分析基础复习题-综合答案

《电力系统分析基础》习题

一、填空题

1、输电线路的电路参数是指( 电阻 )、( 电抗 )、( 电导 )、( 电纳 )。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的( 相量 )之差。 “电压损耗”是指输电线首端和末端电压的( 数值 )之差。

“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的( 数值 )之差。

3、由无限大电源供电的系统，发生三相短路时，其短路电流包含( 周期 )分量和( 非周期 )分量，短路电流的最大可能的瞬时值又叫( 冲击电流 )，它出现在短路后约( 0.5 )个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为( 0.01 )秒左右。

4、标么值是指( 实际值 )和( 基准值 )的比值。

5、所谓“短路”是指( 正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接 )，在三相系统中短路的基本形式有( 三相短路 )、( 两相短路 )、( 两相接地短路 )、( 单相短路 )。

6、电力系统中的有功功率电源是( 发电机 )，无功功率电源是( 发电机 )、( 调相机 )、( 电容器 )、( 静止补偿器 )。

7、电力系统的中性点接地方式有( 中性点直接接地 )、(中性点不接地 )、(中性点经消弧线圈接地)。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为( 有备用 )接线和( 无备用 )接线。 9、架空线路是由( 导线 )、( 避雷线 )、( 杆塔 )、( 绝缘子)、( 金具 )构成。

10、电力系统的调压措施有( 改变发电机端电压 )、(改变变压器分接头)、( 利用并联补偿设备调压 )、( 改变输电线路参数 )。

12、某变压器铭牌上标示电压为220±2×2.5%，它共有( 5 )个分接头，各分接头电压分别为( 209 )、( 214.5 )、( 220 )、( 225.5 )、( 231 )。

13、电力系统的一次调频由（调速器）动作完成，二次调频由（调频器）动作完成。 二、思考题

1、 电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？

电力系统——是由发电厂、输电线、配电系统及负荷组成的。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 动力系统——电力系统和动力系统的总和。

2、 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？

地理接线图：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。

电气接线图：电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。

3、 电力系统运行的特点和要求是什么？ 特点：

(1) (2) (3) (4)

要求：

电能不能大量存储。发电、变电、输电和用电同时进行。 电力系统暂态过程非常短。

电力系统的发展和国民经济的发展密切相关。

电力系统电能质量要求高，对电压、频率、波形都有严格的国家标准。

(1) 保证可靠持续运行的基本要求。 (2) 保证良好的电能质量。 (3) 保证系统运行的经济性。

1

(4) 对电力系统运行的基本要求就是向用户提供优质、可靠、经济的电能。

4、 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？

用电设备 3 6 10 -- 35 110 220 330 500 交流发电机线电压 3.15 6.3 10.5 15.75 变压器一次绕组 3及3.15 6及6.3 10及10.5 15.75 35 110 220 330 500 变压器二次绕组 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11.0 -- 38.5 121 242 363 550 3.15 6.3 10.5 37 115 230 345 525

5、 电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？

答：当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘投资越大。综合这些情况考虑，设置多电压等级。 6、 导线型号LGJ-300/40中各字母和数字代表什么？ 答：铝线部分额定截面积300，钢线部分额定截面积50 7、 什么是电晕现象，它和输电线路的哪个参数有关？

答：所谓电晕现象，就是在强电磁场作用下导线周围空气的电离现象。电导。

8、 我国中性点接地方式有几种？为什么110KV以上电网采用中性点直接接地？110KV以下电网采用中性点不接地方式？

答：我国电力系统目前所采用的接地方式主要有三种，即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。 我国35kV及其以下的中性点不接地或经消弧线圈接地，称小电流接地系统；

电压在110kV及其以上的中性点直接接地，称大电流接地系统。防止单相接地时非故障相过电压。

9、 架空输电线路为什么要进行换位？并绘制一个换位。 答：三相参数相等

10、中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？

答：故障相对地电压为零，非故障相电压升高3倍。接地电流为容性。

??Ck?Ck?C?NO?NO(1)故障相：C相对地电压为零， U??Ak?0。因为U?U?U，所以U??UC。

(2)非故障相：A相UA 变成U等于线电压

?e?j150 3UC?ej150 3UC??U??U??U??U??A相电压：UAkAN0AC??U??U??U??U??B相电压：UBkBN0BC??A相容性电流：I?AC?j?cUAC??B相容性电流：I?BC?j?cUBC

?e?j60 3?cUC?e?j120 3?cUC2

短路点电流：I?Ck?

?(e?j60?e?j120) 3?cUC11、电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？

答：无备用接线方式：负荷只能从一个电源获得电能―开式接线，主要优点在于简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差。

有备用接线方式：负荷可以从两个或两个以上电源获得电能―闭式接线。有两端供电、环式、链式等。优点在于供电可靠性和电压质量高，缺点是不够经济。

12、按结构区分，电力线路主要有哪几类？ 答：电缆线路和架空线路

13、架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？

答：架空线路是由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具构成。它们的作用分别是： (1)导线用来传导电流、输送电能；

