433004電力系統(tǒng)基礎(chǔ)-天津大學考試題庫及答案

電力系統(tǒng)基礎(chǔ)復習題填空題1．在我國35kV及以下電壓等級電網(wǎng)中一般采用的中性點運行方式是。2.短路電流最大可能的瞬時值稱為。3.降壓變壓器將110kV和35kV電壓等級的電網(wǎng)相聯(lián)，兩側(cè)均與線路相連，這臺變壓器的額定變比為。4.當系統(tǒng)由于有功不足和無功不足導致頻率和電壓都偏低時，應(yīng)該首先答案決功率平衡的問題。5.電力系統(tǒng)的運行頻率主要取決于功率的平衡。6.頻率的調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)頻率的無差調(diào)節(jié)。7.網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點的實際電壓同該節(jié)點的額定電壓之差稱為。8.變壓器的正序和負序等值電路。9.應(yīng)用正序等效定則的目的是將不對稱短路轉(zhuǎn)化為_______計算。10.在簡單電力系統(tǒng)中，若加速面積大于減速面積，系統(tǒng)將失去______。11.頻率的二次調(diào)整是由發(fā)電機組的______進行調(diào)整。12.電力系統(tǒng)主要調(diào)壓方式包括、和。13.高壓輸電線路空載時，線路始端的電壓將其末端電壓。14.衡量電能質(zhì)量的三個主要指標是電壓、和。15.電力線路中有功功率是從電壓相角超前的一端流向另一端；感性無功功率是從電壓一端流向另一端。16.當有功功率和無功功率分點不一致時，常選的分點將網(wǎng)絡(luò)答案開。17.環(huán)網(wǎng)潮流功率的自然分布是指功率分布，經(jīng)濟分布是指功率與電阻成反比分布。18.最大負荷時允許電壓中樞點的電壓適當下降，最小負荷時允許電壓中樞點的電壓適當升高，這種調(diào)壓方式是。19.高峰負荷時升高中樞點電壓，低谷負荷時降低中樞點電壓，這種中樞點調(diào)壓方式稱為。20.分析不對稱短路的方法是。21.短路電流最大可能的瞬時值稱為。22.對于YN,yn0接法的變壓器，當用標幺值表示且非標準變比等于1時，兩側(cè)電壓的正序分量和負序分量的標幺值。正確答案是：1.不接地或經(jīng)消弧線圈接地2.短路沖擊電流3.110/38.54.有功5.有功6.二次7.電壓偏移8.相同9.對稱短路計算10.暫態(tài)穩(wěn)定性11.調(diào)頻器12.順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常（恒）調(diào)壓13.低于14.頻率、諧波15.幅值高的16.電壓較低17.與阻抗成反比18.順調(diào)壓方式19.逆調(diào)壓20.對稱分量法21.短路沖擊電流22.分別相等選擇題1.一條架空輸電線路，其正、負、零序電抗分別為x1、x2和x0，它們的一般關(guān)系是()A.x1≠x2≠x0B.x1≠x2=x0C.x1=x2≠x0D.x1=x2=x02.為能在實際負荷超過預測值時及時地向增加的負荷供電而設(shè)置的備用容量稱為()A國民經(jīng)濟備用B負荷備用C檢修備用D事故備用3.影響系統(tǒng)頻率的主要因素是()A電流B阻抗C無功D有功4.潮流計算常用的計算方法是()A答案析法B迭代法和牛頓法C積分法D差分法5.電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性主要是指下列哪個元件的運行穩(wěn)定性()A.電動機B.變壓器C.輸電線路D.發(fā)電機6.在枯水季節(jié)，電力系統(tǒng)調(diào)頻廠常選擇()A.中溫中壓火電廠B.小水電站C.高溫高壓火電廠D.大中型水電廠7.聯(lián)結(jié)組標號為Y，d11的變壓器高壓側(cè)正序相電壓為、低壓側(cè)正序相電壓比()A.越前30度B.滯后30度C.超前60度D.滯后60度8.負荷的最大負荷利用小時數(shù)的大小，在一定程度上反映了()A.負荷大小B.負荷使用時間C.負荷變化劇烈程度D.負荷變化快慢9.計算機潮流算法中的牛頓法屬于()A.差分法B.積分法C.迭代法D.答案析法10.用于組裝架空線路的器件是()A.桿塔B.金具C.絕緣子D.避雷器11.為能及時向增加的負荷供電而設(shè)置的備用是()A.負荷備用B.檢修備用C.國民經(jīng)濟備用D.事故備用選擇題正確答案是：1.C2.B3.D4.B5.D6.D7.A8.C9.C10.B11.A判斷題1.