1、电力系统稳态分析考试电力系统稳态分析模拟试题一单选题：（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内，多选不给分。每小题1分，共10分）1、下面所列各组电力网接线方式中，完全属于有备用接线的一组是（）。A、两端供电网、环网、双回线路辐射网B、双回线路辐射网、环网、单回路链式网C、单回路辐射网、两端供电网、单回路干线网2、关于中性点不接地三相对称系统的中性点对地电压，下述说法中正确的是( )。A、正常运行时为零，单相接地时升高为线电压；B、正常运行时为零，单相接地时升高为相电压；C、正常运行时无法确定，单相接地时为相电压。3、220kv电力系统中
2、性点应采用的接线方式是（）。A、不接地；B、直接接地；C、经消弧线圈接地。4、架空输电线路采用分裂导线的目的是( )。A、减小输电线路电阻；B、减小输电线路电抗；C、增大输电线路电容。5、500kv超高压输电线路两端装设并联电抗器的目的是( )。A、防止输电线路重载时末端电压降低；B、防止输电线路轻载时末端电压升高；C、防止输电线路轻载时末端电压降低。6、关于单侧电源电力网，下述说法中正确的是（）。A、电力网的功率分布由负荷分布确定，其潮流无法调控；B、电力网的功率分布与线路阻抗有关，其潮流无法调控；C、电力网功率自然分布就是功率的经济分布。7、在一个具有n个独立节点的系统中，节点阻抗矩阵的阶
3、数为( )。A、nn阶；B、（n1）（n1）阶；C、（n1）（n1）阶。8、系统中有功功率不足，会造成( )。A、电压水平上升；B、电压水平下降；C、频率下降。A、1号机组；B、2号机组；C、同时减小。10、电力系统无功电源最优分配的目的是（）。A、使电力系统总的能源消耗最少；B、使电力网的有功损耗最小；C、使电力系统的电能质量最好。二判断题：（下列各题中，你认为正确的，请在题干的括号内打“”，错误的打“”。每小题1分，共15分）1、输电线路首端电压不一定总是高于末端电压。（）2、高压系统中，有功功率总是从电压相位超前的点向电压相位滞后的点传输。（）3、辐射形网络的潮流分布和环网的潮流分布都可
4、调控。（）4、在多电压等级环形电力网中一定存在循环功率。（）5、中等长度线路是指100Km以下、300Km以下的线路。（）6、35KV电力系统都采用中性点不接地的中性点运行方式。（）7、电力系统无功电源的最优分配原则是等耗量微增率准则。（）8、任何两端供电网的供载功率分布都不可能是经济功率分布。（）9、同一电压等级的所有电气设备的平均额定电压都相同。（）10、多电压等级环形网络中，线路串联纵向加压器主要改变电力网的无功功率分布。（）11、未装设无功补偿装置的降压变电站的低压母线为PQ节点。（）12、最大负荷时将电压中枢点的电压适当升高，最小负荷时将电压中枢点的电压适当降低，电压中枢点的这种调压
5、方式称为逆调压。（）13、有载调压变压器可以在不停电的情况下改变分接头。（）14、并联电容器既可作为无功电源向系统送出（感性）无功功率，又可作为无功负荷从系统吸收（感性）无功功率。（）15、我国对电力系统频率偏移的规定是正常情况下不超过+ -5%。（）三简答题：（每小题5分，共25分）1、对电力系统的基本要求是什么？2、对调频电厂的基本要求是什么？什么电厂最适宜担负系统调频电厂？3、什么叫功率分点？标出下图所示电力系统的功率分点。4、在下图所示的电路中，变压器的实际变比如图所示，并联运行的两台变压器中有无循环功率存在？为什么？如果循环功率存在的话，请指出循环功率的方向。5、在无功电源不足引起电
6、压水平普遍偏低的电力系统中，能否通过改变变压器变比调压？为什么？四计算题：（共50分）1、某35KV电力系统采用中性点经消弧线圈接地的运行方式，已知35KV线路长度为100公里，线路每相的对地电容为，单相接地时流过接地点的电流为3.6安培，求消弧线圈的电感值。（10分）2、110kv降压变压器铭牌数据为：计算变压器的参数（归算到110KV侧）；画出变压器的形等值电路。（10分）3、某地方电力网的等值电路如下图，有关参数均已标于图中，求网络的初步功率分布标出其功率分点，并计算其经济功率分布。（10分）4、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，频率偏移超出才进行二次调频
7、，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？（10分）5、某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为的变压器。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倍；最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的倍），试选择变压器的分接头。（10分）一单项选择题：（每小题1分，共10分）1、A2、B3、B4、B5、B6、A7、A8、C9、B 10、B二判断题：（每小题1分，共15分）“
8、”，错误的打“”)1、2、3、4、5、6、7、8、9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、三简答题：（每小题5分，共25分）1、答：对电力系统的基本要求有：满足用户对供电可靠性的要求（2分）；具有良好的电能质量（2分）；电力系统运行的经济性要好（1分）。（意思对即可得分）2、答：对调频厂的基本要求是具有足够的调节容量；（1分）调节速度要快；（1分）调节过程的经济性要好（1分）。具有调节库容的大型水电厂最适宜作为调频电厂（2分）。3、答：电力系统中如果某一负荷点的负荷功率由两侧电源供给，则该负荷点就是功率分点，功率分点又分为有功功率分点和无功功率分点（3分），分别用“”和“”标注。图
