电力系统分析模拟题及答案

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四川大学网络教育学院模拟题（A卷）

1说明电力系统静态稳定的定义、分析方法以及小干扰分析法的步骤。（15分） 1. 试说明什么是正序等效定则，以及利用正序等效定则计算不对称短路的步骤。（10分）

2. 电压中枢点的调压方式有哪几种？这几种调压方式对调压范围的要求是如何规定的？（10分）

3. 电力系统接线如图1所示，f1点发生接地短路，试做出系统的正序和零序等值网络。图中1~17为元件编号。（15分）

图 1

5．如图2所示简单系统，已知各元件参数如下：(SB=60MVA, VB=Vav , kim=1.8)

??=0.11; 变压器T：SN?30MVA，Vs%=10.5; 发电机G：SN?60MVA，Xd线路L：l=15km，X=0.23?/km.

试求f点发生三相短路时的冲击电流和短路功率有名值。（20分）

图 2

??0.3，6．如图3所示简单电力系统，f点发生单相短路，已知发电机G：XdX2=0.2，Ts?10s，变压器T-1：X=0.12, T-2：X=0.11；双回线路L：XL1=0.20，

XL0?3XL1。试用等面积定则确定极限切除角。(电抗值均为统一基准下的标

幺值。) （30分）

图 3

（A卷）答案：

1．静态稳定性是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢

复到原始运行状态的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则系统江失去稳定。分析系统静态稳定性常采用的方法是小干扰法（小扰动方程，略）。小干扰法的分析步骤为：（1）列出各元件微分方程和网络方程（2）对微分方程和网络方程进行线性化（3）求线性化小扰动状态方程及其矩阵A

（4）对给定运行情况进行潮流计算，求得A矩阵各元素的值（5）求A矩阵的特征根，并以其实部符号判别系统的稳定性

(n)X2. 在简单不对称短路情况下，在正序网络短路点加入附加电抗?，而其附加

(n)电抗X?之后的三相短路电流即为对应不对称短路故障点电流的正序电流。

这就是不对称短路计算的正序等效定则。计算不对称短路的步骤：（1）计算电力系统各元件参数；

（2）正常情况下，求取各电源的次暂态电势E或短路点故障前瞬间正常

0Ua工作电压(或称短路点的开路电压)，但如果采取近似计算可直接

取1.0；

、X2?，（3）制订不对称短路时的正、负、零序等值网络，从而求出X0?、X1?、（n)以及附加电抗X?

‘’ （4）将X?串联在正序网络的短路点后，按计算三相短路的方法，计算

n)X（?后发生三相短路的电流，该电流就是不对称短路点的正序电流；（5）根据各序电流间的关系求取负序和零序电流，并可求取各序电压；（6）用对称分量法，由短路点各序电流和序电压计算短路点的不对称三相电流和三相电压。

3. 中枢点调压有三种方式：逆调压、顺调压和常调压。

(1) 逆调压

（n)对大型网络，如中枢点到负荷的线路较长，且负荷变化较大（即最大负荷与最小负荷的差值较大），则在最大负荷时要提高中枢点的电压，以抵偿线路上因负荷大而增大的电压损耗；在最小负荷时则要将中枢点电压降低一些，以防止负荷点的电压过高，一般这种情况的中枢点实行“逆调压”。采用逆调压方式的中枢点电压，在最大负荷时较线路的额定电压高5%，即1.05VN；在最小负荷时等于线路的额定电压，即1.0VN。 (2) 顺调压

对小型网络，如中枢点到负荷点的线路不长，负荷变化很小，线路上的电压损耗也很小，这种情况下，可对中枢点采用“顺调压”。采用“顺调压”方式的中枢点电压，在最大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的2.5%，即1.025VN；在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但不高于线路额定电压的7.5%，即1.075VN。 (3) 常调压

对中型网络，负荷变化较小，线路上电压损耗也较小，这种情况只要把中枢点电压保持在较线路额定电压高2%~5%的数值，即（1.02~1.05）VN，不必随负荷变化来调整中枢点的电压，仍可保证负荷点的电压质量，这种调压方式称为“常调压”。 4.（略）

5. iim =5.311kA , St=133.74MVA 6. ?c.lim=74.29?

