长沙理工电力系统第二章作业
000长沙理工大学电网考试拟题
长沙理工大学拟题纸课程名称（含档次）电力系统暂态分析专业电力工程及其自动化一、判断题（下述说法是否正确，在你认为正确的题号后打“√”，错误的打“×”，每小题2分，共20分）1、当电源内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于15%时，可以视为无限大电源。
（）2、由于电力系统中三序分量是相互独立的，所以可以分别计算，然后再将各序分量迭加得到各相的电流和电压。
（）3、快速切除故障有利于改善简单电力系统的暂态稳定性。
（）4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中有基频交流、倍频交流和非周期三种电流分量。
（）5、中性点不接地系统中发生两相短路接地时流过故障相的电流与同一地点发生两相短路时流过故障相的电流大小相等。
（）6、任何情况下变压器的零序励磁电抗都可以视为无限大，即任何情况下变压器的励磁电抗都可以用开路表示。
（）7、电力系统横向故障指各种类型的短路故障。
（）8、运算曲线的编制过程中已近似考虑了负荷对短路电流的影响，所以在应用运算曲线法计算短路电流时，可以不再考虑负荷的影响。
（）9、小干扰法既可以用于分析电力系统的静态稳定性，也可以用于分析电力系统的暂态稳定性。
（）10、对于12MW以上发电机组，计算其机端短路冲击电流时，冲击系数应取2。
（）二、单项选择题(在每小题的三个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题3分，共30分)1、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，各相短路电流中非周期分量的关系是（）。
A、三相相等； B、三相可能相等，也可能不相等； C、不相等。
2、分析简单电力系统并列运行的暂态稳定性采用的是（）。
A、小干扰法；B、分段计算法；C、对称分量法。
3、不计短路回路电阻时，短路冲击电流取得最大值的条件是（）。
A、短路前空载，短路发生在电压瞬时值过零时； B、短路前带有负载，短路发生在电压瞬时值过零时； C、短路前空载，短路发生在电压瞬时值最大时。
长沙理工继保作业题2
《继电保护原理》习题21、如图为中性点不接地电网，等效线电势E=10kV ，系统频率f=50Hz ，线路I 每相对地电容C I =0.4×10-6F ，线路II 每相对地电容C II =0.3×10-6F ，等效电源每相对地电容C f =0.5×10-6F ，若线路II 发生A 相单相接地，试计算：(1)各相对地电压及零序电压3U 0(2)线路I 及线路II 首端所测零序电流3I 0(3)接地点的总接地电流(4)线路II 的零序电流保护的整定值及灵敏系数(可靠系数取K rel =1.5)2、在方向阻抗继电器KZ 获得相位比较量DC 、的交流回路中，若电压变换器YB 副边电压mm U U k %50 ，要求整定阻抗Z set 为20 ，则电抗变DKB 的转移阻抗Z D 应为多少 ？ 3、如图所示电网采用三段式距离保护，各段皆采用圆特性方向阻抗继电器，已知ab Z =40 ，bc Z =80 ，max .sa Z =10 ，min .sa Z =5 ，max .sb Z =20 ，min .sb Z =10 ，保护1所测量到的最小负荷阻抗m in .L Z =1848 ，负荷功率因数角L =25 ，线路短路阻抗角k =70 ，Eb 电源长期投入，TA 的变比n TA =550/5，TV 的变比n TV =110/0.1，试求：(1)、保护1的距离II 段二次整定阻抗，并校验其灵敏度（要求K