大工16秋《电力系统分析》期末考试复习题

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大连理工大学网络教育学院

2016年秋《电力系统分析》课程

期末考试复习题

☆注意事项：本复习题满分共：400分。

学习中心______________ 姓名____________ 学号____________

一、单项选择题（本大题共50小题，每小题3分，共150分）

1、医院属于（）负荷。

A．一级 B．二级

C．三级 D．四级

2、电力线路中导纳支路为（）。

A．容性 B．阻性

C．感性 D．性质不确定

3、环形网络中的无功功率分点通常是系统（）

A．电流最低点B．电流最高点

C．电压最低点D．电压最高点

4、功率方程中，每个节点有（）个变量。

A．7 B．6

C．5 D．4

5、下列各选项中属于热备用的是（）。

A．国民经济备用 B．检修备用

C．事故备用 D．负荷备用

6、我国对电压偏移的规定：农村电网电压偏移范围在（）。

A．±5%之内B．±7%之内

C．5%-﹣10%之间D．﹢7.5%-﹣10%之间

7、短路电流的最大有效值为短路后第（）个周期内的电流有效值。

A．一 B．二

C．三 D．四

8、电力线路的零序电抗与其正序电抗相比较，（）。

A．前者大 B．二者相等

C．后者大 D．二者大小不定

9、功角变小，说明此时发电机转子的转速（）系统同步转速。

A．大于 B．小于

C．等于D．不等于

10、电力系统扰动后暂态过程按时间划分阶段，中间阶段指的是（）。

A．小于1s B．1s-5s

C．5s-10s D．大于10s

11、通常同步发电机接在线路首端，它的额定电压为电力线路额定电压的（）。A．1.05倍B．1.0倍

C．1.1倍D．1.15倍

12、变压器的电导参数主要决定于实验数据（）。

A．短路损耗B．空载损耗

C．短路电压百分比D．空载电流百分比

13、线路两端的电压相量之差称为（）。

A．电压调整B．电压损耗

C．电压偏移D．电压降落

14、下列关于节点导纳矩阵说法不正确的是（）。

A．节点导纳矩阵是上三角矩阵

B．节点导纳矩阵是n×n维方阵

C．如果两节点没有直接的电气连接，则导纳矩阵中的互导纳为零

D．节点导纳矩阵是高度稀疏矩阵

15、下列调频属于事前调频的是（）。

A．一次调频B．二次调频

C．三次调频D．四次调频

16、一般综合负荷的功率因数为（）。

A．0.5左右B．0.5-0.6

C．0.6-0.9 D．0.9-0.95

17、下列属于短路应对措施的是（）。

A．快速切除故障B．快速恢复线路供电

C．降低短路发生概率D．以上说法都正确

18、在任意某系统某点发生不对称短路时，短路点元件参数（）。

A．对称B．不对称

C．相等D．不确定

19、下列元件属于静止元件的是（）。

A．变压器和发电机B．变压器和电动机

C．变压器和线路D．发电机和电动机

20、引起电力系统大扰动的主要原因有（）。

A．负荷的变换B．切除或投入系统的主要元件C．电力系统的短路故障D．以上都正确

21、若变压器二次侧与用电设备直接相连，则其二次侧额定电压是电网电压等级的（）。

A．1.05倍B．1.0倍

C．1.1倍D．1.15倍

22、一般长度超过300km的架空电力线路和长度超过100km的电缆线路称为（）。A．短电力线路B．中等长度电力线路

C．长电力线路D．超长电力线路

23、降压变压器低压侧末端负荷的功率叫做（）。

A．负荷功率B．运算功率

C．运算负荷D．电源功率

24、下列不属于节点导纳矩阵特点的是（）。

A．n×n维方程B．对称阵

C．高度稀疏矩阵D．上三角矩阵

25、频率的（）是指由发电机的调频器进行的，对变化幅度较大、变化周期较长的负荷引起的频率偏移做调整。

A．一次调频B．二次调频

C．三次调频D．四次调频

26、我国规定，35kV及以上电压供电负荷电压偏移范围在（）之内。

A．±3% B．±4%

C．±5% D．±6%

27、下列短路故障不属于横向故障的是（）。

A．三相对称短路B．两相接地短路

C．单相接地短路D．断一相故障

28、电力系统中，通常认为发电机正常运行时（）。

A．电压、电流为负序B．电压、电流为正序

C．电压负序、电流为正序D．电压正序、电流为零序

29、下列参量中不属于电力系统电磁参量的是（）。

A．功率B．电流

C．频率D．电压

30、电力系统以正常运行方式时，静态稳定储备系数不小于（）。

A．15%-20% B．12%-15%

C．10%-15% D．5%-10%

31、下列设备不属于电力系统二次设备的是（）。

A．输电线路B．电流表

C．电压表D．继电保护装置

32、下列电力系统运行参量属于机械参量的是（）。

A．功率B．频率

C．电流D．电压

33、（）指的是电力线路始末端实际运行电压与线路额定电压的差值。

A．电压调整B．电压损耗

C．电压偏移D．电压降落

34、对于长度不超过100km、电压等级为220kV的电力线路，（）。

A．线路消耗容性无功功率B．线路发出感性无功功率C．线路呈电阻性D．线路消耗感性无功功率35、下列关于无限大容量电源说法正确的是（）。

A．短路前后电源频率恒定

B．电源的内阻抗为无穷大

C．短路前后电源端口电压幅值发生变化

D．同步发电机是无限大容量电源

36、下列关于节点阻抗矩阵说法正确的是（）。

A．节点阻抗矩阵是稀疏矩阵

B．节点阻抗矩阵是满阵

C．节点阻抗矩阵中的互阻抗等于节点之间支路阻抗的负值

D．节点阻抗矩阵中的自阻抗等于所有连接于节点的支路阻抗之和

37、下列关于频率调节说法正确的是（）。

A．一次调频需要进行负荷曲线预测

B．对于变化幅度较大、周期较长的冲击性负荷，需要进行事前调频C．对于变化幅度小、周期短的负荷，可以由发电机组调速器进行频率调节D．对于变化幅度最大、周期最长的生活负荷，需要进行事后调频

