電力系統(tǒng)分析模擬考試題和答案解析

1、四川大學網(wǎng)絡教育學院模擬 （A卷）1說明電系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的定義、分析方法以及小干擾分析法的步驟。（15分）試說明么是正序等效定則， 以及用正序等效定則計算對稱短的步驟。 （10分）電壓中樞點的調(diào)壓方式有哪幾種？這幾種調(diào)壓方式對調(diào)壓范圍的要求是如何 規(guī)定的？（10分）電系統(tǒng)接線如圖i所示，/點發(fā)生接地短，試做出系統(tǒng)的正序和序等值網(wǎng)絡。圖中117為元件編號。（15分）5如圖2所示簡單系統(tǒng)，已 發(fā)電機g : Sn= 60mva ,試求f點發(fā)生三相短時的沖擊電和短功有名值。圖 2知各元件參數(shù)如下：(S=60MVA, V=V , ki=1.8) BB av imXd =0.11;變壓器 T ： n = M

2、VA，Vs%=10.5;線 L ： l =15km，X=0.23。/km.（20分）6如圖3所示簡單電系統(tǒng)，f點發(fā)生單相短，已知發(fā)電機 g ： X = 0.3 , x 2 =0.2，1 =10s，變壓器 T-1 ：X=0.12, T-2 ：X=0.11 ；雙回線 L ：5i =0.20，XL0=3 XL1。試用等面積定則確定極限除角。（電抗值均為統(tǒng)一基準下的標幺值。)(30分)圖 3(A 卷)答案：1靜態(tài)穩(wěn)定性是指電系統(tǒng)在某一運方式下受到一個小干擾后，系統(tǒng)自動恢 復到原始運狀態(tài)的能。能恢復到原始運狀態(tài)，則系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的， 否則系統(tǒng)江失去穩(wěn)定。分析系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性常采用的方法是小干擾法(小擾 動

3、方程，)。小干擾法的分析步驟為：(1)出各元件微分方程和網(wǎng)絡方程(2)對微分方程和網(wǎng)絡方程進線性化3)或線性化小擾動狀態(tài)方程及其矩陣A4)對給定運情況進潮計算，求得A矩陣各元素的值5)求A矩陣的特征根，并以其實部符號判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性.在簡單對稱短情況下，在正序網(wǎng)絡短點加入附加電抗X，而其附加電抗X，之后的三相短電即為對應對稱短故障點電的正序電。這就是對稱短計算的正序等效定則計算對稱短的步驟：(1)計算電系統(tǒng)各元件參數(shù)；(2)正常情況下，求取各電源的次暫態(tài)電勢E”或短點故障前瞬間正常 工作電壓U0 (或稱短點的開電壓)，但如果采取近似計算可直接 取1.0；(3)制訂對稱短時的正、負、序等值網(wǎng)絡，

4、從而求出X 0 2、X淬、X 2 X以及附加電抗X,)(4)將乂()聯(lián)在正序網(wǎng)絡的短點后，按計算三相短的方法，計算X，)后發(fā)生三相短的電，該電就是對稱短點的正序電（5）根據(jù)各序電間的關系求取負序和序電，并可求取各序電壓； （6）用對稱分法， 由短點各序電和序電壓計算短點的對稱三相 電和三相電壓。.中樞點調(diào)壓有三種方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓和常調(diào)壓。（1）逆調(diào)壓對大型網(wǎng)絡，如中樞點到負荷的線較長，且負荷變化較大（即最大負 荷與最小負荷的差值較大），則在最大負荷時要提高中樞點的電壓，以抵償 線上因負荷大而增大的電壓損耗； 在最小負荷時則要將中樞點電壓低一 些，以防止負荷點的電壓過高，一般這種情況的中樞點

5、實“逆調(diào)壓 。采 用逆調(diào)壓方式的中樞點電壓，在最大負荷時較線的額定電壓高 5%，即 1.05VN ；在最小負荷時等于線的額定電壓，即 1.0VN。 （2）順調(diào)壓對小型網(wǎng)絡，如中樞點到負荷點的線長，負荷變化很小，線上的 電壓損耗也很小，這種情況下，可對中樞點采用“順調(diào)壓。采用“順調(diào)壓 方式的中樞點電壓，在最大負荷時，允許中樞點電壓低一些，但低于線 額定電壓的2.5%，即1.025Vn ；在最小負荷時允許中樞點電壓高一些，但 高于線額定電壓的 7.5%，即1.075Vn。 （3）常調(diào)壓對中型網(wǎng)絡，負荷變化較小，線上電壓損耗也較小，這種情況只要把 中樞點電壓保持在較線額定電壓高 2%5%的數(shù)值，即（

