电力系统分析练习题

电力系统分析练习题

电力系统分析练习题

一、单项选择题

1．对电力系统的基本要求是（A）

A．保证供电可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性 C．保证供电可靠性和良好的电能质量 D．保证供电可靠性和系统运行的经济性

2．下图所示的电力系统中，变压器T1的额定变比应为（B）

B．保证供电可靠性、保证良好的电能质量、保证继电保护动作的选择性

A．242/121/11kV B．220/121/11kV C．220/110/10kV D．242/121/10kV 3．连接220kV电力系统和110kV电力系统的降压变压器，其额定变比应为（D） A．220/110kV B．220/115.5kV C．242/121kV D．220/121kV 4．我国110kV以上电力系统中性点通常采用的运行方式是（B）

A.不接地 B.直接接地 C.经消弧线圈接地 D.经电容器接地

5．电力系统中性点经消弧线圈接地时，应采用的补偿方式为（A）

A．过补偿 B．欠补偿

C．全补偿 D．全补偿或欠补偿

6．采用同一型号导线的三相架空输电线路，相间距离增大时，其电容（B） A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定 7．架空输电线路采用分裂导线的目的是（A）

A.减小线路电抗 B.减小线路电阻 C.减小线路电容 D.增大线路电抗 8．三相架空输电线路导线全换位的目的是（A）

A．减小三相参数的不平衡 B．减小线路电抗

C．减小线路电容 D．提高输电线路的输送容量 9．变压器参数BT由试验数据 确定。（2章）（B） A．UK% B．I0% C．P0 D．PK 10．变压器的电抗参数

XT,由实验数据 确定。（A）

A.UK% B.I0% C.P0 D.PK 11．变压器的电纳参数GT,由实验数据 确定。（C）

A．UK% B．I0% C．P0 D．PK 12．变压器的电阻参数RT,由实验数据 确定。（D）

A．UK% B．I0% C．P0 D．PK 13．如果三相功率基准值为Sb、线电压基准值为Ub，则阻抗基准值为（D）

A．Sb/Ub B． Sb/3Ub C．Sb/Ub2 D．Ub2/Sb

14．输电线路运行时，其始端电压电压与末端电压的大小关系是（C） A．始端电压一定高于末端电压

B． 始端电压始终等于末端电压

C．在不计电压降落横分量影响情况下，PR+QX>0时，始端电压高于末端电压 D．在不计电压降落横分量影响情况下，PR+QX>0时，始端电压低于末端电压 15．输电线路的电压降落是指（A）

A.线路始端电压与末端电压的相量差 B.线路始端电压与末端电压的数值差 C.线路始端电压与额定电压的数值差 D.线路末端电压与额定电压的数值差

16．输电线路的末端电压偏移是指（D）

A.线路始端电压与末端电压的相量差 B.线路始端电压与末端电压的数值差 C.线路始端电压与额定电压的数值差 D.线路末端电压与额定电压的数值差 17．输电线路的电压损耗是指（B）

