电力系统分析 一、填空题

1．中性点不接地系统，发生单相接地故障时，故障相电压为 。 2．当计算电抗Xjs> 时，短路电流的周期分量保持不变。 3．输电线路的正序阻抗与负序阻抗大小 。

4．电力系统中，各支路的电流分布系数的和等于 。

5．电力系统中无功电源包括调相机、静止补偿器、发电机和 。 6．电力系统中发电机调压一般是采用 调压方式。 7．正常条件下，输电线路的电导参数认为等于 。

8．采用分裂导线后，线路的自然功率比普通线路的 。

9．冲击电流的计算是短路故障发生后 周期的可能短路电流的最大值。 10．、有功日负荷预测的依据是 曲线。 11. 电力系统静态稳定性的判据 。

12. 系统f点发生a、c两相短路时的原始边界条件为 。

13. Y/D-11接线的变压器，其D侧正序电流 超前 Y侧正序电流 度 14. 电力系统接线图分为 和电气接线图。

15. Ks表示 的单位调节功率，KG表示发电机的单位调节功率

16. 影响变压器零序电抗的因素有变压器的类型，中性点是否接地， 以及绕组接线方式 。

17. 系统发生不对称短路时，从故障点到发电机，正序电压 。 18. 已知系统的基准电压UB，基准容量SB，则阻抗的基准值为 。 19. 如果短路点距异步电动机端点较近时，有可能 ，异步电动机改作发电机运转，将向系统供出 反馈 电流。

20. 频率的变化取决于系统的 功率的变化 。

21. 电力系统运行的基本要求有供电可靠性、良好的电能质量和 。 22 当负荷在两台机组间分配时，如果燃料耗量微增率相等，则所需要的总的燃料 。 23. 一次调频由发电机的 进行，二次调频由发电机的 进行。 24. 电力网的损耗电量占供电量的百分值叫做电力网的 。

25. 加速过程中发电机输出电磁功率所作的功 减速过程中转子消耗的动能，系统才能保持暂态稳定。

26. 中枢点的调压方式有常调压、 和 顺调压。

27. 二次调频可以实现 调频。 28. 发电机的额定电压比系统额定电压 %。 29.以等值电源容量为基准容量的转移电抗称为 。

30. 系统有功功率不足时，系统的频率将 。 31．电力系统中输送和分配电能的部分称为 。

32.电力系统单位调节功率越大，负荷增减引起的频率变化就越小，频率也就越 。 33．使用等面积定则判断系统暂态稳定性。

34. 反映发电设备单位时间内能量输入和输出关系的曲线称为该设备的 。 35.反映线路通过电流时产生有功功率损失效应的输电线路参数是 。 36.无阻尼绕组同步电机突然短路时，定子电流将包含基频分量、倍频分量和 分量。

37．频率的一次调整是由发电机的 完成的。

38. 有架空地线输电线路的零序阻抗比无架空地线输电线路的零序阻抗 。

39．电力系统受到微小扰动后，独立恢复到它原来的运行状态的能力叫做电力系统的 40．输电线路在给定的首、末端电压下所能传送的最大功率称为 。 41.已知同步电机的参数为:

在额定满载运行时的电势

。

42. 短路电流量最大的短路为 。

43．架空地线使架空输电线路零序电容 。

44. 如果最大可能的减速面积大于加速面积，是系统保持 的条件。

45.电力系统由于严重故障或错误操作等原因而失去稳定时，各发电机之间便处于不同步的运行状态, 这种状态称为 运行状态。

46. 静态稳定储备系数定得过 ，会降低系统运行的安全可靠性。

47．指网络中两个相邻节点之间出现了不正常断开或者三相阻抗不相等的情况叫做 不对称故障。

48．潮流计算时，一般选择 为平衡节点。

49.电力网的接线方式按供电可靠性分为无备用和 接线。 50.在电力网中，功率由两个方向流入的节点称为 。

51．对于发电厂近处地方负荷，采用 调压就可以满足负荷点的电压质量要求。 52. 同步运行状态是指所有并联运行的同步电机都有相同的 。 53. 指网络中有两处或两处以上同时发生不对称故障的情况称为 。

54. 同步电机的强行励磁能够尽快恢复 ，它将影响短路电流基频分量的变化规律。 55．采用派克变换，定子的三相绕组被两个同 一起旋转的等效绕组代替，变换后，磁链方程的系数变为常数。

56．同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的 。 57． 节点阻抗矩阵的 元素Zij称为节点i和节点j之间的输入阻抗。 58. 元件两端存在相角差是传送 功率的条件。

59.写成极限形式的负荷节点电压稳定的判据是 。

60.当负荷端电压维持额定值不变时，负荷功率与频率的关系称为负荷的 。 61. 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 倍。 62. 潮流计算中，三类节点数量最多的是 63. 三类节点中，只有一个且必须有一个的是 。 64. 从电源点到故障点，负序电压逐渐 。

65. 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 。

66. 电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 表示。 67. 三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在 。 68. 电力系统中性点有效接地方式指的是 。 69. 变压器的电导参数GT，主要决定于实验数据 70. 若ac两相发生短路，则基准相选择为 。

71. 减小输出电元件的电抗将 系统的静态稳定性。

72. 系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的 。电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的 ，在此基础上再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂

应该发出的功率，称为电力系统的 。

73. 输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 。

74. 综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的 ___

75.电力系统受到微小扰动后，独立恢复到它原来的运行状态的能力叫做电力系统的 76.已知全年耗电量为W，负荷的最大值为Pmax，则W/Pmax被称 。 77. 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 。 78. 电力网任意两节点间电压的相量差称为 。 79. 无限大功率电源的电压和频率是 的。