(2)避雷线用来将雷电流引入大地，以保护电力线路免受雷击；

(3)杆塔用来支撑导线和避雷线，使导线与导线、导线与大地之间保持一定的安全距离； (4)绝缘子用来使导线和杆塔之间保持绝缘；

(5)金具用来连接导线或避雷线，将导线固定在绝缘子上，以及将绝缘子固定在杆塔上。

14、电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。

答：分裂使导线周围的电磁场发生很大变化，减小电晕和线路电抗。（220kV两分裂，330kV两分裂或三分裂，500kV四分裂）

15、电力线路一般以什么样的等值电路来表示？ 答：线路的等值电路?型等值电路和T型等值电路，

16、什么是变压器的短路试验和空载试验？从这两个试验中可确定变压器的哪些参数？ 答：短路试验：电阻、电抗

空载试验：电导、电纳

17、变压器短路电压百分数Uk%的含义是什么？ 答：短路实验时变压器漏阻抗上的压降

18、双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同？ 答：变压器采用?型等值电路，线路采用?型等值电路

19、等值变压器模型是以什么样的等值电路来表示变压器的？有哪些特点？又是如何推导的？ 答：端部条件与实际电路中的值相等（不需归算）的等值电路

I??1?I??U?U?k122?k?1I??Z1

T3

?UI??Z1I?2??U??U?(y?y)?U?y?kZ??UU??U?y?U?(y?y?kZZ?k1211012212TT122112220TT

12)yy?Y?k?1??T??k?12?YkT10y20?Y?1?k?2T??k????

20、何为负荷的定义？何为综合用电负荷、供电负荷和发电负荷的定义和区别？

答：电力系统的负荷就是系统中千万个用电设备消耗功率的总和。各类用户所消耗的功率相加为综合用电负荷。

综合用电负荷+网损=供电负荷

供电负荷+厂用电=电力系统的发电负荷。

21、电力系统负荷曲线有哪些？它们有何用途？

答：（1）日有功负荷曲线：用户的有功功率日负荷曲线是反映一天24h内有功负荷的变化，可以根据运行中的记录绘出。 （2）年最大负荷曲线：反映从年初到年终整个一年内的逐月(或逐日)综合最大负荷的变化规律。 （3）年持续负荷曲线：年持续负荷曲线是根据全年的负荷变化按照其大小及在一年中累计的持续运行时间排列组成的。

22、标幺值及其特点是什么？在电力系统计算中，基准值如何选择？

答：标幺值的特点：标幺值没有单位；标幺值的相对性。

对于同一有名值，基准值选择不同，其标幺值也不相同，因此，当给出某个量的标幺值时，必须同时

给出它的基准值，否则，这个量的标幺值是无意义的。

使用标幺值的优点：1）便于判断电气设备的特性、参数和运行状态是否正常。电力系统中各电气设备的特性和参数，用实际有名值表示时差别很大，不易进行比较。但用标幺值表示时则都在一定的范围内，便于进行对比分析。

2）使计算公式和计算过程得到简化。

只要选取合适的基准值，在标幺值计算中， 三相电路的计算公式将和单相电路的计算公式相同；线电压的标幺值将和相电压的标幺值相等。

在选择基准值时，通常首选的是基准功率和基准电压，而基准电流和基准阻抗可求出。 23、电力系统元件参数用标幺值表示时，是否可以直接组成等值网络？为什么？ 24、电力系统元件参数标幺值的两种计算方法是否相同？为什么？自己试证明一下。

答：相同。

25、电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？

?答：阻抗支路中损耗的功率?SZ为

??SZ?(?S2U2)Z?2P2??Q2?22U22(R?jX)

4

?P2??Q2?22U22R?jP2??Q2?22U?22X??PZ?j?QZ

始端导纳支路的功率?Syl为

????Syl?U1(?1Y22?U1)?U1(122G2?jB)2

2 2适合于三相。

GU1?jBU1??Py1?j?Qy1

26、电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？ 答：?U??XP2?R?Q2U2、?U??RP2?X?Q2U2

适合于线电压

27、什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 答：

???所谓电压降落是指线路始、末两端电压的相量差(dU?U1?U2)。 所谓电压损耗是指线路始、末两端电压的数值差(U1?U2)。 所谓电压偏移是指网络中某一点的电压与该网络额定电压的数值差。 电压调整是指线路末端空载与负荷时电压的数值差。 输电效率（%）=

P2P1?100%

28、影响电压的因素有哪些？

答：电压等级；导线截面积；线路中流过的无功功率。

29、什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？ 答：

若再将发电厂高压母线上所连线路对地电纳中无功功率的一半也并人等值电源功率，用集中功

??率S??G。表示，可称S??G为发电厂的运算电源功率，

若再将变电所高压母线上所连线路对地电纳中无功功率的一半也并人等值负荷功率，用集中功

??率S??表示，则称S??为变电所的运算负荷功率。 30、开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？ 答： 计算步骤：

辐射网潮流分布计算的一般步骤和内容为： (1)作出等值电路图。

5

(2)等值图简化。支路并联、运算负荷、运算功率（网络节点多时） (3)用逐段推算法推算其潮流分布。 方法：

已知同一端的功率和电压，求另一端功率和电压；方法为从已知功率、电压端，齐头并进逐段求解功率和电压，如下图所示

1 求功率 求电压

2 求功率 求电压

3 求功率 求电压

4 U4（已知）

S4（已知）

计算起点

已知始端电压、末端功率，求始端功率、末端电压（以此居多）；或已知末端电压、始端功率，求末端功率、始端电压。求解方法总结为“一来、二去”共两步来逼近需求解的网络功率和电压分布。

环网：

（１）化简网络，计算出各节点的运算负荷或运算功率，从电源点将环网解开。 （２）找出功率分点，使两端供电网拆成两个辐射网 （３）按辐射网的计算步骤进行潮流计算

31、欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？ 答：改变电压大小——改变网络中无功功率的分布 改变电压相位——改变网络中有功功率的分布

32、求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？ 答：

???UI?a?USa11I?3Z31?I?2Z31?I?2Z23???????????Z?S?(Z?Z)S33123123??????

