八、某简单系统如图若在K 点发生三相短路,求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。
九、某电厂有两台机容量均为50MW ,耗量特性分别22
1
11222F 0.01P 1.2P 10F 0.02P P 12=++,=++,最小技术负荷为其容量的25%,求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济?
十、有一台降压变压器如图所示,其归算至高压侧的参数为4.93+j63.525Ω,已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV,其低压侧母线要求顺调压,若采用静电电容器作为补偿设备,试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。
解
一、10kV 线路的等值电路如图所示,已知末端电压为10.4kV 。求始端电压。
解:
2113
0.48kV 10.4
PR QX U U +?+??=
== 1210.40.4810.40.4810.88kV U U U =+?=+=+=
二、试求如图所示的等效电路的节点导纳矩阵,图中给出了各支路阻抗和对地导纳的标幺值。若3、4节点间的支路用图2所示的支路代替,再求该网络的节点导纳矩阵。
解
1+j3Ω
10.4kV
2+j1MV A 1U
三、某电力系统如图所示,f 处发生不对称接地故障,试画出正序、负序和零序等值电路(各元件的序参数用相应的符号表示,如用X L1表示线路正序电抗)。
3
j0.3
0.1+j0.4
0.12+j0.5
j0.25
j0.25
2
4
0.08+j0.4
1
L
f
G-1
G-2
B-1
B-2
G 1
G 2
解
四、已知系统如图所示。k点发生不对称接地短路,试画出图示系统的正序、负序、零序网络。
解
115kV k T2
N
jx
T1
l
G1G2
五、系统如图所示。d 点发生三相短路,变压器T 2空载。求:(1)求用标幺值表示的等值网络;(2)短路处起始次暂态电流和短路容量;(3)计算短路冲击电流;(4)若电源容量为无限大,试计算短路冲击电流。
解:
(1)用标幺值表示的等值网络(取100MVA B S =,用平均额定电压进行计算),把以自身容量为基准的
标么值化为以全网络统一容量基准的标么值
(3)
d d E ''d jX ''1
T jX l jX 2
T jX
100
0.220.73330d
X ''=?= 1100
0.1050.33331.5T X =?=
2100
0.1050.33331.5T X =?=
2
100
2000.40.605115l X =??=
回路总电抗为
120.7330.3330.3330.605 2.004d
T l T X X X X X ∑''=+++=+++= 30MV A X d ’’=0.22 ''d
E
=1.08 10.5kV
31.5MV A
U d %=10.5 10.5/121 kV
200km
0.4Ω/km(每回)
d (3)
31.5MV A U d %=10.5 110/10.5 kV
T 1
T 2
(2)起始次暂态电流
1.08
0.5390.7330.3330.3330.605
d d
E I X ∑''===+++ 有名值为
0.5390.539 2.96kA d
I ''=== 短路容量为12100
49.9MVA 0.7330.3330.3330.605
B d d T l T S S X X X X =
==''++++++
(3)短路冲击电流,取 1.8ch K =
1.8
2.967.53kA ch ch Z
i I ''=?= (4)若电源容量为无限大,则
120.3330.3330.605 1.271T l T X X X X ∑
'=++=++= 1
0.787Z I X ∑
=
=' 有名值为
0.7870.787 4.33kA Z I ===
1.8 4.3311.01kA ch ch Z i I ==?=
七、如图所示的电力系统
1.确定发电机G ,变压器T-1、T-2、T-3,线路L-1、L-2、L-3及电容器Y c 的额定电压;
2.给出其稳态分析时的等值电路;
3.输电线路L-3阻抗为5+j20Ω(忽略并联支路),末端有功功率为10MW ,功率因数为0.80(感性),末端电压为35kV ,计算线路L-3的功率损耗和电压损耗;
4.条件同3,但功率因数提高到0.90(感性),请问线路L-3的功率损耗和电压损耗会增加还是减少?
