電力系統基礎復習題

電力系統基礎復習題

填空題

1.在我國35kV及以下電壓等級電網中一般采用的中性點運行方式是o

2.衡量電能質量的三個主要指標是、和。

3.降壓變壓器將HOkV和35kV電壓等級的電網相聯，兩側均與線路相連，這

臺變壓器的額定變比為。

4.當系統由于有功不足和無功不足導致頻率和電壓都偏低時，應該首先解決—

功率平衡的問題。

5.電力系統的運行頻率主要取決于功率的平衡。

6,頻率的調整能夠實現頻率的無差調節(jié)。

7.網絡中某節(jié)點的實際電壓同該節(jié)點的額定電壓之差稱為o

8.變壓器的正序和負序等值電路o

9.應用正序等效定則的目的是將不對稱短路轉化為_____計算。

10.在簡單電力系統中，若加速面積大于減速面積，系統將失去。

11.頻率的二次調整是由發(fā)電機組的____進行調整。

答案：

1.不接地或經消弧線圈接地2.電壓、頻率、諧波3.110/38.5

4.有功5.有功6.二次7.電壓偏移8.相同

9.對稱短路計算10.暫態(tài)穩(wěn)定性11.調頻器

選擇題

1.一條架空輸電線路，其正、負、零序電抗分別為xl、x2和xO,它們的一般關

系是（）

A.xlWx2WxOB.xl#x2=x0

C.xl=x2^x0D.xl=x2=x0

2.為能在實際負荷超過預測值時及時地向增加的負荷供電而設置的備用容量稱

為（）

A國民經濟備用B負荷備用C檢修備用D事故備用

3.影響系統頻率的主要因素是（）

A電流B阻抗C無功D有功

4.潮流計算常用的計算方法是（）

A解析法B迭代法和牛頓法C積分法D差分法

5.電力系統運行穩(wěn)定性主要是指下列哪個元件的運行穩(wěn)定性（）

A.電動機B.變壓器

C.輸電線路D.發(fā)電機

6.在枯水季節(jié)，電力系統調頻廠常選擇（）

A.中溫中壓火電廠B.小水電站

C.高溫高壓火電廠D.大中型水電廠

7.聯結組標號為Y,dll的變壓器高壓側正序相電壓為、低壓側正序相電壓比

（）

A.越前30度B.滯后30度

C.超前60度D.滯后60度

8.負荷的最大負荷利用小時數的大小，在一定程度上反映了（）

A.負荷大小B.負荷使用時間

C.負荷變化劇烈程度D.負荷變化快慢

9.計算機潮流算法中的牛頓法屬于（）

A.差分法B.積分法

C.迭代法D.解析法

10.用于組裝架空線路的器件是（）

A.桿塔B.金具

C.絕緣子D.避雷器

11.為能及時向增加的負荷供電而設置的備用是（）

A.負荷備用B.檢修備用

C.國民經濟備用D.事故備用

12.在下面給出的各組電壓中，完全屬于電力系統額定電壓的一組是（）。

A.500k\\230kV、121k\\37kV、10.5kV；

B.525kV、230kV、U5kV、37kV、10.5kV；

C.525kV、242kV、121kV.38.5kV\llkV；

D.500k\\220kV、110k\\35kV、10kVo

13.無備用電源接線的主要優(yōu)點、缺點是（）。

A.優(yōu)點可靠性高，缺點不經濟

B.優(yōu)點接線簡單，缺點不經濟

C.優(yōu)點經濟性好，缺點可靠性低

D.優(yōu)點經濟性好，缺點接線復雜

14.對于一級負荷比例比較大的電力用戶，應采用的電力系統接線方式為（）。

A.單電源雙回路放射式B.雙電源供電方式

C.單回路放射式接線D.單回路放射式或單電源雙回路放射式

15.UOkV及以上電力系統應采用的中性點運行方式為（）。

A.直接接地B,不接地

C.經消弧線圈接地D.不接地或經消弧線圈接地

16.按一年中系統負荷數值大小及其持續(xù)小時數順序排列而繪制成的曲線是

（）O

A.年最大負荷曲線B.日負荷曲線

C.年最大持續(xù)負荷曲線D.年平均負荷曲線

選擇題答案:

