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大学考试试卷《电力系统稳态分析》及参考答案电力系统稳态分析一、单项选择题(本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分) 1. 自然功率因数是( )。
A. 增加补偿设备时发电机的功率因数B. 增加补偿设备时负荷的功率因数C. 未加补偿设备时负荷的功率因数D. 按规程规定的负荷的功率因数2. 下列说法正确的是( )。
A. 可以用减小输送有功功率的方法减小高压输电线路的电压损耗B. 可以用增大导线截面的方法减小高压输电线路的电压损耗C. 可以在线路末端增加无功功率电源减小高压输电线路的电压损耗D. 可以随时改变电网额定电压减小高压输电线路的电压损耗 3. 下列说法不正确的是( )。
A. 升压变压器的中压绕组最靠近铁芯B. 降压变压器的低压绕组最靠近铁芯C. 升压变压器中，高低压绕组相距最远，二者间漏抗最大D. 降压变压器中，高低压绕组相距最远，二者间漏抗最大 4. 按线路长度计算功率的初分布的条件是( )。
A. 网络中所有导线单位长度的电阻相同B. 网络中所有导线单位长度的电抗相同C. 网络中所有导线单位长度的电纳相同D. 网络中所有导线单位长度的阻抗相同5. 线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值，常用百分值表示的是( )。
A. 输电效率B. 最大负荷利用小时数C. 线损率D. 网损率6. 电力线路的波阻抗是( )。
A. 阻抗B. 纯电阻C. 纯电抗D. 纯电纳7. 双绕组变压器的电纳( )。
A. 可由空载损耗计算B. 可由短路电压百分值计算C. 可由短路损耗计算D. 可由空载电流百分值计算8. 中性点不接地系统中有一相直接接地时有( )。
A. 接地相的电流减小，非接地相对地电压不变 B. 接地相的电流增大，非接地相对地电压升高 C. 接地相的电流不变，非接地相对地电压降低 D. 接地相的电流为零，非接地相对地电压升高9. 在任何负荷下都保持中枢点电压为(102%,105%)U中一不变的值的中枢点N电压调整方式是( )。
第1次作业一、判断题1. ×2. ×3. √4. ×5. √6. √7. √8. ×9. × 10. √二、计算题1.2.3.三、名词解释题1.答案：三绕组变压器的最大短路损耗是指两个100%绕组中流过额定电流，另一绕组空载时的短路损耗。
2.有功功率分点是指网络中有功功率由两侧流入的节点。
四、多项选择题1.ABCD2. BD3. ABD4. AC5. ABCD6. CD五、单项选择题1. C2. D3. D4. C5. B6. D7. A8. C9. B 10. B六、问答题1.电力系统接线方式分为无备用接线和有备用接线。
无备用接线的主要优点在于简单，经济，运行方便，主要缺点是供电可靠性差；有备用接线主要优点在于供电可靠性和电能质量好，缺点是不够经济。
2.由于电力系统的变压器和输电线路有阻抗，电能在输送过程中存在着电压降落，使得电网中各点的电压不相同。
在实际中，为使用电设备能正常工作，制造厂家在生产用电设备时使其容许的电压偏移一般为±5%。
这样若电网沿线电压降落为10%，则只要在线路始端电压为额定值的105%，那么末端电压可不低于额定值的95%。
可见，处于线路始端和末端的电气设备的电压额定值不相同。
由于发电机在线路始端，用电设备在线路末端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的105%，而用电设备的额定电压取为与线路额定电压相等。
变压器一次侧可看成用电设备，若与线路相联，其额定电压等于线路额定电压；若直接和发电机相联，其额定电压等于发电机额定电压。
变压器二次侧可看成电源，加之其额定电压规定为空载时的电压，因此变压器二次侧，若与线路相联，其额定电压较线路额定电压高10%，以克服额定负荷下变压器内部约为5%的电压降落和线路上5%的电压降落；若漏抗很小、或二次侧直接与用电设备相联、或电压特别高的变压器，较线路额定电压仅高5%。
电力系统稳态分析部分习题答案电力系统稳态分析部分习题答案第一章 电力系统的基本概念1－1电力系统、电力网和动力系统的定义是什么？ 1－2见图示电力系统，试求变压器和发电机的额定电压。
110kV 平均额定电压是多少？解：U GN =1.05×10=10.5kVU 1N.T 1=U GN =10.5kV U 2N.T 1=1.1×110=121kV U 1N.T 2=110kVU 2N.T 2=1.1×35=38.5kVU 3N.T 2=1.05×6=6.3kVU 1N.T 3=U GN =10.5kV U 2N.T 3=1.05×3=3.15kV110kV 线路平均额定电压U av =（U 2N.T 1+ U 1N.T 2）/2=（121+ 110）/2≈115kV第二章作业及解答2－1什么是发电机的功角特性？隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别？ 2－2 已知一台三相三绕组变压器容量比为：300/300/150MVA, 三次侧额定电压为113.8N U kV =、2121N U kV =、3242N U kV =，实验数据：(12)950K P kW -=、(13)500K P kW -=、(23)620K P kW -=, (12)%13.73K U -=、(13)%11.9K U -=、(23)%18.64K U -=， 0123P kW =，0%0.5I =, 计算变压器参数（归算至高压侧）并画出等值电路。
解：由于已知的三绕组变压器三个绕组的容量不同，因此由变压器制造厂提供的变压器短路实验数据就存在归算的问题。
根据标准，制造厂提供的短路损耗是没有归算到各绕组中通过变压器额定电流时数值，而制造厂提供的短路电压是归算好的。