sen >1.25），K rel 取0.9(2)、保护1的距离III 段二次整定阻抗，校验其作为bc 线路后备保护时的灵敏度（要求K sen >1.2），III 段可靠系数K rel 取1.2，负荷自启动系数K Ms 取1.4，返回系数K re 取1.14、如图所示电网采用三段式距离保护，线路单位正序阻抗为z1=0.4 /km ，当E1、E2两系统间出现振荡时，试确定振荡中心的位置（在AB 线路还是BC 线路上距B 母线多少km 处），并判断保护1及保护2的距离I 、II 段是否会误启动（距离I 、II 段整定时的可靠系数皆取0.9）。
长沙理工电力系统稳态作业答案
第一章：1、电力系统、电力网答：电力系统是由发电机、变压器、输配电线路和用电设备按一定规律连接起来所组成的用于电能生产、变换输送分配和消费的系统。
电力网是由变压器和输配电线路组成的用于电能变换和输送分配的网络。
2、我国电力系统主要发电厂类型答：我国电力系统主要发电厂有火力发电厂、水电厂和核电厂。
其中火电厂所占比例最大，其次为水电厂和核电厂。
3、对电能生产的基本要求答：对电能生产的基本要求有保证供电的可靠性、良好的电能质量和运行的经济性。
4、电力系统负荷的分类及各类负荷对供电可靠性的要求答：电力系统负荷按照供电中断或减少所造成的危害的大小可以分为三级（三类）一级负荷（I类负荷）：指供电中断将造成设备损坏、人员伤亡、社会秩序混乱、人民生活受到很大影响并较长时间不能恢复、政治影响大的用户的用电设备。
一级负荷在任何情况下都不允许停电；二级负荷（II类负荷）：指供电中断或减少，将造成大量产品产量和质量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备。
二级负荷应尽可可能不停电；三级负荷（III类负荷）：除一级和二级负荷外的负荷，三级负荷可以停电。
5、衡量电能质量的技术指标答：衡量电能质量的技术指标主要有电压偏移、频率偏移和电压波形。
6、联合电力系统及其优越性答：通过联络线路将几个地方电力系统连接起来所形成的电力系统称为联合电力系统。
联合电力系统可以合理利用能源、减少系统备用容量、装设高效率的大容量机组，提高电力系统运行的经济性；系统间相互支援可以提高系统的供电可靠性；系统容量越大抗干扰能力越强，可以减小系统受到干扰（负荷变化）时的频率波动和电压波动，提高电能质量。
7、电力系统的额定电压和平均额定电压答：电力系统额定电压由国家综合应用和电器设备生产制造两方面的因素制定。
（详见P9表1-1）根据表1-1的规定，属于同一电压等级的不同设备其额定电压并不完全相同，近似计算时可以认为同一电压等级的电气设备具有相同的额定电压，此额定电压就是平均额定电压。
电力系统稳态分析第二章习题(最新整理)
第二章一、填空题1、手算潮流时，将变电所母线上所联线路对地电纳中无功功率的一半也并入到等值负荷功率中，这一功率称为运算负荷。
相同天气条件下，某一架空线路单根导线，采取水平架设和三角形架设，两种架设的线间距相同，那么容易起电晕的是：水平架设；三相导线排列水平，则进行整体循环换位后三相电抗相等。
三绕组变压器中的高、中、低压绕组，升压变压器的中压绕组最靠近铁芯；高压绕组最在最外侧。
双绕组变压器的分接头在高压侧。
降压变压器的低压绕组最靠近铁芯。
升压变压器的中压绕组最靠近铁芯；降压变压器的低压绕组最靠近铁芯。
2、同一型号的架空三相输电线，相间距离增大，其线路对地电容增大。
和架空输电线相比，同截面电缆的电抗减小。
同一型号的架空三相输电线，相间距离增大，其线路对地电容增大。
和架空输电线相比，同截面电缆的电抗减小。
架空线路中，LGJQ表现为何种导线轻型钢芯铝绞线。
架空线路换位是为了减少参数的不平衡。