80. 电力系统由于严重故障或错误操作等原因而失去稳定时，各发电机之间便处于不同步的运行状态。这种状态称为 运行状态。

二、简答题

1、什么是最大负荷利用小时数Tmax和最大负荷损耗时间τmax？

2、电力系统中电气设备的额定电压是如何规定的？

3、短路的危害主要有哪些？ 4、什么是等微增率准则？

5、降低网损的技术措施有哪些？

6.什么叫做派克变换？派克变换有什么意义？

7. 什么是等面积定则？如何运用等面积定则判断系统的暂态稳定性？画图说明。

8 .一次调频、二次调频分别是针对哪种负荷变动进行的？分别通过哪些元件完成？哪种频率调整是有差调节？

9．简述运算曲线法计算三相短路电流有效值的步骤。

10．提高系统静态稳定性的措施有哪些？

11． Y/D-11接线的变压器的D侧存在一个a相单相接地短路电流， a相的各序电流标么

??I??I??1，求Y侧A相正序电流、负序电流，零序电流及A相电流标么值。值为I a1a2a0

12.什么是正序等效定则？并写出各种短路类型的附加阻抗

13、什么是发电厂的运算功率和变电所的计算负荷？

14 写出两相短路时的序分量表示的边界条件，并画出电流电压相量图。

15. 节点导纳矩阵的特点是什么？

16. 输电线路的参数及其物理意义是什么？

17. 为了调整用户端电压，可以采用哪些措施？ 18. 短路计算的目的是什么？

19. 画出变压器支路的等值电路，并写出p、q节点的自导纳和互导纳。

20. 三相导线为什么要换位？

21. 电力系统运行的基本要求是什么？

22.什么是极限切除角？

23.何谓频率的一次调整？它由发电机的哪个机构执行？可以做到无差调节吗？ 24.何谓顺调压、逆调压和常调压？这些方式适用于哪些情况？ 25. 什么是对称分量法？

26. 什么是等耗量微增率准则？

27. 发电机、变压器、输电线路的额定电压是如何规定的？

28.电力系统部分网络如图所示，网络的额定电压已在图中标出，试求发电机和变压器的高、中、低绕组额定电压。

29. 派克变换的物理意义是什么？

30. 什么是电力系统的暂态稳定性？提高系统暂态稳定性的措施有哪些？ 31.什么是正序等效定则？

32. 为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？

33. 当X1Σ=X2Σ时，比较单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路的正序电流大小

34. 系统不对称短路时，如果X1Σ= X2Σ,比较单相接地短路和两相接地短路负序电流的大小。 35. 电力变压器的主要作用是什么？

36 为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？ 37. 写出系统f点发生a、c两相短路时的原始边界条件。

38. 什么是冲击电流？什么是冲击电流系数？高压电网的短路回路中冲击电流的计算条件是什么？

39. 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？

40. 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？ 三、画图题

1. f点发生单相接地短路，画出接地时的零序网络。

2.K点发生接地短路，试分析零序电流的流通路径，并制订出零序网络。 3.k点发生接地故障，画出接地时的零序电流流通路径。

4.画出BC相短路接地时，短路点处的电流、电压相量图。

5. A单相接地短路时，画出故障点的电流和电压相量图。

6．当f 点发生不对称短路时，画出下图所示的电力系统的零序网。 7．画出下图k点发生接地短路时的零序网

8． 画出下图k点发生接地短路时的零序网。

四、分析题

1、系统如图所示，右侧变电站二次侧为开路，线路上发生二相短路时，求故障点故障相的

次暂态电流。（计算时取SB=100MV·A）

115kV 20km k(2) 30km P=100MWcos =0.85

?xd?0.12540MV·A UK%=10.5

x1?x2?0.4?/kmx0?3.5x131.5MV·A UK%=10.5

2、系统如图所示，最大负荷时和最小负荷时，变电所低压侧归算至高压侧电压分别为97.1kV和107.5kV，，变压器为110?2?2.5%/11，低压侧母线要求常调压，保持10.5kV，试确定电容器补偿容量。

118kv26.4+j129.6 (?)

3．如下图所示，系统各元件以SB＝100MVA,UB?Uav为基准值的标么值如下：发电机G-1： Xd”= 0.06，X2 = 0.074；变压器T-1：X1 =X0=0.056；线路L1、L2： X1 = 0.03，X0=3 x1；变压器T-2：X1 =X0 = 0.087。在K点发生A相单相接地短路时， 求：（1）流过开关M的各相电流。（2）变压器T-1，变压器T-2中线流过的电流。

4、电力系统的部分接线如图所示，网络的额定电压已在图中标明。试求： （1）发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压；

（2）当变压器T-1高压侧工作于+2.5%抽头，中压侧工作于+5%抽头；T-2工作于额定抽头；T-3工作于-2.5%抽头时，各变压器的实际变比。

5．如图所示系统，电源为无穷大电源。取SB＝30MVA, UB＝Uav，Kimp=1.8时，求：

(1) k点发生三相短路时的短路电流周期分量。 (2) 短路冲击电流。 (3) 短路点的短路容量。 (4) 求M母线残压。

6．下图所示电力系统，各元件参数如下：线路L：40km，x?0.4?/km；变压器T：

SN?3MVA，Vs%?10.5；电抗器R：6.3kv，0.3kA，x%?4；电缆C：0.5km，

x?0.08?/km。当f1点发生三相短路时，试计算以下两种情况的短路电流周期分量。

（1） 系统对母线a处的短路功率为1000MVA。 （2） 母线a的电压为恒定值。

????0.87kA，??1.95kA ，3I???1.087.电力系统如图所示，K点接地时，若3IkA ，3I000试求：K点A相接地短路，M侧和N侧的三相电流。

K点A相接地短路，

8.某系统发电机组的单位调节功率为740MW/Hz，当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为-0.2Hz，求负荷的单位调节功率。

9. 若将升压变压器和降压变压器互换使用，对系统的运行电压有何影响?