Z12?Z23?Z31Z12?Z23?Z31不考虑。

33、力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？ 答：均一网。

~Sa?~~S3l31?S2(l31?l23)l12?l23?l31??~Smlml?

34、电力网络常用的数学模型有哪几种？

答：节点电压方程、回路电流方程、割集电压方程。

35、节点导纳矩阵有什么特点？节点导纳矩阵如何形成和修改？其阶数与电力系统的节点数有什么关系？

6

答：导纳矩阵的特点： 1、阶数 n?n 2、对称性 3、稀疏性 1、增加一个节点

（1）节点导纳矩阵增加一阶 （2）?Yii（3）Yijyij

i j

?yij,Yjj?yij ?Yji??yij

2、增加一条支路

（1）导纳矩阵的阶数不变 （2）?Yii??Yjj?yij （3）?Yiji j yij

??Yji??yij

3、切除一条支路

（1）相当于增加一导纳为（?yij）的支路 （2）导纳矩阵的阶数不变 （3）?Yii??Yjj??yij （4）?Yiji j -yij

??Yji?yij

'yy4、修改一条支路的导纳值（ij 改变为ij）

（1）导纳矩阵的阶数不变 （2）?Yii（3）?Yij

??Yjj?yij?yij??Yji?yij?y'ij'

i j -yij yij '

5、修改一条支路的变压器变比值（k*改变为k*）

'（1）?Yii?0

（2）?Yjj?(1/k*?1/k*)yT （3）?Yij??Yji?(1/k*?1/k*)yT

''22iyT/k*yT(1?k*)/k*2jyT(k*?1)/k*36、在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知数和未知数各是什么？

答：1、PQ节点(Load Buses)

已知Pi,Qi ，求,ei, fi（ Ui, ?i, ），负荷节点（或发固定功率的发电机节点），数量最多。 2、PV节点(Voltage Control Buses)

已知Pi, Ui ，求, Qi, ?i, ，对电压有严格要求的节点，如电压中枢点。 平衡节点（Slack Bus or Voltage Reference bus） 已知Ui ， ?i,，求, Pi, Qi, ，只设一个。

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37、牛顿-拉夫逊法的基本原理是什么？其潮流计算的修正方程式是什么？用直角坐标形式表示的与用极

坐标形式表示的不平衡方程式的个数有何不同？为什么？与节点导纳矩阵有什么关系？ 答：

38、为什么牛顿-拉普逊法对初值的要求比较严？

答：牛顿-拉普逊法的基本思想是运用泰勒展开式将非线性问题近似线性化，然后进行求解，初值要选择得比较接近它们的精确解，否则迭代过程可能不收敛。 39、PQ分解法是如何简化而来的？它的修正方程式是什么？有什么特点？

答：PQ分解法是考虑了电力系统在运行实际中自身的特点来简化的。

第一个简化就是考虑电力网络中各元件的电抗一般远大于电阻，以致于各节点电压相角的

改变主要影响各元件中的有功功率潮流从而影响各节点的有功功率；各节点电压大小的改变主要影响各元件中的无功功率潮流从而影响各节点的注入无功功率。可略去下式中的子阵N、J略去，而将修正方程简化为

??P??H??????Q??00???????UL??U??i????

第二个简化基于对状态变量为

cos?ij?1的约束条件 ij?i??j??ij不宜过大，再计

Gij?Bij，可以认

；

Gijsin?i?Bj于是可以得到P-Q分解法的修正方程

?P?QUU??B?U????B???U

特点：(1)以一个(n-1)阶和一个(m-1)阶系数矩阵B?、B??替代原有的(n+m-2)阶系数矩阵J，提高了计算速度，降低了对贮存容量的要求。

(2)以迭代过程中保持不变的系数矩阵B?、B??替代其变化的系数矩阵J，显著地提高计算速度。

(3)以对称的系数矩阵B?、B??替代不对称的系数矩阵J，使求逆等运算量和所需的贮存容量都大为减少。

40、电力系统频率偏高或偏低有哪些危害？

答：频率变动不定时：用户使用的电动机的转速与系统频率有关，当频率变化时会引起电动机转速的变化，从而影响产品的质量；频率的不稳定还将会影响到电子设备的工作，于

是近代工业、国防和科学技术中的电子设备都会受到影响。

频率降低时：影响火力发电厂中的主要厂用机械（风机和泵）的正常运行；对锅炉、汽轮机的正常运行、发电机所发功率、变压器负荷都有不同程度的影响；频率降低时，系统的无功功率负荷将增大，从而又促使系统电压水平的降低。