A．线路始端电压和末端电压的相量差 B．线路始端电压和末端电压的数值差 C．线路末端电压和额定电压的数值差 D．线路始端电压和额定电压的数值差

18．关于单电源辐射形网络的潮流分布，下面说法中正确的是（A）

A．潮流分布由负荷分布决定，无法调控 B．潮流分布由负荷分布决定，但可以调控

C．功率分布按线路阻抗分布

D．功率分布按线路电阻分布

19．采用节点电压方程计算电力系统潮流时，如果改变原网络中连接i、j节点的变压器的变比，则节点导纳矩阵阶数的变化为（A）

A．阶数不变 B．增加一阶 C．减少一阶 D．不能确定

20．采用节点电压方程计算电力系统潮流时，如果切除原网络中连接i、j节点双回路中一条，则节点导纳矩阵的变化为（A）

A．阶数不变，除Yii、Yjj、Yij、Yji 改变外，其它元素不变

B．阶数不变，除Yii、Yjj 改变外，其它元素不变 C．减少一阶

D．增加一阶

21．利用节电电压法进行潮流分布计算时，无无功补偿设备的降压变电所的低压母线是（A）

A．PQ节点 B．PV节点 C．平衡节点 D．电压中枢点 22．对于电力网络的PQ节点，待求的变量是（A） A．V和 B．P和Q C．P和V D．Q和V

5．潮流计算的三类节点中，可能不存在的节点是（B）

A.PQ节点 B.PV节点 C.平衡节点 D.PV节点和平衡节点 23．牛顿—拉夫逊迭代法的主要优点是（B）

A．简单 B．收敛速度快 C．准确 D．占用内存少 24．电力系统有功负荷在发电机间最优分配的原则是（C）

A．等面积定则 B．等网损微增率准则

C．等耗量微增率准则 D．最优网损微增率准则

25．在既有水电厂，又有火电厂的系统中，枯水季节应选择 发电厂作为调频电厂。（B）

A．核电厂 B．具有调节库容的大型水电厂 C．中温中压火电厂 D．高温高压火电厂

26．电力系统频率的一次调整通过 实现。（A）

27．无功备用容量一般取最大无功功率负荷的（D）

A．20% B．15% C．10% D．7%~8% 28、电力系统无功电源最优分布的原则是（A）

A.等网损微增率准则 B.等耗量微增率准则 C.最优网损微增率准则 D.等面积定则

29．关于无限大功率电源供电情况下的三相短路电流，下面正确的是（D）

A. 短路电流包含有周期和非周期两种分量，两种分量都不随时间衰减

A．调速器 B．调频器 C．励磁调节装置 D．继电保护装置

B. 短路电流包含有周期和非周期两种分量，两种分量都随时间逐渐衰减到零 C. 短路电流中仅包含周期分量

D. 短路电流包含有周期和非周期两种分量，其中周期分量幅值保持不变，非周期分量随时间衰减到零 30．在高压系统中，最恶劣短路情况是指（A）

A．短路前空载，短路发生在电源电动势瞬时值过零时 B．短路前空载，短路发生在电源电动势瞬时值最大时 C．短路前负荷电流最大，短路发生在电源电动势瞬时值过零时 D．短路前负荷电流最大，短路发生在电源电动势瞬时值最大时 31．发电厂高压母线发生短路时，短路电流冲击系数取（C）

A．1.8

B．1.9 C．1.85

D．2.0

32．关于无限大电源供电情况下发生三相短路时短路电流中的非周期分量，下述说法中正确的是（D）

A．三相短路电流中的非周期分量起始值相等

B．空载情况下发生三相短路时，三相短路电流中的非周期分量起始值相等 C．负载情况下发生三相短路时，三相短路电流中的非周期分量起始值相等 D．任何情况下发生三相短路时，三相短路电流中的非周期分量起始值都不会相

等

33．关于同步发电机定子绕组与转子绕组的互感系数，下面正确的是（A）

A．所有同步发电机定子绕组与转子绕组的互感系数都是随转子转动周期性变化

的

B．隐极式同步发电机定子绕组与转子绕组的互感系数是常数 C．凸极式同步发电机定子绕组与转子绕组的互感系数是常数 D．所有同步发电机定子绕组与转子绕组的互感系数都是常数 34．关于具有架空地线的输电线路，下面正确的是（B）

A. 架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越大 B. 架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越小 C. 架空地线的导电性能越好，输电线路的正序电抗越小 D. 架空地线的导电性能越好，输电线路的正序电抗越大 35．在中性点不接地系统中，在不计电阻影响并认为x(1)地时，故障处A相对地电压Ua的大小为（C）

A．0 B.

x(2)的情况下，发生BC两相短路金属性接

Ea C. 1.5Ea D. 3Ea

36．异步电动机运行静态稳定的判据是（9章）（B） A．dPE/d0 B．dME/ds0 C. dPE/d0 D．dME/ds0

37． 关于变压器中性点经小电阻接地的作用，下述说法中正确的是（C） A．可以提高各种短路故障情况下系统并列运行的暂态稳定性 B．只能提高三相短路和两相短路情况下系统并列运行的暂态稳定性 C．只能提高接地短路情况下系统并列运行的暂态稳定性 D．只能提高电力系统并列运行的静态稳定性

38．快速切除故障元件可以提高电力系统中同步发电机并列运行的暂态稳定性，其原理是（A）

A．增大了最大减速面积，减小了加速面积 B．增大了最大减速面积 C．减小了加速面积

D．减小了最大减速面积，增大了加速面积

二、多项选择题

1．下面所列各种电力网接线方式中，属于有备用接线方式的是（B C D E）

A．单回路放射式 B．环式 C．双回路干线式 D．两端电源供电式

E．双回路链式

2．关于中性点非有效接地电网的中性点对地电压，下面说法中正确的是（A B）

A．正常运行情况下为零 B．单相接地故障时等于相电压 C．正常运行时为相电压 D．单相接地故障时为线电压 E．正常运行和发生单相接地故障时均为零 3．关于中等长度线路，下面正确的是（A B D）