6、1.021.05） VN， 必隨負荷變化來調(diào)整中樞點的電壓，仍可保證負荷點的電壓質，這種調(diào)壓 方式稱為“常調(diào)壓 。.（）. iim =5.311kA ,St=133.74MVA.8 li =74.29。四川工學網(wǎng)絡教育學院模擬 （B卷）1電系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？試標出圖 1所示電系統(tǒng)中各發(fā)電機、 變 壓器和負荷的額定電壓。（10分）圖 12 當系統(tǒng)無功足時 ,用調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器變比的方法進調(diào)壓是否適宜 ?其結果如何? 為么？（ 15） 3 系統(tǒng)負荷單位調(diào)節(jié)功和發(fā)電機單位調(diào)節(jié)功的意義是么 ? 其大小說明么? 系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功對系統(tǒng)運頻有何影響 ?（15分）4試說明么是沖擊電、短電的最大有效

7、值和短功，且寫出其計算公式（10）5如圖2所示110kV輸電線，雙回線并聯(lián)阻抗ZL = 5.38 + 15-650，兩臺變壓器并聯(lián)阻抗Z7=1.15 + j20.18Q，計線充電功和變壓器勵磁功。線首端電壓保持 117kV變，試合選擇變壓器分接頭，使 C點電壓滿 足順調(diào)壓。（25分）ABe一CO3口+投總 HVAqq 18.6+J15110+2x2. 5% /Il kV6如圖3所示單機-無窮大系統(tǒng)，已知運點的同步功系數(shù)SE=1.0，試計算：（25）（1） 運點的傳輸有功功；S（提示： E_ dPe)（2）該運點的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。v0=i.也_圖 3（B 卷）答案：1電線的額定電壓和用電設備的

8、額定電壓相等，且稱之為網(wǎng)絡的額定電壓，如220kV網(wǎng)絡等等。發(fā)電機的額定電壓與網(wǎng)絡的額定電壓為同一等級時， 發(fā)電機的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡的額定電壓高5。變壓器額定電壓的規(guī)定為 復雜。根據(jù)變壓器在電系統(tǒng)中傳輸功的方向，我們規(guī)定變壓器接受功 一側的繞組為一次繞組，輸出功一側的繞組為二次繞組。一次繞組的作用 相當于用電設備，其額定電壓與網(wǎng)絡的額定電壓相等。但直接與發(fā)電機聯(lián)接 時，其額定電壓則與發(fā)電機的額定電壓相等。二次繞組的作用相當于電源設 備。其額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡的額定電壓高 10%，如果變壓器的短電壓小于 7%或直接（包括通過短距離線）與用戶聯(lián)接時，則規(guī)定比網(wǎng)絡的額定電壓 高5。G: 10.5kV

9、 ;T1: 10.5/242 kV ;T2: 220/121/38.5 kV ;T3:110/11 kV ;T4: 35/6.6 kV ; LD1: 10 kV ; LD2: 6 kV2無功足時，適宜用調(diào)節(jié)變壓器變比的方式升高電壓，因為當某一地區(qū)的 電壓由于變壓器分接頭的改變而升高后，該地區(qū)的無功需求也要增大，這樣 做有可能會進一步引起無功缺額，從而引起系統(tǒng)其它節(jié)點電壓下。K =Pdn =&.D*曰/fN曰.Kd和KD*稱為負荷的頻調(diào)節(jié)效應系數(shù)或簡稱為負荷的頻調(diào)節(jié)效應。%*的數(shù)值取決于全系統(tǒng)各類負荷的比重，同系統(tǒng)或同一系統(tǒng)同時刻KD*值可能同。在實際系統(tǒng)中Kd* =13，它表示頻變化1%時，負

10、荷有功功相應變化（1-3）%。調(diào)部門常以*的數(shù)值作為考慮按頻減負荷方案和低頻事故時用一次除負荷來恢復頻的計算依據(jù)。1APG*KG/的數(shù)值表示頻發(fā)生單位變化時，發(fā)電機組輸出的變化，式中負號表示頻下時，發(fā)電機組的有功出是增加的。系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功表示在計及發(fā)電機組和負荷的調(diào)節(jié)效應時，引起頻單位變化 的負荷變化。根據(jù) K值的大小，可以確定在允許的頻偏移范圍內(nèi)，系統(tǒng) 所能承受的負荷變化。顯然， K的數(shù)值越大，負荷增減引起的頻變化就 越小，頻也就越穩(wěn)定。.沖擊電是短電最大可能電的瞬時值。短功等于短電有效值同短處的正常工作電壓的乘積。其計算公式為：沖擊電流：k/吧最大有效值： I = I，1 + 2（k -1