41、电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有何关系？

答：电力系统中的负荷变化大至分为三种。

第一种负荷变化频率很快，周期很短，变化幅度很小。对于这种负荷变化引起的频率偏移

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进行调整称为频率的“一次调频”。

第二种负荷的变化频率较慢，周期较长，幅度较大。对于这种负荷变化引起的频率偏移进行调整，称为频率的二次调整。

第三种负荷的变化通常是根据预计的负荷曲线，按照一定的优化分配原则，在各发电厂间、发电机间实现功率的经济分配，称为有功功率负荷的最有分配，即三次调频。

42、什么是备用容量？如何考虑电力系统的备用容量？备用容量的存在形式有哪些？备用容量主要分为哪

几种？各自的用途是什么？

答：系统电源容量大于发电负荷的部分称系统的备用容量。总的发电容量应占最大发电负荷的15％～20％。系统的各种备用归纳起来无非以热备用和冷备用的形式存在于系统中。

备用容量主要分负荷备用（调整系统中短时的负荷波动并担负计划外的负荷增加而设置的备用）事故备用（是使电力用户在发电设备发生偶然性事故时不受严重影响，维持系统正常供电所需的备用）检修备用（是使系统中的发电设备能定期检修而设置的备用）和国民经济备用（除上面几种备用外，还应计及负荷的超计划增长而设置一定的备用） 43、电力系统中有功功率最优分配问题的主要内容有哪些？

答：有功功率的最优分配有两个主要内容，即有功功率电源的最优组合（是系统中发电设备或发电厂的合理组合，也就是通常所谓机组的合理开停，即涉及的是电力系统中冷备用容量的合理分布问题）和有功功率负荷的最优分配（系统中有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间的合理分配，通常指所谓负荷的经济分配原则，即涉及电力系统

中热备用容量的合理分布问题）。

44、什么是机组的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的单位相同，但其物理意义有何

不同？

答：发电设备单位时间内消耗的能源与发出有功功率的关系，即发电设备输入与输出的关系称为耗量特性；单位时间内输入能量与输出功率之比称比耗量。耗量微增率是单位时间内输入能量微增率与输出能量微增率的比值；两个有相同的单位，但是两个不同的概念，而且它们的数值也一般不相等。只有在耗量特性曲线上的某一特殊点它们才相等，在这一点，比耗量的数值恰最小。

45、什么是等耗量微增率准则？等耗量微增率准则成立的条件是什么？

答：它表示为使总耗量最小，应按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷。 46、何为电力系统负荷的有功功率-频率静态特性？何为有功负荷的频率调节效应？

答：负荷的单位调节功率标志了随着频率的升降负荷消耗功率增加或减少的多寡，指一定频率下负荷随频率变化的变化率。

47、何为发电机组的有功功率-频率静态特性？何为发电机组的单位调节功率？

答：电源的有功功率静态特性通常可理解为就是发电机组中原动机机械功率的静态频率特性。发电机的单位调节功率标志了随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。 48、什么是调差系数？它与发电机组的单位调节功率的标幺值有何关系？

答：调差系数用来描述一次调频时发电机组的频率特性。它与发电机的单位调节功率互为倒数关系。

49、互联电力系统怎样调频才算合理？为什么？

答：联合系统频率的变化取决于这系统总的功率缺额和总的系统单位调节功率。

50、电力系统的一次调频、二次调频和三次调频有什么区别？（同题44）

答：频率的一次调频是系统中所有发电机组都要分担的调整任务，依靠调速器完成，只能

做到有差。频率的二次调整，即通常所谓的频率调整，只是系统中被挑选出来的调频发电机组应承担的调整任务，依靠调频器完成，可以做到无差。频率的三次调整是系统中所有按给定负荷曲线发电的发电机组分担的调整任务，这任务的分配以系统总耗量最小为目标，受约束于系统中有功、无功功率都必须保持平衡以及各类变量都不得逾越一定限额。 51、电力系统中无功负荷和无功损耗主要是指什么？

答：各种电力设备中，除相对很小的白枳灯照明负荷只消耗有功功率，为数不多的同步电

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动机可发出一部分无功功率外，大多数都要消耗无功功率。无功损耗一般在变压器和线路中产生，变压器中的无功功率损耗分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗；电力线路伤得损耗也分两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。

52、如何进行电力系统无功功率的平衡？在何种状态下才有意义？定期做电力系统无功功率平衡计算的主

要内容有哪些？

答：无功功率平衡即电源供应的无功功率等于负荷消费的无功功率加上无功功率损耗。无功功率平衡的计算的前提时应是系统的电压水平正常。定期做电力系统无功功率平衡计算的主要内容：

参考累计的运行资料确定未来的，有代表性的预想有功功率日负荷曲线。 确定出现无功功率日最大负荷时系统中有功功率负荷的分配。

假设各无功功率电源的容量和配置情况以及某些枢纽点的电压水平。

计算系统中的潮流分布。

根据潮流分布情况，统计出平衡关系式中各项数据，判断系统中无功功率能否平衡。 如统计结果表明系统中无功功率有缺额，则应变更上列假设条件，重新作潮流分布计算，而如无功功率始终无法平衡，则应考虑增设无功电源的方案。 53、电力系统中无功功率电源有哪些？其分别的工作原理是什么？

答：发电机，发出无功功率；电容器，只能向系统提供感性无功功率，大小与其端电压的平方成正比；调相机，实质上是只能发无功功率的发电机；静止补偿器和静止调相机分别与电容器和调相机相对应而又属于“灵活交流输电系统”范畴的两种无功功率电源；并联电抗器，在某些电力系统中装有这种设施用以吸取轻载或空载线路过剩的感性无功功率，而对于高压远距离输电线路而言，他还有提高输送能力，降低过电压等作用。 54、电力系统中无功功率与节点电压有什么关系？