因此： （1）根据容量比归算短路损耗： 2(13)(13)3002000150K K P P kW --⎛⎫'=⨯= ⎪⎝⎭2(23)(23)3002480150KK P P kW --⎛⎫'=⨯= ⎪⎝⎭（2）各绕组的短路损耗： 1(12)(13)(23)1()0.2352K K KK P P P P MW ---''=+-= 2(12)(23)(13)1()0.7152K K KK P P P P MW ---''=+-= 3(13)(23)(12)1() 1.7652K K KK P P P P MW ---''=+-= （3）各绕组短路电压百分数： 1(12)(13)(23)1%(%%%) 3.4952K K K K U U U U ---=+-=2(12)(23)(13)1%(%%%)10.2352K K K K U U U U ---=+-=3(13)(23)(12)1%(%%%)8.4052K K K K U U U U ---=+-=（4）变压器归算到高压侧参数：2211120.235242 3.4952420.153 6.823300100300Z R jX j j ⨯⨯=+=+=+Ω⨯2222220.71524210.2352420.46519.98300100300Z R jX j j ⨯⨯=+=+=+Ω⨯2233321.7652428.405242 1.14816.408300100300Z R jX j j ⨯⨯=+=+=+Ω⨯6221230.5300(2.125.6)101000242100242Y G jB j j s -⨯=-=+=-⨯⨯⨯ 2－3答案2－4某一回110kV 架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm ，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离D=4m 。
电力系统稳态分析复习思考题答案附后课件可编辑HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】设节点1电压为1U ，节点2的电压2U ，节电1电压超前节点2电压的相角为δ，Q P 、分别为从节点1向节点2传输的有功功率和无功功率。
由于高压电力网络中R X >>，NN U QX U QX PR U U U ≈+≈-=∆21，22111112221NN N N U PX U QR PX U U U U tg U U U tg U U U tg ≈-=≈≈∆-=∆+=---δδδδδ， 所以XU U U Q N )(21-=，X U P N 2δ=，当21U U >时，0>Q ；当21U U <时，0<Q 。
即无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输。
当0>δ时，0>P ；当0<δ时，0<P ，即有功功率总是从电压相位超前的节点向电压相位滞后的节点传输。
8、求图示网络的有功分点、无功分点。
线路单位长度参数+Ω/km 。
解：将电网在电源点1拆开得到以下的两端电压相等的两端供电网。
由于各线路的单位长度的参数相等，所以该电网为均一网，根据均一网供载功率的计算公式得：)(6.0533.0)58()6.5533.8(~~~)(4.6467.9)161217()1217()710(17)58(~)(6.5533.8)161217(16)710()1612()58(~212231312MVA j j j S S S MVA j j j S MVA j j j S +=+-+=-=+=+++⨯++⨯+=+=++⨯+++⨯+= 电力网的初步功率分布如图，由图可知负荷点③既是有功功率分点，也是无功功率分点。
9、图示环网中变压器的变比均为实际变比，请指出是否存在循环功率如存在循环功率，请指出循环功率的方向若忽略电网各元件的电阻，请指出循环功率的性质。
（时间100分钟，满分100分）一．单选题：（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内，多选不给分。
每小题1分，共10分）1、下面所列各组电力网接线方式中，完全属于有备用接线的一组是（）。
A、两端供电网、环网、双回线路辐射网B、双回线路辐射网、环网、单回路链式网C、单回路辐射网、两端供电网、单回路干线网2、关于中性点不接地三相对称系统的中性点对地电压，下述说法中正确的是( )。
A、正常运行时为零，单相接地时升高为线电压；B、正常运行时为零，单相接地时升高为相电压；C、正常运行时无法确定，单相接地时为相电压。
3、220kv电力系统中性点应采用的接线方式是（）。
A、不接地；B、直接接地；C、经消弧线圈接地。
4、架空输电线路采用分裂导线的目的是( )。
A、减小输电线路电阻；B、减小输电线路电抗；C、增大输电线路电容。
5、500kv超高压输电线路两端装设并联电抗器的目的是( )。
A、防止输电线路重载时末端电压降低；B、防止输电线路轻载时末端电压升高；C、防止输电线路轻载时末端电压降低。
6、关于单侧电源电力网，下述说法中正确的是（）。
A、电力网的功率分布由负荷分布确定，其潮流无法调控；B、电力网的功率分布与线路阻抗有关，其潮流无法调控；C、电力网功率自然分布就是功率的经济分布。
7、在一个具有n个独立节点的系统中，节点阻抗矩阵的阶数为( )。
A、n×n阶；B、（n－1）×（n－1）阶；C、（n＋1）×（n＋1）阶。
8、系统中有功功率不足，会造成( )。
A、电压水平上升；B、电压水平下降；C、频率下降。
A、1号机组；B、2号机组；C、同时减小。
①计算变压器的参数（归算到110KV侧）；②画出变压器的形等值电路。
（10分）3、某地方电力网的等值电路如下图，有关参数均已标于图中，求网络的初步功率分布标出其功率分点，并计算其经济功率分布。
第一次作业参照答案1、、电能生产的主要特色有哪些？答：电能生产的主要特色能够概括为以下三点。
①电能生产的连续性特色；因为电能不可以大批储存，电能的生产、输送和花费是同时达成的。
②电能生产刹时性的特色；这是因为电能的传输速度非常快（靠近光速），电力系统中任何一点发生故障都立刻影响到整个电力系统。
③电能生产重要性的特色；电能洁净卫生、易于变换、便于实现自动控制，所以公民经济各部门绝大多半以电能作为能源，而电能又不可以储藏，所以电能供给的中止或减少将对国名经济产生重要影响。
2、对电力系统运转的基本要求是什么？答：对电力系统运转的基本要求有：①保证对用户的供电靠谱性；②电能质量要好；③电力系统运转经济性要好；④对环境的不良影响要小。
3、电力系统中负荷的分类（I 、II 、III类负荷）是依据什么原则进行的？各种负荷对供电靠谱性的要求是什么？答：电力系统中负荷的分类是依据用户的重要程度和供电中止或减少对用户所造成的危害的大小来区分的，凡供电中止将致使设施破坏、人员伤亡、产品报废、社会次序还乱、政治影响大的用户的用电设施称为I 类负荷；凡供电中止或减少将致使产品产量降落、人民生活遇到影响的用户的用电设备称为 II类负荷；I类、II类负荷之外的负荷称为III类负荷。
