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 L G

1

T

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分）设由电站1向用户2供电线路如图，为了使用户2能维持额定电压运行，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）

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=100MVA ，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 若要使短路后的短路功率Sf 不大于250MVA ，试求(SB=100MVA ，UB= Uav)

线路允许的电抗有名值XL ？

发电机G1、G2的计算电抗？

电力系统分析基础试卷2

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500MVA ，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）。

电力系统分析基础试卷3

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。

50km

A 电源

10j5MVA

+

15j6MVA

+

a

b

c

120km

150km

40km

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10MVA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=120MVA 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 =100MVA, 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

ac

S

cb

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？