38、对于变压器，正序电抗和负序电抗总是（）。

A．二者大小关系不确定

B．正序电抗大于负序电抗

C．正序电抗小于负序电抗

D．正序电抗等于负序电抗

39、下列说法正确的是（）。

A．短路分析属于电磁暂态分析

B．短路分析属于机电暂态分析

C．功角稳定性分析属于电磁暂态分析

D．电磁暂态过程与机电暂态过程互不影响

40、下列说法不正确的是（）。

A．当运行点位于功角特性曲线的上升部分时，该运行点是静态稳定的

B．当运行点位于功角特性曲线的下降部分时，该运行点是静态稳定的

C．静态稳定极限点对应的功率是发电机在给定参数下可能输出的最大功率

D．电力系统要保持一定的抗干扰能力，不应该在接近稳定极限的情况下运行

41、若变压器一次侧与发电机相连，则其一次侧额定电压是电网电压等级的（）。A．1.05倍B．1.0倍

C．1.1倍D．1.15倍

42、导线标号LJ-400/50中LJ表示（）。

A．铜绞线B．铝绞线

C．钢芯铝绞线D．电力电缆

43、从电力线路阻抗支路中流出的功率叫（）。

A．负荷功率B．运算功率

C．运算负荷D．电源功率

44、下列说法不正确的是（）。

A．电力系统中的节点可分为PQ节点、PV节点和平衡节点

B．电力系统中大部分节点都是PQ节点

C．有一定无功储备的发电厂可选作PV节点

D．平衡节点在潮流计算时是必不可少的，可以取两个

45、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称为（）。

A．事故备用B．负荷备用

C．检修备用D．国民经济备用

46、下列属于电力系统有功功率电源的是（）。

A．同期调相机B．发电机组

C．并联电容器D．静止补偿器

47、下列故障属于电力系统纵向故障的是（）。

A．三相对称短路B．两相接地短路

C．断一相故障D．单相接地短路

48、若发电机中性点星形接地，则（）。

A．零序电抗无穷大B．零序电抗大于正序电抗C．零序电抗等于正序电抗D．零序电抗小于正序电抗

49、下列说法正确的是（）。

A．如果原动机输入功率大于定子输出功率，则转子加速，功角增大

B．如果原动机输入功率大于定子输出功率，则转子减速，功角减小

C．如果原动机输入功率小于定子输出功率，则转子加速，功角减小

D．如果原动机输入功率小于定子输出功率，则转子减速，功角增大

50、下列措施不属于提高电力系统静态稳定性的是（）。

A．采用自动励磁装置B．降低线路额定电压等级C．采用串联电容器补偿D．采用分裂导线

答案：1～5 AACBD 6～10 DAABB 11～15 ABDAC 16～20 CDBCD 21～25 ACADB 26～30 CDBCA 31～35 ABCDA 36～40 BCDAB

41～45 ABCDA 46～50 BCDAB

二、填空题（本大题共70空，每空2分，共140分）

1、电力系统组成中的测量设备包括和。

2、在实际电力系统中，每一节点平均与个相邻节点有联系，所以节点导纳矩阵是一个

的矩阵。

3、电力系统故障中的不对称短路包括、和。

4、提高电力系统静态稳定性措施中减小E~U之间电抗和的方法包括、和

。

5、暂态分析就是分析电力系统处于暂态时各个和的变化。

6、电力系统有功功率负荷变动中的第三种变动是由、、等变化引起的负荷变动。

7、电力系统中任意地方短路相当于在短路点接一不对称负载，又相当于接一不对称电压源。把不对称电压源分解为、、三个串联的电压源，由于三相对称，取其中一相进行计算即可。