1.C2.B3.D4.B5.D

6.D7.A8.C9.C10.B

11.A12.D13.C14.B15.A

16.C

判斷題

1.電力系統是由發(fā)電機、變壓器、輸配電線路和用電設備按照一定規(guī)律連接而成,

用于電能生產、變換、輸送分配和消費的系統。（）

2.一般情況下，變壓器二次側繞組的額定電壓應為用電設備額定電壓。（）

3.對于短路阻抗（短路電壓百分值）較小的降壓變壓器，當二次側繞組直接與用

電設備相連接，允許其二次側繞組額定電壓為用電設備額定電壓的1.05倍。1）

4.我國電力系統對頻率偏移的具體規(guī)定是任何電力系統、任何情況下頻率偏移都

不得超過±0.2Hz。（）

5.當三相架空輸電線路導線平行排列時，三相線路的電抗不相等，其中間相的電

抗最大。（）

6.35kV及以下高壓電刀系統均應采用中性點不接地的運行方式。（）

7.采用分裂導線的目的是增大每相的等值半徑，從而減小電容、增大電感。］）

8.均一電網功率的經濟分布與其功率的自然分布相同。（）

9.高壓電網中無功功率分點的電壓最低。（）

10.電力系統的單位調節(jié)功率越大，同樣負荷變化所引起的系統頻率變化越小，

電力系統中總是優(yōu)先考慮通過增大負荷的單位調節(jié)功率來提高系統的單位調節(jié)

