《电力系统分析》习题5

一、填空题1．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 231KV 。

2．电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。

3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。

4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数值差。

5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。

6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。

7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。

8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc 的非对角元素为 零 。

9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。

10．减小输出电元件的电抗将 提高（改善） 系统的静态稳定性。

二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ）①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ）①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ）①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ① ）①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ）①△P O ②△P K ③U K % ④I O %16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为ϕ）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ） ①ϕcos S P n ⋅ ②ϕsin S P n ⋅ ③n S P ④nS cos P ϕ⋅17.环网中功率的自然分布是（ ④ ）①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布18．电力系统中PQ 节点的数量（ ② ）①全都是 ②大量的 ③少量的 ④必有且一般只设一个19．潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（④ ）①|-j i δδ｜>|-j i δδ｜min ②|-j i δδ｜<|-j i δδ｜min③|-j i δδ｜>|-j i δδ｜max ④|-j i δδ｜<|-j i δδ｜max20．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ② ）①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率21．电力系统的频率主要决定于（ ① ）①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡③电压质量 ④电流的大小22．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ）①高峰负荷时允许中枢点电压略低②低谷负荷时允许中枢点电压略低③适用于用户对电压要求不高的场合④适用于供电线路不长的场合23．通过改变变压器变比，实质上（ ③ ）①改变了电压损耗的数值 ②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度③改变了电力网的无功功率分布 ④增加了整个电力系统的无功功率容量24．三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（① ）①一相中出现 ②同时在两相中出现③三相均不出现 ④只有故障相出现其它相不出现25．同步机的各种电抗间关系为(③ )①'x "x x x d d q d >>> ②"x 'x x x d d d q >>>③ "x 'x x x d d q d >>> ④"x x 'x x d q d d >>>26.若ac 两相发生短路，则基准相选择为( ② )①a 相 ②b 相 ③c 相 ④a 相和c27．下网K 点发生两相短路接地，其复合序网为图所示( ③ )(其中，1,2，0分别为正序、负序、零序阻抗)28．越靠近电源点负序电压越( ① )①低 ②高 ③不变 ④无法确定29．作为判据0d dP E >δ主要应用于分析简单系统的（ ③ ） ①暂态稳定 ②故障计算 ③静态稳定 ④调压计算30．分析简单系统的暂态稳定性可以应用（ ② ）①等耗量微增率准则 ②等面积定则 ③小干扰法 ④对称分量法三、简答题31．电力变压器的主要作用是什么？答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。

第五章思考题及习题答案5-1什么是电力系统的有功功率备用容量？为什么要设置备用容量？答：系统的电源容量超出发电厂发出的有功功率的总和的部分，称为系统的备用容量。

系统设置有功功率备用容量为了满足频率调整的需要，以保证在发电、供电设备发生故障或检修时，以及系统负荷增加时，系统仍有足够的发电容量向用户供电，保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。

5-2 电力系统频率偏移过大的影响有哪些？答：频率偏移过大时，主要有以下影响：（1）电动机的转速和输出功率随之变化，会严重地影响产品的质量。

（2）会影响各种电子设备工作的精确性。

（3）对电力系统的正常运行影响很大。

对汽轮发电机叶片都有不良影响；电厂用的许多机械如水泵、风机等在频率降低时都要减小出力，因而影响发电设备的正常运行，使整个发电厂的有功出力减小，从而导致系统频率的进一步下降；频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增大，为了不超越温升限额，不得不降低发电机的发出功率；频率降低时，系统中的无功功率负荷将增大，无功功率损耗增加，这些都会给电力系统无功平衡和电压调整增加困难。

总之，由于所有设备都是按系统额定频率设计的，系统频率质量的下降将影响各行各业。

而频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。

5-3 什么是电力系统负荷的有功功率—静态频率特性？何为有功功率负荷的频率调节效应？K的大小与哪些因素有关？L答：系统处于运行稳定时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率—静态频率特性。

当系统有功平衡破坏而引起频率变化时，系统负荷也参与对频率的调节（当频率变化时，系统中的有功功率负荷也将发生变化），这种特性有助于系统中的有功功率在新的频率下重新达到平衡，这种现象称为负荷的频率调节效应。

K的数值取决于全电力系统各类负荷的比重。

L5-4什么是电力系统发电机组的有功功率—静态频率特性？何为发电机组的单位调节功率？K的大小与哪些因素有关？G答：发电机输出的有功功率与频率之间的关系称为发电机组的有功功率一频率静态特性。