I类负荷对供电靠谱性的要求是任何状况下不得中止供电；II类负荷对供电靠谱性的要求是尽可能不中止供电；III类负荷能够停电。
4、标出下列图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。
（图中已标出线路的额定电压）答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压以下：G： 10.5KV ； T1： 10.5/242KV；T2：220/121/38.5KV；T3：35/6.3KV5、为何 110KV 及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV 及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？答：因为110KV 及以上系统采纳中性点直接接地的中性点运转方式，这类运转方式的长处是：正常运转状况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设施和输电线路的对地绝缘只需按蒙受相电压考虑，进而降低电气设施和输电线路的绝缘花费，提升电力系统运转的经济性；弊端是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电靠谱性差。
电力系统稳态分析部分习题答案第一章电力系统的基本概念1-2 电力系统的部分接线示与图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
题图1-2 系统接线图试求：（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；（2）各变压器的额定变比；（3）当变压器T-1工作于+5%抽头，T-2、T-4工作于主轴头，T-3工作于—2.5%轴头时，各变压器的实际比？解（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压。
发电机：V GN=10.5KV,比同电压级网络的额定电压高5%。
对于变压器的各侧绕组，将依其电压级别从高到低赋以标号1、2和3。
变压器T-1为升压变压器：V N2=10.5KV，等于发电机额定电压；V N1=242KV，比同电压级网络的额定电压高10%。
变压器T-2为将压变压器：V N2=121KV和V N3=38.5KV，分别比同电压级网络的额定电压高10%。
同理，变压器T-3：V N1=35KV和V N2=11KV。
变压器T-4：V N1=220KV和V N2=121KV（2）各变压器的额定变比。
以比较高的电压作为分子。
T-1：k TN1=242/10.5=23.048T-2：k T2N(1-2)=220/121=1.818k T2N(1-3)=220/38.5=5.714k T1N(2-3)= 121/38.5=3.143T-3：k T3N=35/11=3.182T-4：k T4N=220/121=1.818（3）各变压器的实际比。
各变压器的实际变比为两侧运行时实际整定的抽头额定电压之比。
T-1：k T1 =(1＋0.05)×242/10.5=24.3T-2：k T2(1-2)=220/121=1.818k T2(1-3)=220/38.5=3.143k T2(2-3)=121/38.5=3.143T-3：k T3 =(1—0.025)×35/11=3.102T-4：k T3 =220/110=21-3电力系统的部分接线如题图1-3所示，网络的额定电压已在图中标明。
1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统电力系统为什么要采用高压输电1-2 为什么要规定额定电压电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的1-3 我国电网的电压等级有哪些1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。
⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。
1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。
试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。
1-7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。
试求：⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。
⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。
2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ —150，水平排列，其线间距离为4m ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。
2-9 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kVA ，额定电压为242/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流41.2%=o I 。
求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。
2-12 有台容量为20MVA 的三相三绕组变压器，三个线圈的容量比为100/100/50，额定电压为121/，短路损耗为()8.15221=-k P kW,()5213='-k P kW ，()4732='-k P kW ，空载电流为1.4%=o I ，空载损耗75=o P kW ，短路电压为()5.10%21=-k U ，()18%13=-k U ，()5.6%32=-k U 。
试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。
