電力系統(tǒng)分析模擬考試題和答案解析

四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院模擬題（A卷）

1說(shuō)明電力系統(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）

1.試說(shuō)明什么是正序孥效定則，以及利用正序等效定則計(jì)算不對(duì)稱(chēng)短路的步驟。

（10分）

2.電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式有哪幾種？這幾種調(diào)壓方式對(duì)調(diào)壓范囤的要求是如何

規(guī)定的？（10分）

3.電力系統(tǒng)接線(xiàn)如圖1所示，h點(diǎn)發(fā)生接地短路，試做出系統(tǒng)的正序和零序等

值網(wǎng)絡(luò)。圖中1?17為元件編號(hào)。（15分）

O-Q?-

A

i

.

8QA

圖1

5?如圖2所示簡(jiǎn)單系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下：（&=60MVA,K=%,左行1.8）

=60

發(fā)電機(jī)G：SNMVA?=0.11;變壓器T：S"=30MVA*Vs%=10.5;

線(xiàn)路L：/=15km?X=0.23。/km.

試求f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊電流和短路功率有名值。（20分）

圖2

6?如圖3所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，f點(diǎn)發(fā)生單相短路，已知發(fā)電機(jī)G：人”-0.3，

X2=0.2=10s，變壓器T-l：X=0.12,T-2：X=0.11：雙回線(xiàn)路L：X〃=0.20,

X/.。=3、"。試用等面積定則確定極限切除角。（電抗值均為統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)

幺值。)(30分)

圖3

(A卷)答案：

1?青爭(zhēng)態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行方式下受到一個(gè)小干擾后，系統(tǒng)自動(dòng)恢

復(fù)到原始運(yùn)行狀態(tài)的能力。能恢復(fù)到原始運(yùn)行狀態(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(dòng)方程，略)。小干擾法的分析步驟為：

(1)列出各元件微分方程和網(wǎng)絡(luò)方程

(2)對(duì)微分方程和網(wǎng)絡(luò)方程進(jìn)行線(xiàn)性化

(3)求線(xiàn)性化小擾動(dòng)狀態(tài)方程及其矩陣A

(4)對(duì)給定運(yùn)行情況進(jìn)行潮流計(jì)算，求得A矩陣各元素的值

(5)求A矩陣的特征根，并以其實(shí)部符號(hào)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性

v(n)

2.在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路情況下，在正序網(wǎng)絡(luò)短路點(diǎn)加入附加電抗A，而其附加

電抗人之后的三相短路電流即為對(duì)應(yīng)不對(duì)稱(chēng)短路故障點(diǎn)電流的正序電流。

這就是不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算的正序等效定則。

計(jì)算不對(duì)稱(chēng)短路的步驟：

(1)計(jì)算電力系統(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(shì)E”或短路點(diǎn)故障前瞬間正常

77°

工作電壓”"(或稱(chēng)短路點(diǎn)的開(kāi)路電壓)，但如果采取近似計(jì)算可直接

取1.0；

(3)制訂不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的正、負(fù)、零序等值網(wǎng)絡(luò)，從而求出、?！?、X/、、X2L,

丫

以及附加電抗人△

(4)將串聯(lián)在正序網(wǎng)絡(luò)的短路點(diǎn)后，按計(jì)算三相短路的方法，計(jì)算

y(n)

后發(fā)生三相短路的電流，該電流就是不對(duì)稱(chēng)短路點(diǎn)的正序電流；

(5)根據(jù)各序電流間的關(guān)系求取負(fù)序和零序電流，并可求取各序電壓；

(6)用對(duì)稱(chēng)分量法，由短路點(diǎn)各序電流和序電壓計(jì)算短路點(diǎn)的不對(duì)稱(chēng)三相

電流和三相電壓。

3.中樞點(diǎn)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(duì)大型網(wǎng)絡(luò)，如中樞點(diǎn)到負(fù)荷的線(xiàn)路較長(zhǎng)，且負(fù)荷變化較大(即最大負(fù)

荷與最小負(fù)荷的差值較大)，則在最大負(fù)荷時(shí)要提高中樞點(diǎn)的電壓，以抵償

線(xiàn)路上因負(fù)荷大而增大的電壓損耗；在最小負(fù)荷時(shí)則要將中樞點(diǎn)電壓降低一

些，以防止負(fù)荷點(diǎn)的電壓過(guò)高，一般這種情況的中樞點(diǎn)實(shí)行“逆調(diào)壓”。采

用逆調(diào)壓方式的中樞點(diǎn)電壓，在最大負(fù)荷時(shí)較線(xiàn)路的額定電壓高5%，即

1.05%；在最小負(fù)荷時(shí)等于線(xiàn)路的額定電壓，即1.0人。

(2)順調(diào)壓

對(duì)小型網(wǎng)絡(luò)，如中樞點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)的線(xiàn)路不長(zhǎng)，負(fù)荷變化很小，線(xiàn)路上的