11、）2短路功率：s = 3Vv I = s I56.四V1t=115.5kVP = 1.25K = 28%”大學網(wǎng)絡教育學院模擬 （C卷）電系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？么是平均額定電壓？一般在么場 合使用平均額定電壓？（10分）頻的一次調(diào)整和二次調(diào)整分別適應于么變化范圍的負荷？一次調(diào)整是否能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)？（10分）15試用電壓調(diào)整的基本原說明目前主要有哪些電壓調(diào)整的措施？ 分）4.么叫極限除角？如何確定極限除角？（ 15分）5.圖1所示110kV電網(wǎng)，各線采用相同導線，其阻抗參數(shù)為Z0.1 + j0.4O/km（1） 計算網(wǎng)絡的功初分布；（2）節(jié)點 A電壓為120kV，計及功損耗，或最低電壓點電

12、壓和最大電壓 損耗（計橫向分 ）。（20分）圖 16. 如題圖 2 所示電系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)的標幺值。發(fā)電機 G：%xd = 0.29，x2 = 0.23，Ts = 11 s.。變壓器 T-1 ： x=0.13 ；變壓器 T-2 : x=0.11。線L ：雙回 xli=0.29，xL0=3xLi。運初始狀態(tài)：Vo=1.0，P0=1.0，Q0=0.2。在輸電 線首端 f1點發(fā)生兩相短接地，試用等面積定則確定極限除角5 dim，并判斷當故障除角 5c=40時，系統(tǒng)能否保持暫態(tài)穩(wěn)定？（ 30分）圖2（C 卷）答案：電線的額定電壓和用電設備的額定電壓相等，且稱之為網(wǎng)絡的額定電壓，如220kV網(wǎng)絡等等

13、。發(fā)電機的額定電壓與網(wǎng)絡的額定電壓為同一等級時，發(fā) 電機的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡的額定電壓高 5。變壓器額定電壓的規(guī)定為 復雜。根據(jù)變壓器在電系統(tǒng)中傳輸功的方向，我們規(guī)定變壓器接受功 一側的繞組為一次繞組，輸出功一側的繞組為二次繞組。一次繞組的作用 相當于用電設備，其額定電壓與網(wǎng)絡的額定電壓相等。但直接與發(fā)電機聯(lián)接 時，其額定電壓則與發(fā)電機的額定電壓相等。二次繞組的作用相當于電源設 備。其額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡的額定電壓高 10%，如果變壓器的短電壓小于 7%或直接（包括通過短距離線）與用戶聯(lián)接時，則規(guī)定比網(wǎng)絡的額定電壓 高5。在短電的實用計算中一般要求很高的確，可以認為各個變壓器的變比就等于其兩側的

14、平均額定電壓之比，這樣，在標幺制等值電中， 所有變壓器的變比等于 1。此時，為簡化計算，除電抗器外，還假定各元 件的額定電壓均等于平均額定電壓。.一次調(diào)整：增大負荷時，發(fā)電機組輸出功增加，頻低于初始值；負荷減 小時，發(fā)電機組輸出功減小，頻高于初始值。適應于變化幅 小，變化周期較短的變化負荷。能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。由發(fā)電機 組的調(diào)速器完成。二次調(diào)整：當機組負荷變動引起頻變化時，用同步器（調(diào)頻器）平移 動機組功頻靜特性來調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻和分配機組間的有功功。適 應于變化幅大，變化周期較長的變化負荷。可實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。V =（V k -A V）/k = k P + QX /kc i G 12 G 1 V2VV N /從上式可知，要調(diào)整負荷點的電壓Vi，可有以下措施：（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電以改變發(fā)電機機端電壓 V；G（2）改變變壓器的變比、k2 ；（3）改變功分布P+jQ （主要是Q），使電壓損耗4丫減?。唬?）改變網(wǎng)絡參數(shù)R+jX （主要是X），減小電壓損耗4丫。即主要措施有改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓、改變變壓器分接頭調(diào)壓、用并聯(lián) 補償設備調(diào)壓和用聯(lián)電容器補償調(diào)壓。.在某一除角，最大可能減速面積恰好等于加速面積，則系統(tǒng)處于穩(wěn)定的極