南京工业大学电力系统稳态分析考试题目答案浦江09-10(试题A答案)

南京工业大学电力系统稳态分析试题（A）卷（闭）2009--2010 学年第二学期使用班级浦电气0703-6 (B) 班级学号姓名
题号总分
得分
一、填空题：（共10分，每空1分）
1. 输送，消费；
2. 输送，分配；
3. 升降压变压器，各种电压等级的输电线路；
4. 功率，电压；
5. 有功功率平衡，无功功率平衡。

二、选择题：（共10分，每题1分）
1. C
2. B
3. B
4. D
5. B
6. C
7. B
8. A
9. C 10. A
三、简答题：（共30分，每题5分）
1. 电力系统的运行具有那些特点？
答：（1）电能不能大量存储；
（2）电力系统的暂态过程非常短促；
（3）与国民经济的各部门及人民日常生活有着极为密切的关系；
2. 电力网的接线方式按供电可靠性可分为那些类型？它们各自具有怎样的优缺点？
答：电力网的接线方式按供电可靠性可分为无备用和有备用。

无备用接线的优点是简单，设备费用较小，运行方便，缺点是供电的可靠性比较低。

有备用接线的优点是具有较高的供电可靠性和电压质量，缺点是设备费用增加很多。

3.输电线路的参数有哪些？它们各自的物理意义是什么？
答：（1）反映线路通过电流时产生有功功率损失效应的电阻；
（2）反映载流导线产生磁场效应的电感；
（3）反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损失的电导；
（4）反映带电导线周围电厂效应的电容。

4. 试述符合哪些假设条件的电机称为理想同步电机。

答：（1）忽略磁路饱和、磁滞、涡流等的影响，假设电机铁心部分的导磁系数为常数；
（2）电机转子在结构上对于纵轴和横轴分别对称；
（3）定子的a、b、c三相绕组的空间位置互差120°电角度，在结构上完全相同，它们均在气隙中产生正弦分布的磁动势；
（4）电机空载，转子恒速旋转时，转子绕组的磁动势在定子绕组所感应的空载电势是时间的正弦函数；
（5）定子和转子的槽和通风沟不影响定子和转子的电感，即认为电机的定子和转子具有光滑的表面。

5. 用来实现潮流控制的FACTS 装置的含义是什么？试列举几种能在线路中嵌入附加电势的FACTS 装置。

答：FACTS 的含义是装有电力电子型或其他精致型控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电设备。

能在线路中嵌入附加电势的FACTS 装置有：静止同步串联补偿器，晶闸管控制串联电容器，晶闸管控制移相器，统一潮流控制器。

6. 试述降低网损的技术措施有哪些？ 答：降低网损的技术措施有：
（1）提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率； （2）改善网络中的功率分布；
（3）合理地确定电力网的运行电压水平； （4）组织变压器的经济运行； （5）对原有电网进行技术改造。

三、简单计算题：（共50分，每题10分）
1. 电力系统的部分接线如图所示，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。

试求：
G
10kV
110kV
110kV
35kV
T-1T-2
T-3
220kV
（1） 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压； （2） 各变压器的额定变化；
（3） 设变压器T-1工作于5%抽头、T-2工作于－2.5%抽头，T-3工作于主抽头时，各变压器的
实际变比。

答：
（1）发电机：额定电压10(15%)10.5kV GN V =⨯+=。

变压器T-1：110.5kV N GN V V ==，2220(110%)242kV N V =⨯+=。

变压器T-2：1220kV N V =，2110(110%)121kV N V =⨯+=。

变压器T-3：1220kV N V =，2110(110%)121kV N V =⨯+=，335(110%)38.5kV N V =⨯+=。

（2）各变压器的额定变比
T-1：1242/10.523.048T N k ==；T-2：2220/121 1.818T N k ==；T-3：31220/121 1.818T N k ==，
32220/38.5 5.714T N k ==，33121/38.5 3.143T N k ==。

（3）各变压器的实际变比：
T-1：1(15%)242/10.524.2T k =+=；T-2：2(1 2.5%)220/121 1.773T k =-⨯=；T-3：
31220/121 1.818T k ==，32220/38.5 5.714T k ==，33121/38.5 3.143T k ==。

2. 同步电机定子三相通入直流，i A =1，i B =-1，i C =3，转子转速为N ω，0N t ααω=+，求转换到dq0坐标系的i d 、i q 、i 0。

答： （1）
02
[cos cos(120)cos(120)]
32
[cos cos(120)3cos(120)]343sin 343
sin()3
d A B C N i i i i t ααααααα
αω=+-++=--++=-=-
+
（2）
02
[sin sin(120)sin(120)]
32
[sin sin(120)3sin(120)]3
43cos 343
cos()3
q A B C N i i i i t ααααααα
αω=+-++=--++=-=
+
（3）
01
[]
31
[113]
31
A B C i i i i =++=-+=
3. 一台无阻尼绕组同步发电机，已知：P N =100MW ，8.0cos =N ϕ，V N =10.5kV ，x d =1.2，x q =0.8，x d ′=0.3。

发电机额定满载运行，试计算电势E q ，E q ′和E ′，并画出相量图。

答：设1G V = ,则，cos sin 0.80.6G N N
I j j ϕϕ=-=- ，则： 1(0.80.6)0.8 1.480.64Q G G q
E V jI x j j j =+=+-⨯=+ 。

o 23.5δ=。

o sin(23.5arccos0.8)0.869d I =+=，221.480.640.869(1.20.8) 1.96q E =++⨯-=， '221.480.640.869(0.80.3) 1.178q E =+-⨯-=，'1(0.80.6)0.3 1.180.24E j j j =+-⨯=+ ，
'221.180.24 1.2E =+=，'o arctan(0.24/1.18)11.5δ==。

N
ϕδ
'
δO
q
E Q
E G
V G
I 'E
4.系统全年平均日负荷曲线如图所示，试作出系统年持续负荷曲线，并求出年平均负荷及最大负
荷利用小时数T max 。

04812162024
20
40
60
80
100
120
t/h
P/MW
答：年持续负荷数据如下表所示： 有功功率/MW 持续时间/h
120 1460 100 1460 80 1460 70 1460 50 1460 20
1460
01460
2920
43805840
7300876020
40
60
80
100
120
t/h
P/MW
年平均负荷：
(20507080100120)4365
73.3MW 8760av P +++++⨯⨯=
=
最大负荷利用小时数：
max 876073.38760
5353h 120120
av P T ⨯⨯=
==
5．两个火电厂并联运行，其燃料耗量特性如下：
2
11150.50.0005G G F P P =++，1200300MW G P ≤≤； 222240.40.0004G G F P P =++，2350550MW G P
≤≤； 系统总负荷分别为800MW 和500MW ，试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。

答：（1）系统总负荷为800MW 时
11110.50.001G G dF P dP λ=
=+=2
222
0.40.0008G G dF P dP λ==+；21800G G P P =-，解得：1300MW G P =，2500MW G P =。

（2）系统总负荷为500MW 时
11110.50.001G G dF P dP λ=
=+=2
222
0.40.0008G G dF P dP λ==+；21500G G P P =-，解得：1166.667MW G P =，2333.333MW G P =。

但1G P 的最小允许负荷为200MW ，故取1200MW G P =，2500200300MW G P =-=。