电力系统分析基础试题及答案解析

电力系统分析基础试卷1

一、简答题（15分）

电网互联的优缺点是什么？

影响系统电压的因素有哪些？

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？ 电力系统的调压措施和调压方式有哪些？

什么是短路冲击电流？产生冲击电流最恶劣的条件有哪些？

二、1、（5分）标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压

等级）

2、（5分）系统接线如图所示, 当 f 1 、f 2点分别发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值电路。(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)

T 3L G

1

T 2

三、（15分）额定电压为110KV 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，不计电压降落的横分量）。

四、（15

负荷后，系统的频率和发电机的出力各为多少？

五、（15

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）

六、（15分）如图所示的简单系统，当f点发生BC相接地短路时，求: （注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值SB=100MV A，UB=Uav）

故障点A相各序电流和电压的有名值、A相各序电流向量图。

中性点电位Un是多少KV？

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？

七、（15分）电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，当f点发生三相短路时，若要使短路后的短路功率Sf不大于250MV A，试求(SB=100MV A，UB= Uav)

线路允许的电抗有名值XL？

发电机G1、G2的计算电抗？

一、简答题（25分）

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？

什么是电压损耗、电压降落、电压偏移？

电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。

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？ 什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？

二、(15分)在如图所示的两机系统中，PGN1=450MW ，σ1%=5；PGN2=500MW ，σ2%=4。负荷为700MW 时，频率为50HZ ，PG1=450MW ， PG2=250MW 。若增加50MW 负荷后，系统的频率和发电机的出力各为多少？ 单位调节功率K L*=1.5

G

1G1 G 2

三、(10分)某变电所的负荷为30MW ，功率因数为0.8，今要增加新用户，其负荷功率为10MW ，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？

四、(10分)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 Z13=j0.5 Z34=j0.2

Z24=j0.4 Y20=j0.8 Y40=j0.8

1

4

五、(15分)电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，系统S 的短路容量为500MV A ，当K 点发生三相短路时，试计算: （取SB=100MVA ，UB=平均额定电压）

短路点的短路电流周期分量起始值I 〞；

冲击电流iM （冲击系数取1.8）

六、(15分)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），用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的各序电流有名值，（1）A 相接地短路；（2）BC 相接地短路。

七、(10分)如果已知输电线路的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）。

一、简答题（20分）

1. 电力系统运行的特点和要求是什么？

2. 变压器中性点消弧线圈的作用是什么？

3. 何谓PQ 节点、PV 节点及平衡节点？

4. 无限大功率电源的特点是什么？

5. 电力系统有功功率最优分配的目的是什么？按什么原则分配负荷？

二、（10分）110kV 闭式电力系统如图所示，各线段单位长度的阻抗均匀分布，为

0.1j0.4+。各线段的长度和负荷点的负荷标于图中，试求该网不计功率损耗的功率分布（即初步功率分布），并标出功率分点。

15j6MVA +

三、试述或用框图表明牛顿—拉夫逊法潮流计算的一般步骤。（10分）

四、在如图所示的A 、B 两机系统中，负荷为800MW 时，频率为50Hz ，若切除50MW 负

荷后，系统的频率 和发电机组的出力为多少？（15分）

五、（15分）某降压变电所安装一台容量为10MV A 的变压器，电压为110±2×2.5%/11kV 。已

知最大负荷时，高压侧实际电压为113kV ，变压器阻抗中电压损耗为额定电压的4.63%，最小负荷时，高压侧实际电压为115kV ，阻抗中电压损耗为额定电压的2.81%。变电所低压母线采用顺调压方式，试选择变压器分接头，并校验之。

六、电力系统结线如图所示。其中：（15分）

发电机 G1：S N1=∞ d

X ''= 0 1*=''E

发电机 G2：S N2=100/0.85 d

X ''= 0.125 1*=''E 变压器 T1：S NT1=120MV A U k %=10.5

线 路 l 1：l 1=50km x 1=0.4Ω/km

线 路 l 2：l 2=40km x 2=0.4Ω/km

当母线4发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值I ''、冲击电流i M 及母线2上的电压。（S B =100MV A, U B =U av ）