A．长度在100~300km之间的架空输电线路称为中等长度线路 B．中等长度线路线路可以采用集总参数П形或T形等值电路 C．输电线路的П形或T形集中参数等值电路是等值的

D．输电线路的П形或T形集中参数等值电路不是等值的 E．长度在300~500km之间的架空输电线路称为中等长度线路 4．关于输电线路的电容参数，下面说法中正确的是（A C D）

A．架空输电线路的电容参数小于同电压等级、同样长度的电缆线路 B．架空输电线路导线之间的几何均距越大，线路的电容参数越大 C．架空输电线路导线之间的几何均距越大，线路的电容参数越小 D．架空输电线路导线的等效半径越大，线路的电容参数越大 E．架空输电线路导线的等效半径越大，线路的电容参数越小

5．同电压等级、同长度的架空输电线路和电缆线路，如果导线的截面积相同，则下述说法中正确的是（A D）

A．架空线路的电抗大于电缆线路的电抗 B．架空线路的电抗小于电缆线路的电抗 C．架空线路的

E．架空线路的电容、电抗等于

电容大于电缆线路的电容 D．架空线路的电容小于电缆线路的电容 电缆线路的电容电抗

6、关于电力系统负荷，下面正确的是（B E）

A．电力系统中用电设备所消耗的功率和电力网损耗的功率的总和称为电力系统的综合负荷 B．电力系统用电负荷的同时系数小于1 C．电力系统用电负荷的同时系数大于1

D．电力系统负荷的峰谷差是有功功率年负荷曲线上最大负荷和最小负荷之差 E．电力系统负荷的峰谷差是日有功功率年负荷曲线上最大负荷和最小负荷之差

7、潮流计算通常采用节点电压方程作为数学模型，而不采用回路电流方程，其主要原因是（A B E）

A．电力系统独立节点数远少于独立回路数 B．节点导纳矩阵便于形成和修改 C．计算精度高

D．收敛速度快

E．建立节点电压方程前不需对并联支路进行合并

8．下面各项中属于牛顿—拉夫逊潮流计算法特点的是（A B）

A．收敛速度快 B．对初值要求苛刻 C．计算精确度高

D．节点导纳矩阵容易形成与修改 E．系统内变压器变比改变时节点导纳矩阵不变 9．下面属于对调频厂基本要求的是（A B E）

A．具有足够的调整容量 B．机组台数要多 C．调整速度要快

D．机组台数要少

E．调整范围内的经济性要好

10．关于电力系统的电压调整，下述说法中正确的是（A B C E）

A．改变变压器变比调压只能用于无功功率充裕的情况 B．改变发电机励磁电流可以实现逆调压

C．改变无励磁调节变压器的变比只能实现顺调压 D．改变无励磁变压器变比可以实现逆调压

E．在无功功率缺乏引起电压水平偏低的电力系统中，应首先增加无功补偿设备

11、下面所列各种无功补偿设备中，随着电压下降（在规定电压波动范围内）输出无功功率增大的有（B C D）

A．并联电容器 B．调相机

C．可控硅控制电抗器型（TCR）静止无功功率补偿器 D．自饱和电抗器型（SR）静止无功功率补偿器 E．串联电容器

12．关于不对称短路，下述说法中正确的是（A B C D）

A．短路点负序电压最高 B．短路点的零序电压最高 C．短路点正序电压最低

D．不管电力系统中性点采用何种运行方式，发生不对称短路时都会出现负序电流 E．不管电力系统中性点采用何种运行方式，发生接地故障时都会出现零序电流

13．关于输电线路的零序电抗，下面说法中正确的是（A B）

A．零序电抗大于正序电抗

B．有架空地线时的零序电抗小于无架空地线时的零序电抗 C．零序电抗小于正序电抗 D．零序电抗等于正序电抗

E．有架空地线时的零序电抗大于无架空地线时的零序电抗 14．下面所列故障类型中，短路电流中存在零序分量的有（B C）

A．中性点直接接地系统中发生两相短路 B．中性点直接接地系统中发生两相短路接地 C．中性点直接接地系统中发生单相接地短路 D．中性点不接地系统中发生两相接地故障 E．中性点直接接地系统中发生三相短路