电力系统分析试题库（附答案）一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 电力系统正常运行时，电压和频率的变化范围一般是多少？A. 电压±5%，频率±0.2HzB. 电压±10%，频率±0.5HzC. 电压±15%，频率±1.0HzD. 电压±20%，频率±2.0Hz答案：B2. 以下哪个参数不是描述电力系统稳定性运行的主要参数？A. 功角差B. 电压幅值C. 频率D. 电力线路长度答案：D3. 电力系统发生三相短路时，短路点电压最低，下列说法正确的是？A. 短路电流最大B. 系统有功功率最大C. 系统无功功率最大D. 以上都对答案：A4. 电力系统中性点接地方式有三种，分别是直接接地、经电阻接地和什么接地？A. 经电感接地B. 经电容接地C. 经消弧线圈接地D. 高阻抗接地答案：C5. 电力系统发生两相短路时，与三相短路相比，哪个参数变化较小？A. 短路电流B. 短路功率C. 电压下降D. 系统损耗答案：A6. 电力系统中的无功功率主要作用是什么？A. 维持电压水平B. 产生有功功率C. 提高系统稳定性D. 传输电能答案：A7. 以下哪个设备不是电力系统中的主要调压设备？A. 变压器B. 调压器C. 补偿器D. 线路调压器答案：C8. 电力系统发生单相接地故障时，下列哪个参数变化较大？A. 短路电流B. 短路功率C. 电压下降D. 系统损耗答案：C9. 电力系统稳定性分析中，常用的数学模型是什么？A. 状态空间模型B. 传递函数模型C. 差分方程模型D. 以上都对答案：D10. 电力系统中的发电机、负载和什么设备是相互关联、相互制约，共同维持电力系统稳定运行的主要因素？A. 输电线路B. 变压器C. 调压器D. 补偿器答案：A二、多项选择题（每题3分，共30分）11. 电力系统的有功功率和无功功率平衡对电力系统运行的影响有哪些？（ABC）A. 电压水平B. 系统稳定性C. 电力设备过载D. 电力系统频率答案：ABC12. 电力系统稳定性分析中，常用的稳定性判据有哪些？（ABD）A. 功角判据B. 电压幅值判据C. 功率判据D. 频率判据答案：ABD13. 电力系统中性点接地方式有三种，分别是直接接地、经电阻接地和什么接地？（BCD）A. 经电感接地B. 经电容接地C. 经消弧线圈接地D. 高阻抗接地答案：BCD14. 电力系统中的调压设备有哪些？（ACD）A. 变压器B. 调压器C. 补偿器D. 线路调压器答案：ACD15. 电力系统发生短路故障时，可能引起哪些后果？（ABCD）A. 设备损坏B. 电力系统稳定性破坏C. 电压下降D. 系统损耗增加答案：ABCD三、判断题（每题2分，共20分）16. 电力系统中的有功功率和无功功率平衡是维持电力系统稳定运行的基本条件，正确。

一、选择题1. 电力系统稳态分析的主要目的是：A. 分析电力系统在正常运行状态下的电压、频率和功率分布。

B. 计算电力系统的暂态响应。

C. 分析电力系统故障后的恢复过程。

D. 优化电力系统的运行参数。

答案：A2. 电力系统潮流分布计算中，常用的迭代方法包括：A. 牛顿-拉夫逊法。

B. 高斯-赛德尔法。

C. 迭代法。

D. 以上都是。

答案：D3. 电力系统中的有功功率调整主要是通过以下哪种方式实现的：A. 调整发电机的励磁电流。

B. 调整发电机的负荷。

C. 调整电力系统的电压。

D. 以上都是。

答案：A4. 电力系统中，无功功率的主要来源是：A. 发电机。

B. 变压器。

C. 电容器。

D. 以上都是。

答案：D5. 电力系统中的电压调整主要是通过以下哪种设备实现的：A. 调节器。

B. 电容器。

C. 电抗器。

D. 以上都是。

答案：A二、简答题1. 简述电力系统稳态分析的主要内容。

答案：电力系统稳态分析主要包括以下几个方面：- 电力系统稳态运行状况下的电压、频率和功率分布分析。

- 电力系统潮流分布计算，包括节点电压、支路电流和功率的分布。

- 电力系统有功功率和频率的调整。

- 电力系统无功功率和电压的调整。

2. 解释电力系统采用高压输电的原因。

答案：电力系统采用高压输电的主要原因是：- 降低输电线路的损耗，提高输电效率。

- 减小输电线路的电压降，保证末端电压质量。

- 降低输电线路的导线截面，节省材料。

3. 简述电力系统故障分析的基本步骤。

答案：电力系统故障分析的基本步骤包括：- 确定故障类型和故障位置。

- 建立故障后的等值电路。

- 计算故障后的电压、电流和功率分布。

- 分析故障对电力系统稳定性和可靠性的影响。

三、计算题1. 已知电力系统中某发电机的额定电压为10kV，额定功率为100MW，功率因数为0.8（感性）。

求该发电机的额定电流和额定励磁电流。

答案：- 额定电流：\( I_{N} = \frac{P_{N}}{U_{N} \times \sqrt{2}} =\frac{100 \times 10^6}{10 \times 10^3 \times \sqrt{2}} = 577.35A \)- 额定励磁电流：\( I_{fN} = I_{N} \times \tan(\phi_{N}) = 577.35\times \tan(36.87^\circ) \approx 392.1A \)2. 已知电力系统中某输电线路的阻抗为\( Z = 5 + j20 \)Ω，末端有功功率为10MW，功率因数为0.8（感性）。

