780216][东北大学]20年7月考试《电力系统分析》考核作业(答案)

东北大学继续教育学院

电力系统分析试卷（作业考核线下）A 卷（共4页）

1、下列故障形式中对称的短路故障为（ C ）

A.单相接地短路

B.两相短路

C.三相短路

D.两相接地短路

2、应用等面积定则分析简单电力系统暂态稳定性，系统稳定的条件是（ C ）

A.整步功率系数大于零

B.整步功率系数小于零

C.最大减速面积大于加速面积

D.最大减速面积小于加速面积

3、电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的（A）

A.可靠性要求

B.经济性要求

C.灵活性要求

D.优质性要求

4、中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（A）

A.线电压

B.1.5倍相电压

C.1.5倍线电压

D. 倍相电压

5、频率的一次调整是（ A ）

A.由发电机组的调频系统完成的

B.由发电机组的调速系统完成的

C.由负荷的频率特性完成的

D.由无功补偿设备完成的

6、潮流方程是( D )

A.线性方程组

B.微分方程组

C.线性方程

D.非线性方程组

7、分析简单电力系统的暂态稳定主要应用( B )

A.等耗量微增率原则

B.等面积定则

C.小干扰法

D.对称分量法

8、顺调压是指( B )

A.高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电压调低

B.高峰负荷时，允许电压偏低，低谷负荷时，允许电压偏高

C.高峰负荷，低谷负荷，电压均调高

D.高峰负荷，低谷负荷，电压均调低

9、系统发生单接地短路故障时，复合序网的连接方式为（A）

A.正序、负序、零序串联

B.正序、负序并联、零序网开路

C.正序、零序并联、负序开路

D.零序、负序并联，正序开路

10、系统中无功功率不足，会造成( D )。

A.频率上升

B.频率下降

C.电压上升

D.电压下降

11、已知一节点所带负荷，有功功率为P，视在功率为S，则功率因数角 为（D）

A．arctan P

S

B．arcsin

P

S

C．arccos

S

P

D．arccos

P

S

12、减小输电线路有功损耗可通过（C）

A.增大线路有功功率

B.增大线路无功功率

C.提高线路两端电压

D.增大输电线路电阻

13、电力系统并列运行暂态稳定性分析中不考虑非周期分量、负序分量和零序分量的影响，

原因是（ C ）。

A．认为非周期分量、负序分量和零序分量都已衰减到零；

B．负序分量和零序分量都已衰减到零，非周期分量电流对转子的平均电磁转矩为零；

C．非周期分量已衰减到零，负序分量电流对转子的平均电磁转矩为零，零序电流一般情况下不会流入发电机定子绕组，即使流入发电机定子绕组也不会在发电机气隙中产生电枢反应磁通；

D．非周期分量、负序分量和零序分量都不会在发电机气隙中产生电枢反应磁通，所以对发电机转子的运动无影响。

14、关于同步发电机机端发生三相短路时短路电流中各分量的变化，下述说法中错误的是（ C ）。

A、定子短路电流中的非周期分量和倍频分量以同一时间常数逐渐衰减到零；

B、定子绕组的基频周期分量有效值从短路瞬间的数值逐渐衰减到稳态值；

C、定子绕组的基频周期分量保持不变，其他分量逐渐衰减到零；

D、定子绕组的基频周期电流分量在短路发生后开始阶段衰减速度快，后阶段衰减速度

慢。

15、用功率和阻抗表示的电压降落纵分量的表达式为（B）

A.

PR QX

U

U

-

?= B.

PR QX

U

U

+

?= C.

PX QR

U

U

+

?= D.