15．关于电力系统发生不对称短路时的负序电流，下述说法中正确的是（A C）

A．只要发生不对称短路，短路电流中就一定包含负序电流

B．只有在中性点直接接地电网中，发生接地短路才会有负序电流出现

C．不管电力网中性点采用何种运行方式，只要发生不对称短路就会有负序电流 出现

D．发生接地短路时，短路电流中不会有负序电流出现 E．只有三相短路情况下，短路电流中才会出现负序电流

A．发电机并列运行的静态稳定性是指短路情况下，发电机保持同步运行的能力

B．发电机并列运行的静态稳定性指正常运行的发电机受到小干扰作用后，恢复到原运行状态的能力

C．分析同步发电机并列运行静态稳定性的方法是小干扰法 D．分析同步发电机并列运行静态稳定性的方法是对称分量法 E．同步发电机并列运行静态稳定的实用判据是dPE

16．关于电力系统同步发电机并列运行的静态稳定性，下面正确的是（B C E）

/d0

17．下面所列措施中，能够提高三相短路情况下同步发电机并列运行静态稳定性的有（A E）

A．架空线路采用分裂导线

B．线路装设重合闸装置

C．快速切除短路故障

D．变压器中性点经小电阻接地 E．发电机装设自动励磁调节装置 A．架空输电线路架设避雷线 B．电力系统中性点经小电阻接地 C．架空输电线路采用分裂导线 D．线路串联电容器

E．电力系统系统中性点直接接地

19．下面所列各项措施中，能够提高三相短路情况下发电机并列运行暂态稳定性的有 （A B E）

A．线路采用重合闸

B．快速切除故障

C．改变变压器变比

D．变压器中性点经小电阻接地 E．在发电机机端并联制动电阻 A．线路串联电抗器

E．发电机装设自动励磁调节装置

三、判断题

1．变压器二次绕组的额定电压是变压器在额定条件下运行时的端电压。（ × ） 2．无备用接线方式不适用于一级负荷比重较大的场合。（ √ ） 3．110kV电力网采用中性点直接接地方式。（ √ ）

4．10kV电力网单相接地电流超过20A时应采用经消弧线圈接地的中性点运行方式。（ √ ） 5．电力线路的电抗与导线材料是否导磁无关，电纳与导线材料是否导磁有关。（× ） 6．输电线路的电导是反映输电线路的电晕损耗和泄露损耗的参数。（√ ） 7．三相输电线路导线之间的距离越大，其电抗越小。（ × ） 8．300km以上架空输电线路可用集总参数等值电路表示。（ × ）

9．输电线路的输电效率指线路的有功损耗和线路首端输入的有功功率的比值。（ × ） 10．输电线路的线损率是指输电线路的年电能损耗W和线路末端输出的年电能W2

的比值，常用百分值表示。（ × ）

11．任何情况下总有线路始端电压高于线路末端电压。（ × ）

12．在高电压电磁环网中，改变变压器变比主要改变电网的无功功率分布。（ √ ） 13．事故备用应全部设置为热备用。（ × ）

14．水电厂的允许用水量越多，水煤换算系数越小。（ √ ） 15．负荷备用应为热备用。（ √ ）

16．电力系统无功电源最优分布的目的是在保证电力系统安全运行和电能质量的前提下，使全网的有功功率损耗最小。（ √ ）

17．电力系统频率的一次调整属于有差调节。（ √ ） 18．无功负荷的最优补偿应以经济效益最大为目标。（ √ ）

19．对于无功功率不足引起电压水平偏低的电力系统，可以通过调整系统内变压器的变比使系统电压水平恢复正常。（ × ）

20．对于无功功率不足引起电压水平偏低的电力系统，应首先考虑增加无功补偿设备。（ √ ） 21．无限大功率电源的端电压和频率保持不变。（ √ ）

22．无限大功率电源供电情况下发生三相短路时，短路电流中的非周期分量从短路瞬间的起始值按指数规律逐渐衰减到零，周期分量幅值从短路开始时的数值按指数规律逐渐衰减到稳态值。（ × ）