一般情況下，變壓器二次側(cè)繞組的額定電壓應(yīng)為用電設(shè)備額定電壓。（）2.對于短路阻抗（短路電壓百分值）較小的降壓變壓器，當二次側(cè)繞組直接與用電設(shè)備相連接，允許其二次側(cè)繞組額定電壓為用電設(shè)備額定電壓的1.05倍。（）3.我國電力系統(tǒng)對頻率偏移的具體規(guī)定是任何電力系統(tǒng)、任何情況下頻率偏移都不得超過±0.2Hz。（）4.當三相架空輸電線路導線平行排列時，三相線路的電抗不相等，其中間相的電抗最大。（）5.35kV及以下高壓電力系統(tǒng)均應(yīng)采用中性點不接地的運行方式。（）6．采用分裂導線的目的是增大每相的等值半徑，從而減小電容、增大電感。（）7.高壓電網(wǎng)中無功功率分點的電壓最低。（）8.電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率越大，同樣負荷變化所引起的系統(tǒng)頻率變化越小，電力系統(tǒng)中總是優(yōu)先考慮通過增大負荷的單位調(diào)節(jié)功率來提高系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率。（）9．為使無功補償裝置的容量最小，變電站的降壓變壓器應(yīng)選擇盡可能高的變比。（）10.電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，越靠近發(fā)電機機端正序電壓越高，負序電壓越低。（）11.實際工作中，通常認為電力系統(tǒng)某點發(fā)生三相短路故障時的短路電流最大，這一結(jié)論是以系統(tǒng)的零序等效阻抗小于正序阻抗（負序阻抗）為前提的。（）12.非全相運行又稱為縱向故障。（）正確答案是：1-5×√√××6-10×√××√11-12×√名詞答案釋1.瞬時性故障2.準同步并列3.正弦整步電壓4.自并勵5.強勵倍數(shù)6.自動低頻減負載裝置7.電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行正確答案是：1.瞬時性故障：當故障線路由繼電保護動作與電源斷開后，如果故障點經(jīng)過去游離，電弧熄滅，絕緣可以自動恢復，故障隨即自動消除，則稱此類故障為瞬時性故障(或暫時性故障)。這時，如果重新使斷路器合閘，往往能夠恢復供電。2.準同步并列：在同步發(fā)電機的電壓幅值、頻率、相位分別與并列點系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率和相位均接近相等時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作，稱這種并列為準同步并列3.正弦整步電壓：滑差電壓經(jīng)整流濾波電路處理后得到的滑差電壓包絡(luò)線即正弦整步電壓。4.自并勵：由發(fā)電機機端直接經(jīng)勵磁變壓器引出電源供給發(fā)電機自身勵磁的勵磁方式。5.強勵倍數(shù)：強勵時，實際能達到的勵磁最高電壓UEmax與額定勵磁電壓UE.N的比值，稱為強勵倍數(shù)KHSE，即KHSE=Uemax/Ue6.自動低頻減負載裝置：當電力系統(tǒng)發(fā)生有功功率缺額引起系統(tǒng)頻率大幅度下降時，按頻率下降的不同程度自動斷開相應(yīng)的非重要負荷，阻止頻率下降，并且頻率迅速恢復到某期望值，這種安全自動裝置稱為自動低頻減負載裝置。7.電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行：在滿足頻率質(zhì)量的前提下，應(yīng)使發(fā)電成本最小，按經(jīng)濟原則在發(fā)電廠和發(fā)電廠機組之間分配有功負荷。簡答題簡述采用標幺制的優(yōu)點。答：（1）易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性和參數(shù)。（2）采用標幺制，能夠簡化計算公式。（3）采用標幺制，能在一定程度上簡化計算工作。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？答：（1）有不接地、直接接地、經(jīng)消弧線圈接地三種接地方式。（2）110kV以上電網(wǎng)采用中性點直接接地防止單相故障時某一相的電壓過高。（3）110kV以下電網(wǎng)采用中性點不接地方式可提高供電可靠性。