电力系统分析部分习题答案(参考)稳态部分第四章复杂电力系统的潮流计算4-1-3解：(1)不考虑非标准变比时：(因为对称，所以只求上三角元素)V| I =1/Z16 = l/(jO.l) = -jiO Y12 = Y|3 = Y14= Y15 = 0.0 Y16 = Y61 = -1/Z I6 =jioY22 = 1/Z24 = l/(i°」)= -j!0 Y23 = Y25 = Y26 =0.0 Y24 =-l/Z24 = jioY33 = I/Z35 = l/(jo.l) = -jio Y34 = Y36 = 0.0 Y35 = -I/Z35 =jioY44 = 1/Z24 + 1/Z45 + 1/Z46 = l/(j().l) + l/(j().2) + l/(j0.2) = -j20 Y45 = -1/Z45 = j5 = -1/Z46 = j5 Y55 = 1 / Z35 +1 / Z45 + 1 / Z56 + y 50 = 1 /(j0.1) + 1 /(j0・2) +1/00.1) + j0.2 = -j24.8 Y56 =-l/Z56 =jlO V66 = 1 / Z l6 + i / Z46 +1 / Z56 + y60 = 1 /(j0.1) + 1 /(.jO. 1) + 1 /(j0.2) = -J24.8-jio 0-jiojiojio所以：Y = 0 0-jio 0 jio 00jl() 0 -j2() j5 j500 jl() j5 -J24.8 jl()jio 0 0 j5 jio -J24.8(2)当考虑非标准变比时，只有变压器两侧的节点的白导纳和这两个节点Zl'可的互导纳有变化。

y I6=l/(Z l6*k) = l/(j0.1*l.l) = -j9.09y l0 =(1 ・k)/(Z|6 *k2) = 0.1 心0.1 *1.1*0」)=j0.8265 y61()=(k-l)/(Z16*k ) = 0」心0.1*1.!) = -j0.909Y16 = Y61=-y16=j9.09 ¥^=^24.8Y| ] = -j9.09 4- j().826 = -8.264第五章电力系统的有功功率和频率调整5- 1-2解：/i] =aF (/ap G1 =O .24-O .OO 2PGI均未超出发电厂的出力范围，为最优分配方案。

辽宁工程技术大学电力系统分析综合训练一设计题目5节点电力网络潮流计算指导教师刘健辰院（系、部）电气与控制工程学院专业班级电气12-4学号**********姓名张萌日期2016.5.5电气系综合训练标准评分模板电力系统分析综合训练一 任务书本次综合训练目的在于通过对多节点电网的潮流计算，巩固和运用前面所学到的潮流计算基础理论知识，掌握电力系统潮流计算机计算的一般原则和方法，掌握潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

5节点系统单线图如下：发电机、变压器、负荷数据见上图和下表。

线路长度和回数数据见后面的班级数据表。

基本数据如下：注：100base S MV A =，节点1和3处15base V kV =，节点2、4、5处345base V kV =。

设计要求：利用PowerWorld建立单线图程序，完成潮流分析计算，给出设计结果。

设计说明书内容：1、任务书2、PowerWorld软件简介及牛顿-拉夫逊潮流计算和PQ分解潮流计算简介3、绘制单线图，进行潮流计算（分别采用牛-拉法和PQ分解法）列表给出潮流计算结果（包括迭代次数，节点电压的幅值和相位，线路有功/无功潮流，发电机输出功率）。