C Y
G
解;
、1G 10.5kV
T-1 10.5 kV /242 kV T-2 220 kV /121 kV T-3 110 kV /38.5 kV L-1 220 kV L-1 110 kV L-1 35 kV C Y 35 kV
2、
L
S G
S
3、Q j P ?+?=)(2
22jX R U
Q P ++=226
2(107.5)10(520)35j +?+=(0.6378+j2.5510)MVA 1057.520
35
PR QX U U +?+??=
=
=5.714kV 1、电压损耗、功率损耗会减少。 六、如图所示电网。
其元件导纳参数为:y 12=0.5-j3, y 23=0.8-j4, y 13=0.75-j2.5。
1、根据给定的运行条件,确定图2所示电力系统潮流计算时各节点的类型和待求量;
2、求节点导纳矩阵Y ;
3、给出潮流方程或功率方程的表达式;
4、当用牛顿-拉夫逊法计算潮流时,给出修正方程和迭代收敛条件
1 ∠ 2+ j 1
解、节点1:PQ 节点 待求量:,U θ 节点2:PV 节点 待求量:,Q θ
节点3:平衡节点 待求量:,P Q
2、111213 1.25 5.5Y y y j =+=- 221223 1.37Y y y j =+=- 332313 1.55 6.5Y y y j =+=- 21120.53Y Y j ==-+
32230.84Y Y j ==-+ 31130.75 2.5Y Y j ==-+
????
?
?????-+-+-+--+-+-+--=5.655.14
8.05
.275.048.073.13
5.05.275.035.05.525.1j j j j j j j j j Y 3、j n j ij i i U Y U S *
=*∑=1
~ 1,2,3i =
或(cos sin )
(sin cos )N
i i j ij ij ij ij j N
i i j ij ij ij ij
j P U U G B Q U U G B δδδδ?
=+??
??=-??
∑∑ 1,2,3i =或11()N i i i ij j j ii i
j i P jQ U Y U Y U *
=≠-=-∑ 411112111221
222121
111
12
1111P H H N P H H N Q J J L U U δδ-????
???????????=???????
??????????????
→1
111
1211122122
2121111112
111H H N P H H N P U U J J L Q δδ-????????
???????=???????????????????
??
- (1)()()111(1)()()211(1)()()111k k k k k k k k k U U U δδδδδδ+++??????
???????=-????????????????????
收敛条件: ()11k U ε?<,()12k δε?<,()22k δε?<
一、填空题(每空1分,共15分) 1、一只标有额定电压20V、额定功率1W的灯泡。现接在10V的电源下使用,则其阻值为,实际电流是,实际消耗的功率为。 2、电流源IS=5A,r0=2Ω,若变换成等效电压源,则U=,r0=. 3、b条支路、n个节点的电路,独立的KCL方程数等于,独立的个KVL方程数等于。 4、三相四线制供电线路可以提供两种电压,火线与零线之间的电压叫做,火线与火线 之间的电压叫做。 5、正弦周期电流的有效值与最大值之间的关系是。 6、某一正弦交流电压的解析式为u=102cos(200πt+45°)V,则该正弦电流的有 效值U=_____________V,频率为f=H Z。当t=1s 7、线性电路线性性质的最重要体现就是性和性,它们反映了电路中激励与响应的内在 关系。 8、功率因数反映了供电设备的利用率,为了提高功率因数通常采用补偿的方法。 二、判断题(正确打“√”,错误打“×”)(每题1分,共10分) 1、受控源与独立源一样可以进行电源的等效变换,变换过程中可以将受控源的控制量 变异。() 2、叠加定理适用于线性电路,电压、电流和功率均可叠加。() 3、应用叠加定理和戴维宁定理时,受控源不能与电阻同样对待。() 4、电流表内阻越小,电压表内阻越大,测量越准确。() 5、含有L、C元件的正弦交流信号电路,若电路的无功功率Q=0,则可判定电路发生谐 振 。 ( ) 6、电压和电流计算结果得负值,说明它们的参考方向假设反了。() 7、电功率大的用电器,电功也一定大。()