畫Q-V圖說明電力系統(tǒng)無功平衡與電壓水平的關(guān)系。答：當系統(tǒng)電壓為Va時，系統(tǒng)電源的無功電壓特性（Q-V曲線）如曲線1所示；負荷Q-V曲線如曲線2所示。這兩條曲線的交點a為無功平衡電，確定了系統(tǒng)運行電壓Va。當無功負荷增加時，其無功電壓特性如曲線2’所示。若無功電源不變，則曲線1與曲線2’的交點a’代表新的無功平衡點，決定了電壓Va’。若無功電源隨之增加，曲線1升至1’，使曲線1’和曲線2’的交點所確定的運行電壓達到或接近原來Va?？梢?，系統(tǒng)無功電源充足，能滿足較高電壓水平下無功平衡要求，否則，系統(tǒng)運行電壓水平偏低。畫出電力網(wǎng)絡(luò)中單一阻抗元件的電壓降落向量圖，標出功率因數(shù)角度、電壓相角差，電壓降落、電壓降落縱分量和橫分量以及電壓損耗？答：以為基準或者以1為基準也可。如圖：功率因數(shù)角為Φ2，電壓相角差為δ；AB段為電壓降落dU，AD段為電壓降落縱分量ΔU，BD段為橫分量δU，電壓損耗用AG表示。畫出電力網(wǎng)絡(luò)中單一阻抗元件的電壓降落向量圖（以始端電壓為基準），標出功率因數(shù)角度、電壓相角差，電壓降落、電壓降落縱分量和橫分量？答：以1為基準，如圖：功率因數(shù)角為Φ1，電壓相角差為δ；AB段為電壓降落dU，BC段為電壓降落縱分量ΔU，AC段為橫分量δU，電壓損耗用AG表示。輸電系統(tǒng)如圖，已知線路額定電壓為110kV，長度為80km，導線參數(shù)r0=0.2/km，x0=0.4/km，b0=2×10-6S/km；變壓器額定變比為110/11，SN=30MVA，P0=60kW，PK=150kW，UK%=8.5，I0%=3；負荷SLDB為15+j6MVA，SLDC為20+j10MVA。母線A的實際電壓為116kV。（注：計算部分需要寫出公式并帶入數(shù)據(jù)）（1）畫出系統(tǒng)的等值電路圖，圖中標出元件參數(shù)和運行變量。（2）計算等值電路圖中的元件參數(shù)。（3）分別計算母線A的輸出功率和母線C的電壓。（不計及電壓降落的橫分量）答案：(1)系統(tǒng)的等值電路如圖所示。(2)元件參數(shù)RL=R0l=0.2×80=16(Ω)XL=X0l=0.4×80=32(Ω)BL=b0l=2×10-6×80=1.6×10-4(S)ΔQB=-1/2BLUN2=-1/2*1.6*10-4*1102=-0.968(MVar)(3)已知末端電壓向前推功率和電壓可不寫；可不寫（i）假設(shè)母線C電壓為額定電壓，計算U'CU'C=UCk=11110/11=110kV（ii）C到B計算變壓器的功率損耗與電壓損耗變壓器繞組功率損耗(MV·A)(MV·A)變壓器電壓損耗（iii）B到A計算線路的功率損耗與電壓損耗(MV·A)(MV·A)(MV·A)(MV·A)電力系統(tǒng)的接線方式有哪些？各自的優(yōu)缺點有哪些？答：（1）接線方式:有備用接線和無備用接線。（2）有備用接線優(yōu)點：提高供電可靠性，電壓質(zhì)量高。缺點：不夠經(jīng)濟。（3）無備用接線優(yōu)點：簡單，經(jīng)濟，運行方便。缺點：供電可靠性差。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？答：（1）電壓降落：線路始末兩端的電壓的相量之差。（2）電壓損耗：線路始末兩端的電壓的數(shù)值之差。（3）電壓偏移：線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值之差。（4）電壓調(diào)整：線路末端空載與負載時電壓的數(shù)值之差。（5）輸電效率：線路末端輸出有功與線路始端輸入有功的比。降低網(wǎng)損的技術(shù)措施主要有哪些？答：（1）提高用戶的功率因數(shù)，減少線路輸送的無功功率（2）改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布（3）合理地確定運行電壓（4）組織變壓器的經(jīng)濟運行（5）對原有電網(wǎng)進行技術(shù)改造當系統(tǒng)由于有功不足和無功不足因而頻率和電壓都偏低時，調(diào)節(jié)順序是什么，為什么？答：應(yīng)該首先答案決有功功率平衡的問題，因為頻率的提高能減少無功功率的缺額，這對于調(diào)整電壓是有利的。如果首先去提高電壓，就會擴大有功的缺額，導致頻率更加下降，因而無助于改善系統(tǒng)的運行條件。電力系統(tǒng)中無功功率電源有哪些？ 