B．线路串联电容器

18．下面所列各项措施中，可以提高简单电力系统发电机并列运行暂态稳定性的有（B C D）

20．下面所列各项措施中，能够提高发电机并列运行静态稳定性的有 （B E）

C．电力系统中性点直接接地 D．输电线路架设避雷线

23．短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流。（ √ ）

24．应用短路电流计算曲线计算短路电流时，可以不考虑负荷的影响（短路点附近的大容量电动机除外）。（ √ ）

25．对称分量法不能用于非线性电力系统的分析计算。（ √ ） 26．断线故障又称为横向故障，短路故障又称为纵向故障。（ × ）

27．对于任何类型和任何接线方式的三相变压器，短路计算时其正序、负序和零序励磁电抗都可视为无限大，从而用开路代替。（ × ）

28．任何情况下，线电压中都不存在零序分量。（ √ ）

29．架空地线的导电性能越强，输电线路的零序电抗越大。（ × ）

30．变压器中性点经阻抗Zn接地时，该阻抗不会出现在正序和负序等值电路当中，但会以3Zn出现在零序等值电路中。（ √ ）

0）31．变压器中性点接地线中流过的电流是零序电流（3I。（ √ ）

32．不对称短路时，故障处的负序电压最高，发电机中性点处负序电压为零。（ √ ）

33．电力系统并列运行的静态稳定性是指电力系统受到小干扰后，保持同步运行的能力，能保持同步运行称为静态稳定，否则称为静态不稳定。（ × ）

34．《电力系统安全稳定导则》规定，系统正常运行情况下的静态稳定储备系数KP不应小于15%~20%；事故后运行方式下应不小于10%。（ √ ）

35．缩短“电气距离”是提高电力系统并列运行静态稳定性的主要途径。（ √ ）

36．对电力系统并列运行暂态稳定性而言，最严重的干扰是三相短路，所以应以三相短路来检验系统的暂态稳定性。（ × ）

37．分析发电机并列运行暂态稳定性时，可以忽略负序电流和零序电流的影响。（ √ ）

38．要保持短路故障时电力系统并列运行的暂态稳定，故障实际切除时间必须小于故障极限切除时间。（ √ ）

39．小干扰法不仅可以用于电力系统静态稳定性的分析，也可以用于电力系统暂态稳定性的分析。（ × ）

四、简答题

1．在下图所示的电力系统中，输电线路的额定电压如图所示，请写出发电机和变压器的额定电压。

答：G：10.5kV；T1：10.5/242kV；T2：220/121/38.5kV；T3：110/6.6(或6.3)kV。

2．下图所示的电力网，发电机电压和各变压器的变比已标于图中，若各元件的电阻和对地导纳都忽略不计，请指出环形网络中是否存在循环功率？如存在的话，请指出循环功率的方向和性质。

答：存在循环功率，循环功率的方向为顺时针方向， 性质为无功功率

3．何谓功率分点？两端供电网如下图所示，线路A-1的初步功率已标于图中，请确定其他各段线路的初步功率分布，并标出其功率分点。

答：功率分点是指：能从两个方面（两端电源）获取功率的负荷节点。

两端供电网的初步功率分布如下图所示：

2为无功功率分点；3为有功功率分点。

4．电力系统潮流调控的目的是什么？辐射形（开式网）的潮流能否调控？潮流调控的手段有哪些？ 答：潮流调控的目的是将电力系统功率的自然分布调控为使电网有功功率损耗最小的功率分布，辐射形电网的潮流分布不能调控， 潮流调控的手段有串联电容、串联电抗和附加串联加压器三种。

5.某发电厂有两台机组并列运行，当总负荷为P0时，两台发电机均未达到其额定出力，且有12、

12。当总负荷增大时，哪台发电机应先增加出力？为什么？

答：2号机组先增加出力，因为1少；

随着2号机组有功出力增加，其耗量微增率增大，当增大到等于1号机组的耗量微增率时，1号机组机组开始按耗量微增率相等原则与2号机组同时增加出力。

6、对调频厂的基本要求有那些？洪水季节宜以什么样的发电厂作为调频电厂？枯水季节宜以什么发电厂作为调频电厂？

答：对调频厂的基本要求有：①调整容量足够大；②调整速度足够快；③调整范围内经济性能应较好。 洪水季节宜采用调节性能较好的中温中压火力发电厂作为调频电厂； 枯水季节宜采用调节性能好的大容量水电厂作为调频电厂。 7．什么叫电压中枢点？电压中枢点的调压方式有哪几种？

答：电压中枢点是可以反应电力系统电压水平的主要发电厂或变电所母线。

电压中枢点的调压方式顺调压、逆调压和常（恒）调压三种。

2，在增加同样出力的情况下，2号机组增加的燃料消耗比1号机组

8．对于无功不足引起电压水平偏低的电力系统，能否通过适当调整系统内变压器的变比使电压水平恢复正常？为什么？

答：不能解决电力系统电压水平偏低的问题，因为电压水平偏低是由于电力系统无功电源不足所引起，改变变压器变比只能改变电网的无功潮流分布，不能解决电力系统无功电源不足的问题。

9．简述应用运算曲线计算短路点短路电流周期分量的步骤 答：应用运算曲线计算任意时刻短路电流周期分量的步骤如下：

① 网络化简，求各电源对短路点的转移电抗 ② 求各电源到短路点的计算电抗

③ 查运算曲线，得到以发电机额定功率为基准的各电源送至短路点的短路电流标幺值 ④ 求③中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流 10．画出下图所示电力系统的零序等值电路（不计各元件电阻）。