10. 取SB?100MVA,UB?Uav时，下图元件标么值如下：X1?0.3,X2?0.3,X3?0.5，发电机G1容量为80MVA，发电机G2容量为50MVA。求发电机G1、G2到短路点的计算电抗。

11. 三相短路电流计算中，为减少计算量，可以将一些发电机进行合并，请写出允许发电机合并的主要依据。

12. 下式为发生不对称故障时的短路边界条件，请分析并给出故障类型和相别

?Ika1??Ika2??Ika0?0?? ??????Uka1?Uka2?Uka013. 下式为发生不对称故障时的短路边界条件，请分析并给出故障类型和相别

?Ib1??Ib2??Ib0?? ???????Ub1??Ub2??Ub0?014. 某220kV空载输电线路，首端电压为Ua, 末端电压为Ub,线路的阻抗为R+jX,请用相量

图分析比较线路首末两端电压的高低。

15.根据系统图中已知参数，确定各节点的类型，并写出已知量和待求量。

16. 如图所示系统K点发生A相单相接地短路，故障点三相总的零序电流为3kA，右侧变压器中线流过的零序电流大小为0.9kA，

求（1）左侧变压器中线上流过的零序电流的大小（2）故障处A、B、C三相电流分别是多少？

五、计算题

1、现有A、B两系统经一条联络线连接成为互联电力系统，A系统的发电机单位调节功率为500（MW/HZ），负荷单位调节效应为15（MW/HZ）；B系统的发电机单位调节功率为500（MW/HZ），负荷单位调节效应为10（MW/HZ）。系统频率为50（HZ），，如果A系统增加100（MW）的负荷， A ，B系统均有足够的调节容量，参加一次调频 ，A 系统参加二次调频，增发50MW ，B系统不参加二次调频。求系统的频率变化量和联络线上的交换功率的变化量。

2、有一降压变电所，等值电路如图，变压器变比为110/10.5kV，求变压器首端功率和末端电压？

115kV (2.33+j34.6)Ω

(20+j10)MV·A

(0.054+j0.38)MV·A

3．降压变压器及等值电路如下图所示。归算到高压侧的阻抗为RT?jXT?(2.44?j40)Ω，已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax?(28?j14)MVA 和

Smin?(10?j6)MVA，高压侧的电压分别为U1max?110kv和U1min?113kv。要求低压

母线的电压最大负荷时不低于6kv，最小负荷时，不高于6.6kv。试选择变压器的分接头。

4．系统接线如图所示，已知各元件的参数如下，发电机G: SN＝60MVA, Xd”=0.14，变压器T：SN=30MVA，Uk%=8，线路L：l=20km，x=0.38Ω/km。求K点发生三相短路时的起始次暂态电流，冲击电流，短路电流最大有效值和短路功率的有名值。（取

SB?60MVA,UB?Uav，Kimp?1.8）

10kv G T 35kv K

L

5．有一条110kv的线路如下图所示，由A向B输送功率。求：（1）当受端B的电压保持在110kv时，A端的电压是多少？

（2）如果输电线路多送出5MW的有功功率，A点的电压是多少？

（3）如果输电线路多送出5Mvar的无功功率，A点的电压是多少？（忽略电压降落的横分量）

A

L=100km r=0.125Ω/km x=0.4Ω/km B

20+j10MVA

6．电力系统各元件参数如图所示，已知电源是无限大容量电源。当K点发生三相短路时，求：

(1)故障点处短路电流周期分量大小； (2)短路冲击电流； (3)短路容量。（基准值取SB = 60MVA,UB = Uav）

115kV ~ S = ∞

L 80km

0.4Ω/km

T 10.5kV K(3)

60MVA Uk%=10.5

7.已知图中各元件参数如下, 发电机：SN = 50MVA，X”d = 0.2，E”[0] = 1.05,变压器：SN = 50MVA，Uk % = 10.5。K点发生三相接地短路。试计算短路点处次暂态电流，冲击电流和短路容量（基准值取SB=50MVA，UB = Uav, 冲击系数取1.85）。

G T1 115kV K(3) 10.5kV ~

8. 电力系统各元件参数如图， f点发生三相短路时，求：（1）短路点处三相短路电流；（2）发电机段三相短路电流；（3）母线M的残压（基准值取SB=100MVA，UB = Uav，）。

G T1 L1 T2 XR L2 M f(3) L=2.5km x=0.08Ω/km

~ 30MVA 10.5kV X”d=0.26 E”=11kV

31.5MVA 10.5/121kV Uk%=10.5

L=80km x=0.4Ω/km

15MVA 110/6.6kV Uk%=10.5

6kV 0.3kA XL%=5

9. 系统的额定频率为50Hz，总装机容量为2000MW，调差系数δ%=5，总负荷

Pd=1600MW,KD=50MW/HZ，在额定频率下运行时，增加负荷430MW，计算下列两种情况下的频率变化，并说明为什么。 （1）所有发电机仅参加一次调频；（2）所有发电机均参加二次调频。 10.电力系统接线等值网络如下图所示，已知系统额定电压为110kV，试求线路首端功率和

