電力系統(tǒng)分析試題與答案(經(jīng)典題目)(共22頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上三、簡答題 31電力變壓器的主要作用是什么？答：電力變壓器的主要作用是升高或降低電壓，另外還起到將不同電壓等級電網(wǎng)相聯(lián)系的作用。32簡單閉式網(wǎng)分為哪些類網(wǎng)絡(luò)？答：簡單的閉式網(wǎng)可分為兩端供電網(wǎng)絡(luò)（2分）和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（2分）兩類（1分）。33為什么說當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不充足時僅靠改變變壓器變比分按頭來調(diào)壓并不能改變系統(tǒng)的電壓水平？答：通過調(diào)分接頭實質(zhì)是改變了電力網(wǎng)的無功分布，只能改善局部電壓水平，同時卻使系統(tǒng)中另個的某些局部電壓水平變差并不能改變系統(tǒng)無功不足的狀況因此就全系統(tǒng)總體來說并不能改變系統(tǒng)的電壓水平。34為什么變壓器中性點經(jīng)小電阻接地能夠提高當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障進的暫

2、態(tài)穩(wěn)定性？答：在輸電線路送端的變壓器經(jīng)小電阻接地，當(dāng)線路送端發(fā)生不對稱接地時，零序電流通過該電陰將消耗部分有功功率起到了電氣制動作用，因而是能提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。四、簡算題 35某三相單回輸電線路，采用LGJ300型導(dǎo)線（計算外徑25.2mm），已知三相導(dǎo)線正三角形布置，導(dǎo)線間距離D6m，求每公里線路的電抗值。解：計算半徑：幾何均距：Dm=D=6m36。.110KV單回架空線路，其參數(shù)如圖所示，線路始端電壓為116KV，末端負(fù)荷為15j10MVA，求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。解：37某系統(tǒng)發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/Hz，當(dāng)負(fù)荷增大200MW時，發(fā)電機二次調(diào)頻增發(fā)40MW，

3、此時頻差為0.2Hz，求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：38網(wǎng)K點發(fā)生兩相短路接地，求K點短路電流值。五、綜合題 39有一臺降壓變壓器如圖所示，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為4.93j63.525，已知變壓器母線在任何方式下均維持電壓為107.5KV，其低壓側(cè)母線要求順調(diào)壓，若采用靜電電容器作為補償設(shè)備，試選擇變壓器分接頭和無功補償設(shè)備容量。40某簡單系統(tǒng)如圖若在K點發(fā)生三相短路，求使得系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定的極限切除角。試卷二三、某系統(tǒng)發(fā)動機組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/Hz,當(dāng)負(fù)荷增大200MW時，發(fā)電機二次調(diào)頻增發(fā)40MW，此時頻差為0.2Hz,求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。 解： PDO=PGKGf KDf200=

4、40740×0.20.2×KD所以 KD=60MW/Hz所以 負(fù)載的單位調(diào)節(jié)功率為60MW/Hz。四、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計電壓降落的橫分量）。 解 設(shè)C=N= 0° =110 0° 已知UA=121kV五、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F1=3+0.3PG1+0.002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)兩臺發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW，而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW，試求負(fù)荷

5、在兩臺發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。 解 兩臺發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為 按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等約束條件為 PG1+PG2=150 聯(lián)立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。把PG2=150-PG1代入式（A）有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150PG1) 0.004PG1=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（30<90<100、30<60<100），因此，可

6、做為最優(yōu)分配方案。 六、如圖所示某降壓變電所裝設(shè)一臺容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。 解 變壓器的電阻和電抗為 末端最大和最小負(fù)荷為 按最大和最小負(fù)荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為 在最大和最小負(fù)荷時變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107

7、.25的分接頭。校驗低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時 最小負(fù)荷時 電壓偏移： 最大負(fù)荷時 最大負(fù)荷時 比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。 專心-專注-專業(yè)試卷三一三、簡答題1.列出三種提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施。（1）自動勵磁裝置的應(yīng)用； （2）減小各元件的電流； （3）改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和采用中間補償設(shè)備。2寫出對稱分量變換矩陣的表達式。3寫出系統(tǒng)f點發(fā)生a、c兩相短路時的原始邊界條件。4.在架空輸電線路中，為什么要進行導(dǎo)線換位？ 保證三相系統(tǒng)參數(shù)對成、減少對周圍通訊線路的干擾5.什么是電暈現(xiàn)象？如何避免？高壓線路表明周圍的電場強度高于周圍空氣的擊穿強度，會使空氣游離發(fā)生放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為電暈現(xiàn)象

8、。避免措施是增加導(dǎo)向的等值半徑，如采用擴徑導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線。四、電力系統(tǒng)接線下圖所示。其中，發(fā)電機G1：SN1= =0 =1發(fā)電機G2：SN2=100/0.85 =0.125 =1變壓器T1：SNT1=120MVA Uk%=10.5線 路l1： l1=50km x1=0.4/km線 路l2： l2=40km x2=0.4/km當(dāng)母線4發(fā)生三相短路時，求短路點短路電流周期分量有效值、沖擊電流iM。（SB=100MVA，UB= Uav，KM=1.8）五、 已知發(fā)電機d、q軸的同步電抗Xd=1.1，Xq=1.08，負(fù)載的電壓1=1.0 30°，電流=0.8 -15°，試計算暫態(tài)電動