答：零序等值电路如下

11．写出单相金属性接地短路、两相金属性短路和两相金属性短路接地的边界条件方程，画出其复合序网。 答：

1）单相金属性接地短路

以A相金属性接地短路为例，边界条件方程：

fbIfc0、Ufa0 I以基本相（ A相）序分量表示为：

fa(1)Ifa(2)Ifa(0)、Ufa(1)Ufa(2)Ufa(0)0 I

2）两相金属性短路

以BC两相金属性短路为例

边界条件方程：Ifb、I0、UU Ifcfafbfc以基本相（ A相）序分量表示为：

fa(1)Ifa(2)、Ifa(0)0、Ufa(1)Ufa(2) I

3）两相经属性短路接地

以BC两相金属性短路接地为例，

边界条件方程：Ufb0、I0 UfcfaIfa(1)Ifa(2)Ifa(0)0、Ufa(1)Ufa(2)Ufa(0)

以基本相（ A相）序分量表示为：

12．按照电力系统中同一点发生各种金属性短路情况下，流过短路点的正序电流从大到小进行排序，并简单说明其理由。

答：按照流过短路点的正序电流从大到小排序为：

两相短路接地I((11).1)两相短路I((12))单相接地短路I((11))

E(n)(3)(1)根据正序等效网络有I，三相短路时Z0；两相短路接地时(n)Z1Z(1.1)(2)(1)ZZ2//Z0；两相短路时ZZ2；单相接地短路时ZZ2Z0。

(3)(1.1)(2)(1)因为 ZZ ZZ(3)(1.1)(2)(1)所以三相短路I(1)两相短路接地I(1)两相短路I(1)单相接地短路I(1)

三相短路I(1)13.何谓静态稳定储备系数，《电力系统安全稳定导则》对静态稳定储备系数的规定是什么？

(3)PMP0《电100%,其中PM为静态稳定极限功率；P0为实际输送功率。

P0力系统安全稳定导则》规定，系统正常运行情况下KP不应小于15%～20%；事故后运行方式下KP不应小于10%。

答：静态稳定储备系数KP14．快速切除故障可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性，请以下图所示简单电力系统f点发生不对称相短路为例，作图说明其工作原理。

答：故障切除速度较慢和故障切除速度较块两种情况下的加速面积和最大减速面积如下图所示

从图可以看到，快速切除故障一方面减小了加速面积，另一方面增大了最大减速面积，因而提高了发电机并列运行的暂态稳定性。

15．快速关闭汽轮发电机组汽门，可以提高发电机并列运行的暂态稳定性，请以下图所示简单电力系统中f点发生不对称短路为例为例，根据等面积定则作图说明其工作原理。

答：汽轮发电机组无快速关汽门和有快速关汽门两种情况下的加速面积和最大减速面积如图所示。

由图可以看到快速关汽门增大了最大减速面积，所以提高了发电机并列运行的暂态稳定性。

16．输电线路装设重合闸装置可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性，请以下图所示简单电力系统f点发生不对称短路为例，作图说明其工作原理。

答：无重合闸和有重合闸两种情况下的加速面积和最大减速面积如下图所示。

由图可知，采用重合闸增大了最大减速面积，因而提高了并列运行的暂态稳定性。

五、计算题

1．求下图所示网络的末端功率S3和末端电压U3（忽略电压降落横分量影响）。

~

解：

PQ1812~ SZ12(RjX)(10j20)0.325j0.65(MVA)121222U1120~~~S2S1S13(18j12)(0.325j0.65)17.675j11.35(MVA)

PRQ1X1218101220U2U1112120116.5(kV)

U1120~2ˆSY2U2Y2116.52j0.8104j1.086 ~~~S2S2SY217.675j11.35j1.08617.675j10.264(MVA)

2P22Q217.675210.2642~SZ23(R23jX23)(12j16)0.37j0.49(MVA)22U2116.5~~~SZ23(17.675j10.624)(0.37j0.49)17.305j9.774(MVA) S3S2X23PRQ217.6751210.26416U3U2223116.5113.3(kV)

U2116.52、输电线路的等值电路及参数如下图所示，已知U22121

22和始端功率S1。

~~110kV,S220j10MVA,求末端电压U1解：

令

11000kV U2Qy2j21041102j2.42(MVar)