9、示电力系统中负荷点2为有功功率分点（1分），负荷点3为无功功率分点（1分）。4、答：有循环功率存在（3分）。因为上述网络实际上是一个多电压等级环网，两台变压器的变比不匹配（如取绕行方向为顺时针方向，则,所以存在循环功率（1分）；循环功率的方向为逆时针方向（1分）。5、答：不能（3分），因为改变变压器的变比并不能改善电力系统无功功率平衡状态（2分）。四计算题：（共50分）1、解：单相接地短路时的原理电路图和相量图如下：作业题一参考答案一、填空题1降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv，若选择22.5%的分接头，则该分接头电压为231KV。2电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。3输
10、电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。4输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。5电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。6调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。7复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。8用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为 零 。9系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。 10减小输出电元件的电抗将 提高（改善） 系统的静态稳定性。二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的
11、字母填在题后的括号内。11同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ）否 是 不一定 根据发电机的形式定 12三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ）内层 中间层 外层 独立设置 13中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ）全补偿 欠补偿 过补偿 有时全补偿，有时欠补偿 14三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ）越大 越小 不变 无法确定 15变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ）P O P K U K % I O %16.当功率的有名值为s P jQ 时（功率因数角为）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ）cos S P n si
12、n S P n n S P nS cos P 17.环网中功率的自然分布是（ ）与电阻成正比分布 与电抗成正比分布 与阻抗成正比分布 与阻抗成反比分布 18电力系统中PQ 节点的数量（ ）全都是 大量的 少量的 必有且一般只设一个 19潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（ ）|-j i |-j i min |-j i |-j i max |-j i x x x x d d d q x x x x d d q d x x x x d q d d 26.若ac 两相发生短路，则基准相选择为( )a 相 b 相 c 相 a 相和c27下网K 点发生两相短路接地，其复合序网为图
13、所示( )(其中，1,2，0分别为正序、负序、零序阻抗)28越靠近电源点负序电压越( )低 高 不变 无法确定 29作为判据0d dP E 主要应用于分析简单系统的（ ）暂态稳定 故障计算 静态稳定 调压计算 30分析简单系统的暂态稳定性可以应用（ ）等耗量微增率准则 等面积定则 小干扰法 对称分量法 三、简答题31电力变压器的主要作用是什么？答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。32简单闭式网分为哪些类网络？答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。 33为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来
14、调压并不能改变系统的电压水平？答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。34为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？ 答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。 四、简算题35某三相单回输电线路，采用LGJ 300型导线（计算外径25.2mm ），已知三相导线正三角形布置，导线间距离D 6m ，求每公里线路的电抗值