電壓損耗也很小，這種情況下，可對(duì)中樞點(diǎn)采用“順調(diào)壓”。采用“順調(diào)壓”

方式的中樞點(diǎn)電壓，在最大負(fù)荷時(shí)，允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線(xiàn)路

額定電壓的2.5%，即1.025人；在最小負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓高一些，但不

高于線(xiàn)路額定電壓的7.5%，即1.0754。

(3)常調(diào)壓

對(duì)中型網(wǎng)絡(luò)，負(fù)荷變化較小，線(xiàn)路上電壓損耗也較小，這種情況只要把

中樞點(diǎn)電壓保持在較線(xiàn)路額定電壓高2%?5蘇的數(shù)值，即(1.027.05)隊(duì)，不

必隨負(fù)荷變化來(lái)調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓，仍可保證負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量，這種調(diào)壓

方式稱(chēng)為“常調(diào)壓”。

4.(略)

5.2^=5.311kA,S?=133.74MVA

6.&.ii.=74.29°

四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院模擬題(B卷)

1電力系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？試標(biāo)出圖1所示電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)、變

壓器和負(fù)荷的額定電壓。(10分)

10T2

2當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功不足時(shí)，用調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器變比的方法進(jìn)行調(diào)壓是否適宜？其

結(jié)果如何？為什么？(15)

3系統(tǒng)負(fù)荷單位調(diào)節(jié)功率和發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率的意義是什么？其大小說(shuō)明什

么？系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行頻率有何影響？(15分)

4?試說(shuō)明什么是沖擊電流、短路電流的最大有效值和短路功率，且寫(xiě)出其計(jì)算

公式(10)

5?如圖2所示HOkV輸電線(xiàn)路，雙回線(xiàn)路并聯(lián)阻抗ZL=5.38+/15.65C，兩臺(tái)

變壓器并聯(lián)阻抗ZT=115+〃O18C,不計(jì)線(xiàn)珞充電功率和變仄器勵(lì)磁功率。

若線(xiàn)路首端電壓保持117kV不變，試合理選擇變壓器分接頭，使C點(diǎn)電壓滿(mǎn)

足順調(diào)壓。(25分)

ABe

----------------------------------H3CH30+吐2.8MVA

-----H3OH——>186+J15

110+2x2.5%/IlkV

圖2

6?如圖3所示單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)，已知運(yùn)行點(diǎn)的同步功率系數(shù)4=1.0，試評(píng)算：

(25)

(1)運(yùn)行點(diǎn)的傳輸有功功率；(提示柒

(2)該運(yùn)行點(diǎn)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)。

XT1=0.1

（B卷）答案：

1?電力線(xiàn)路的額定電壓和用電設(shè)備的額定電壓相等，且稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)的額定電

壓，如220kV網(wǎng)絡(luò)等等。發(fā)電機(jī)的額定電壓與網(wǎng)絡(luò)的額定電壓為同一等級(jí)時(shí)，

發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%。變壓器額定電壓的規(guī)定略為

復(fù)雜。根據(jù)變壓器在電力系統(tǒng)中傳輸功率的方向，我們規(guī)定變壓器接受功率

一側(cè)的繞組為一次繞組，揄出功率一側(cè)的繞組為二次繞組。一次繞組的作用

相當(dāng)于用電設(shè)備，其額定電壓與網(wǎng)絡(luò)的額定電壓相等。但直接與發(fā)電機(jī)聯(lián)接

時(shí)，其額定電壓則與發(fā)電機(jī)的額定電壓相等。二次繞組的作用相當(dāng)于電源設(shè)

備。其額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%，如果變壓器的短路電壓小于

7%或直接（包括通過(guò)短距離線(xiàn)路）與用戶(hù)聯(lián)接時(shí)，則規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓

高5%。

G:10.5kV;T1:10.5/242kV;T2:220/121/38.5kV;

T3:110/llkV;

T4:35/6.6kV；LD1:10kV;LD2:6kV

2?無(wú)功不足時(shí)，不適宜用調(diào)節(jié)變壓器變比的方式升高電壓，因?yàn)楫?dāng)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(wú)功需求也要增大，這樣

做有可能會(huì)進(jìn)一步引起無(wú)功缺額，從而引起系統(tǒng)其它節(jié)點(diǎn)電壓下降。

八——

3.47G班曲和的稱(chēng)為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)或簡(jiǎn)稱(chēng)為負(fù)荷

的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。m的數(shù)值取決于全系統(tǒng)各類(lèi)負(fù)荷的比重，不同系統(tǒng)或同一