线路换位分为：滚式换位和换位杆塔换位。
线路换位的目的是为了消除线路参数的不平衡；换位后的三相线路参数均相等。
3、交流输电线路采用导线分裂技术的目的是减少电抗和减少线路电晕。
分裂导线每根导线分成若干根，相互之间保持一定距离400-500 mm，减小了电晕，线路电抗减小，于此同时电容将增大。
分裂导线每根导线分成若干根，相互之间保持一定距离400-500 mm，减小了电晕，线路电抗减小，于此同时电容将增大。
4、已知架空线路模型中，、，用其中已知量表示标么值 S P 、B B P S 及=*P B PS 。
导纳支路的阻抗，它是呈 容性 性。
三相功率的标幺值和单相功率的标幺值 相等 ，三相功率是单相功率的 3 倍。
复功率中，负荷以超前功率因素运行时所吸收的无功功率为 负 u i S U I UI ϕϕ∙*==∠-:负荷以滞后功率因素运行时所吸收的无功功率为 正 。
发电机以滞后功率因素运行时所发出的无功功率为正，发电机以超前功率因素运行时所发出的无功功率为 负 。
长沙理工大学电力系统稳态分析每周测试习题答案(2)
2 PKU N 135 1102 3 10 103 4.08() 2 SN 200002
2 UK % UN 10.5 1102 2 103 103 63.53() 100 S N 100 20000
P0 22 103 103 1.82 106 ( s) 2 3 UN 110 I0 % SN 0.8 20000 2 103 103 13.2 106 ( s) 2 100 U N 100 110
（3）求导纳
4
GT BT
P0 135 2.79 106 ( S ) 2 2 1000U N 1000 220 I 0 % S N 0.663 120 16.4 106 ( S ) 2 2 100U N 100 220
YT GT jBT (2.79 16.4) 106 ( S )
l
z1 y1 l 600
0.282 3.958 10 6 (84.66 0 90 0 ) / 2
0.63487.330 0.0295 j 0.633 sinh(l ) KZ el e l 0.59387.7 0 2 sinh(l ) 0.59387.7 0 0.9350.37 0 0 l 0.63487.33
D12 =9m ， D23 =8.5m ， D13 =6.1m 。 分 裂 导 线 的 分 裂 数 n=2 ， 分 裂 间 距 为
d=400mm。试计算该电力线路的参数，并作其等值电路。 解： 电阻
r1 =
31.5 =0.0851（ ） km 2 185
Dm = 3 D12 D23 D31 = 3 9 8.5 6.1 =7750mm red = r d = 9.5 400 =61.6mm
长沙理工大学电路练习及答案
图 2.2
题 2-1-3 图
IA 2-1-4）图 2.3 所示电路中电流比 I B 为（ ）. RA RB RA R R （A） B ； （B） A ； （C） R B ；
RB （D） RA
图 2.3
题 2-1-4 图
2-1-5）图 2.4 所示电路中电流 I 1 为（ ） 。 （A）0.6A； （B）1A； （C）–0.6A；
则电流 I 为（ ） 。 （A） 10 sin( t ) A ； （B） 10 sin( t ) A ； （C） 10 cos(t ) A ； （D） 10 cos(t ) A
图 2.9
题 2-1-10 图
二 填空题 2-2-1）两个电阻并联时，电阻值越大的电阻支路分得的电流 2-2-2）图 2.10 示电路中当开关 S 断开时 ab 两点间的等效电阻为 时 ab 两点间的等效电阻为 Ω。 。( 愈大? 愈小? ) Ω；当开关 S 合上