15、。解：计算半径：m 106.12mm 6.1222.25r 3-=几何均距：D m =D=6m/km 403.0 0157.0106.126lg 1445.0 0157.0r D gl 1445.0x 3m1=+=+=-36。.110KV 单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV ，末端负荷为15j10MVA ，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。解：37某系统发电机组的单位调节功率为740MW/Hz，当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz，求负荷的单位调节功率。解：38网K点发生两相短路接地，求K点短路电流值。五、综合题39有一台降压变压器如
16、图所示，其归算至高压侧的参数为4.93j63.525，已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。40某简单系统如图若在K点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。作业题二参考答案一、填空题1.衡量电能质量的主要指标是：电压、频率、波形。2.我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用直接接地。3.一公里LGJ-300型的架空线路，其电阻大约为 0.1。4.一个将10kV升到220kV的变压器，其额定变比为 10.5/242 。5.电厂供电负荷与综合用电负荷的差别是前者包括网络损耗。
17、6.潮流计算中，三类节点数量最多的是 PQ节点。7.架空线路开路时，其末端电压比首端电压高。8.将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为低中高。9.常用的潮流计算的基本数学模型是节点电压方程。10.标么值近似计算中基准电压常选网络平均额定电压。二、选择题1.组成电力系统的几种主要元件是： BA 电源、电阻、电感、电容B 发电机、变压器、线路、负荷C 发电厂、变电所、变压器、线路D 发电机、变压器、线路、开关2.对电力系统运行的基本要求是： CA 在优质前提下，保证安全，力求经济；B 在经济前提下，保证安全，力求优质；C 在安全前提下，保证质量，力求经济；D 在安全前提下，力求经济，保证质量
18、。3.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻 AA 一样B 越大C 越小D 都不对4.在变压器的等值电路中，其导纳是 BA G T+jB T B G T-jB TC -G T+jB TD -G T-jB T5.中性点不接地系统对设备绝缘的要求 AA 高B 低C 不变D 都不对6.架空线路采用导线换位的目的 CA 减小电抗B 减小电纳C 减小三相参数的不对称D 都不对7.三类节点中，只有一个且必须有一个的是 CA PQ节点B PV节点C 平衡节点D 都不是8.NR迭代的主要优点是： BA 简单B 收敛快C 准确D 占用内存少9.PQ迭代是在 B 基础上简化来的。A 直角坐标形式的NR迭代；B
19、 极坐标形式的N R 迭代；C G S 迭代D 都不是10变压器的运算负荷是 DA 变压器付方功率加上变压器阻抗的功率损耗；B 变压器付方功率加上变压器导纳的功率损耗；C 变压器副方功率加上变压器阻抗和导纳的功率损耗；D 在C 的基础上，再加上变压器所联线路导纳中的功率。三、某系统发动机组的单位调节功率为740MW/Hz,当负荷增大200MW 时，发电机二次调频增发40MW ，此时频差为0.2Hz,求负荷的单位调节功率。 解： P DO =P G K G f K D f200=407400.20.2K D 所以 K D =60MW/Hz所以 负载的单位调节功率为60MW/Hz 。四、额定电压1
20、10kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源A 的电压为121kV ，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U ）。解 设UC =U N = 0 =110 0 407.0j 271.0j30)20(110810222BC+=+=S407.22j 207.30953.7j 793.930j 40593.7j 793.9407.0j 271.0)8j 10(BB B BCC B +=-+=+=-=+-=+-=S S S S S S083.27j 545.32j4.676338.2407.22j 207.30676.4j 338.2)40j 20(110407
21、.22207.30ABB A 222AB+=+=+=+=+=S S S S 已知U A =121kV)kV (64.110972.3668.106)kV (972.3668.10630)593.7(20)793.9()kV (668.106332.14121)kV (332.1412140083.2720545.32BC B C BC AB A B AB =+=-=-=-+-=-=-=+=U U U U U U U U五、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F 1=3+0.3P G1+0.0022G1P (t/h)F 2=5+0.3P G2+0.0022G2P (t/h)两台发电设备的额
22、定容量均为100MW ，而最小可发有功功率均为30MW ，若该厂承担负荷150MW ，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。 解 两台发电设备的耗量微增率分别为G2G2G222G1G1111006.03.0003.023.0004.03.0002.023.0P P dP dF P P dP dF G +=+=+=+=按等耗量微增率准则分配负荷，令1=2，有 0.3+0.004P G1=0.3+0.006P G2 而等约束条件为P G1+P G2=150 联立式（A ）、式（B ）、求解P G1、P G2。 把P G2=150-P G1代入式（A ）有0.3+0.004P G1=0.3+0.0