末端电压(忽略电压降落的横分量)。

a= 117kV

5+j20Ω 13+j21Ω

b c Sa S”b S’c a 20+j5MVA 15+j11MVA

11.某输电系统接线图及其等值电路如下图所示，变压器变为110/11kV，母线A实际运行电压为117KV，负荷SLDC=（20+j15）MVA。忽略电压降落的横分量，求母线C的电压

B A C

SLDC

SLDB （8.4+j16.6）Ω B （3.4+j42.4）Ω C A SA (20+j15)MVA ’”’S S1 CS1

-j2.65MVA

(30.08+j10.4)MVA

12.有一升压变压器，容量为31.5MVA,变比为

。在最大负荷和最小负荷时通过变压器的功率分别为

，高压侧要求的电压分别为

和

,归算到高压侧的阻抗为

和。发电机电

压的可能调整范围是6.0~6.6kV, 试选择分接头。

13. 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。

14. 110KV单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV，末端负荷为15＋j10MVA，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。

15.

如图所示系统，K点发生B、C两相相间短路。基准值取SB?60MVA,UB?Uav时，系

?统元件标么值如下：发电机G: X?d?X2?0.14；变压器T:X1?X2?0.08。求（1）短

路点处A相各序电流大小；（2）短路点处各相电流大小；（3）短路点处各相电压大小。

16. 有一台额定容量为15MVA，额定电压为110kv的三绕组变压器，该变压器短路电压百分比Uk（1-2）%=10.5，Uk（2-3）%=6，Uk(3-1)%=17，求归算到110kv侧变压器各绕组电抗值。

电力系统分析 一、填空题 1． 0 。 2． 3.45 。 3． 相等 。 4． 1 。

5． 电容器 。 6． 逆 。 7． 0 。 8． 大 。

9． T/2(或半个)。 10．、 有功日负荷 。 11. dPEq/d??0。

??U?。 12. ?Ib?0，?Ia??Ic?0，Uac13. 30度

14.地理接线图。 15.电力系统 发电机 16.变压器的铁芯结构。

17.逐渐上升 。

218. UB/SB。

19. U0?E(\0)。

20.有功 。 21.经济性。 22 最少。

23.调速器 调频器进行。 24. 网损率 。 25. 等于 。 26.、逆调压。

27. 无差 。 28.高5%。 29. 计算电抗Xjs 。

30. 降低 。 31． 电力网 。 32. 稳定 。 33．等面积定则。 34. 耗量特性 。 35. 电阻 。 36. 直流 。

37． 调速器 。 38. 小 。 39． 静态稳定性 。 40． 功率极限 。 41. 1.41 。 42.三相短路。 43． 增大 。 44. 暂态稳定 45. 异步 46. 小 。 47． 纵向

48． 主调频发电厂 。 49. 有备用 50. 功率分点 。 51． 发电机 。 52. 电角速度 。 53. 复杂故障 。 54. 机端电压。 55． 转子 。

56． 网损率 。 57． 非对角线 。 58. 有功

59.写 dp/dV>0 。

60. 频率静态特性 。 61. 3 。

62. PQ节点 63. 平衡节点 。 64. 升高 。 65. 231KV。 66. 功率 。 67. 外层 。

68. 中性点直接接地 。 69.△PO 70. b相。 71. 提高（改善） 。

72. 综合用电负荷 。 供电负荷 ， 发电负荷 。 73. 电阻 。

74. 供电负荷 75. 静态稳定性

76. 最大负荷利用小时数 。 77. 过补偿 。 78. 电压降落 。 79. 恒定 。 80. 异步。

二、简答题

1、答：Tmax：全年的电能消耗等效成最大负荷Pmax运行时间消耗的能量，这个时间称为最大负荷利用小时数Tmax。

τmax：全年的电能损耗等效成最大负荷Ｓmax运行时，最大负荷损耗?Pmax的损耗时间，这个时间称为最大负荷损耗时间τmax。

2、答：线路额定电压与网络额定电压相同； 发电机额定电压比所接线路额定电压高5%； 变压器一次侧额定电压为线路额定电压，，与发电机相连的变压器一次侧额定电压与发电机额定电压相等。变压器二次侧额定电压比所接线路高10%或5%。。

3、答 （ 1）短路电流产生大的电动力，产生机械破坏； （2）发生热损坏；

（3）系统电压下降，影响负荷用电；

（4）影响发电机稳定，甚至破坏电力系统稳定； （5）影响输电线路附近的通讯。

4、答：每台机组按照耗量微增率相等的原则分配总负荷功率，总的能量消耗是最少的。

dFdF21? dPdPG1G25、答：1、提高用户的功率因数，减少输送的无功功率； 2、改善闭式网络的功率分布；

3、合理确定电力网的运行电压水平； 4、合理组织变压器经济运行。

6.答：派克变换是一种坐标系统的变换，也是一种线性变换。它是将静止的a、b、c三相坐标系统表示的电磁量变换为在空间随转子一起旋转的两相直角坐标d、q系统和静止的0轴系统的电磁量。 经过派克变换以后，可将同步发电机的变系数微分方程变为常系数的微分方程，从而为研究同步电机的运行问题提供了一种简洁、准确的方法。