答：（1）發(fā)電機，是最基本的無功功率電源；（2）電容器和調(diào)相機，電容器只能向系統(tǒng)供應(yīng)感性無功，調(diào)相機是只能發(fā)出無功功率的發(fā)電機；（3）靜止補償器和靜止調(diào)相機，依靠的仍是其中的電容器；（4）并聯(lián)電抗器，它不是電源而是負荷，用以吸取輕載和空載線路過剩的感性無功，它對高壓遠距離輸電線路而言可以提高輸送能力，降低過電壓等作用。雙電源線路配置重合閘除滿足基本要求外，還應(yīng)考慮什么問題?為什么?答：1.采用自動重合閘時，除了需滿足基本求外，還需考慮以下問題：(1)故障點的斷電問題：為了使重合閘動作有可能成功，要保證在兩側(cè)斷路器確實都已經(jīng)跳開使故障點斷電后，給故障點足夠的電弧熄滅和去游離時間，再進行兩側(cè)斷路器的重合。(2)同步問題：當線路故障斷路器跳開后，系統(tǒng)被分為兩部分時，后重合側(cè)應(yīng)考慮兩側(cè)電源是否處于同步狀態(tài)或是否允許非同步合閘問題。對于由單機組與單負荷所組成的簡單系統(tǒng)，利用電力系統(tǒng)功率-頻率靜態(tài)特性圖，簡述負荷增加后的頻率一次調(diào)整過程（發(fā)電機未達滿載狀態(tài)）？答：負荷的功頻靜特性PD(f)同發(fā)電機功頻靜特性的交點A是系統(tǒng)的初始運行點，此時系統(tǒng)頻率為f1，發(fā)電機組和負荷的功率都等于P1。假定系統(tǒng)的負荷增加了ΔPD0，其特性曲線變?yōu)镻D’(f)，發(fā)電機仍然維持原來的特性曲線不變。由于負荷的增加，發(fā)電機組將減速,系統(tǒng)頻率將下降，發(fā)電機出力因調(diào)速器動作而增大，運行點將沿發(fā)電機的特性曲線AB上升；另一方面，由于系統(tǒng)頻率下降，也使得負荷有功因本身調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，運行點將沿負荷曲線CB下降。最終，PD’(f)和發(fā)電機功頻靜特性形成新的交點B，B點對應(yīng)的頻率為f2。同步發(fā)電機準同步并列的實際條件是什么?并列點兩側(cè)：答：(1)電壓幅值差不超過額定電壓的5%～10%；(2)電壓的頻率差不超過額定頻率的0.2～0.5%；(3)電壓相位差不超過5度。有一條35kV線路末端接變比為35/10.5的降壓變壓器，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)10kV母線電壓偏低，請問可以采用哪些措施升高10kV母線電壓（不計投資）？答：（1）改變變壓器變比；（2）改變無功功率分布，如在負荷端并聯(lián)無功功率補償裝置；（3）在線路上串聯(lián)電容器；（4）再并一條35kV線路；（5）再并一臺變壓器。什么是電力系統(tǒng)短路故障，其類型有哪些？哪些類型與中性點接地方式有關(guān)？答：（1）短路是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相與地之間的連接。（2）短路類型有三相短路、兩相短路、單相短路接地、兩相短路接地。單相短路接地、兩相短路接地與中性點接地方式有關(guān)。電力系統(tǒng)發(fā)生短路的危害有哪些？答：（1）發(fā)熱導致溫度高（2）電動力效應(yīng)（3）電網(wǎng)中電壓降低（4）干擾通信設(shè)備（5）改變電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定有SFL1-31500/35型雙繞組變壓器，其額定變比為35/11，銘牌參數(shù)分別為：=30kW，=1.2%，=177.2kW，=8%，求歸算到高壓側(cè)的變壓器有名值參數(shù)。答案：電阻電抗電導電納某簡單電力系統(tǒng)的接線如題下圖所示，各元件參數(shù)如下：試分別計算：K1、K2短路時短路處和發(fā)電機出口的三相短路電流？答案：等值電路如圖所示一簡單電網(wǎng)由線路和變壓器組成，變壓器的變比為110/10，歸算到變壓器高壓側(cè)的等值電路如題圖1所示，首端電壓在最大負荷時保持在118kV，最小負荷時為113kV。分別計算末端負荷為S=40+j30MVA時變壓器低壓側(cè)的實際電壓。答案：系統(tǒng)總裝機容量為2000MW，調(diào)差系數(shù)=5，總負荷為1600MW，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為50MW/Hz，在額定頻率下增加負荷430MW，計算下列兩種情況下的頻率變化并答案釋原因？