8、分析电力系统暂态稳定性的目的是在规定运行方式和故障形态下，对系统稳定性进行校验，并对

和以及各种措施提出相应的要求。

9、两端供电系统的优点是和高。

10、无功功率就是要使系统中无功电源发出的与系统的和网络中

相平衡。

11、功角稳定性按扰动大小，可分为静态稳定性和暂态稳定性。前者指系统受到后的稳定能力，后者指系统受到后的稳定能力。

12、简单电力系统暂态稳定性过程分析包括、和。

13、电力系统的负荷按范围划分可分为、和三种。

14、当架空线路长度不超过100km，线路额定电压不超过60kV时，它的等值电路可以忽略

和。

15、降压变压器高压侧的主分接头电压为220kV，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为。

16、电力系统的无功功率电源包括、、并联电容器和静止补偿器等。

17、电源端口的和不随负载变化而变化的电源称为无限大容量电源。

18、输电线路的电气参数包括、、和电纳。

19、电力系统一般由、和能量管理系统组成。

20、给定时间（日、月、季、年）内，电力系统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差称为。

21、频率变化反映机组的关系，是机组的依据。

22、不同类型的短路，相当于在短路点接一个各相不同、不同的三相负载。

23、电压等级是指国家标准规定的一定数量的标准电压，本质上就是和

的额定电压。

24、发电设备单位时间内消耗的能源和发出有功功率之间的关系称为。

25、衡量电能质量的指标包括、和。

26、电力系统稳定性分析的核心问题是。

27、电力系统受到扰动后，暂态过程按时间划分阶段可分为、和

。

28、电力系统一般由、和能量管理系统组成。

29、采用复功率表示方式时，负荷滞后功率因数运行吸收的无功功率为，超前功率因数运行吸收的无功功率为。

30、电力系统备用容量根据机组运行状态的不同，可以分为和。

31、中枢点的电压调节方式可分为、和。

32、对电力系统静态稳定性进行定性分析时，可以采用。

答案：

1．电流表、电压表（不限顺序）2．3~5、高度稀疏

3．两相短路接地、两相短路、单相接地短路（不限顺序）

4．分裂导线、串联电容器补偿、改善电网结构（不限顺序）

5．电磁参量、机械参量（不限顺序）6．生产、生活、气象（不限顺序）7．正序、负序、零序（不限顺序）

8．继电保护、自动装置（不限顺序）

9．供电可靠性、电压质量（不限顺序）

10．无功功率、无功负荷、无功损耗11．小扰动、大扰动

12．故障前、故障时、故障切除后

13．综合用电负荷、供电负荷、发电负荷

14．电导、电纳15．231kV

16．同步发电机、同期调相机17．电压幅值、频率

18．电阻、电抗、电导19．一次设备、二次设备

20．供电量21．有功平衡、有功调节22．阻抗、中性点接地方式23．用电设备、电力线路

24．耗量特性25．频率质量、电压质量、波形质量

26．功角稳定性问题27．起始阶段、中间阶段、后期阶段

28．一次设备、二次设备29．正、负

30．热备用、冷备用31．逆调压、顺调压、常调压（或恒调压）

32．图解法

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、简述标幺值等值网络的优点。

答：（1）可通过基准电压的选取，消去等值网络电路里的变压器；（2）线电压和相电压的标幺值相同；（3）计算结果清晰，易于判断结果的正确性。

2、简述功率方程中变量的类型。

