233Z34j 3/13A、等于零B、需叠加由节点 i 实际流向节点 j 的循环功率C、需叠加由节点 j 实际流向节点 i 的循环功率D、不需考虑循环功率一条 35kV 线路的参数为：r1=0.26/km，L=20km；线路末端最大负荷 Pmax=6MW，功率因数 cos=0.95，最大负荷利用小时数 Tmax=5000h，则（）。A、线路全年运行小时为 5000 hB、最大负荷损耗时间为 5000 hC、用户全年实际用电量为 550 万 kWhD、线路全年的电能损耗为 5.4105kWh针对冲击性

8、负载引起的电压变动，宜采用（）调压措施。A、并联电容器 B、并联电抗器 C、静止无功补偿器 D、同步调相机针对炼钢厂冷轧机引起的电压变动，宜采用（）调压措施。A、同步调相机 B、并联电抗器 C、并联电容器 D、静止无功补偿器DCD二、二、填空题填空题潮流计算中，PQ 节点待求的物理量是该节点的有功功率和_。耗量特性曲线上某一点切线的斜率为_。三班制企业的最大负荷利用小时数一般 _两班制企业最大负荷利用小时数。无功功率耗量微增率大于三、三、计算题计算题计算题计算题Newton-Raphson 法潮流计算的的基本步骤是什么？(k)(k)答案答案1)取迭代次数 k=0，给定各节点电压初始值 ei,f

9、i,i=1,2,n。2)根据 ei,fi求功率或电压的不平衡量Pi,Qi,Ui3)根据 ei,fi求修正方程中系数矩阵中各元素。4)接修正方程得到电压的修正量ei,fi和各节点电压：i.ii.eifi(k+1)(k+1)(k)(k)(k)(k)(k)(k)2(k)(k)(k)，比如：P Pi i P Pi i e ei i(G Gij ije ej j B Bij ijf fj j)f fi i(G Gij ijf fj j B Bij ije ej j)j j 1 1n n=ei+ei=fi+fi(k)(k)(k)(k)(k)如果 max|ei|,|fi|，则迭代收敛，可以计算各支路功率和平

10、衡节点功率；否则，迭代不收敛，令迭代次数 k 加 1，转回步骤 2）进行下一次迭代，直到迭代收敛为止。变压器归算至高压侧的参数2j39 欧，最大、最小负荷时高压侧电压分别为 112kV 和 115kV，低压侧母线允许的电压为：最大负荷时不低于 10.6kV，最小负荷时不高于 10.3kV，通过变压器的最大、最小功率分别为 28+j21MVA 和 14+j11MVA，变比为 11041.5%/11kV，试选择合适的分接头。答案：答案：最大、最小负荷时，UTmax=(28 2+2139)/112=7.81kVUTmin=(14 2+1139)/115=3.97kV根据低压母线的电压要求，可以取最大

11、负荷时低压侧的电压U2max=10.6，最小负荷时低压侧的电压U2min=10.3kV。(k)4/13UTHmax=(U1max-UTmax)UTL/U2max=(112 7.81)11/10.6=108.12kVUTHmin=(115 3.97)11/10.3=118.58kVUTHav=(108.12+118.58)/2=113.35kV选择最接近的分接头：UTH=110(1+2 1.5%)=113.3kV校验：U2max=(112 7.81)11/113.3=104.1911/113.3=10.1kV 10.3kV不合格所以，没有分接头能够满足要求。电力系统中可采用什么调压措施？各种调压

12、措施各有什么特点？答案答案：（1）调发电机端电压；（2）调变压器分接头；（3）改变网络无功分布（装并联无功补偿设备）；（4）改变线路参数（装串联电容器、更换导线）。主要特点：调发电机端电压方便、不需要增加投资；普通变压器需停电调分接头，使用有载调压变压器时，调压灵活而且有效，但价格较贵，而且一般要求系统无功功率供应较充裕；系统无功功率供应不充裕时，可以用并联电容器、调相机、静止无功补偿器调压，还可以降低P。但需额外增加投资；静止无功补偿器调节速度快，可用于冲击负荷的调压。发电机组间有功负荷经济分配的目标是什么？应按什么准则分配？发电机组间有功负荷经济分配的目标是什么？应按什么准则分配？目标是使