PX QR

U

U

-

?=

二、填空题（每题2分，共10分）

16、电力网络等值电路最基本的构成单元是阻抗和（导纳）。

17、快速切除故障将使得系统的暂态稳定性得到（提高）。

18、我国规定的电力系统额定频率为（50 ）Hz。

19、在计算机潮流计算的三类节点中，数量最多的一类节点是(PQ)节点。

20、输电线路的正序阻抗与负序阻抗大小通常(相等)。

三、判断题（下述说法中，正确的请选择“Y”，错误的选择“N”，每题1分，共5分）

21、电容是反映带电线路周围的电场效应。（Y）

22、电力线路的正序电抗与零序电抗是相等。（N）

24、电力系统的频率主要和无功功率有关。（N）

24、如果一条支路的阻抗为2+5j，则它是感性。（Y）

25、一台变压器将两电力网络相连，其额定电压为121/220，则它是升压变压器。（Y）

四、简答题（每题5分，共计25分）

26、简述电力系统运行的基本要求？

答：（1）保证可靠的持续供电

（2）保证良好的电能质量

（3）保证系统运行的经济性

27、短路的类型有哪些？

答：

电源短路用电器短路三相系统短路

28、为什么必须进行电压调整？

答：1、电网电压偏低（1）电网电压偏低的原因。①线路送电距离长，供电半径大，导线截面小，使线路电压损失较大。②电网无功功率电源不足或无功补偿设备管理不善、长期失修、经常停用等，使无功平衡破坏，这是电网电压水平普遍降低的根本原因。③变电所变压器分接头位置放置不合理，电网接线不合理，负荷过重，负荷功率因数低，电力设备检修及线路故障等，都可使电网电压下降。[1] （2）电网电压偏低的危害。①对发电机的危害：发电机定子电流随其功率角的增大而增大。假设发电机在正常电压时定子电流为额定值，若系统电压降低，发电机仍要保持其出力，功率角就要增大，必然引起定子电流增大超过额定值。所以这种情况下，必须减少发电机的出力。②对异步电动机的危害：在电力系统的负荷中，异步电动机占很大的比例，如果电压降低，异步电动机的转差率将增大，从而电动机定子绕组中电流将随之增大，导致电动机温升增加，效率降低，寿命缩短。③对照明负荷的危害：电网电压下降，引起电灯功率下降，照明亮度降低。④对冶金等行业的危害：电路的有功功率与电压平方成正比，电路将因为电压过低而影响冶炼时间，可能导致产品不合格，甚至报废。电网电压偏低还可能造成电网振荡、系统解列、大面积停电，导致断水、断气、电讯中断，严重影响人民生活和社会安全。

2、电网电压偏高 ①电网电压偏高的原因。 随着现代化电网的发展，大容量机组直接接入超高 压电网，以及超高压线路的投入运行，其线路充电功率较大，超高压电网内无功 过剩，使主网电压过高。 ②电网电压偏高的危害。 加速电气设备绝缘老化， 降低电气设备的使用寿命。 电压过高会造成变压器、电动机等铁芯饱和，铁损增大，温度上升，寿命降低； 普通灯泡电压高出额定值寿命会减少；电子设备各种电子阴极电压增加，阴极寿 命减少。电网电压偏高还会影响产品质量，使生产出来的产品不合格，造成经济 损失；使变压器等电气设备空载损耗增大，增加线损。 电压的偏移过大不但会影响工农业生产， 而且电压的波动也可能造成其它不 良影响，例如由于电压波动引起的灯光闪烁会导致人的疲劳。 二、电压调整的措施 1、通过改变发电机端电压调压。在各种调压措施中，最直接最经济的手段 是利用发电机调压， 因为这是一种不需要额外投资的调压手段，所以应当优先考 虑采用。 发电机调整端电压是通过调节励磁从而改变无功功率出力来实现的，发 电机保持同样出力的情况下， 可以在 10%范围内调节电压。 在发电机不经变压器 升压就向用户供电的简单系统中，如果线路不是很长、线路上电压损耗不是很大 的情况下， 一般只通过改变发电机励磁，改变其母线电压就可以将电压调整到合 格的范围。 但是在发电机经过多级变压器变换电压向远方供电的情况下，末端电 压随着负荷的改变可能产生 20%的电压变化， 单依靠发电机调压显然不能保证这 部分用户的电能质量，可采用其他调压方式共同调节。 2、通过调整变压器变比调整电压。

29、试写出a 相发生单相接地短路，写出其边界条件？

答：

?????===00fc fb fa

I I U &&&

30、试写出派克变换矩阵P

解：??

??

??????

+-+----=-1)120sin()120cos(1)120sin()120cos(1sin cos 1

ο

οο

οθθθθθθP

五、 计算题（每题10分，共30分）

31、下图所示的一个简单电力系统，由发电机G 经过电力线路L 供给负荷D ，Z D ＝3.6+j2.3Ω已知发电机的额定容量为S GN ＝25MVA ，端电压为U G =10.5kV ，电力线路L 的阻抗Z L ＝0.05+j0.2Ω。求负荷的端电压U D 和发电机的输出功率。

D

G

解：取UG 为参考量，即UG ＝10.5 0°，则

000

1.3734.4085(kA)

2.3) 1.3734.408510.14 1.8344(kV)D D I U I j ==

=∠-==

+?∠-=∠-&&&&

*

00010.50 1.3734.408524.9234.408520.560614.0826()

G G S I j MVA ==∠?∠-=∠=+&&

32、已知一台SFL 120000/110型向10kV 网络供电的降压变压器，铭牌数据为135K P =kW ，

%10.5K U =，022P kW =，0%0.8I =。计算归算到高压侧的变压器参数。

33、三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为：

2111140.30.0007/,100200G G G F P P t h MW P MW =++≤≤

2222230.320.0004/,120250G G G F P P t h MW P MW =++≤≤ 233333.50.30.00045/,150300G G G F P P t h MW P MW =++≤≤

试计算当系统负荷分别为400MW 和750MW 时，每台发电机组所承担的负荷。

答：

1

110.30.0014G dF d P dP ==+ 222

0.320.008G dF

d P dP ==+ 333

0.30.0009G dF

d P dP ==+ 123

d d d ==

则，

1232

14.30.57 22.20.89G G G G P P P P =+=+

负荷为400MW 时，

123400G G G P P P MW ++=

2147.8G P MW

=符合题意

1214,30.5798.5G G P P MV

=+=

则，取100MW ，即 1100G P MW

=

所以，

3400147.8100152.2G P MW

=--=

当系统负荷为750MW 时，123 G G G P

P P 均为最大值满足 所以，

123200 250 300G G G P MW P MW P MW

===