7.答：

abcd为加速面积，是发电机输出电磁功率所作的功。 defg为减速面积，为减速过程中转子消耗的动能。 加速面积=减速面积，系统达到暂态稳定。

8 .答：频率的一次调整是指有发电机组的调速器进行的。是对第一种负荷变动引起的频率偏移作调整，是有差调节。

频率的二次调整是指有发电机组的调频器进行的，是对第二种负荷变动引起的频率偏移作调整。

9．答： (1)网络简化 （2）系统元件参数计算 （3）电源分组 （4）求转移阻抗

（5）求出各等值电源与短路点的计算电抗

（6）根据计算电抗查运算曲线的不同时刻短路电流 （7）计算短路电流周期分量有效值

10．答：（1）采用自动调节励磁装置 （2）减小线路电抗 （3）提高电力线路的额定电压 （4）采用串联电容器补偿 （5）改善电力系统的结构

??e?j30?IA1??ej30?IA2??0IA0??3IA11．答：

12.答： 在简单不对称短路情况下，短路点的电流的正序分量，与在短路点后每一相中加入附加阻抗而发生的三相短路的电流相等，这个概念称为正序等效定则。

(1)Z?Zkk2?Zkk0 su单相接地短路：(2)Z?Zkk2

两相短路：su(1.1)Z?Zkk2//Zkk0 su两相接地短路：

13、答：发电厂的运算功率：发电厂的输出功率减去升压变压器的损耗和母线上所有相连线路充电功率的一半。

变电所的计算负荷：变电所的负荷与变电所的损耗和一次侧所有相连线路充电功率的一半。 14

???I?Ia1a2??U?Ua1a2

15.答：（1）导纳矩阵的元素很容易根据网络接线图和支路参数直观的求得，形成节点导纳矩阵的程序比较简单。

（2）导纳矩阵是稀疏矩阵。它的对角线元素一般不为零，但非对角线元素中则存在不少零元素。

16.答：反映线路通过电流时产生有功功率损失效应的输电线路参数是电阻。 反映载流导线产生磁场效应的输电线路参数是电感。

反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流击导线附近空气游离而产生有功功率损失的输电

线路参数是电导。

反映带电导线周围电场效应的电容

17.答：(1)调节励磁电流以改变发电机端电压； (2)适当选择变压器的变比； (3)改变线路的参数； (4)改变无功功率的分布。

18.答：

（1） 选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备；

（2） 为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数； （3） 设计和选择发电厂和电力系统的电气主接线； （4） 进行电力系统暂态稳定计算。

19.答：

z 1:k

p

kz

q

p

q

20.答：当三相导线排列不对称时，各相导线所交链的磁链及各相等值电感便不相同，将会引起三相参数不对称。因此必须利用导线换位来使三相恢复对称。

21.（1）保证供电可靠性 （2）保证良好的电能质量 （3）提高供电的经济性 （4）减小对环境的影响

22.答：如果在某一切除角时，最大可能的加速面积与减速面积大小相等，则系统处于稳定

极限的情况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。这个角度叫做极限切除角。

23.答：针对第一种负荷变化引起的频率偏移进行的调整叫做频率的一次调整。一次调频由发电机组的调速器完成，是有差调节

24.答：逆调压：大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。供电线路较长、负荷变动较大的中枢点往往要求采用这种调压方式。

顺调压：在大负荷时允许中枢点电压低一点，小负荷时允许中枢点电压高一些，适用于某些供电距离较近，或者负荷变动不大的变电所。

常调压：任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值。

25.答：一组不对称的三相量可以分解为正序、负序、零序三组对称的分量。在线性电路中，可以应用叠加原理，对这三组对称分量分别按对称三相电路去解，然后将其结果叠加起来，就是不对称三相电路的解答，这个方法就叫做对称分量法。

26.答：负荷在两台机组间分配时，如它们的燃料耗量微增率相等，即dF1/dPG1= dF2/dPG2, 则总的燃料消耗量将是最小的。这就是著名的等耗量微增率准则。

27.答：发电机额定电压比系统额定电压高5%；变压器一次绕组额定电压与系统额定电压相等，但是直接与发电机连接时，其额定电压与发电机额定电压相等；变压器二次绕组额定电压比系统额定电压高10%，如果变压器短路电压小于7%或直接与用户连接时，规定比系统额定电压高5%；输电线路的额定电压等于系统额定电压。

28.答：

T-1

110kV G VGN=13.8kV 35kV T-2 10kV T-3 0.38kV M

发电机：VGN=13.8kV

变压器T-1: 121 /38.5/13.8kV 变压器T-2：35/11kV 变压器T-3：10/0.4kV

29.答：从a、b、c坐标系到d、q、0坐标系的转换，其物理意义是把观察者的立场从静止的定子上转移到转子上。定子的三相绕组被两个桶转子一起旋转的等效绕组所代替，并且三相对称交流变成了直流。

30. 答：暂态稳定性是指电力系统受到打扰动时，能从初始状态不失去同步地过渡到新的运行状态，并在新状态下稳定运行的能力。 提高电力系统暂态稳定性的措施 （1） 快速切除故障 （2） 采用自动重合闸 （3） 强行励磁

（4） 减小原动机输出的机械功率

31.答：在简单不对称短路情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加阻抗而发生三相短路时的电流相等，这个概念称为正序等效定则。

32.答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。

(1.1)(2)(1)???33. ?I(3)?I?I?Ifa1fa1fa1fa1

34.令，

（1）当时，即时，有;

（2）当时，即时，有;

（3）当时，即时，有;

35.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。

36.答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阻将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。

??U? 37. ?Ib?0，?Ia??Ic?0，Uac38.