~~S2Qy220j7.58(MVA) S22P22Q22027.582~SZ(RjX)(8j30)0.302j1.134(MVA)2U21102

UUjU1102087.5830j20307.588113.632.40kVU12ZZ110110Qy1j2104113.632j2.582(MVar)

~~~SZQy1(20j7.58)(0.302j1.134)(j2.582)20.302j6.132S1S2

3．求图示网络的有功分点、无功分点。线路单位长度参数0.175+j3.6Ω/km。

解：将电网在电源点1拆开得到以下的两端电压相等的两端供电网。

由于各线路的单位长度的参数相等，其初步功率按线路长度分布，即

~~S2(l23l31)S3l31~S12

l12l23l31(8j5)(1216)(10j7)168.533j5.6(MVA)(171216)

~~S2l12(10j7)S3(l12l23)~S13

l12l23l31(8j5)17(10j7)(1712)9.467j6.4(MVA)

(171216)~~~S23S12S2(8.533j5.6)(8j5)0.533j0.6(MVA)

电力网的初步功率分布如图，由图可知负荷点③既是有功功率分点，也是无功功率分点。

4．某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为： F12.80.26PG10.0015PG21 （T/h）

F2 F33.50.29PG20.0015PG22 （T/h） 4.00.17PG30.0015PG23 （T/h）

机组功率约束条件为： 20MW 20MW 20MWPG150MW

PG2100MWPG3100MW 求负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配。 解：由耗量特性 F1 F2 F3求得：12.80.26PG10.0015PG21 （T/h） 3.50.29PG20.0015PG22 （T/h） 4.00.17PG30.0015PG23 （T/h）

dF10.260.003PG1 dPG123 0.26 0.26 PG1由于PG1dF20.290.003PG2 dPG2dF30.170.003PG3 dPG3根据等耗量微增率准则有：

0.003PG10.290.003PG2 0.003PG10.170.003PG3

60MW、PG2PG2PG3200MW

50MW、PG390MW，取PG1

联立求解得：PG160MWPG1.max50MW

50MW

将剩余的负荷200MW-50MW=150MW在2#、3#机组之间按等耗量微增率准则重新分配得：PG255MW、

PG395MW答：负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配方案是： PG150MW、PG255MW、PG395MW

5．简单电力系统如图所示，若发电机励磁调节装置可维持E为常数，请计算发电机并列运行的静态稳定储备系数，并指出其是否满足要求。

解：Q0P0tg0.75

E(UPm2Q0XdPX)(0d)22.247 UUEU2.24711.8725 Xd1.2PP0Kpm100%87.25%(15~20)% 满足要求

P06．某电力系统综合负荷的单位调节功率为400MW/HZ，系统负荷增大800MW时，调频电厂经二次调频增发

400MW，系统频率变化为0.2HZ，计算系统等值发电机的单位调节功率。 解：

PLPG根据公式fKGKL 可得

0.2800400 KG400

KG8004004001600(MW/HZ)

0.2答：系统等值发电机的单位调节功率为1600MW/HZ。

7．联合电力系统的接线图及参数如下，联络线的功率传输限制为300MW，频率偏移超出0.5Hz才进行二次调频，当子系统A出现功率缺额200MW时，如系统A不参加一次调频，联络线的功率是否越限？

解：

1）系统A不参加一次调频，不进行二次调频时的频率偏移

KAKGAKLA45MW/Hz、KBKGBKLB426MW/Hz

KSKAKB471MW/HzfP2000.48HzKS417

调频器不会动作进行频率的二次调整。

2）联络线上的功率变化

Pba

KB(PLAPGA)KA(PLBPGB)KBPLA426200181(MW)

KBKAKS471 3）联络线传输功率校验

PBAPBA100181281(MW)300(MW) PBA 联络线传输功率未超越其传输极限功率。

8．某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为11022.5%/10.5kV的变压器。已知：最大负荷时变压器高压侧电压为114kV，归算到高压侧的变压器电压损耗为5kV；最小负荷时变压器高压侧电压为115kV，归算到高压侧的变压器电压损耗为3kV。现要求在低压母线上实行顺调压（最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的1.025倍；最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的1.075倍），试选择变压器的分接头。 解：

1）选择变压器的分接头

最大负荷时应选择的变压器计算分接头为：

UtI.max (UI maxUt.max)UII.N(1145)10.5111.66KVUII.max101.025