答：系统中无功功率的充足与否决定其节点的电压的高低。

55、电力系统的电压变动对用户有什么影响？

答：电压偏移过大：会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统的“电压崩溃”，造成大面积停电。

电压过低：发电机出力，变压器的负荷减少；各类负荷的异步电动机效率降低，寿命缩短 电压过高：电器设备的绝缘受损，寿命缩短。

56、电力系统中无功功率的最优分布主要包括哪些内容？其分别服从什么准则？

答：无功功率最优分布包括无功功率电源（等网损微增率）的最优分布和无功功率负荷（最

优网损微增率）的最优补偿两方面。

57、电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容易实现？哪一

种方式最不容易实现？为什么？

答：中枢点一般指某些可反映系统电压水平的主要发电机或枢纽变电所母线因很多负荷都

由中枢点供电，控制了这些点的电压偏移，也就控制住了系统大部分负荷的电压偏移。常调压，逆调压，顺调压。

58、电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容易实现？哪一

种方式最不容易实现？为什么？

答：选在可反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所母线；包括逆调压、顺调压和常

调压三种调压方式；

59、电力系统电压调整的基本原理是什么？当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比

调压？为什么？

答：不可以，因为这样会引起网络其它部分的无功更加恶化。

60、电力系统常见的调压措施有哪些？

答：改变发电机端电压调压；改变变压器变比调压；借补偿设备调压；组合调压 61、有载调压变压器与普通变压器有什么区别？在什么情况下宜采用有载调压变压器？

答：有载调压变压器可以在带负荷运行的情况下调节变压器分接头；

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对无功功率供应较充裕的系统，当系统中个别负荷的变化规律以及它们距电源的远近相差

悬殊时；系统联络变压器和中低压配电网络变压器。

62、在按调压要求选择无功补偿设备时，选用并联电容器和调相机是如何考虑的？选择方法有什么不同？ 63、并联电容器补偿和串联电容器补偿各有什么特点？其在电力系统中的使用情况如何？

64、什么是电力系统短路故障？电力系统短路的类型有那些？那些类型与中性点接地方式有关？

答：电力系统短路故障是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。

对称短路：三相短路；不对称短路：单相接地短路、两相短路、两相接地短路 单相接地短路和两相接地短路； 65、什么是横向故障？什么是纵向故障？

答：电力系统的短路故障也叫横向故障； 电力系统的断线故障称为纵向故障 66、什么是短路？简述短路的现象和危害？

答：电力系统短路故障是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。

（1）发热效应：短路电有时非常大，会烧坏设备；

（2）电动力效应：短路电流通过电器设备的导体时，导体会受到很大的电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。

（3）使电网的电压降低，结果可能使部分用户的供电受到破坏。 （4）可能使系统的稳定性受到破坏 （5）接地短路可能干扰通讯系统。 67、无限大功率电源的特点是什么？

答：电源无限大、电源的电压和频率保持恒定，内阻抗为零。 68、什么是短路冲击电流？出现冲击电流的条件是什么？

答：短路电流在最恶劣的情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。 电感电路中、短路前为空载的情况下，某相初始角满足????90 69、无限大容量电源供电系统发生对称三相短路周期分量是否衰减？

答：不衰减

70、无限大容量电源供电系统发生对称三相短路是否每一相都出现冲击电流？

答：否，只有一相会出现。

71、什么是无限大容量电源供电系统短路电流最大有效值？如何计算？

答：以短路发生后半个周期的时刻为中心的一个周期瞬时电流的均方根值。

?IM?Im21?2(KM?1) 272、无限大容量电源供电系统短路电流含那些分量？交流分量、直流分量都衰减吗？衰减常数如何确定？

答：包括交流分量（周期分量）和直流分量（非周期分量） 直流分量衰减，交流分量不衰减

衰减常数为X/wR，X和R分别为短路后各相的电抗和电阻

73、如何计算转移电抗？转移电抗和计算电抗什么关系？

答：在复杂电力系统中只保留各发电机（也可合并）电动势节点（包含无限大功率母线）

和短路点，经过网络化简消去其它中间节点（或称联络节点），最后得到一个网形网络，在此网形网络中，略去各电源间的连线，这样就形成了一个以短路点为中心的辐射形网络，每一条辐射支路 只含一个电源，经一阻抗与短路点相连。该阻抗即为转移阻抗。 将各电源的转移电抗按该电源发电机的额定功率归算，即为各电源的计算电抗。

11

74、简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤。

答：（1）化简网络，得到各电源电动势对短路节点的转移阻抗

（2）将各电源的转移电抗按该电源发电机的额定功率归算，得到各电源的计算电抗。 （3）按时刻和计算电抗查运算曲线得到各电源送至短路点的短路电流标么值。 （4）求各短路标么值的有名值，其和即为短路点短路电流的有名值。