短路电流最大可能的瞬时值称为冲击电流。冲击系数表示冲击电流为短路电流周期分量幅值的倍数。

高压电网的短路回路中，感抗远大于电阻，其冲击电流计算的条件是，短路前电路处于空载状态，短路恰发生在电压合闸角为0的时候。 39. 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。

40.答：

对调频厂的基本要求有： （1）调整容量足够大；（2）调整速度足够快；（3）调整范围内经济性能应较好；（4）调整时不至引起系统内部或系统间联络线工作的困难。根据上述基本要求具有调节库容的大容量水电厂作为调频电厂最为适宜。

洪水季节，为充分利用水力资源，水电站一般满负荷运行，因而不能再担负调频任务，这种情况下宜采用调节性能较好的中温中压火力发电厂作为调频电厂； 枯水季节宜采用调节性能好的大容量水电厂作为调频电厂。

三、画图题

1.答：

L1 G1 Xn1 T1 II I III L2 T4 L4

T2 L3 f(1) G2 III Xn2

I T 3 II

2.答：

K1 2 3 4 5 6 (1)

? Uk0

jX2 jX3

jX4 jX5 Uka0

3.答：

G1 T1 T2 T3 G3 K(1) L1 L2 L3 5 6 7 9 11 12 13 14

1 2 3 8 XQ1 4 XQ2 15 10 G2

G1 T1 T2 G3 L1 L2 L3 T3 XQ1 大地

? U0G2 XQ2

G1 T1 T2 G3 L1 L2 L3 T3 XQ1 大地 ? U0G2 XQ2

4.答：

U(1.1)ka

I(1.1)kc

I(1.1)kc1

I(1.1)kc2

I(1.1)ka2(1.1)U(1.1) Uka1ka2(1.1) Uka0I(1.1)ka1

I(1.1)kb2

I(1.1)kb1

I(1.1)ka0

(1.1)(1.1)(1.1)U(1.1)kc1 Ukb2 Ukc2 Ukb1

I(1.1)kb

5.

U(1)ka1

(1)

I(1)kc1 Ikb2

I(1)ka0

(1)

I(1)ka1 Ika2

(1)I(1)kc2 Ikb1

I(1)kaU(1)kc2 U(1)kb2

U(1)kc1 U(1)ka2

U(1)ka0

U(1)kb1

U(1)kc

f L1-1 L1-2 T-1 U(1)kb

L2 T-2 6． 答：

XL1-10 XL1-20 Uf0 XL20 xT-2

7．

解：

8．

答：

四、分析题 1、

解：设SB=100MV·A，UB = Uav

XG?XdXB1100?SB?0.125??0.106100SN0.85S100?UK%B?0.105??0.263SN40SB100?0.4?20??0.0622115Uav100?0.502(kA)3?115XL20?xlX1??X2??0.106?0.263?0.06?0.429 IB?SB?3UB

??1?Ia??I有名X1??I???IB?0.502?1.16?0.58（kA）11??1.16?X2?0.429?0.429??1?3?0.58?1.01I?3Ia（kA）

2、 解：

'U1tmin?U2minU2N11?107.5??112.6(kV)105U2'Cmin选用110＋2.5％即112.75kV分接头，确定k＝112.7511U2CmaxU'2max2QC?(U2Cmax?)k

Xk10.511112.752?(10.5?97.1?)()?8.74(Mvar)129.6112.7511

3．解：

正序网负序网 零序网

正序等值网络Xkk1?0.146 负序等值网络Xkk2?0.16

零序等值网络

Xkk0?(0.056?0.09)?(0.09?0.087)?0.08

(0.056?0.09)?(0.09?0.087)1100??0.65KA

0.146?0.16?0.083?2300.09?0.087?0.36KA

(0.056?0.09)?(0.09?0.087??I??I??各序电流值为Ia1a2a0??0.65?流过开关M的零序电流Im0??0.65?0.36?0.29KA 流过开关P的零序电流Ip0???Ima???流过开关M的各相次暂态短路电流?Imb??

?I???mc??11?1a2???1a1??0.36??1.66??0.65????0.29?KA a??????2a????0.65?????0.29????I??I??0.29KA 流过开关P的各相次暂态短路电流Ipapbpc??3I??1.08KA 流过左边变压器中线的次暂态电流Imnm0??3I??0.87KA 流过右边变压器中线的次暂态电流Ipnp0

4、解：

（1） 发电机：为发电机专用电压等级，故VGN?13.8kV 变压器T-1：额定电压为121/38.5/13.8 kV 变压器T-2：额定电压为35/11 kV 变压器T-3：额定电压为10/0.4 kV

电动机：其额定电压为网络额定电压，VMN?0.38kV （2）各变压器实际变比为：

变压器T-1：kT1(1?2)?(1?0.025)?121/[(1?0.05)?38.5]?3.068 kT1(1?3)?(1?0.025)?121/13.8?8.978 kT1(2?3)?(1?0.05)?38.5/13.8?2.929 变压器T-2：kT2?35/11?3.182

变压器T-3：kT3?(1?0.025)?10/0.4?24.375

5．解：

线路：X1?xlSB?0.036 2Uav变压器X2?0.105

电抗器X3?0.37 电缆 X4?0.03

X??0.541

130??5.08KA 0.5413?6.3短路电流周期分量Iw=

短路冲击电流iimp=2?1.8?5.08?12.93KA 短路容量Sct?1?30?55.45MVA 0.541 6．

解：系统用一个无穷大电源代表，它到母线的电抗标么值

Xs?SB100??0.1 SS1000各元件的电抗标么值计算如下

100?0.122115100变压器T：x2?0.105??0.3530

100电抗器R：x3?0.04??1.223?6.3?0.3100电缆C：x4?0.08?0.5??0.16.32线路L：x1?0.4?40?在网络的6.3kv电压级的基准电流为IB?1003?6.3kA?9.16kA

（1）Xff?xs?x1?x2?0.1?0.12?0.35?0.57 短路电流为I?9.16?16.07kA 0.57（2）Xff?x1?x2?0.12?0.35?0.47

I?