4、手工计算导纳矩阵，并与软件计算结果比较。

5、单步运行牛-拉法潮流计算，给出前3步计算结果（包括节点电压的幅值和相位，线路有功/无功潮流，发电机输出功率）以及雅克比矩阵。

6、在保证每条线路和变压器不过载的情况下，确定节点3上发电机的允许出力范围。

7、在节点2上添加200Mvar并联电容器组，观察节点2电压变化和系统损耗变化。

改变电容器组的容量，提高节点2电压达到0.95。

8、（选做内容）静态安全分析：对“单个线路”和“单个变压器”进行N-1校验分析。

9、结论说明：1. 线路2. 变压器T2为两台并联，并联运行的变压器参数相同。

目录一、综合训练目的： (1)二、简介 (1)1、Power World软件简介： (1)2、潮流计算方法简介 (1)（1）牛顿-拉夫逊潮流计算方法 (1)（2）PQ分解法 (2)三、Power World潮流计算 (2)1、单线图 (2)2、潮流计算结果 (3)（1）牛-拉法潮流计算结果 (3)（2）PQ分解法潮流计算结果 (3)四、计算导纳矩阵 (4)软件计算结果 (5)五、单步运行牛-拉法潮流计算 (5)1、节点以及线路参数 (5)2、雅克比矩阵 (6)六、确定节点3上发电机的允许出力范围 (7)七、并联电容 (8)八、结论 (8)一、综合训练目的：本次综合训练旨在于掌握Power World Simulator 软件构建单线图的方法，通过对软件使用手册的学习，掌握潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

电力系统分析课后习题参考答案第1章1-1.选择填空1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）A.厂用电负荷B.发电负荷C.工业负荷D.供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为UN=110kV，则这个电压表示的是（C）1A. 相电压B.相电压3C.线电压D.3线电压3）以下（A）不是常用的中性点接地方式A. 中性点通过电容接地B中性点不接地C．中性点直接接地 D. 中性点经消弧线圈接地4)我国电力系统的额定频率为（C）A．30Hz B. 40HzC. 50HzD. 60Hz5）目前，我国电力系统中占最大比例的发电厂为（ B ）A．水力发电厂 B.火力发电厂C．核电站 D.风力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求A. 提高电力系统运行的经济性B. 安全可靠的供电C. 保证电能质量D. 电力网各节点电压相等7）以下说法不正确的是（B）A．火力发电需要消耗煤、石油 B.水力发电成本比较大C．核电站的建造成本比较高 D. 太阳能发电是理想的能源8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A．输电的电压越高，则传输的电流越小B．输电的电压越高，线路上的损耗越大C．输电的电压越高，则传输的电流越大D．线路损耗与输电电压无关9）对（ A ）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。

A．一级负荷 B. 二级负荷C．三级负荷 D. 以上都不是10）一般用电设备满足（ C ）A．当端电压减小时，吸收的无功功率增加B．当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加C．当端电压增加时，吸收的有功功率增加。

D．当端电压增加时，吸收的有功功率减少1-2.填空题1）电力系统由(发电机（电源）、负荷（用电设备）以及电力网（连接发电机和负荷的设备)三部分构成。

2）电力系统的常用额定电压等级有( 500kV、220kV、110kV、35 kV 10kV ) (至少写出三个)。

3）发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压与系统的额定电压的关系为（发电机的额定电压规定比系统的额定电压高5%或7.5%）4）电力系统的运行特点是（电能与国民经济各部门以及人民的生活关系密切，电能不能大量贮存，电力系统中的暂态过程十分迅速）。

高等学院高等教育电力系统分析测试练习题（五）一、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。

已知电源A的电压为121kV，δ）。

求功率分布和各母线电压。

（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U图一题一图二、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F1=3+0.3P G1+0.0022P (t/h)G1F2=5+0.3P G2+0.0022P (t/h)G2两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。

三、如图二所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA，cos=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持107.5kV，最小负荷为7MVA，ϕ变压器参数为U k%=10.5，P k=163kW，励磁影响不计。

试选择变压器的分接头。

图二题三图四、如图三所示的网络中，当降压变压所10.5kV母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。

图三题四图五、已知某系统接线如图四所示，各元件电抗均已知，当k点发生BC两相接地短路时，求短路点各序电流、电压及各相电流、电压，并绘出短路点的电流、电压相量图。

图四题五图练习五参考答案一、额定电压110kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。

已知电源A 的电压为121kV ，求功率分布和各母线电压。

（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U δ）。

图一 题一图解 设UC =U N = 110 kV 407.0j 271.0j30)20(110810222BC+=+++=∆S407.22j 207.30953.7j 793.930j 40593.7j 793.9407.0j 271.0)8j 10(BB B BCC B +=--+=''∆+='--=++--=∆+-=''S S S S S S083.27j 545.32j4.676338.2407.22j 207.30676.4j 338.2)40j 20(110407.22207.30ABB A 222AB+=+++=∆+'=+=++=∆S S S S 已知U A =121kV)kV (64.110972.3668.106)kV (972.3668.10630)593.7(20)793.9()kV (668.106332.14121)kV (332.1412140083.2720545.32BC B C BC AB A B AB =+=∆-=-=⨯-+⨯-=∆=-=∆-==⨯+⨯=∆U U U U U U U U二、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为F 1=3+0.3P G1+0.0022G1P (t/h)F 2=5+0.3P G2+0.0022G2P (t/h)两台发电设备的额定容量均为100MW ，而最小可发有功功率均为30MW ，若该厂承担负荷150MW ，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。