答：功率方程中的变量可分为不可控变量或扰动变量、控制变量、状态变量。

3、电力系统的负荷按范围划分可分为哪几种？

答：电力系统的负荷按范围划分可分为综合用电负荷、供电负荷和发电负荷。

4、为什么电力网络方程通常采用节点电压方程？

答：①节点电压方程独立节点数远少于回路数，方程维数比较小；②节点导纳矩阵便于形成与修改；③并联支路无需进行合并简化。

5、简述电压中枢点的概念。

答：电压中枢点是指某些可以反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所母线。

6、简述功率方程的特点。

答：功率方程有如下特点：1)非线性方程组；2）每个节点有6个变量；3）有2n个方程；4）存在损耗；5）各节点注入功率是各母线电压相量的函数。

四、论述题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

1、论述频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响。

答：对用户的影响：系统频率的变化将引起工业用户的电动机转速的变化，这将影响产品的质量。频率降低，使得电动机有功功率降低，将影响所有转动机械的出力。频率的不稳定，将会影响电子设备的准确性。（4分）

对发电厂自身的影响：发电厂的厂用机械多使用异步电机带动，系统频率降低使电动机出力降低，若频率降低过多，将使电动机停止运转，会引起严重后果。（3分）对电力系统本身的影响：系统频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流将大为增加，引起系统所需无功功率的增加，其结果是引起电压的降低，增加电压调整的困难。（3分）

2、论述电力系统中有功功率最优分配的概念。

答：负荷可根据波动规律分解为三种负荷。其中，第三种负荷由于其具有很强规律性且周期性较长，可通过负荷预测提前预测出。为保证负荷平衡，可提前把该负荷分配给各发电厂形成各发电厂的计划。（3分）

实时调度时，责成各发电厂按事先给定的负荷发电，即可满足该类负荷。这就是有功功率的最优分配问题，包括有功功率电源的最优组合和有功功率负荷的最优分配。

（3分）

它要求在保证系统安全的条件下，在所研究的周期内，以小时为单位合理选择电力系统中哪些机组应该运行、何时运行及运行时各机组的发电功率，其目标是在满足系统负载及其它物理和运行约束的前提下使周期内系统消耗的燃料总量或总费用值为最少。

（4分）

五、计算题（本大题共6小题，每小题10分，共60分）

1、简单电力系统，输电线路长度及单位长度参数、变压器铭牌参数如图1中所示，试求标幺值等值电路(消去变压器)。注：列写公式并代入数据即可，无需计算最终结果。

1S k o % 1.95I =k o 0kW

P ?≈2

()

410.0210S b -=?

图1

．解：先取S B =100MVA ，U B ，110=110kV ，再根据变比，取： B 10B 11010.5

==10.5110

U U kV ，，（2分）则：变压器标幺值为：

22,110,110

1/1000(%)0.65210.2110110()()10060

10060100N B k k T N N B U U P U Z j j S S S *

????≈+?=+???

??????

（1分）

0012222,110,110/1000(%)0/1000 1.9560100()()10060100110110N B T N N B P I S S Y j j S U U *

????≈-?=-????????