图 2.23
题 2-3-8 图
2-3-9）利用电源的等效变换，求图 2.24 示电路的电流 I 。
13
图 2.24 题 2-3-9 图
2-3-10）图 2.25 所示电路中， R1 R2 6 ， R 3 3 ， R 8 ， I S 4 A ，试求电 压 U ab 。
图 2.25 题 2-3-10 图
14
练习三
一 选择题： 3-1-1）在运用 KVL 时，回路的绕行方向( ). （A）必取顺时针方向； （B）必取逆时针方向; （C）是任意的
3-1-2）图 3.1 所示电路中, S1 （A）-1V； （B）2V；
I
5 A ，则 U 1 等于( ).
（C）-2V； （D）1V
长沙理工电力系统作业
第五章：1、电力系统设置备用容量的目的是什么？按备用的形式分备用容量有哪几种类型？旋转备用投入速度快，有利于保证电能质量，是否电力系统中旋转备用容量设置的越多越好？为什么？答：电力系统设置备用容量的目的是为了保证电力系统可靠供电和良好的电能质量。
按备用形式分，系统备用容量分为热备用（又称旋转备用，指系统中运行机组所具有的备用容量）和冷备用（系统中没有运行的机组所具有的可发容量）。
不是旋转备用容量设置的越多越好。
因为旋转备用（热备用）容量越大，运行机组的负载率越低，运行效率越差。
2、按用途分，系统的备用容量可以分为哪几类？各种类型的备用容量应采用何种备用方式？答：按用途分，系统的备用容量可以分为负荷备用（针对第一类负荷、第二类负荷以及预测外负荷所设置的备用容量）、事故备用（针对电力系统故障使运行机组或发电厂突然退出运行所设置的备用容量）、国民经济备用（针对国民经济可能超计划增长设置的备用容量）和检修备用（为保证发电设备的安全可靠运行，发电设备应定期进行检修，为安排发电设备退出检修而设置的备用容量称为检修备用）。
负荷备用采用旋转备用（热备用）；事故备用部分采用热备用，部分采用冷备用，两者的具体分配按照系统发生最大功率缺额事故时，将热备用投入后系统频率可以维持在最低允许频率运行，冷备用投入后能够将系统频率恢复到正常频率的原则设置；国民经济备用采用冷备用；检修备用根据系统情况决定是否设置，需要检修的发电设备系统在负荷低谷季节利用空出的发电容量检修完时，可以不设置检修备用，否则需要设置检修备用，检修备用采用冷备用。
3、电力系统频率由什么决定？正常运行情况下系统频率波动的原因是什么？答：电力系统的频率由电力系统有功功率平衡关系所决定，要维持电力系统在某一数值下运行，就必须保证在该频率下的有功功率平衡。
正常运行情况下系统频率变化由负荷变化引起，当负荷变化破坏了原有的有功功率平衡关系时，系统的频率就会波动。
4、电力系统的频率调整与电力系统的电压调整相比较有何特点？答：电力系统频率只有一个，调频的手段也只有一种，就是根据有功负荷的变化调整发电机有功出力，使系统保持在所要求频率下的有功功率平衡。
长沙理工电力系统分析总复习
电力系统频率调整如何划分？各通过什么手段 来实现？
什么是发电机的耗量特性、比耗量和耗量微增 率？
有功负荷最优分配的目的是什么？最优分配的 原则是什么？
对调频厂的基本要求有那些？洪水季节宜以什 么样的发电厂担负调频任务？枯水季节宜以发 电厂担负调频任务？
已知变压器型号为 OSFPSL-120000/220，容量比为 100/100/50，额定电压为 220/121/11KV，
变压器特性数据为：短路电压为U k31(%) 33.1、U k 23 (%) 21.6 、U k12 (%) 9.35（短 路 电 压 已 归 算 到 变 压 器 额 定 容 量 之 下 ）， PK 31 366 KW 、 PK12 455 KW 、 PK 23 346 KW ，空载损耗为 P0 73.25KW ，短路电流 I0 (%) 0.346 。试求归算至
10kv
T2
G
35kv
T3 10kv
试决定一台 20MVA 三相三绕组变压器的参数,如果已知三个线圈的容量比为 100/100/50，
三个线圈的额定电压为 121/38.5/10.5KV, PK1 2 =152.8KW, PK1 3 =52KW, PK2 3 =47KW,
P0 =75KW，UK1 2 %=10.5，UK1 3 %=18，UK2 3 %=6.5， I 0 %=4.1。
试计算负荷的最优分配方案；
例题
1、系统无功功率充足，局部电网电压 偏低的电力系统应优先采用何种调压方 式？为什么？
2、什么叫电压中枢点？电压中枢点的 调压方式有哪几种？
某降压变电所由110kV线路供电，变电所装有一台40MVA普通变压器， 如图所示。110kV送端电压U1保持115kV不变。若要求变电所10kV母 线电压U2变化范围不超出10.0～10.7kV，试选择变压器分接头。
电力系统暂态分析之第二章习题答案(7页)
第 2 章作业参照答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：因为同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为 1 倍或为 2 倍转子角θ的周期函数（θ自己是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解特别困难。
所以，经过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2 无阻尼绕组同步发电机忽然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？此中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是怎样产生的？答：无阻尼绕组同步发电机忽然三相短路时，定子电流中出现的重量包括：a）基频沟通重量 (含强迫重量和自由重量)，基频自由重量的衰减时间常数为 T d’。