9、勢Eq。題四一、有一回電壓等級110kV，長為150km的輸電線路，末端接一臺容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/11kV。如圖1所示，當(dāng)A點實際電壓為115kV時，求A、C二點間的電壓損耗及B點和C點的實際電壓。（注：Pk=190kW， Uk%=10.5， P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）圖1 題一圖解 線路LGJ150 r1=0.21(/km)R=0.21150=31.5() X=0.=60.15()B=2.8410-6150=4.2610-6(S) 變壓器： 設(shè)C=110， 0° 由SA和A點電壓求各點電壓及電損耗二、簡單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變

10、比為110±2×2.5%/11kV，若不計變壓器勵磁支路及線路對地電容，則線路和變壓器的總阻抗Z=26+j130，節(jié)點A的電壓為118kV，且維持不變，降壓變電所低壓側(cè)母線要求常調(diào)壓，保持10.5kV電壓。若補償設(shè)備為靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應(yīng)設(shè)置的無功補償容量。圖2 題二圖解 計算補償前最大、最小負(fù)荷時低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓。先計算功率損耗 首端功率為 因此，i節(jié)點電壓為 （a）選擇電容器容量。先按最小負(fù)荷時電容器全部退出的條件選擇變壓器變比，為 于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即UTI =110kV，則變壓器變比k=110/11=10。再按最大負(fù)荷

11、時的要求，求無功補償容量 三、如圖3所示網(wǎng)絡(luò)中，A、B、C為三個等值電源，其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C的容量和電抗不詳，只知裝設(shè)在母線4上的斷路器QF的斷開容量為3500MVA。線路l1、l2、l3的長度分別為10、5、25km，電抗均為0.4/km。試計算在母線1三相直接短路時的起始次暫態(tài)電流和短路沖擊電流。（20分）圖3 題3圖解 取SB=1000MVA，作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖9-2（b）首先確定電源C的等值電抗XC。如果短路不是發(fā)生在母線1，而是發(fā)生在母線4的斷路器QF之后，則電源A、B、C供給的短路電流都要通過QF，其中電源A、B供給的

12、短路電流決定于如下的電抗 X*=(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754短路瞬間，這兩個電源供給的短路功率為 斷路器QF允許電源C供組的短路功率為 3500-1326=2174(MVA)由此可得電源C的等值電抗XC至少為 然后作母線1的短路計算。這時整個網(wǎng)絡(luò)對短路點的等值電抗為 X*=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暫態(tài)電流為 以有名值表示則為 沖擊電流的有名值為四、如圖4所示的某三相系統(tǒng)中k點發(fā)生單相接地故障，已知，Z1=j0.4， Z2=j0.5，Z0=j0.25，Zk=j0.35。求a相經(jīng)過阻抗

13、Zk接地短路時短路點的各相電流、電壓。（20分）解 單相接地時復(fù)合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知 求各相電流和電壓為 五、如圖5所示某降壓變電所裝設(shè)一臺容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。圖5 題5圖解 變壓器的電阻和電抗為 末端最大和最小負(fù)荷為 按最大和最小負(fù)荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為 在最大和最小負(fù)荷時變壓器低壓側(cè)的電

14、壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時 最小負(fù)荷時 電壓偏移： 最大負(fù)荷時 最大負(fù)荷時 比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。題五一、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計電壓降落的橫分量）。圖一 題一圖解 設(shè)C=N= 110 kV 已知UA=121kV二、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F1=3+0.3PG1+0.002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)

15、兩臺發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW，而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW，試求負(fù)荷在兩臺發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。（15分）解 兩臺發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為 按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等約束條件為 PG1+PG2=150聯(lián)立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。把PG2=150-PG1代入式（A）有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150PG1) 0.004PG1=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即

16、滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（30<90<100、30<60<100），因此，可做為最優(yōu)分配方案。三、如圖二所示某降壓變電所裝設(shè)一臺容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。圖二 題三圖解 變壓器的電阻和電抗為 末端最大和最小負(fù)荷為 按最大和最小負(fù)荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為 在最大和最小負(fù)荷時變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時 最小負(fù)荷時 電壓偏移： 最大負(fù)荷時 最大負(fù)荷時 比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。四、如圖三所示的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)降壓變壓所10.5kV母線上發(fā)生三相短路時，可將系統(tǒng)視為無限大功率電源，試求此時短路點的沖擊電流和短路功率。圖三 題四圖解取SB=100MVA UB=Uav 等值網(wǎng)絡(luò)如圖所示。 周期分量電流的有效值 有名值電流為 若取KM=1.8，則沖擊電流 短路功率為 五、已知