? （1分）

线路标幺值为：

[]

2,10

11110.5()(0.030.34)60100

B L B U Z r jx l j S *≈+?=+? （1分） []

11122,10

100()(0210)6010.5B L B S Y g jb l j U -*??≈+?=+???? （1分）变比标幺值为：

,110

,10110

10.511010.5

1111010.5

B B U U == （1分）故可消去变压器，等值电路如下图所示：

（3分）

2、某电力系统及其标幺值参数如图2所示，当f 点发生a 相单相接地短路故障时，求故障处各相短路电流及电压的值。

0.140G x = 10.102T x = (1)0.300L x = 20.170T x =

(0)0.920L x =

图 2

解：首先计算各序阻抗：

(1)10.1400.1020.242G T z jx jx j j j ∑=+=+=，(2)(1)0.242z z j ∑∑==，(0)10.102

T z jx j ∑== （2分）

当a 相发生单相接地短路，由边界条件得复合序网图为三序序网串联。

（2分）

由复合序网求各序电流、电压，并合成各相电流、电压

f|0|

fa(1)fa(2)fa(0)(1)(2)(0)

1.706

(0.2420.2420.102)

U I I I j z z z j ∑∑∑===

=-++++

（1分）

合成fa fa(1)fa(2)fa(0)fb

fc 5.1180,0I I I I j I I ?=++=-??==??

（1分）

f(1)f|0|f(1)(1)1( 1.706)0.2420.587

U U I z j j ∑=-=--?= （1分）

f(2)f(2)(2)( 1.706)0.2420.413U I z j j ∑=-=--?=-，f(0)f(0)(0)( 1.706)0.1020.174

U I z j j ∑=-=--?=-（1分）

合成fa 2fb fa(1)fa(2)fa(0)2fc fa(1)fa(2)fa(0)00.5872400.4131200.1740.2610.8660.5871200.4132400.1740.2610.866U U a U aU U j U aU a U U j ??

?=??=++=∠-∠-=--??=++=∠-∠-=-+

（2分） 3、若系统如图3所示，取：基准容量S B =100MVA ，基准电压U B =10kV ，求：

10.5kv

110kv

10kv

（1）基准阻抗和导纳；（2）阻抗标幺值。

图3

解：（1）计算基准阻抗和导纳：

1100

102

2===B B B S U Z

（3分）

110

100

22===

B B B U S Y

（2分）

（2）计算阻抗标幺值：

*1T B

T T Z Z Z Z ==

（3分）

*1T B

T T Y Y Y Y ==

（2分）

4、某电力系统的等值电路如图4，参数和变量如图中所示，已知：U 1=126kV ，1S =35+j 10（MVA ），试求末端功率的值。

图4

解：()224111126 1.810 2.858MVA y S U Y j j ?

*-?==??= （2分）

()()()1113510 2.858357.142MVA y S S S j j j ?

'=-?=+-=+ （3分）

()()2222

1112121222

1+357.142

= 2.0535.480.165 2.852(MVA)126P Q S r jx j j U ?''+?+=+=+ （3分） ()()()1221357.1420.165 2.85234.835 4.29MVA S S S j j j ???

'=-?=+-+=+ （2分）

5、某电力系统的等值电路如图5，参数和变量如图中所示，已知：U 1=230kV ，1S =35+j 10（MVA ），试求末端功率的值。

图5

解：()224111230 1.8109.522MVA y S U Y j j ?

*-?==??= （2分）

()()()11135109.522350.478MVA y S S S j j j ?

?'=-?=+-=+ （3分）

()()22221112121222

1+350.478

= 2.0535.480.0470.822(MVA)230P Q S r jx j j U ?''+?+=+=+ （3分） ()()()1221350.4780.0470.82234.9530.344MVA S S S j j j ???

'=-?=+-+=- （2分）

6、某电力系统的等值电路如图6，参数和变量如图中所示，已知：U 1=346kV ，1S =35+j 10（MVA ），试求末端功率的值。

11S

图6

解：()224111346 1.81021.549MVA y S U Y j j ?

*-?==??= （2分）

()()()111351021.5493511.549MVA y S S S j j j ?

'=-?=+-=- （3分）

()()()2

222

1112121222

13511.549+= 2.0535.480.0230.403(MVA)346P Q

S r jx j j U ?+-''?+=

+=+ （3分）

()()()12213511.5490.0230.40334.97711.952MVA S S S j j j ?

'=-?=--+=- （2分）