（1）所有發(fā)電機僅參與一次調(diào)頻；（2）所有發(fā)電機均參加二次調(diào)頻。答案：（1）情況1：所有發(fā)電機僅參與一次調(diào)頻 先驗算此時按照K=850，增加負荷430MW是否會引起發(fā)電機滿載。按此頻率變化的負荷=1600+430–0.505*50=2004.75>2000因此新增負荷會會引起發(fā)電機滿載。分兩段加載負荷：第一段負荷到滿載=第二段機組達到滿載，僅能依靠負荷自身調(diào)節(jié)作用 （2）情況2：所有發(fā)電機均參與二次調(diào)頻先將機組出力調(diào)高到400MW，此時滿載無法進行調(diào)頻，僅能依靠負荷自身調(diào)節(jié)作用與情況1結(jié)果完全相同。電力系統(tǒng)的部分接線如下圖所示，網(wǎng)絡(luò)的額定電壓已標明圖中，試求：發(fā)電機，電動機及變壓器高、中、低壓繞組的額定電壓；設(shè)變壓器T-1高壓側(cè)工作于+2.5％抽頭，中壓側(cè)工作于+5％抽頭；T-2工作于額定抽頭；T-3工作于-2.5％抽頭時，各變壓器的實際變比。答案：（1）額定電壓發(fā)電機：；電動機：變壓器T1：，，變壓器T2：，變壓器T3：，（2）各變壓器的實際變比變壓器T1：變壓器T2：變壓器T3：我國某電力系統(tǒng)中發(fā)電機組的容量和它的調(diào)差系數(shù)百分值分別如下：水輪機組：600MW，；汽輪機組：1200MW，系統(tǒng)總負荷為1500MW，其中水輪機組帶480MW負荷，負荷的單位調(diào)節(jié)功率標么值，現(xiàn)系統(tǒng)的總負荷增加200MW，（注：計算需寫出公式并帶入數(shù)據(jù)）1）若兩機組均只進行一次調(diào)頻，求系統(tǒng)的頻率變化和各機組所增加的功率？2）若水輪機組的同步器動作增發(fā)50MW功率，同時兩機組進行一次調(diào)頻，求系統(tǒng)的頻率變化情況和各機組所增加的功率？答案：（1）兩機組均只進行一次調(diào)頻（2）若水輪機組二次調(diào)頻 架空線路長60km，電壓等級為110kV，線路參數(shù)r=21.6Ω，x=33Ω，b=11×10-4S。已知線路末端運行電壓為106kV，負荷為80MW，功率因數(shù)為0.85。試計算輸電線路的電壓降落和電壓損耗。答案：降壓變壓器等值電路如圖2所示。歸算至高壓側(cè)的阻抗為。已知在最大和最小負荷時流入變壓器的功率分別為和，高壓側(cè)的電壓分別為和。要求低壓母線的電壓變化不超出的范圍，試選擇分接頭。圖2圖2 答案：先計算最大負荷和最小負荷時變壓器的電壓損耗。假定變壓器在最大負荷和最小負荷運行時低壓側(cè)的電壓分別取為和，則取算術(shù)平均值選最接近的分接頭。按所選分接頭校驗低壓母線的實際電壓。可見所選分接頭是能滿足調(diào)壓要求的。兩端供電系統(tǒng)接線如圖所示，已知參數(shù)如下：發(fā)電機G1：SG1=60MV·A，UGN=10.5kV，；發(fā)電機G2：SG1=60MV·A，UGN=10.5kV，，；變壓器T1：STN=60MV·A，Uk%=10.5；變壓器T2：STN=60MV·A，Uk%=10.5，Xn=46Ω；線路L：l=105km，X1=0.4Ω/km，X0=3X1。若f點發(fā)生兩相短路故障，（1）試計算圖中各元件正/負/零序等值參數(shù)（取SB=60MV·A），并畫出各序的等值電路圖。（8分）（2）畫出兩相短路的復合序網(wǎng)，以及電壓向量圖。（6分）（3）計算兩相短路故障情況下故障點的短路電流。（6分）答案：1.參數(shù)計算SB=60MV·A，UB1=10.5kV，UB2=115kV，UB3=10.5kV發(fā)電機G1：,發(fā)電機G2：,變壓器T1和T2：變壓器T2中性點：線路L：制定各序網(wǎng)絡(luò)并計算各序等值網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)負序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)正序等值電抗為：負序等值電抗為零序等值電抗2．單相接地短路的復合序網(wǎng)與電壓向量圖3.計算短路電流基準電流對于兩相短路，，短路電流為系統(tǒng)中發(fā)電機組的容量和它們的調(diào)差系數(shù)分別為：水輪機