華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)分析真題及答案

1、華北電力大學(xué)2014年碩士研究生入學(xué)考試初試試題考試科目：811電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)一、 判斷題（15分）1. 電力系統(tǒng)是指所有電源、電網(wǎng)、負(fù)荷及儲(chǔ)能設(shè)備的總和（）2. 電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量是指該系統(tǒng)實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率總和（ ）3. 有備用接線系統(tǒng)的供電可靠性高于無(wú)備用接線系統(tǒng)（ ）4. 對(duì)于電壓在110kV及以上的電網(wǎng)，由于電壓較高，因此采用中性點(diǎn)不接地方式（ ）5. 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生單相接地后，線電壓仍三相對(duì)稱（ ）6. 超導(dǎo)輸電引起損耗低，輸送容量大，是未來(lái)電力輸送的發(fā)展方向（ ）7. 同桿架設(shè)的雙回輸電線路的互感可以忽略不計(jì)，不影響線路的正常參數(shù)（ ）8. 線路的電導(dǎo)主要是

2、由絕緣子的泄漏電抗和導(dǎo)線換位決定的（ ）9. 輸電線路的末端電壓有時(shí)會(huì)高于始端（ ）10. 電力系統(tǒng)的功率平衡主要是靠?jī)?chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的（ ）11. 電力系統(tǒng)的電壓水平主要決定于系統(tǒng)的頻率特性（ ）12. 當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功功率不足時(shí)，應(yīng)考慮改變變壓器分接頭調(diào)壓（ ）13. 電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生幾率最大的是相間短路（ ）14. 電力系統(tǒng)發(fā)生短路相當(dāng)于改變了電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，必定會(huì)引起系統(tǒng)中功率分布的變化（ ）15. 無(wú)限大功率電源可以看做是由多個(gè)有限功率電壓并聯(lián)組成，因而其內(nèi)阻抗為零，電源電壓保持恒定（ ）二、 不定項(xiàng)選擇題（20分）16. 我國(guó)目前最高的交流系統(tǒng)電壓等級(jí)為（C ）A. 500kV B. 750

3、kV C. 1000kV D. 1150kV17. 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求包括（ABC ）A. 保證可靠持續(xù)的供電 B. 保證良好的電能質(zhì)量 C. 努力提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 D. 提高系統(tǒng)電壓等級(jí)18. 與有備用接線比起來(lái)，無(wú)備用接線的特點(diǎn)是（ BC ）A. 可靠性高 B. 經(jīng)濟(jì) C. 簡(jiǎn)單 D. 電能質(zhì)量好19. 在同一電壓等級(jí)中，各種電器設(shè)備的額定電壓（D ）A. 相互獨(dú)立 B. 完全相同 C. 完全不相同 D. 不完全相同20. 假定選取系統(tǒng)容量基準(zhǔn)值為100MW，電壓基準(zhǔn)值為500kV，那么標(biāo)幺值為1p.u的電阻（B）歐姆A. 500 B. 250 C. 0.02 D. 0.00

4、221. 在電力系統(tǒng)中最多的節(jié)點(diǎn)類型是（A ）A. PQ節(jié)點(diǎn) B. PV節(jié)點(diǎn) C. 平衡節(jié)點(diǎn) D. 參考節(jié)點(diǎn)22. 一臺(tái)額定功率為50MW的發(fā)電機(jī)帶一個(gè)40MW負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為4%，負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率為1.5MW/HZ，那么系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為（C）MW/HZ。A. 32.75 B. 29.75 C. 26.5 D. 23.523. 電力系統(tǒng)的無(wú)功電源，除了發(fā)電機(jī)之外，還有（ABCD）A. 串聯(lián)電容器 B. 并聯(lián)電容器 C. SVC D. STATCOM24. 影響變壓器零序電抗參數(shù)的主要因素有（ABCD）A. 繞組連接方式 B. 中性點(diǎn)接地方式 C. 鐵芯結(jié)構(gòu) D. 外電路連接方

5、式25. 架空輸電線路的避雷線對(duì)其零序阻抗的影響是（B ）A. 增大線路的零序阻抗 B. 減小線路的零序阻抗 C. 無(wú)影響 D. 不確定三、 簡(jiǎn)答和簡(jiǎn)單計(jì)算題（35分）26. （7分）試比較潮流計(jì)算中的牛頓拉夫遜法和PQ分解法的差別及其聯(lián)系。答：（1） 數(shù)學(xué)方法：牛-拉法有直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)兩種形式；PQ分解法只有極坐標(biāo)形式且是在考慮：輸電網(wǎng)中電壓相角只與有功有關(guān)，電壓幅值只與無(wú)功有關(guān)；線路兩端電壓相角改變量很小（），節(jié)點(diǎn)注入無(wú)功（）化簡(jiǎn)后得到。（2） 計(jì)算速度與內(nèi)存：牛-拉法在每一次迭代后都要重新形成雅克比矩陣并對(duì)其求逆；PQ分解法的雅克比矩陣為固定矩陣，每次迭代后不需要重新計(jì)算，因此計(jì)算速度