七、已知某系统接线如图所示，各元件电抗均已知，当k 点发生AC 两相接地短路时，求短

路点各序电流及各相电流，并绘出短路点的电流相量图。（15分）

（已知：1j0.289Z ∑=，2j0.388Z ∑=，0j0.2Z ∑=）

电力系统分析基础试卷4

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

. 1．中性点经消弧线圈接地的电力系统一般采用的补偿方式是（）。

A．过补偿B．欠补偿C．全补偿D．无补偿

2．电力系统有功日负荷曲线下所包含的面积代表了负荷的( )。

A．功率大小B．电能损耗C．电压水平D．功率因数

3．使用分裂导线的主要目的是( )。

A．提高输电能力B．增加线路电抗C．减少线路导纳D．提高电晕临界电压4．短路冲击电流是指短路电流的（）。

A．有效值B．平均值C．均方根值D．最大可能瞬时值5．一般双绕组变压器的分接头（）。

A．高、低压侧均没有B．位于低压侧C．高、低压侧均有D．位于高压侧6．潮流计算的P—Q分解法是在哪一类方法的基础上通过简化派生而来的（）。

A．高斯—赛德尔法B．直角坐标形式的牛顿—拉夫逊法

C．极坐标形式的牛顿—拉夫逊法D．阻抗法

7．有功功率最优分配的准则是( )。

A．按等耗量微增率B．按等比耗量C．按效率相同D．按消耗量8．在线路电压损耗小、负荷变动较小的场合，中枢点采用的调压方式通常为( )。

A．逆调压B．顺调压C．常调压D．任何一种

9．电压损耗是指线路( )。

A．始末两端电压数值差B．端部母线实际电压与额定电压数值差

C．末端空载电压与负载电压数值差D．始末两端电压相量差10．输电线路空载运行时，末端电压比首端电压（）。

A．低B．高C．相同D．不一定

11．为了能及时向增加的负荷供电而设置的备用应是( )。

A．事故备用B．检修备用C．冷备用D．热备用

12．冲击系数k ch的数值变化范围是( )