b）直流重量（自由重量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频沟通重量（若d、q 磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a。
转子电流中出现的重量包括：a）直流重量 (含强迫重量和自由重量 )，自由重量的衰减时间常数为T d’。
b）基频重量（自由重量），其衰减时间常数为T a。
产生原由简要说明：1)三相短路瞬时，因为定子回路阻抗减小，定子电流忽然增大，电枢反响使得转子 f 绕组中磁链忽然增大， f 绕组为保持磁链守恒，将增添一个自由直流重量，并在定子回路中感觉基频沟通，最后定子基频重量与转子直流重量达到相对均衡（此中的自由重量要衰减为 0） .2)相同，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流重量（脉动是因为 d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频沟通，并在转子中感应出基频沟通重量。
这些量均为自由重量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机忽然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？此中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机忽然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的重量与无阻尼绕组的状况相同。
长沙理工大学发电厂电气部分作业
[1] 简述我国电力工业的发电机组发展历程。
2000年总装机容量突破3亿千瓦；2004年6月全国装机已突破4亿kW ；2004年全国装机只有76．4万千瓦;2003年，中国水电装机达9490万千瓦；2009年，全国发电设备容量87407万千瓦。
其中，水电19679万千瓦，占总容量22.51%；火电65205万千瓦，占总容量74.60%。
2011年新增电力装机9041万kW ，全国电力总装机达到10.56亿kW 。
其中，水电装机到2.3亿kW ；风电并网容量新增1600万kW ，年发电量800亿kWh ，同比增长60%以上；光伏发电增长强劲，装机容量达到300万kW ，比上年增加3倍以上。
2012年我国发电装机容量为11.4亿千瓦，与美国基本持平2013年全国发电设备容量将达到12.3亿千瓦左右，超过美国。
其中可再生能源3.6亿千瓦，火电8.6亿千瓦，核电1461万千瓦。
[9] 电气主接线的定义是什么？其基本原则是什么？答: 定义：电气主接线又称为电气一次接线，他是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产，传输，分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。
主接线代表了发电厂或变电站高电压，大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。
基本要求：(1)可靠性。
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求；(2)灵活性。
电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。
（3）经济性。
在设计主接线时，主要矛盾旺旺发生在可靠性与经济性之间。
在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。
[11] 什么是配电装置？配电装置按安装地点分为哪几类？按安装方式分哪几类？各有什么优缺点？1.根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为配电装置；2.可分为屋内式和屋外式配电装置两大类；发电厂和变电站的屋内配电装置，按其布置形式不同，一般可分为单层式、二层式和三层式。
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第二章 作业
一、简答题
1、分析同步发电机三相短路时，通常采用叠加原理进行分析，这是基于什么样的假设条件？
2、同步发电机空载情况下机端突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量?它们的对应关系和变化规律是什么？
3、凸极式同步发电机原始磁链方程中哪些电感系数为常数？哪些电感系数是变化的？变化的原因是什么？
4、什么是派克变换？派克变换的目的是什么？派克变换的等效体现在何处？其变换规律是什么？
5、以无阻尼绕组同步发电机为例，简单说明在发生突然短路时，发电机空载电势E q 为什么会突变?
二、计算题
1、一台无阻尼绕组同步发电机，发电机额定满载运行，cos ϕN =0.85，x d =1.04，x q =0.69。
试计算空载电势E q ，并画出相量图。
（以标么值表示）
2、在下图所示简单电力系统中，已知隐极式同步发电机的额定容量为300MW ，额定功率因数为0.9，额定电压为18kV ，26.2==q d x x ，27.0='d x ，17.0=''=''q d x x ，变压器额定容量为350MV A ，额定电压为242/18kV ，短路电压为12（%），请计算空载情况下变压器高压侧发生三相短路时发电机定子绕组周期电流的起始有效值（有名值）。
3、在2题所示简单电力系统中，若短路前，发电机在额定条件下运行。
请用近似计算法计算变压器高压侧发生三相短路时发电机定子绕组周期电流的起始有效值（有名值）。