Ω100s i 1H F 18、结点电压法是只应用基尔霍夫电压定律对电路求解的方法。() 9、非正弦周期量的有效值等于它各次谐波有效值之和。() 10、实用中的任何一个两孔插座对外都可视为一个有源二端网络。() 三、单项选择题(每小题1分,共20分) 1、一根粗细均匀的电阻丝,阻值为25Ω,将其等分成五段,然后并联使用,则其等效电阻是() A.1/25Ω B.1/5Ω C.1Ω D.5Ω 2、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A 和30A 。当i1+i2的有效值为10A 时,i1与i2的相位差是() A.0O B.180O. C.90O D.270O 3、在R 、L 、C 串联电路中,当总电流与总电压同相时,下列关系式正确的是() A.ωL 2c =1 B.ωLC =1 C.ω2LC =1 D.ωLC 2=1 4、图示单口网络的等效电阻等于() (A)2Ω (B)4Ω (C)6Ω (D)-2Ω 5、图示电路中电阻R 吸收的平均功率P 等于() (A)12.5W (B)16W (C)32W (D)25W 6、示电路中电压u 等于() (A)4V (B)-4V (C)6V (D)-6V 7、图示谐振电路的品质因() (A)0.01 (B)1 (C)10 (D)100 8、5F 的线性电容的端口特性为() (A)i u 5=(B)i 5=ψ(C)q u 2.0= 9、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是()元件 (A)电感(B)电容(C)电阻 10、LC 并联正弦电流电路中, A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为()A 。 (A) 8(B)5 (C) 4 Ω 2Ω2- 2V + u -+
作业 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? 答:把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时,线路的电压越高,线路中的电流就越小,所用导线的截面积可以减小,用于导线的投资也越小,同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 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? 答:为了使电力设备生产实现标准化和系列化,方便运行、维修,各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等,但直接与发电 机连接时,其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定
电压定义为空载时的额定电压,满载时二次绕组电压应比网络额定电 压咼10%。 3、我国电网的电压等级有哪些? 答:0 . 22kv 、0 . 38kv 、3kv 、6kv 、10kv 、 3 5kv 、11 v 、 220kv 、 330kv 、 500kv 、7 5 0kv 、10 kv 答::10 . 5kv 、121kv 、 2 4 2 kv kv 、 2 1kv 、 kv 、 .6kv 、38 . 5 kv v 、1 kv v 、4 0 kv 4、标出图 电力系统中各元件的额定电压。 1-7 E1-7
0 kv、.5kv kv、6 v、40 .5kv、400kv 作业二 1、一条110kV、的单回输电线路,导线型号为LGJ-150,水平排列,其线间距离为,导线的计算外径为,求输电线路在的参数,并画出等值电路。 对LGJ-150型号导线经查表得,直径d=。 于是有:半径r=17/2=, 单位XX的电阻: r i =「40 =「20 -20)]= 0.21* [1+0.0036(40-20)]= 0.225(0/km) 单位XX的电抗为 D 5040 捲=0.14451 Ig 4 +0.0157 = 0.14451 Ig + 0.0157 = 0.416( O / km ) r 8.5 单位XX的电纳为
电力系统分析题库 一、选择题 1、中性点不接地系统发生单相接地短路时,非故障相电压升高至( A ) A、线电压 B、倍相电压 C、倍线电压 D、根号2倍相电压 2、目前我国电能输送的主要方式是( C )。 A、直流 B、单相交流 C、三相交流 D、交直流并重 3、系统发生两相接地短路故障时,复合序网的连接方式为( A ) A、正序、负序、零序并联 B、正序、负序并联、零序网开路 C、正序、零序并联、负序开路 D、零序、负序并联,正序开路 4、输电线路采用分裂导线的目的是( A )。 A、减小电抗 B、减小电阻 C、增大电抗 D、减小电纳 5、系统备用容量中,哪种可能不需要专门配置?( A ) A、负荷备用 B、国民经济备用 C、事故备用 D、检修备用 6、电力系统潮流计算中,功率指( C )。 A、一相功率 B、两相功率 C、三相功率 D、四相功率 7、根据对称分量法,a、b、c三相的零序分量相位关系是( D ) A、a相超前b相 B、b相超前a相 C、c相超前b相 D、相位相同 8、电力系统有功功率电源为( B )。 A、发电机、调相机 B、发电机 C、调相机 D、发电机、电容器 9、输电线路单位长度的电阻主要决定于( D ) A、材料和对地高度 B、电晕损耗和电压 C、几何均距和半径 D、材料和粗细