A．0≤k ch≤1 B．1≤k ch≤2 C．0≤k ch≤2 D．1≤k ch≤3

13．系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（）。

A．正序、负序并联，零序网开路B．正序、负序、零序并联

C．正序、零序并联，负序开路 D．零序、负序并联，正序开路14．用牛顿—拉夫逊法进行潮流计算时，线性修正方程求解的是（）。

A．线路的功率B．节点的注入功率C．节点的电压值D．节点电压的修正量

15．频率的二次调整是由( )。

A．发电机组的调速系统完成的B．负荷的频率特性来完成的

C．发电机组的调频系统完成的D．有功功率的经济分配完成的16．同一种型号的导线，用在电压等级高的线路中要比用在电压等级低的线路中，其电抗值（）。

A．变大B．变小C．不变D．不确定

17．中性点不接地系统中发生单相接地时，接地点的三相线电压（）。

A．增大3倍B．保持不变C．不再对称D．0

18．一台将500kV电压降为220kV的降压变压器连接两个网络，两侧均与线路相连，这台变压器的额定变比为（）

A．500/220 B．500/242 C．550/220 D．550/242 19．系统中无功功率不足时，会造成（）。

A．电压下降B．频率下降C．频率上升D．电压上升

20．一台Y N/Y型接线的变压器，如果在Y N侧发生短路故障，则Y侧零序电流大小为（）。

A．0 B．0.5 C．1.0 D．∞

二、填空题（本大题共10小题，每个空格1分，共20分）

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

1．衡量电能质量的主要指标是______________，______________，______________。

2．电力系统频率调整分为______________，______________，______________。

3．电力系统的无功电源包括____________，___________，___________，___________。

4．由无限大电源供电的系统发生三相短路时，其定子绕组短路电流包括________分量和_______分量。

短路电流的最大瞬时值出现在短路后约______秒。

5．环网潮流的自然分布是按线路的__________来分布的。

6．短路电流中的非周期分量大约经过______周波衰竭完毕。

7．三相架空输电线采用循环换位的目的是________________。

8．多电压等级系统画等值电路时，元件的参数存在归算问题，有两种解法：一种是归算_________，另一种是归算_________。

9．电力系统发生三相接地短路时零序电流等于__________。

10．电力系统无功充足，但电压分布不合理，应采取调节__________来调压。

三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

请在每小题的空格中填上对，错号。错填、不填均无分。

1.通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的

辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。（）

2.异步电动机和变压器励磁无功功率随着电压的降低而减小,漏抗中的无功损耗与电

压的平方成反比,随着电压的降低而增加。（）

3. 发生不对称故障时，故障点的负序电压值比网路中其它点的负序电压值大。（）

4. 电网无功补偿的原则一般按照分层分区和就地平衡原则考虑。（）

5. 中性点不直接接地的系统中，过补偿是指补偿后电感电流小于电容电流。（）

6. 为了增加发电机调节负荷的能力，希望发电机的转差率σ越小越好。（）

7. 在各种短路故障中，三相短路时电流最大。（）

8. 自耦变压器的特点之一是：一次和二次之间仅有电的联系，没有磁的联系。（）

9. 电力系统的电压水平主要决定于系统中有功功率的平衡。（）

10. 在电力系统分析中用标幺值计算时，三相与单相的计算公式是一致的。（）

四、（10分）系统接线如图1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)。

13

图1

电力系统分析基础试卷5

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1. 构成电力网的主要设备有（ ）

(A) 变压器，用户 （B ）变压器，电力线路 （C ）电缆，架空线 （D ）电阻，电

容

2. 线路首末端电压的相量差是（ ）

（A ）电压偏移 （B ）电压损耗 （C ）电压降落 （D ）电压调整

3. 供电负荷与厂用电之和，称为（ ）

（A ）发电负荷 （B ）综合供电负荷 （C ）用电负荷 （D ）工业负荷

4．线损率是指（ ）

（A ）线路功率损耗与始端输入功率之比 （B ）线路功率损耗与末端输出功率之比

（C ）线路电能损耗与始端输入电能之比 （D ）线路电能损耗与末端输出电能之比

5. 采用分裂导线可以实现（ ）

（A ）减小电抗 （B ）增大电抗 （C ）减小电纳 （D ）增大电阻

6. 电力线路等值参数中消耗有功功率的是（ ）

（A ）电阻、电导 （B ）电感、电阻 （C ）电纳、电阻 （D ）电导、电感

7. 系统中无功功率不足时，会造成（ ）

（A ）电压下降 （B ）频率下降 （C ）频率上升 （D ）电压上升

8. 高峰负荷时将中枢点电压升高，低谷负荷时将其降低的调压方式是（ ）