75、用曲线法查出的各发电机电流后是否可直接相加得到短路点电流？

答：不能；因为这些电流是以各自所对应的发电机额定功率为基准的，并没有归算到统一的基准值下。

76、简述利用对称分量法进行不对称故障分析的基本思路。

77、发电机零序电抗为什么与中性点接地情况有关？

答：当发电机中性点不接地时，零序电流不能通过发电机，这时发电机的零序电抗为无穷大。

78、各种变压器的零序电抗和等值电路怎样考虑？

答：三个单相变压器组成的变压器或其他非三相三柱式变压器，由于零序激磁电抗为无穷大，当接线为YNd和YNyn时，零序电抗等于正序电抗，当接线为YNy时，零序电抗为无穷大；对三相三柱式变压器，由于零序激磁电抗不为无穷大，需计入序激磁电抗的具体值，但是在实用计算中可以近似取零序电抗等于正序电抗。 各种情况下的等值电路略。

79、系统三相短路电流一定大于单相接地短路电流吗？为什么？

答：不一定；当（零序电抗+负序电抗）<两倍正序电抗的时候，三相短路电流小于单相短路电流。实际上，在一般网络子中，系统正序电抗等于负序电抗，此时，当零序电抗<正序电抗时，则三相短路电流小于单相短路电流。

80、什么是正序等效定则？

答：指在简单不对称短路情况下，短路点电流的正序分量与短路点各相中接入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。

81、变压器零序激磁电抗与正序激磁电抗是否相同？说明理由。

电力线路通过零序电流时，有架空地线与无架空地线的零序电流通路有何不同？ 答：有架空线路时，零序电流流过以大地和架空底线组成的回路 无架空线路时，零序电流流过大地回路。

82、发电机、变压器、线路的正序电抗与负序电抗是否相等？

答：变压器、线路作为静止元件，其正序和负序电抗相等；

发电机作为旋转的元件，其正序和负序电抗不相等

83、正序、负序、零序电流、电压经过Y/△11变压器后相位和数值如何变化？

答：正序：电流电压经过后相位均超前30度，数值不变；

负序：电流电压经过后相位均落后30度，数值不变；

零序电流不可能经星形/三角形接法的变压器流出，不存在转相位问题。 84、电源处与短路点那一点的负序电压高？电源处负序电压值为多大？

答：短路点负序电压高；电源处负序电压为零。 85、比较下列几种情况下输电线路阻抗的大小。

(2)

(1). 单回输电线零序阻抗 Z(0)和双回输电线零序阻抗Z(0) 。

(w)

(2).单回输电线零序阻抗 Z(0)和有架空地线的单回输电线零序阻抗 Z(0) 。 (3). 单回输电线零序阻抗 Z(0) 和单回输电线正序阻抗Z(1) 。 答：(1)Z(0)Z(0)(w);(3)Z(0)>Z(1)

二、某电力线路导线为LGJ-185，长度为100kM，导线计算外径为19mm，线路末端负荷为90+j20MVA。该电力线

路由110kV升至220kV运行，假设升压前后导线截面和负荷大小保持不变，而且不考虑电晕损失的增加，

12

导线水平排列，升压前后导线间距由4m增加到5.5m。试问升压前后电力线路的功率损耗减少了多少？电压损耗的百分数减少了多少？

三、单回220KV架空输电线，长200公里，线路每公里参数为r1=0.108欧/公里，x1=3r1，b1=2.66×10-5 西/公里，线路空载运行，末端电压为250KV，，求线路始端电压和始端功率（计及电压降落的横分量）。

四、长2公里的三相输电线路，供给功率因数为0.8的三相负荷，线路参数为r1=0.82Ω, X1=0.38Ω, 欲使

负荷的端电压保持在6000v的情况下，线路电压损耗△U及有功功率损耗△P不超过10%，问允许的负荷

功率可达多少？此时线路的电压损耗和有功损耗是多少？

五、某电厂有两台发电机组并列运行，其燃料费用特性为：

22

F1＝a1+2PG1+0.01PG1 ； F2＝a2+2.5PG2+0.005PG2 两台机组的最小负荷都是20MW，最大负荷都是125MW，

求：（1）总负荷为160MW时的燃料费用微增率？（2）经济运行时的燃料费用比两台机组平均分配负荷

节省多少？ 六、在如图所示的两机系统中，负荷为700MW时，频率为50HZ，若切除50MW负荷后，系统的频率和发

电机的出力为多少？

500MWPGN=500MWσ%=4APL=700MWB200MWPGN=450MWσ%=5单位调节功率KL*=1.5

七、如图所示的简单系统，当K点发生A相单相接地短路时，求A相电流和B、C相电压。（注：图中参数为标么值）

10.5KV115KV37KVKE = 1.0X1 = 0.15X1=X2= 0.1X0 = 0.3X1 = 0.15

八、设由电站1向用户2供电线路如图,为了使U2能维持额定运行(UN=10KV),问在用户处应装电容器的

容量是多少？（忽略电压降落的横分量影响）

1 1.7+j6Ω 2 P=2000KW cosφ=0.75 QK=? U2 = UN U1=10.5kv 九、有一台降压变压器，其归算到高压侧的参数为RT=2.44Ω, X=40Ω, 低压侧的最大、最小负荷Smax、

Smin表示于图中；高压侧电压波动范围是106.7～113.3kv, 如果负荷容许的电压波动范围是6～6.6kv，是否可选择分接头以满足电压水平的要求，若可以，试选择之。