四川大学网络教育学院模拟题（B卷）

1电力系统各元件的额定电压是多少？试标出图1所示电力系统中各发电机、变压器和负荷的额定电压。（10分）

图 1

2当系统无功不足时,用调节有载调压变压器变比的方法进行调压是否适宜? 其结果如何? 为什么？（15）

3系统负荷单位调节功率和发电机单位调节功率的意义是什么? 其大小说明什么? 系统单位调节功率对系统运行频率有何影响? （15分）

4．试说明什么是冲击电流、短路电流的最大有效值和短路功率，且写出其计算公式（10）

5．如图2所示110kV输电线路，双回线路并联阻抗ZL?5.38?j15.65?，两台变压器并联阻抗ZT?1.15?j20.18?，不计线路充电功率和变压器励磁功率。若线路首端电压保持117kV不变，试合理选择变压器分接头，使C点电压满足顺调压。（25分）

图 2

6．如图3所示单机-无穷大系统，已知运行点的同步功率系数SE=1.0，试计算：（25）

（1）运行点的传输有功功率；（提示：（2）该运行点的静态稳定储备系数。

SE?dPed?）

图 3 （B卷）答案：

1．电力线路的额定电压和用电设备的额定电压相等，且称之为网络的额定电压，如220kV网络等等。发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比网络的额定电压高5％。变压器额定电压的规定略为复杂。根据变压器在电力系统中传输功率的方向，我们规定变压器接受功率一侧的绕组为一次绕组，输出功率一侧的绕组为二次绕组。一次绕组的作用相当于用电设备，其额定电压与网络的额定电压相等。但直接与发电机联接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。二次绕组的作用相当于电源设备。其额定电压规定比网络的额定电压高10%，如果变压器的短路电压小于7%或直接（包括通过短距离线路）与用户联接时，则规定比网络的额定电压高5％。

G: 10.5kV ; T1: 10.5/242 kV ; T2: 220/121/38.5 kV ; T3:110/11 kV ;

T4: 35/6.6 kV ; LD1: 10 kV ; LD2: 6 kV

2．无功不足时，不适宜用调节变压器变比的方式升高电压，因为当某一地区的电压由于变压器分接头的改变而升高后，该地区的无功需求也要增大，这样做有可能会进一步引起无功缺额，从而引起系统其它节点电压下降。

的频率调节效应。KD*的数值取决于全系统各类负荷的比重，不同系统或同一系统不同时刻KD*值都可能不同。在实际系统中KD??1~3，它表示频率变化1%时，负荷有功功率相应变化(1-3)%。调度部门常以KD*的数值作为考虑按频率减负荷方案和低频率事故时用一次切除负荷来恢复频率的计算依据。

KG??1KD???PD/PDN?PD???f/fN?f? KD和KD*称为负荷的频率调节效应系数或简称为负荷

?????PG??f?， KG*的数值表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率

的变化量，式中负号表示频率下降时，发电机组的有功出力是增加的。系统单位调节功率表示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频率单位变化的负荷变化量。根据Ｋ值的大小，可以确定在允许的频率偏移范围内，系统所能承受的负荷变化量。显然，K的数值越大，负荷增减引起的频率变化就越小，频率也就越稳定。

4. 冲击电流是短路电流最大可能电流的瞬时值。短路功率等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压的乘积。其计算公式为：

冲击电流： iim?kimIpm 最大有效值： Iim?Ip1?2(kim?1)2短路功率： St?3VavIt?SBI*t

5．

V1t=115.5kV

P0?1.256. Ksl?28%