（A ）顺调压 （B ）逆调压 （C ）常调压 （D ）无法确定

9. 三绕组变压器的分接头，一般装在（ ）

（A ）高压和低压绕组（B ）高压和中压绕组（C ）中压和低压绕组（D ）三个绕组都装

10. 电力线路上损耗的无功功率是（ ）

（A ）感性的 （B ）容性的 （C ）不一定

11. 输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（ ）

（A ）大 （B ）小 （C ）相等 （D ）都不是

12. 可能有零序电流穿越变压器的接线形式是（ ）

（A ）Yn ，d （B ）Yn ，y （C ）Yn ，yn （D ）Y ，d

13. 三相短路的附加电抗等于（ ）

（A ）0 （B ）(2)(0)3f Z Z z ∑∑++ （C ）(2)3f Z z ∑+ （D ）

(2)(0)(2)(0)(3)3g g Z Z z Z Z z ∑∑∑∑?+++ 14. 短路电流最大的短路故障为（ ）

（A ）单相短路 （B ）两相短路 （C ）三相短路 （D ）不确定

15. 在下列各种故障类型中，属于纵向故障的是（）

（A）三相短路（B）两相断线（C）单相接地短路（D）两相短路接地

16. 系统发生不对称故障后，越靠近短路点，负序电压越（）

（A）高（B）低（C）不变（D）都不对

17. 电力系统中能实现无差调节的调频方式是（）

（A）一次调频（B）二次调频（C）都可以（D）都不能

18. 用牛顿—拉夫逊法进行潮流计算时，线性修正方程求解的是（）

（A）线路的功率（B）节点的注入功率（C）节点的电压值（D）节点电压的修正量

19. 为了能及时向增加的负荷供电而设置的备用应是（）

（A）事故备用（B）检修备用（C）冷备用（D）热备用

20. 不属于无穷大电源特点的是（）

（A）电压恒定（B）电流恒定（C）功率无限大（D）频率恒定

二、填空题（本大题共10小题，每个空格1分，共20分）

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

1．电力系统的中性点接地方式有______________、______________、______________。

2. 环网潮流的自然功率是按线路的__________来分布的，环网潮流的经济功率是按线路

的__________来分布的。

3. 在复杂电力系统潮流的计算机算法中，已知电压幅值和相角的节点为______________

节点。通常计算中这样的节点有______________个。

4. 发电设备单位时间内消耗的能源与发出有功功率的关系，称为______________。

5. 电力系统的无功电源包括____________，___________，___________，___________。

6. 由无限大电源供电的系统发生三相短路时，其定子绕组短路电流包括__________分量

和__________分量。短路电流的最大瞬时值出现在短路后约__________秒。

7. 产生最大短路全电流的条件是__________、__________、__________。

8. 计算任意时刻三相短路电流时，利用__________电抗查运算曲线，求得短路电流的标

么值。

9. 一台Y N/Y型接线的变压器，如果在Y侧发生短路故障，则Y N侧零序电流为

__________。

三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

请在每小题的空格中填上对，错号。错填、不填均无分。

1、线路首端的电压一定高于末端的电压。( )

2、变压器副边绕组的额定电压通常高于接入点的电网标称电压。（）

3、 系统无功不足时，可以通过调整变压器分接头来改善电压水平。（ ）

4、 电力系统各电源之间有功功率的最优分配原则是等网损微增率准则。（ ）

5、 中性点不接地系统中发生单相接地时，接地点的线电压仍然对称。（ ）

6、 变压器的参数是通过设计计算得到的。（ ）

7、 变电站装设消弧线圈的目的是用于调压。（ ）

8、 两绕组自耦变压器不可以用于110/35kV 变电站中。（ ）

9、 电力系统稳态分析的是运行参数变化较小时的运行状态，而暂态分析的是受到突然的

扰动，运行参数变化较大的运行状态。（ ）

10、 不对称短路故障中一定存在零序分量。（ ）

四、（10分） 简单计算题

1、（5分）标出图1中发电机、变压器和电动机的额定电压。

T 2

图1

2、（5分）某四节点网络的节点导纳矩阵Y 如下，若节点2，4之间增加一条支路，支

路导纳242y j =-，试写出修改后的节点导纳矩阵Y ’。（无过程不得分）

-151005101550051510501015j j j j j j j j j j j j ????-????-??-??

Y = 五、（10分）如图2所示供电网，线路阻抗和负荷标在图中，试求：

1、各条线路输送的功率（不计线路的功率损耗）。（无过程不得分）

2、在图中标出功率分点。

ac

2010

b

S j

=+M V A

3015

c

S j

=+MVA

ab

S

S S

图2 六、综合计算题（每题各15分，无过程不得分）

1. 某电力系统中，运行中的各台机组的调差系数

*0.05

σ=，负荷在额定值上下降5%，系统频率上升0.1Hz。系统内有一台机组的额定容量为系统额定负荷的10%,该机组运行时，留有20%的热备用容量，如该机组因故跳闸，问系统频率会下降多少？