6、快，所需要的內(nèi)存也較小。（3） 適用范圍：牛-拉法的適用范圍較廣；PQ分解法由于考慮了R<<X的條件，因此只適用于配電網(wǎng)中。（4） 計(jì)算精度：由于兩種方法迭代停止的條件相同，因此計(jì)算精度相同。27. （8分）三個(gè)負(fù)荷1、2、3，并聯(lián)接在電壓為480V的電源上，如圖所示，負(fù)荷1的有功功率為12KW，無(wú)功功率為6.667kVar，負(fù)荷2的功率為4KVA，功率因數(shù)為0.96，負(fù)荷3只有有功功率15kW。試計(jì)算三個(gè)負(fù)荷的等值阻抗R+jX。答：（1） 阻抗Z1：（2） 阻抗Z2：同阻抗Z1：（3） 阻抗Z3：計(jì)算公式同阻抗Z1：28. （10分）某4節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)如下：數(shù)據(jù)表（標(biāo)幺值）首節(jié)點(diǎn)末

7、節(jié)點(diǎn)RXB120.0040.05330230.020.250.22340.010.150.11（1）（5分）寫(xiě)出節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Ybus（2）（5分）寫(xiě)出節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2之間的支路改成如下所示的變壓器支路，其變比為1.04:1。即：求新的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y。答：（1） 相連的節(jié)點(diǎn)為1-2，2-3，3-4，首先將表格中的阻抗化為導(dǎo)納： ，按照節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成過(guò)程，有： ，由以上參數(shù)得系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣得： 推導(dǎo)此類理想變壓器的型等值電路：<1> 列寫(xiě)電壓電流方程：<2> 推導(dǎo)型等值電路標(biāo)準(zhǔn)形式，如下：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)形式的電壓電流方程，如下：式（2）與式（1）對(duì)應(yīng)，可得：修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：

8、其余矩陣元素不改變，則新生成的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y如下：29. （10分）計(jì)算系統(tǒng)的三相短路電流的非周期分量及沖擊電路。已知斷路器CB的斷路容量為25000MVA。答：將發(fā)電機(jī)，變壓器，線路和系統(tǒng)S的參數(shù)標(biāo)幺化：取SB=40MVA，UB=Uav則當(dāng)CB斷路器右側(cè)短路時(shí)，畫(huà)出系統(tǒng)等值電路圖，如下： 由上圖可計(jì)算出： 將標(biāo)幺值轉(zhuǎn)化為實(shí)際值： 取沖擊系數(shù)KM=1.8，則沖擊電流為：四、 計(jì)算題（80分）30. （20分）長(zhǎng)度為200km的單回輸電線路，已知線路末端負(fù)荷和末端電壓；如圖所示，線路參數(shù)為：r1=0.15 /km，x1=0.45 /km，b1=S/km。試求線路始端電壓和始端功率。答：本題為已知

9、末端電壓與末端功率，求始端電壓與始端功率，采用從后向前推的方法，計(jì)算過(guò)程如下：（1） 畫(huà)出線路型等值電路圖：（2） 求功率損耗：此時(shí)需要先計(jì)算電壓降落，并計(jì)算出U1，由此來(lái)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)1側(cè)導(dǎo)納的損耗。（3） 求電壓降落：（4） 繼續(xù)求功率損耗與始端功率：31. （20分）A、B兩系統(tǒng)并列運(yùn)行，當(dāng)A系統(tǒng)負(fù)荷增大500MW時(shí)，B系統(tǒng)向A系統(tǒng)輸送的交換功率為300MW，如果這時(shí)將聯(lián)絡(luò)線切除，則切除后A系統(tǒng)頻率為49Hz，B系統(tǒng)頻率為50Hz，求：（1）（10分）A、B兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率KA、KB（2）（10分）之后B系統(tǒng)負(fù)荷增大800MW，求聯(lián)合系統(tǒng)的頻率變化量與聯(lián)絡(luò)線功率流動(dòng)答：（1）兩系統(tǒng)目前的

10、狀態(tài)為B系統(tǒng)向A系統(tǒng)輸送300MW的功率，因此對(duì)此狀態(tài)下的兩系統(tǒng)分別列寫(xiě)方程：（1） 此時(shí)為聯(lián)合系統(tǒng)，兩系統(tǒng)為統(tǒng)一的頻率，因此需要作為整體統(tǒng)一考慮。B系統(tǒng)負(fù)荷增大時(shí)，系統(tǒng)頻率的變化量為: ，因此系統(tǒng)頻率變化量為-0.64Hz此時(shí)對(duì)B系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，即B系統(tǒng)增加480MW功率，因此，此時(shí)聯(lián)絡(luò)線的功率，方向?yàn)閺腁系統(tǒng)輸送到B系統(tǒng)。32. （20分）35kV系統(tǒng)的等值電路圖如圖所示， QL1=100MVar，QL2=30MVar，QL3=60MVar。各段線路電阻如圖所示，設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備總量為45MVar，試在不計(jì)無(wú)功功率網(wǎng)損的前提下，確定這些無(wú)功功率電源的最優(yōu)分布。答：計(jì)算由于無(wú)功功率流動(dòng)產(chǎn)生的有功網(wǎng)損表達(dá)式為：由等網(wǎng)損微增率，有： 計(jì)算得：因此，QC2不能提供無(wú)功補(bǔ)償，因此QC2=0；對(duì)QC1與QC3列寫(xiě)等網(wǎng)損微增率：33. （20分）某110kV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生BC兩相接地短路故障時(shí)（1）（10分）求短路瞬間短路電流周期分量初值；（2）（5分）求