功率。（）

11.從技術和經濟角度考慮，裝設無功補償裝置時，應當優(yōu)先考慮調相機?！玻?/p>

12.為使無功補償裝置的容量最小，變電站的降壓變壓器應選擇盡可能高的變比。

（）

13.電力系統發(fā)生不對禰短路時，越靠近發(fā)電機機端正序電壓越高，負序電壓越

低。（）

14.實際工作中，通常認為電力系統某點發(fā)生三相短路故障時的短路電流最大，

這一結論是以系統的零序等效阻抗小于正序阻抗（負序阻抗）為前提的。（）

15.非全相運行又稱為縱向故障。（）

答案：

1-5VXVVX6-10XXVVX11-15XXVXV

名詞解釋

1.瞬時性故障

2.準同步并列

3.正弦整步電壓

4.自并勵

5.強勵倍數

6.自動低頻減負載裝置

7.電力系統經濟運行

答案：

1.瞬時性故障：當故障線路由繼電保護動作與電源斷開后，如果故障點經過去游

離，電弧熄滅，絕緣可以自動恢復，故障隨即自動消除，則稱此類故障為瞬時性

故障（或暫時性故障）。這時，如果重新使斷路器合閘，往往能夠恢復供電。

2.準同步并列：在同步發(fā)電機的電壓幅值、頻率、相位分別與并列點系統側電壓

的幅值、頻率和相位均接近相等時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作，稱這

種并列為準同步并列

3.正弦整步電壓：滑差電壓經整流濾波電路處理后得到的滑差電壓包絡線即正弦

整步電壓。

4.自并勵：由發(fā)電機機端直接經勵磁變壓器引出電源供給發(fā)電機自身勵磁的勵磁

方式。

5.強勵倍數：強勵時，實際能達到的勵磁最高電壓UEmax與額定勵磁電壓UE.N

的比值，稱為強勵倍數KHSE,即KHSE=Uemax/Ue

6.自動低頻減負載裝置：當電力系統發(fā)生有功功率缺額引起系統頻率大幅度下降

時，按頻率下降的不同程度自動斷開相應的非重要負荷，阻止頻率下降，并且頻

率迅速恢復到某期望值，這種安全自動裝置稱為自動低頻減負載裝置。

7.電力系統經濟運行：在滿足頻率質量的前提下，應使發(fā)電成本最小，按經濟原

則在發(fā)電廠和發(fā)電廠機組之間分配有功負荷。

簡答題

簡述采用標幺制的優(yōu)點。

答：

（1）易于比較電力系統各元件的特性和參數。

（2）采用標幺制，能夠簡化計算公式。

（3）采用標幺制，能在一定程度上簡化計算工作。

對電力系統運行的基本要求是什么？

答：

（1）保證安全可靠持續(xù)供電。

（2）保證電能的質量。

（3）要有良好的經濟性。

（4）電能生產要符合環(huán)境保護標準。

我國中性點接地方式有幾種？為什么llOkV以上電網采用中性點直接接地？

llOkV以下電網采用中性點不接地方式？

答：

（1）有不接地、直接接地、經消弧線圈接地三種接地方式。

（2）HOkV以上電網興用中性點直接接地防止單相故障時某一相的電壓過高。

（3）HOkV以下電網采用中性點不接地方式可提高供電可靠性。

畫出電力網絡中單一阻抗元件的電壓降落向量圖，標出功率因數角度、電壓相

角差，電壓降落、電壓降落縱分量和橫分量以及電壓損耗？

答：

以U?=U220"為基準或者以Ui=」為基準也可。

如圖：功率因數角為。2,電壓相角差為公

AB段為電壓降落du,AD段為電壓降落縱分量4u,BD段為橫分量5U,電壓損耗用AG表

全電力系統計算中，如何選擇標幺值的基準值？

答：

（1）標幺值沒有單位，是個相對值。

（2）基準值的單位與有名值的單位相同；

（3）阻抗、導納、電壓、電流、功率的基準值之間應該符合電路的基本關系。

（4）電壓、電流的基準值為線電壓、線電流。阻抗，導納的基準值為相值。功

率的基準值為三相功率。

電力系統的接線方式有哪些？各自的優(yōu)缺點有哪些？

答：

（1）接線方式:有備用接線和無備用接線。

（2）有備用接線優(yōu)點：提高供電可靠性，電壓質量高。缺點：不夠經濟。

（3）無備用接線優(yōu)點：簡單，經濟，運行方便。缺點：供電可靠性差。

什么叫電壓降落？電壓損耗？電壓偏移？電壓調整及輸電效率？

答：

（1）電壓降落：線路始末兩端的電壓的相量之差。

（2）電壓損耗：線路始末兩端的電壓的數值之差。

（3）電壓偏移：線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數值之差。

（4）電壓調整：線路末端空載與負載時電壓的數值之差。

（5）輸電效率：線路末端輸出有功與線路始端輸入有功的比。

降低網損的技術措施主要有哪些？

答：

（1）提高用戶的功率因數，減少線路輸送的無功功率

（2）改善網絡中的功率分布

（3）合理地確定運行電壓

（4）組織變壓器的經濟運行

（5）對原有電網進行技術改造

當系統由于有功不足和無功不足因而頻率和電壓都偏低時，調節(jié)順序是什么，

為什么？

答：

應該首先解決有功功率平衡的問題，因為頻率的提高能減少無功功率的缺額，這

對于調整電壓是有利的。如果首先去提高電壓，就會擴大有功的缺額，導致頻率

更加下降，因而無助于改善系統的運行條件。

電力系統中無功功率電源有哪些？

答：

（1）發(fā)電機，是最基本的無功功率電源；

（2）電容器和調相機，電容器只能向系統供應感性無功，調相機是只能發(fā)出無

功功率的發(fā)電機；

（3）靜止補償器和靜止調相機，依靠的仍是具中的電容器；

（4）并聯電抗器，它不是電源而是負荷，用以吸取輕載和空載線路過剩的感性

無功，它對高壓遠距離輸電線路而言可以提高輸送能力，降低過電壓等作用。

雙電源線路配置重合閘除滿足基本要求外，還應考慮什么問題?為什么？

答：

1.采用自動重合閘時，除了需滿足基本求外，還需考慮以下問題：

⑴故障點的斷電問題：為了使重合閘動作有可能成功，要保證在兩側斷路器確

實都已經跳開使故障點斷電后，給故障點足夠的電弧熄滅和去游離時間，再進行

兩側斷路器的重合。

（2）同步問題：當線路故障斷路器跳開后，系統被分為兩部分時，后重合側應考

慮兩側電源是否處于同步狀態(tài)或是否允許非同步合閘問題。

同步發(fā)電機準同步并列的實際條件是什么？

并列點兩側：

答：

（1）電壓幅值差不超過額定電壓的5%-10%；

（2）電壓的頻率差不超過額定頻率的0.2-0.5%；

（3）電壓相位差不超過5度。

電力系統發(fā)生短路的危害有哪些？

答：

（1）發(fā)熱導致溫度高

（2）電動力效應

（3）電網中電壓降低

（4）干擾通信設備

（5）改變電網的結構破壞系統的穩(wěn)定

電力系統的一次調頻和二次調頻有什么區(qū)別？

答：

（1）頻率的一次調整由系統中的所有發(fā)電機組分擔，依靠調速器完成，只能做

到有差調整；

（2）頻率的二次調整由系統中的調頻發(fā)電機組承擔，依靠調頻器完成，可做到

無差O

有二條35kV線路末端接變比為35/10.5的降壓變壓器，現發(fā)現10kV母線電壓

偏低，請問可以采用哪些措施升高10kV母線電壓（不計投資）？

答:

（1）改變變壓器變比;

（2）改變無功功率分布，如在負荷端并聯無功功率補償裝置；

（3）在線路上串聯電容器；

（4）再并一條35kV線路;

（5）再并一臺變壓器。

什么是電力系統短路故障，其類型有哪些？哪些類型與中性點接地方式有關？

答：

（1）短路是指電力系統正常運行情況以外的相與相之間或相與地之間的連接。

（2）短路類型有三相短路、兩相短路、單相短路接地、兩相短路接地。

單相短路接地、兩相短路接地與中性點接地方式有關。

有SFL「31500/35型雙繞組變壓器，其額定變比為35/11,銘牌參數分別為：

4二30kW,PK=177.2kW,f/K=8%,求歸算到高壓側的變壓器有名值參

數。

解：

電阻-等x*喘x*°29Q

電抗3黨等*

電導G7=&xlO-3=WxlO-3=2.45xl(r5s

/U：352

電納6=卷粉*需翳x*3.086xmS

某簡單電力系統的接線如題圖2所示，各元件參數如下:

G:SGN=30MVA,匕N=l().5kV,XGX=0.26,E"=1IkV;

T,:STN=31.5MVA,10.5/121,(/k%=10.5;

L:/=80km,X,=().4Q/km;

T2:STIN=15MVA,110/6.6,(/k%=10.5

LT2

題圖2

試分別計算：KI、K2短路時短路處和發(fā)電機出口的三相短路電流?

解：

等值電路如圖所示

G

XXT}XLXn

E&-------"wv—卜—八yw_-j-

K

（1）系統參數計算:

X。=Xcx-^-=0.26.—=0.867

SGN3()

X”.UK%SB=1().5100=0333

100STlN10031.5

X/*=X/&=0.4.80.粵=0.242

L2

LUl115

1(15100=07

100ST2N10015

E11

旦=——=——=1.048

UH10.5

（2）KI點發(fā)生三相短路時

1.048

0.873

XG*+X**0.867+0.333

SB=0.873-J.00-=0.439kA

x/3115

Ic.=Zp-=0.873?J0°=4.80kA

0'97310.5

（3）K2點發(fā)生三相短路時

E1.048

=0.489

+Xrp+X/a+X「*0.867+0.333+0.242+0.7

,rSR八…、100…?<

=I).?―〒—=0.489,―f=-----=4.48kA

-y/3UBV3-6.3

/「，=--^―=().489?J°°=2.69kA

-63V3-10.5

一簡單電網由線路和變壓器組成，變壓器的變比為110/10,歸算到變壓器高壓

側的等值電路如題圖1所示，首端電壓在最大負荷時保持在118kV,最小負荷時

為113kVo分別計算末端負荷為940+j30MVA時變壓器低壓側的實際電壓。

H8kV

I!3kV

8.5+j20.5C1.22+j20.2Q

j2.82xlO4S^j2.82xlO'S-

AST=0.17+j1.7MVA40+j30MVA

解:

..2z31110/113"

115+J2O.5QI.22+/2O.2Q

SS2S23S3

、II__r->—n

j2.82x|()"S士I

S3

$=Q17+jL7」WlA

(1)負荷為■=118kV,S3=40+/30MVA,

各節(jié)點額定電壓q=U；=11()KV

(2)潮流分布：

S=^^(號+戶7)=^^(1.22+/20.2)

=0.2521+J4.174MVA

S”=S0+AS”.+邑=(0.17+0.2521+40)+j(1.7+4.174+30)

=40.4221+J35.874MVA

R

——t/；=-2.82x1O^1x1102=-3.4122MVar

2■

5=S--^￡-40.4221+j(35.874-3.4122)