23、06(150P G1) 0.004P G1=0.90.006P G1 0.01P G1=0.9于是解得 P G1=90MW P G2=60MW此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（3090100、3060100），因此，可做为最优分配方案。六、如图所示某降压变电所装设一台容量为20MVA 、电压为110/11kV 的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA ，最小负荷为7MVA ，cos =0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV ，变压器参数为U k %=10.5，P k =16
24、3kW ，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。解 变压器的电阻和电抗为)(5.63201001105.10100%)(93.420100*002N2N k T 222N 2N k T =S U U X S U P R末端最大和最小负荷为+=+=+=+=+=+=)M VA (2.4j 6.56.07j 8.07sin 7j cos 7)M VA (8.10j 4.146.018j 8.018sin 18j cos 18minmzx S S按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为 =+=+=)kV (75.10%)5.71(10)kV (25.10%)5.21(10minmax i i U
25、 U在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得 +-=-=+-=-=min min max max max max max max 5.632.493.46.55.1075.638.1093.44.145.107i i i i U U U U U U U U I I解得=)kV (6.104)kV (9.99minmax i i U U然而最大和最小负荷时分接头电压为=)kV (10775.10116.104)kV (2.10725.10119.99min N min min /max N max max /i i i T i i i T U U U U U U U U )kV (1.10
26、721072.1072min /T/max =+=+=T TI U U U故选分接头电压为110（1-2.5%）=107.25的分接头。 校验低压母线电压：最大负荷时 )kV (25.1025.107119.99%T N max max =I i i i U U U U 最小负荷时 )kV (73.1025.107116.104T N min min =I i i i U U U U 电压偏移：最大负荷时 %5.2%100101025.10%max =-=U 最大负荷时 %5.7%3.7%100101073.10%min=-=U 比较可知，所选择的分接头满足调压要求。作业题三参考答案一 填空（
27、35分 每空1分）1电力系统是电能的 生产 、输送、分配和 消费 的各个环节组成的一个整体。其中输送和分配电能的部分称为 电力网 。若把水电厂、火电厂的动力部分也包括进来，就称为 动力系统 。对电力系统运行的基本要求是：保证 供电的可靠性 ，保证 电能的良好质量，提高 运行的经济性 。衡量电能质量好坏的指标是 电压 、 频率 和 波形 。电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有 同步调相机 、 静电电容器 及静止补偿器 。 对称分量法 是分析电力系统不对称故障的有效方法。在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有 独立性。短路是电力系统的严重故障。 短路冲击电流 、 短路电流最大有效值 和
28、短路容量 是校验电器设备的重要数据。系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的 综合用电负荷 。电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的 供电负荷 ，在此基础上再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的 发电负荷 。 在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中， 无功功率 从电压高的一端流向电压低的一端， 有功功率 则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端，这是交流电网功率传输的基本规律。在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法。10简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况。简单不对称故障包括 单相接地短路、 两相短路 、 两相接地短路、 单相断开和 两相断开 等。 11电力系统的运行电压水平同 无功功率平衡 密切相关。电压调整的主要手段是：改变发电机端