最小负荷时应选择的变压器计算分接头为： UtI.min (UI minUt.min)UII.N(1153)10.5109.4KVUII.min101.075

变压器应选择的计算分接头为：

选变压器的标准分接头,即选择变压器变比为：110/10.5kV。

2）校验

最大负荷时低压侧的实际电压为：

（UtI。111.66109.4maxUtI.min)UtI110.53KV22

UtI110KV

UII.max (UI maxUt.max)UII.N(1145)10.510.4KV10.25KVUtI110 (UI minUt.min)UII.N(1153)10.510.69KV10.75KVUtI110

最小负荷时低压侧的实际电压为：

UII.min

所选分接头满足要求。

9．电力网接线如下图所示，已知归算到高压侧的电抗

Xij70，变电所低压母线要求逆调压（最小负

荷时电压为额定电压，最大负荷时电压为105%UN），低压母线额定电压为10KV，变压器额定电压为

11022.5%/11KV。最大负荷及最小负荷时，归算到高压侧的实际电压分别为：Uj.max101.1KV;Uj.min110.2KV。若Ui不变，求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。

解：

(1) 根据最小负荷时的调压要求选择变压器的变比

UtJUj.minUj.minUiN110.211121.22 10

取UtJ1101100.05115.5KV115.5 变压器变比为K10.5

11 (2) 根据最大负荷时的调压要求选择补偿电容器的容量

K115.5 变压器变比应选K10.5；补偿电容器容量QC14.41MVAR

11QCUjc.maxxij(Ujc.maxUj.max)K2101.05101.1(101.05)10.5214.41Mvar

7010.5

10．简单电力系统的接线如下图所示，各电力元件的有关参数已标于图中，请计算空载情况下K点发生三相短路时的短路电流周期分量起始有效值、短路冲击电流和最大有效值电流。

解：

取Sb

12000则发电机、变压器和线路15000KVA15MVA、UbUP(平均额定电压）0.8的电抗标幺值如下：

UK%15150.4537。 0.07875、XL0.4100210020115|1，三相短路时的单相等值电路如下图所由于短路前空载所以发电机的空载电势等于其额定电压，即E|00.2、XTXd示：

由图可得：I*1111.365

XTXL0.73245XXd

3115 短路点冲击电流为：im21.8102.8261.6A

短路点最大有效值电流为：IM

IB短路点电流有名值为：II*1.36515102.8A

12(Km1)2I155.2A。

答：起始短路电流有名值为102.8A，冲击电流为261.6A，最大有效值电流为155.2A。

11．计算下图所示简单电力系统f点发生三相短路时的极限切除角。假定发电机无励磁调节装置（Eq为常数），已知以发电机额定容量为基准的各元件的电抗和系统电压标幺值为：

xd1.8、xT1xT20.25、xL0.5、U1.0、正常运行时P0.8、cos0.8

解：

1)利用同步发电机的正常运行状态计算发电机的空载电动势 取系统电压作为参考相量，则电压降落的纵分量为U电压降落的横分量为U电压相量图如下：

PRQXQXUU;

PXQRPXUU.

根据相量图可得：

将

QX2PX2)() UUQPtg0.6、U=1.0、XXdXT1XL/2XT22.55代入上式得：

Eq(U0.62.5520.82.552)()3.25

11Eq(12）计算同步发电机在各种运行状态下的功角特性 正常运行时：PI故障情况下：故障切除后：

XII3.251sin1.275sin

XI2.55、PII0

sinXIIIXdXT1XLXT22.8

EqU3.251PIIIsinsin1.161sinXIII2.8EqU

3）计算极限切除角 将

0sin1(P00.8)sin1()0.678（弧度）、 PIM1.275代入

cm

cmP00.8)3.14sin1()2.38（弧度） PIIIM1.161P(0)PIIIMcoshPIIMcos0cos1(0h)得：

PIIIMPIIM0.8(2.380.678)1.161cos2.38cos1()1.105(弧度）＝63.350

1.161h3.14sin1(12．系统接线如下图所示，设在一回线路始端突然发生三相短路，当发电机转子功角增加300时，A、B两断路器同时跳开，将故障线路切除。已知原动机机械功率否能保持暂态稳定？

PT1.5,双回线运行时系统的功角特性为

PI3sin，切除一回线路后系统的功角特性为PIII2sin。试计算故障极限切除角，并指出该系统是

解：

作出正常运行、故障时和故障线路切除后的功角特性曲线如下：

根据正常工作状态求得：0根据题意可得：csin1P0P1.5sin1Tsin1300 PIPI30300600

根据故障切除后的功角特性曲线可得：

f1800sin1 由coscmPIII.MPII.M1.5(2.2920.523)2cos2.2922cmcos1()48.270

200由于c60cm48.27，系统不能保持暂态稳定。

PT1.51800sin1131.402.2922PIII2PT(f0)PIII.McosfPII.Mcos0得：