2232

=40.4221+732.4618MVA

?R+Q；/n,\40.422/+32.46182小「

△*=勺涔風+JX12)=-------------------------x(8.5+720.5)

=1.8881+J4.5536MVA

S'l2=A512+S2=(40.4221+1.8881)+./(4.5536+32.4618)

=42.3102+737,0154MVA

(3)電壓分布:

P1風+/X._42.31()2x8.5+37.()154x20.5

△4==9.478/CV

~ui"HF

3U_-期用.42.3102x20.5-37.0154x8.56g休丫

12aH8

U2=+妝;=[(118-9.478)2+4.6842=108.62KV

=A&+Q%=40.2521x1.22+34.174x20.2=^KV

23

U2108.62

RX>-0風_40.2521x20.2-34.174x1.22

H-108.62=7.102KV

：2

U3=2yj+M=^(108.62-6.807)+7.102=102.06KV

(/；=(73xll/110=10.21A：V

架空線路長60km,電壓等級為HOkV,線路參數-21.6。，尸33。，為11義10飛。

已知線路末端運行電壓為106kV,負荷為80MW,功率因數為0.85。試計算輸電

線路的電壓降落和電壓損耗。

解：

Z=R+jXS"2

—I-廠u

2I

B.'TB;/2.

1

-

.

(1)變壓器二次側輸出功率

P2=80MW

Q,=，-71-cos>=—V1-0.852=49.58.WWzr

cos°0.85

B.1」i

42

\QB2=--y2=--xl.lxl0-xl06=-0.618MVf/r

S；=S,+AQ8，=80+7(49.58-0.618)=80+J48.962A/VA

（2）電壓降落為：

%”P；R+Q；X80x21.6+48.962x3321m/

△U=---——=------------------=3\MKV

U2106

6U=整型=80348.962X2L6=,493^

U2106

（3）首端電壓：

q=J。+AU）2+死2=J（106+31.54）2+14.932=138.35KV

電壓損耗：

Xxw%=火生理xioo%=29.41%

LHO

系統總裝機容量為2000MW,調差系數2二5,總負荷為1600MW,負荷調節(jié)效應系

數為50MW/Hz,在額定頻率下增加負荷430MW,計算下列兩種情況下的頻率變

化并解釋原因？（1）所有發(fā)電機僅參與一次調頻；（2）所有發(fā)電機均參加二次

調頻。

解：

（1）情況1：所有發(fā)包機僅參與一次調頻

1（）（）X2（）（）

KG==0=800MW/Hz

G6%卜5x50

K=KG+K/）=850MW/〃Z

先驗算此時按照K=850,增加負荷430MW是否會引起發(fā)電機滿載。

△f==--=-0.50577z

K850

按止匕頻率變彳七的負荷=1600+430-0.505*50=2004,75>2000

因此新增負荷會會引起發(fā)電機滿載。

分兩段加載負荷：

第一段負荷到滿載=2（）（）（）16（）（）=425MW

1-50/850

425

5=----=-0.5Hz

1850

第二段機組達到滿載,僅能依靠負荷自身調節(jié)作用

A,430-425八一，

Ar,=--------=-0.1Hz

-50

（2）情況2：所有發(fā)耳機均參與二次調頻

先將機組出力調高到400MW,此時滿載無法進行調頻，僅能依靠負荷自身調節(jié)

作用

430—400?..

△fr=-------------=-0.6zHz

50

與情況1結果完全相同。

我國某電力系統中發(fā)電機組的容量和它的調差系數百分值分別如下：

水輪機組：600MW,5%=4；汽輪機組：1200MW,S%=5

系統總負荷為1500MW,其中水輪機組帶480MW負荷，負荷的單位調節(jié)功率標么

值K“=1.5,現系統的總負荷增加200MW,（注：計算需寫出公式并帶入數據）

1）若兩機組均只進行一次調頻，求系統的頻率變化和各機組所增加的功率？

2）若水輪機組的同步器動作增發(fā)50MW功率，同時兩機組進行一次調頻，求系統

的頻率變化情況和各機組所增加的功率？

解：

（1）兩機組均只進60行一次調頻

I（）（）X|2（）（）

片水=~^J。,"。=300MW/HzKc,=-^==480MW/Hz