9.16?19.49kA 0.47?(1)?1.95kA，所以I?(1)?I?(1)?I?(1)?0.65kA。 7. IKAKA1KA2KA0??(1)??I?(1)?0.65kA、??? I IMA1KA1MA2?IKA2?0.65kA，IMA0?I0?0.36kA、??I????0.29kA。考虑到N侧三相电流只有零序电流分量，故 IN00??I??I??I??0.29kA INANBNCNA0

M侧三相电流。求得

??I??I??I?IMAMA1MA2MA0?0.65?0.65?0.36?1.66(kA)???2I???I??I?I?2?0.65??0.36??0.29（kA） MBMA1MA2MA0?0.65???I???2I??I?I?0.65??0.65?2?0.36??0.29(kA)MCMA1MA2MA08.解：

9.答:互换使用可能会人为降低系统的运行电压。

例如，对于图示系统，两级电网的额定电压为110kV和l10kV。此时应使用降压变压器，额定电压为110/11kV。假设母线A的电压为110kV，若不计变压器内部电压损耗时，可得母线B的电压为110*(11/110) =11kV。若误用升压变压器(相同电压等级下，升压变压器的额定电压为10.5/121kV，则母线B的电压为110*（10.5/121)=9.55kV<11kV 。

10.

X1k?X1?X3?X1?X30.3?0.5?0.3?0.5??1.3X20.3X2?X30.3?0.5?0.3?0.5??1.3X10.3X2k?X2?X3?Xjs1?X1k?SN?180?1.3??1.04 SB100SN?250?1.3??0.65 SB100Xjs2?X2k?

11.答：（1）汽轮机和水轮机不能合并，

（2）有自动励磁调节装置的发电机和无自动励磁调节装置的发电机不能合并， （3）直接接在短路点的发电机单独考虑 （4）电力系统单独考虑 12.答：BC相接地短路 13.

答：AC相断线故障

14.

15.

答：节点1为平衡节点，待求量为P Q 节点2、3为PQ节点，待求量为V，δ 节点4为PV节点，待求量为Q，δ 16. 解：

零序网

jX2 jX3

jX4 jX5 Uka0

（1）左侧变压器中线流过的总得零序电流3-0.9=2.1kA (2)故障点处A 相电流

?Ika??Ika1??Ika2??Ika0?3?1?3kAIkb?0 ? ?I?0kc五、计算题 1、1. 解：

?PAB??KA(?PLB??PGB)?KB(?PLA??PGA)KA?KB(500?15)(0?0)?(500?10)(100?50)??24.88(MW)500?15?500?10(?PLB??PGB)?(?PLA??PGA)KA?KB

?f????.100?50??0.049(HZ)500?15?500?102、 解：

设末端电压为 110kVP2?Q2202?102?S?(R?jX)?(2.33?j34.6)?(0.096?j1.43)MV?A22U110S'?20?j10?0.096?j1.43?(20.096?11.43)MV?AS?S'?0.054?j0.38?(20.15?11.81)MV?APR?QX20.096?2.33?11.43?34.6??3.85(kV)U1151U?U??U?115?3.85?111.15(kV)21UU'?2?111.15/(110/10.5)?10.61(kV)k2?U?

3． 解：

先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗

?UTmin?10?2.44?6?40?2.34kv

113U1tmax?(110?5.7)?U1tmin6.3kv?109.4kv6.0

6.3?(113?2.34)?kv?105.6kv6.61(109.4?105.6)?107.5kv 2取算术平均值

U1tav?选最接近的分接头107.25kv。

按所选分接头校验低压母线的实际电压。

U2max?(110?5.7)?U2min6.3kv?6.13kv?6kv107.25

6.3?(113?2.34)?kv?6.5?6.6kv107.25可见所选的变压器是合格的

4． 解：

\发电机电抗Xd*?0.14860??0.161003060线路电抗Xl*?0.38?20?2?0.3337X??0.14?0.16?0.33?0.63——1分变压器电抗XT*?160次暂态短路电流I???1.486KA0.633?37\

短路冲击电流iimp?1.8?2?1.486?3.78KA短路电流的最大有效值Iimp?1?2(1.8?1)2?1.486?2.24KA短路容量Skt?1?60?95.2MVA0.635

解：

R?0.125?100?12.5?X?0.4?100?40?PR?QX20?12.5?10?40(1)?U???5.9kvU110UA?UB??U?110?5.9?115.9kv25?12.5?10?40(2)?U??6.47kv110UA?110?6.47?116.47kv20?12.5?15?40?7.73kv110UA?110?7.73?117.3kv(3)?U?6．

解：基准值取SB?60MVA,UB?Uav 无限大容量电源内阻抗为0 输电线路：x1?xl?