13

十、系统等值网络如右图示，各元件的标么参数标于图中。求该系统的节点导纳矩阵。

Z12=j0.4 Z23=j0.8 Z34=j0.2

31Z12Z23 Z342 U1 Y20ZU242 4Y40=30+j16Ω SmaxSmin=10+j6Ω 110±2×2.5%/6.3kv Z24=j0.4 Y20=j0.5 Y40=j0.2 十一、系统接线如图所示, 当 f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值网络。(略去各元件

电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳) 1．

GT1L1T2fXmXnL2 G T1 L1 X0 X0 f 5 T2 7 T3 L2 9 10 11 1 2 3 4 Xm 8 6 T4 L 12 13 14 3 15 2、

3 4 1 X0 f2 9 Xm 2 5 6 X0 7 8 3、

14

G T1 L f T2 Xn 4、标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（注：图中所注电压是线路的额定电压等级）

35KV10KV220KV110KV10KV 十二、某变电所的负荷为3000KW，功率因数为0.8，今要增加新用户，其负荷功率为5000KW，功率因数为0.85，欲使变电所的总功率因数提高到0.9，求需装设的电容器容量？

十三、系统有三台额定容量为100MW的发电机组并列运行，其调差系数和运行情况为：σσ

3*=0.04；PG1=60MW；PG2=80MW；PG3=100MW；取

1*=0.02；σ2*=0.05；

KL*=1，PLN=250MW。求：

（1） 当系统负荷增加50MW时，系统的频率下降多少？各发电机增发多少功率？

（2）如果系统负荷的增加是60MW，则系统的频率下降多少？各发电机增发多少功率？

十四、电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，系统S的短路电抗为0.2, 当K点发生三相短路

时，试计算: （SB=100MVA，UB=平均额定电压）

(1) 短路点的短路电流周期分量起始值I〞；? (2) 发电机对K点的计算电抗XGf。

S 110KV k 10.5KV 100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA UK%=10.5 PGN2 =40MW cosф=0.8 Xd=0.25 ” 十五、如图所示的简单系统，当K点发生BC相接地短路时，求:

(1) 故障点各序电流和电压的有名值。

(2) 如果变压器为Yo/??11接线，求发电机的各相短路电流。 (3) 中性点电位Un是多少KV？

(4) Xn是否流过正、负序电流？ Xn的大小是否对正负序电流有影响？

（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值SB=100MVA，UB=平均额定电压）

十六、电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，用标么值的近似计算法计算各元件电抗标么值

10.5KV 115KV 37KV K X1=X2= 0.1 X1=X2=0.1 X1=0.15, XN=0.10 X0 = 0.3 X1 =0.15 (SB=50MVA，UB=平均额定电压)。

15

10.5KV k 115KV 10.5KV SGN1=50MVA STN1 =50MVA Xd=0.2 ”100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA uk%=10.5 PGN2 =40MW cosф=0.8 Xd=0.25 ” uk%=10 十七、电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，当K点发生三相短路时，若要使短路后0S的短路功

率Sd不大于100MVA，试求线路允许的电抗有名值(SB=100MVA，UB=平均额定电压)？

10.5KV 115KV k SGN1=50MVA STN1 =50MVA Xd=0.1 ”XL=? uk%=10

十八、下图为一无穷大功率电源供电系统，设在K点发生三相短路，如果设计要求通过电源的冲击电流不得

超过30 KA,问并行敷设的电缆线路最多容许几条？(KM=1.8)

L k S=无穷大 Xk=0.2Ω RK=0.1Ω 6kV, 200A XR%=4 1250m x1=0.083Ω/km Pφ =1.68KW r1=0.37Ω/km 十九、某系统接线及各元件参数如上图所示，设在 f 点发生三相短路。若选SB=100 MVA，UB=Uav，试计算：

(1) 电源G及系统S对 f 点的转移电抗xGf、xSf。 (2) 求 t = 0.2秒时短路点总电流的有名值是多少？

220KV 10.5KV 110KV k s S=∞ X=0 PGN =40MW cosф=0.8 Xd=0.25 ”STN1 =20MVA uk%=10 100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA uk%=10.5 二十、系统接线如图所示, 当 f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的各序等值网络。(略去各元件电

阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)

G1 T1 T2 L G2 f X n1 X n2

二十一、如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（SB=100MVA，UB=平均额定电压），用正序等效

16

定则计算以下各种情况短路时，短路点的A相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A相接地短路；（3）BC相接地短路。(4)两相短路。

10.5KV 115KV K X1=X2=0.1 X1=X2= 0.1 Xn X0=0.2 X0 = 0.3 X1=Xn=0.1 二十二、如果已知输电线路始端电压和始端功率，试推导求末端电压和末端功率的公式（用输电线路的

Π型等值电路）。

二十三、如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（SB=100MVA，UB=平均额定电压），计算以下各

种情况短路时，短路点的A相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A相接地短路；（3）BC相接地短路。(4) BC两相短路。

10.5KV 115KV X1=X2= 0.1 X0 = 0.3 K X1=X2=0.1 X0=0.2 Xn X1=Xn=0.1 不计电压降落的横分量）。

二十四、额定电压为220KV的辐射型电力网，参数如图所示，求功率分布和各母线电压（注：必须考虑功率损耗，

A Z1 B Z2 20+j30Ω C UA=230KV 20+j40Ω SB=40+j30MVA Sc=10+j8MVA 二十五、如图所示系统，当K点发生三相短路时,求短路处起始次暂态电流I″和发电机起始次暂态电流