13、全系统燃料消耗（或电能成本）最小。应按等耗量（或电能成本）微增率准则进行有功功率分配。目标是使全系统燃料消耗（或电能成本）最小。应按等耗量（或电能成本）微增率准则进行有功功率分配。负序电抗 X2=0.432；变压器参数：XT1=0.138，XT2=0.122；电力线路 l 的参数：Xl=0.487，零序电抗 Xl0=4Xl1。在 f 点发生两相短路接地故障时，如果在c=66o切除故障，试判断系统暂态稳定性。答案：答案：1）求给定条件下 E和0XI=Xd+XT1+XT2+Xl/2=0.295+0.138+0.122+0.487/2=0.799E E (U U (1 1 Q QN NX XI I

14、2 2P P X X)(N NI I)2 2U UU U0 0.2 2 0 0.7997992 21 1 0 0.7997992 2)()1 1.16162 2 0 0.7997992 2 1 1.41411 11 10 0.799799 0 0 tgtg 1 1 3434.5353o o1 1.16162）求故障时的功-角特性X X2 2 (0 0.432432 0 0.138138)(0 0.244244 0 0.122122)(0 0.432432 0 0.138138)(0 0.244244 0 0.122122)0 0.2222225/13X X0 0 0 0.138138(0 0.

15、974974 0 0.122122)0 0.138138 (0 0.974974 0 0.122122)0 0.123123附加电抗：1 1,1 1)X X(X X2 2 X X0 0 X X2 2 X X0 0 0 0.222222 0 0.123123 0 0.0790790 0.222222 0 0.123123X XII II X XI I(X X d d X XT T1 1)()(X Xl l/2 2 X XT T2 2)1 1.1 1)X X(0 0.295295 0 0.138138)(0 0.244244 0 0.122122)0 0.799799 2 2.8048040 0.

16、079079P PII II.maxmax E E U U1 1.4141 1 1 0 0.502502X XII II2 2.8048043）求故障切除后的功-角特性X XIIIIII X X d d X XT T1 1 X Xl l X XT T2 2 0 0.295295 0 0.138138 0 0.488488 0 0.122122 1 1.043043P PIIIIII.maxmax E E U U1 1.4141 1 1 1 1.3535X XIIIIII1 1.403403P PIIIIII P PIIIIII.mmaxaxsinsin 1 1.3535sinsin 1 1 k

17、 k 180180 sinsinP P0 0P PIIIIII.maxmax 180180 sinsin 1 1 180180 4747.7 7 132132.3 31 11 1.35354）求极限切除角 c c.crcr coscos 1 1P Pmm(k k 0 0)P PIIIIII.maxmaxcoscos k k P PII II.maxmaxcoscos 0 0P PIIIIII.maxmax P PII II.maxmax3 3.1414 1 1.3535 coscos132132.3 3 0 0.5 5 coscos3434.53531801801 1.3535 0 0.5 5

18、 coscos 1 1 6262.7 71 1(132132.3 3 3434.5353)6/135）稳定性判断C=66 c.cr所以，系统不能暂态稳定。画出负荷、发电机的静态频率特性曲线；一次调频与二次调频之间有什么不同？负荷的静态频率特性曲线：PLPLN发电机调速器的静态频率特性曲线：PGfNfPGN发电机调频器的静态频率特性曲线：PGfNff一次调频与二次调频之间的不同：一次调频由发电机组的调速器完成，只能实现有差调节，是针对变化幅值很小、周期很短的偶然性负荷变动引起的频率偏移进行调整。二次调频由发电机组的调频器完成，可以实现无差调节，是针对变化幅值较大，周期也较长、带有冲击性负荷变动引

19、起的频率偏移进行调整。如图二所示，变压器阻抗 RT+jXT=2.44+j40 欧已归算到高压侧，最大、最小负荷时，通过变压器的功率分别为 Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高压侧的电压分别为 U1max=110kV和U1min=113kV，要求低压母线的电压变化不超过 6.06.6kV 的 X 围，试选择合适的分接头。U1U211022.5%/6.3kV7/13答案：答案：最大、最小负荷时，UTmax=(28 2.44+14 40)/110=5.7kVUTmin=(10 2.44+6 40)/113=2.34kV根据低压母线的电压要求，可以取最大负荷时低压侧的电压 U2