系統(tǒng)不同時(shí)刻而，值都可能不同。在實(shí)際系統(tǒng)中長(zhǎng)少=1?3,它表示頻率變化

1%時(shí)，負(fù)荷有功功率相應(yīng)變化（1-3）%。調(diào)度部門(mén)常以防的數(shù)值作為考慮按頻

率減負(fù)荷方案和低頻率事故時(shí)用一次切除負(fù)荷來(lái)恢復(fù)頻率的計(jì)算依據(jù)。

八卬*，站的數(shù)值表示頻率發(fā)生單位變化時(shí)，發(fā)電機(jī)組輸出功率

的變化量，式中負(fù)號(hào)表示頻率下降時(shí)，發(fā)電機(jī)組的有功出力是增加的。系統(tǒng)

單位調(diào)節(jié)功率表示在計(jì)及發(fā)電機(jī)組和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化

的負(fù)荷變化量。根據(jù)K值的大小，可以確定在允許的頻率偏移范圍內(nèi)，系統(tǒng)

所能承受的負(fù)荷變化量。顯然，｛的數(shù)值越大，負(fù)荷增減引起的頻率變化就

越小，頻率也就越穩(wěn)定。

4.沖擊電流是短路電流最大可能電流的瞬時(shí)值。短路功率等于短路電流有效值

同短路處的正常工作電壓的乘積。其計(jì)算公式為：

沖擊電流：L=kimiptn

最大有效值：=+

短路功率：sr=6%/=sBi,f

5?Vit=115.5kV

片）=1.25

6.K-28%

四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院模擬題（C卷）

1.電力系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？什么是平均額定電壓?一般在什么場(chǎng)

合使用平均額定電壓？（10分）

2.頻率的一次調(diào)整和二次調(diào)整分別適應(yīng)于什么變化范圍的負(fù)荷？一次調(diào)整是

否能實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)？（10分）

3,試用電壓調(diào)整的基本原理說(shuō)明目前主要有哪些電壓調(diào)整的措施？（15

分）

4.什么叫極限切除角？如何確定極限切除角？（15分）

5.圖1所示110kV電網(wǎng)，各線(xiàn)路采用相同導(dǎo)線(xiàn)，其阻抗參數(shù)為Zo=0.l+jO.4Q

/km

（1）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率初分布；

（2）若節(jié)點(diǎn)A電壓為120kV，計(jì)及功率損耗，求最低電壓點(diǎn)電壓和最大電壓

損耗（不計(jì)橫向

分量）。（20分）

圖1

6.如題圖2所示電力系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)的標(biāo)幺值。發(fā)電機(jī)G：

此=0.29,巧=（）23,7；="S.。變壓器TT：40.13;變壓器T-2:"0.11。線(xiàn)路

L：雙回Ai.i=0.29，照產(chǎn)3加。運(yùn)行初始狀態(tài)：除1.0，R=l.0，0=0.2。在渝電

線(xiàn)路首端力點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，試用等面積定則確定極限切除角髭隔，并

判斷當(dāng)故障切除角爪二40”時(shí),系統(tǒng)能否保持暫態(tài)穩(wěn)定？（30分）

圖2

（C卷）答案：

1?電力線(xiàn)路的額定電岳和用電設(shè)備的額定電壓相等，且稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)的額定電壓，

如220kV網(wǎng)絡(luò)等等。發(fā)電機(jī)的額定電壓與網(wǎng)絡(luò)的額定電壓為同一等級(jí)時(shí)，發(fā)

電機(jī)的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%。變壓器額定電壓的規(guī)定略為

復(fù)雜。根據(jù)變壓器在電力系統(tǒng)中傳輸功率的方向，我們規(guī)定變壓器接受功率

一側(cè)的繞組為一次繞組，輸出功率一側(cè)的繞組為二次繞組。一次繞組的作用

相當(dāng)于用電設(shè)備，其額定電壓與網(wǎng)絡(luò)的額定電壓相等。但直接與發(fā)電機(jī)秩接

時(shí)，其額定電壓則與發(fā)電機(jī)的額定電壓相等。二次繞組的作用相當(dāng)于電源設(shè)

備。其額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%，如果變壓器的短路電壓小于

7%或直接（包括通過(guò)短距離線(xiàn)路）與用戶(hù)聯(lián)接時(shí)，則規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓

高5%。

在短路電流的實(shí)用計(jì)算中一般不要求很高的精確度，可以認(rèn)為各個(gè)變壓

器的變比就等于其兩側(cè)的平均額定電壓之比，這樣，在標(biāo)幺制等值電路中，

所有變壓器的變比都等于1。此時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)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。

2.一次調(diào)整：增大負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)組輸出功率增加，頻率低于初始值；負(fù)荷減

小時(shí)，發(fā)電機(jī)組輸出功率減小，頻率高于初始值。適應(yīng)于變化幅

度小，變化周期較短的變化負(fù)荷。不能實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)。由發(fā)電機(jī)

組的調(diào)速器完成。

二次調(diào)整：當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)引起頻率變化時(shí)，利用同步器（調(diào)頻器）平行移

動(dòng)機(jī)組功頻靜特性來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和分配機(jī)組間的有功功率。適

應(yīng)于變化幅度大，變化周期較長(zhǎng)的