SB60?80?0.4??0.145 22Uav115变压器：x2?Uk%SB10.560????0.105 100SN10060x?*?0.145?0.105?0.25

周期分量电流的标么值

Iper*?1?4 0.25Iper?4?冲击电流

603?10.5?13.197(kA)

iimp?2KimpIper?2?1.8?13.197?33.594(kA)

短路容量

St?Iper*SB?4?60?240(MVA) ???B?0.2??0.2 7.X1?xdSN50

S50x2?Uk%SB10.550?=?=0.105 100SN10050x?*?0.2?0.105?0.305

???I*E*1.05??3.443 x?*0.305短路电流周期分量I???I*??IB?3.443?503?115?0.864(kA)

短路冲击电流Iimp?2KimpI???2?1.8?0.864?2.2032(kA) ??SB?3.443?100?344.3(MVA) 短路容量Skt?I*8.

发电机x1*?0.26?100?0.87 30100?0.33 31.5100?0.24 1152100?0.7 15变压器T-1 x2*?0.105?输电线路 x3*?0.4?80?变压器 T-2 x4*?0.105?电抗器 x5*?0.05?69.2??1.46 0.36.3100?0.504 6.32电缆线路 x6*?0.08?2.5??0.3?3短路回路总电抗 x?*?0.87发电机电势标么值 E*?11?1.05 10.50.?24?0.7?1.46?0. 5044.11Ik*?E*1.05??0.256 x?*4.11IB(1)?IB(3)?1003?10.51003?6.3?5.5(kA)

?9.2(kA)

故障点处三相电流 Ik?Ik?0.256?9.?2*IB(3)发电机段电流 IG?Ik?0.256?5.?5*IB(1)母线M残压 UM*?Ik*(x5?)56*x6?*0.2?UM?0.503?6.3?3.169(kV)

6(2.k3A) 1(1.k4A)0.503 )(?1.46?0.5049. 解：KG?1?*?PGN12000??MW/Hz?800MW/Hz fN0.0550增加负荷后，不计负荷调节效应时，总负荷将超过发电机装机容量30MW。

（1） 所有发电机仅参加一次调频时

?f???PGKG?KD??PD0??PGKD40030???????Hz?(?0.471?0.6)Hz??1.071Hz?800?5050?（2）所有发电机均参加二次调频，

?f???PD0??PGKD所有发电机均参加二次调频，在发电机未满载时，可以做到无差调节，因而所有发电机均参加二次调频，频率下降了许多。 10.

30?430?400????Hz??Hz??0.6Hz?5050??

Sc?15?j11MVA 152?112?Sbc?(13?j21)?0.377?j0.609MVA1102Sb?Sc??Sbc?15?j0.377?j11?j0.609?15.377?j11.609MVAS?b?Sb?20?j5?35.377?j16.609MVA35.3772?16.6092?Sab?(5?j20)?0.63?j2.52MVA2110Sa?35.377?j16.609?0.63?j2.52?36.007?j19.129MVA36.007?5?19.129?20?4.8kV11715.377?13?11.609?21?Ubc??3.95kV117?4.8Uc?117?4.8?3.95?108.25kV?Uab?

11. （8.4+j16.6）Ω B （3.4+j42.4）Ω C A SA

’”’SS C 1S1

(30.08+j10.4)MVA -j2.65MVA

(20+j15)MVA

线路中的功率损耗为

由母线A输出的功率为

计算各节点电压

线路中的电压降落的纵、横分量分别为

归算到高压侧的C点电压为

变电所低压母线C的实际电压

12.

先计算变压器的电压损耗

根据所给出的发电机电压调整范围，可以得出

取

的下限与

的上限

选最接近的标准分接头

校验

校验结果表明，所选分接头能满足调压要求。 某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为 F1=3+0.3PG1+0.002P2G1

F2=5+0.3PG2+0.002P2G2 13.解 两台发电设备的耗量微增率分别为

?dF11?dP?0.3?2?0.002PG1?0.3?0.004PG1G1

??dF22dP?0.3?2?0.003PG2?0.3?0.006PG2G2按等耗量微增率准则分配负荷，令λ1=λ2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2 而等约束条件为

PG1+PG2=150 (t/h)

(t/h)

联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。 把PG2=150-PG1代入式（A）有

0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150—PG1) 0.004PG1=0.9—0.006PG1 0.01PG1=0.9

于是解得 PG1=90MW PG2=60MW 此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（30<90<100、30<60<100），因此，可做为最优分配方案。 14. 1

15. 解：

X?1?X?2?0.14?0.08?0.22 160?Ika1???0.69(kA) 0.443?115?I???I???0.69(kA)ka2ka1

?Ika?0 ?Ikb??j3?Ika1??j1.38(kA)?I?j3?I?j1.38(kA)kcka1115??j?UIXU??0.69?0.22??10.08j(kv)ka1ka11?B3??20.16j(kv)U ka???j10.08(kv)Ukb???j10.08(kv) Ukc16. 有一台额定容量为15MVA，额定电压为110kv的三绕组变压器，该变压器短路电压百分比Uk（1-2）%=10.5，Uk（2-3）%=6，Uk(3-1)%=17，求归算到110kv侧变压器各绕组电抗值。 解：Uk1%=（Uk（1-2）%+ Uk(3-1)%—Uk（2-3）%）/2=10.75 Uk2%= (Uk（1-2）%+ Uk（2-3）% -Uk(3-1)%)/2= -0.25 Uk3%=( Uk(3-1)% + Uk（2-3）%-Uk（1-2）%)/2=6.25 各绕组归算到110kv侧电抗为

X1= Uk1%* UN2/（100*SN）=86.8（Ω） X2= Uk2%* UN2/（100*SN）=2（Ω） X3= Uk3%* UN2/（100*SN）=50.5（Ω）