20、max=6.0，最小负荷时低压侧的电压U2min=6.6kV。UTHmax=(U1max-UTmax)UTL/U2max=(110 5.7)6.3/6=109.4kVUTHmin=(113 2.34)6.3/6.6=105.6kVUTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV选择最接近的分接头：UTH=110(1 2.5%)=107.25kV校验：U2max=(110 5.7)6.3/107.25=6.13kV6kVU2min=(113 2.34)6.3/107.25=6.5kV6.6kV所以，分接头 107.25kV 可以满足要求。如图二所示系统，U1=1120okV，Z12=8

21、.1+j12.69，Z23=9.9+j12.87，Z34=13.2+j17.16，不计功率损耗，（1）如果 1、4 点电压大小和相位相同，试求功率分布。（2）如果 U4=1160.38okV，不计电压降落横分量时，2、3 点电压为多少？1 U U1 1Z122Z233Z344 S S2 2 2323.2 2 j j1515.8787MVAMVAS S3 3 1414.1414 j j1111.7676MVAMVA图二U U4 4 1 答案：答案：Z122 S S2 2Z233 S S3 3Z344 U U4 4U U1 11）1、4 点电压大小和相位相同时的功率分布：(9 9.9 9 j j1

22、212.8787 1313.2 2 j j1717.1616)()(2323.2 2 j j1515.8787)(1313.2 2 j j1717.1616)()(1414.1414 j j1111.7676)S S1 1 8 8.1 1 j j1212.6969 9 9.9 9 j j1212.8787 1313.2 2 j j1717.1616 2121.9999 j j1616.7373MVAMVA S S2323 2121.9999 j j1616.7373(2323.2 2 j j1515.8787)1 1.2121 j j0 0.8686MVAMVA S S4 4 S S3 3 S

23、 S2323 1414.1414 j j1111.7676 (1 1.2121 j j0 0.8686)1515.3535 1010.9 9MVAMVA2）U UN Nd dU U110110(116116 0 0.3838 112112)*S Sc c Z Z 8 8.1 1 j j1212.6969 9 9.9 9 j j1212.8787 1313.2 2 j j1717.1616 6 6.1919 j j5 5.7777(MVAMVA)*功率分布：1515.8 8 j j1010.9696MMVAVA 7 7.4 4 j j4 4.9191MMVAVA2121.5454 j j1616

24、.6767MMVAVA1 Z122 S S2 2Z233Z344U U4 4U U1 1 S S3 38/13功率分点是 2 节点，不计电压降落横分量时，2、3 点电压：1515.8 8 8 8.1 1 1010.9696 1212.6969 2 2.3838kVkV112112U U2 2 112112 2 2.3838 109109.6262kVkV U U1212 2121.5454 1313.2 2 1616.6767 1717.1616 U U4343 4 4.9292kVkV116116U U3 3 116116 4 4.9292 111111.0808kVkV如图三所示，无限大功

25、率系统母线电压为 U=1.0，额定运行时发电机输送至系统的功率 PN=1,QN=0.2;发电机参数：Xd=0.295，负序电抗 X2=0.432；变压器参数：XT1=0.138，XT2=0.122；电力线路 l 的参数：Xl=0.487，零序电抗 Xl0=4Xl1。在 f 点发生两相短路接地故障时，如果在c=60o切除故障，试判断系统暂态稳定性。图三答案：答案：1）求给定条件下 E和0XI=Xd+XT1+XT2+Xl/2=0.295+0.138+0.122+0.487/2=0.799E E (U U (1 1 Q QN NX XI I 2 2P P X X)(N NI I)2 2U UU U0

26、 0.2 2 0 0.7997992 21 1 0 0.7997992 2)()1 1.16162 2 0 0.7997992 2 1 1.41411 11 10 0.799799 0 0 tgtg 1 1 3434.5353o o1 1.16162）求故障时的功-角特性X X2 2 (0 0.432432 0 0.138138)(0 0.244244 0 0.122122)(0 0.432432 0 0.138138)(0 0.244244 0 0.122122)0 0.222222X X0 0 0 0.138138(0 0.974974 0 0.122122)0 0.138138 (0 0

27、.974974 0 0.122122)0 0.123123附加电抗：1 1,1 1)X X(X X2 2 X X0 0 X X2 2 X X0 0 0 0.222222 0 0.123123 0 0.0790790 0.222222 0 0.123123X XII II X XI I(X X d d X XT T1 1)()(X Xl l/2 2 X XT T2 2)1 1.1 1)X X(0 0.295295 0 0.138138)(0 0.244244 0 0.122122)0 0.799799 2 2.8048040 0.079079P PII II.maxmax E E U U1 1.