IG″ (SB=100MVA，UB=平均额定电压)。

115KV k Ss=100MVA Xs=0.1 50km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA UK%=10.5 UGN =10.5KV SGN =20MVA Xd″=0.2

二十六、（1）试分析比较各种短路故障时故障点电流、电压变化情况。 （2）试分析比较各种短路故障时各序电流的大小。

二十七、某电厂有两台发电机组并列运行，其燃料费用特性为：

F1(PG1)＝a1+2PG1+0.01PG12 (t/h)； F2(PG2)＝a2+2.5PG2+0.005PG22 (t/h) 两台机组的最小负荷都是20MW，最大负荷都是125MW，

求：（1）总负荷为160MW时的燃料费用微增率？

（2） 经济运行时的燃料费用比两台机组平均分配负荷节省多少？

二十八、 图28中k点发生接地短路，试组成它的零序网络。各元件电抗用X加上注脚符号分别表示。

G1 l1 T2 l3 k Ⅰ T3 Ⅲ G2 ～ T1 Ⅰ Ⅱ 17 ～ Ⅲ Ⅱ

二十九、如图29所示系统，电源为恒压电源。当取SB=100MVA，UB=Uav，冲击系数KM=1.8时，问： ⑴在f点发生三相短路时的冲击电流是多少？短路电流的最大有效值是多少？ ⑵简述短路冲击电流的意义，何种情况下短路其冲击电流最大？

三十、 如图30所示系统，在母线I发生三相短路时，求无故障的母线Ⅱ上残压的标么值。（取SB=100MVA，UB=Uav，变压器变比为115/6.3）

115kV 0.4Ω/km 30MVA

L=40km

Uk%=10.5 图29

6.3kV f (3)

～ 6.3kV 0.3kA Xr%=4

0.08Ω/km L=0.5km

发电厂 ～ 100MVA E =1.08 〞 Xd 〞=0.125 x1=0.4Ω/km 48km 115kV Xr=6% 6kV 1.5kA f Ⅰ 图30

2×20MVA Uk%=10.5 Ⅱ 6.3kV

三十一、 系统接线如图31所示，变压器采用Y0/△—11结线方式，各元件标么参数标于图中，当高压母线上f点发生两相接地短路时，试求：

⑴短路点f处A相的电流、电压相序分量；

⑵变压器低压侧各相短路电流和电压值，并作其向量图。

G T a 10.5kV X1=0.12

A 1) f (1·

～ E=j1 X1=0.2 X2=0.3 X0=0.1

115kV X2=0.12 X0=0.12 图31

18

三十二、系统结线图如图31所示，变压器采用Y0/Y—11接线方式，当高压母线上发生两相短路时，选A相为基准相，当基准容量为120MVA时，高压侧电流对称序分量标么值为：I电压取UBP?1153kV时，短路点处电压对称序分量标么值为：U?A1?A1?0.92 I?A2?A2??0.36，基准相

?j0.42 U?j0.17，在同一基准下变

压器电抗标么值为0.12。试求发电机电压侧各相短路电流及电压有名值，并作其向量图。

三十三、 已知系统接线如图9－22所示，各元件参数已标在图中。求在f点发生三相短路时，短路点的总电流及各发电机支路的电流。

～

250MVA X 〞=0.4 ～ 45MVA X d〞 =0.125

10.5kV 300MVA Uk%=9.8 115kV 30km 50km f 115kV （线路电抗0.4Ω/km）

图33

(3) 60MVA Uk%=10.5 115kV 50km 三十四、 发电厂C的输出功率、负荷D及E的负荷功率以及线路长度参数如图3-9所示。 当U???ACU?112?0?kV ，?UB，并计及线路CE上的功率损耗，但不计其它线路上功率损耗时，求线路AD、

DE、及BE上通过的功率。

～ A Z1=2+j4Ω Z2=1+j2Ω Z3=2+j4Ω l2=5km E B ～ l1=10km D l3=10km · SE=60+j25MVA Z4=10+j20Ω · SD=40+j30MVA C l4=50km UC=112kV · SC=100+j50MVA ·～ 图 34

三十五、如图所示，已知闭式网参数如下：

Z1?2?j4? Z2?3?j6? Z3?4?j8? l1?10km l2?15km l3?20km

19

l3 l1 ～ A UA=110kV · · SC l 2 SB

C B 负荷参数：SB=10+j5MVA SC=30+j15MVA 电源参数：UA =110 kV

试求闭式网上的潮流分布及B点电压值（计算时，不计线路上的功率损耗）。

???三十六、 有一个二结点的电力系统如图4-13所示，已知①节点电压为U1?1?j0,②节点上发电

机输出功率SG??0.8?j0.6，负荷功率S?L?1?j0.8，输电线路导纳y=1-j4。试用潮流计算的牛顿法写

出第一次迭代时的直角坐标修正方程式（电压迭代初值取1+j0）。

三十七、将具有图4-4 所示的分接头变比的变压器网络用π型等值网络表示出来。

2 SG · ～ 1 y～ SL · 习题4-13图

节点 1

1:1.1 X=0.3 节点2 ZT 1: k * 习题4-5图

习题4-4图

三十八、图4-5所示，已知k*=1.1 ZT=j0.3，求电路的π型等值图。

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