28、4141 1 1 0 0.502502X XII II2 2.8048043）求故障切除后的功-角特性9/13X XIIIIII X X d d X XT T1 1 X Xl l X XT T2 2 0 0.295295 0 0.138138 0 0.488488 0 0.122122 1 1.043043P PIIIIII.maxmax E E U U1 1.4141 1 1 1 1.3535X XIIIIII1 1.403403P PIIIIII P PIIIIII.mmaxaxsinsin 1 1.3535sinsin 1 1 k k 180180 sinsinP P0 0P PIIII

29、II.maxmax 180180 sinsin 1 1 180180 4747.7 7 132132.3 31 11 1.35354）求极限切除角 c c.crcr coscos 1 1P Pmm(k k 0 0)P PIIIIII.maxmaxcoscos k k P PII II.maxmaxcoscos 0 0P PIIIIII.maxmax P PII II.maxmax3 3.1414 1 1.3535 coscos132132.3 3 0 0.5 5 coscos3434.53531801801 1.3535 0 0.5 5 coscos 1 1 6262.7 71 1(13213

30、2.3 3 3434.5353)5）稳定性判断C=60 KGi，在同样负荷变化量的情况下，f 会更小，即有利于调频。三相短路电流计算机算法的基本步骤是什么？三相短路电流计算机算法的基本步骤：1）输入数据；2）形成节点导纳矩阵；3）应用节点导纳矩阵计算点的自阻抗、互阻抗 Z1k,Zkk,Znk。4）计算短路点的三相短路电流：I Ik kU Uk k(0 0)Z Zk kk k 1 1Z Zk kk k U U U U1 11 1(0 0)Z Z1 1k kI Ik k 5）计算各节点电压：U Uk k 0 0 U U U U Z ZnknkI In nn n(0 0)k k 6）计算各支路电流：

31、I Iij ij 提高静态稳定的措施有哪些？U UU Ui ij jz zij ij根本措施：缩短“电气距离”。1）采用自动调节励磁装置某些发电机自动调节励磁装置可使Eq=常数，所呈现的电抗为暂态电抗Xd。2）减少线路电抗采用分裂导线。3）提高线路额定电压4）采用串联电容器补偿12/135）改善电力系统结构将中间调相机或中间系统接入输电线路的合适位置。通过等值电路图和公式，说明电力系统中可采用什么调压措施？各种调压措施各有什么特点？1G GT1T12LineLine(H)(H)3T2T2k k2 2:1:14P+jQP+jQ(H)(H)U UG G1:k1:k1 1k k1 1=U=UT1HT

32、1H/U UT1LT1Lk k2 2=U=UT2HT2H/U UT2LT2LR+jXR+jX(已归算到高压已归算到高压U4UGk1 Uk2UGk1PR QXUk2为调整 4 节点电压，可以采取的措施：调发电机端电压；调变压器分接头；改变网络无功分布（装并联无功补偿设备）；改变线路参数（装串联电容器、更换导线）。主要特点：调发电机端电压方便、不需要增加投资；普通变压器需停电调分接头，使用有载调压变压器时，调压灵活而且有效，但价格较贵，而且一般要求系统无功功率供应较充裕；系统无功功率供应不充裕时，可以用并联电容器、调相机、静止无功补偿器调压，还可以降低P。但需额外增加投资；静止无功补偿器调节速度快，可用于冲击负荷的调压。无功功率最优分配的目标是什么？应按什么准则分配一次调频与二次调频的含义是什么？一次调频是针对变化幅值很小、周期很短的偶然性负荷变动引起的频率偏移进行调整，由发电机组的调速器完成，只能实现有差调节。二次调频是针对变化幅值较大、周期也较长、带有冲击性负荷变动引起的频率偏移进行调整。由发电机组的调频器完成，可以实现无差调节。无功功率最优分配的目标是使全网有功功率损耗最小。应按等网损微增率准则进行无功功率分配。13/13