10、有备用接线方式的优、缺点是( D )。 A、优点:供电可靠性高。缺点:电压低 B、优点:供电可靠性低。缺点:造价高 C、优点:供电可靠性高,调度方便。缺点:造价高 D、优点:供电可靠性和电压质量高。缺点:造价高和调度复杂 11、电力系统的有功功率电源是( A ) A、发电机 B、变压器 C、调相机 D、电容器 12、电力网某条线路的额定电压为UN=110kV,则它表示的是( D )。 A、相电压 B 相电压 C线电压 D、线电压 13、衡量电能质量的指标有( D ) A、电压和功率 B、频率和功率 C、电流和功率 D、电压大小,波形质量,频率 14、解功率方程用的方法是( A )。 A、迭代法 B、递推法 C、回归法 D、阻抗法 15、电力系统短路故障计算主要求取的物理量是( A ) A、电压,电流 B、电阻,电抗 C、电阻,功率 D、电流,电抗 16、线路始末两端电压的数值差是( C )。 A、电压降落 B、电压调整 C、电压损耗 D、电压偏移 17、在下列各种故障类型中,属于纵向故障的是( D ) A、两相短路 B、两相断线 C、单相接地短路 D、两相短路接地 18、在电力系统标么制中,只需选定两个基准量,常选的是( B )。 A、电压、电流 B、电压、功率 C、电压、电抗 D、电流、阻抗 19、对电力系统运行的基本要求是( C )
电力系统分析练习题 一、简答题 1、电力线路的正序电抗与零序电抗是否相等? 2、在220kV及以上的超高压架空线路上,普遍采用分裂导线,采用分裂导线后,线路电感、线路并联电容会增大还是变小? 3、动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何? 4、电力变压器的主要作用是什么? 5、采用标么值计算有什么优点? 6、对电力系统运行的要求是什么? 7、试画出单相变压器等值电路。 8、试画出电力线路等值电路。 二、如图所示的电力系统 1.确定发电机G,变压器T-1、T-2、T-3,线路L-1、L-2、L-3及电容器Y c的额定电压; 2.给出其稳态分析时的等值电路; 3.输电线路L-3阻抗为5+j20Ω(忽略并联支路),末端有功功率为10MW,功率因数为 0.80(感性),末端电压为35kV,计算线路L-3的功率损耗和电压损耗; 4.条件同3,但功率因数提高到0.90(感性),请问线路L-3的功率损耗和电压损耗会
增加还是减少? 三、电力系统接线如下图所示,电网各级电压示于图中,求 1)发电机和各变压器高低压侧额定电压; 2)设T-1 高压侧工作于+2.5%抽头,T-2工作于主抽头,T-3高压侧工作于-5%抽头,求各变压器实际变比。 四 93kW,短路电压23.5kW G 、B 。 五、一容量比为90/90/60兆伏安,额定电压为220/38.5/11千伏的三绕组变压器。工厂给出试验数据为:ΔP s’(1-2)=560千瓦,ΔP s’(2-3)=178千瓦,ΔP s’(3-1)=363千瓦,V S (1-2)%=13.15, V S (2-3)%=5.7, V S (3-1)%=20.4, ΔP 0=187千瓦,I 0 %=0.856。试求归算到220千伏侧的变压器参数。(注:功率值未归算,电压值已归算) 六、已知某一变压器参数如表1所示。 表1
电力系统稳定与控制小作业 学院:电气与电子工程学院 年级:2014级研究生 专业:电气工程 姓名:罗慧 学号:20140208080008 指导老师:罗杰
1. 为什么要进行派克变换?简述派克变换的物理含义? 答:派克变换的原因有:(1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动,致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d轴和q轴对称而不是任意对称的,转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数,可以假想dd绕组,qq绕组是固定在转子上的,相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用,并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称,这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld为直轴同步电感系数,其值相当于当励磁绕组开路,定子合成磁势产生单纯直轴磁场时,任意一相定子绕组的自感系数。物理意义上理解,它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上,从而使得定子绕组自、互感,定、转子绕组间互感变成常数,大大简化了同步电机的原始方程。 派克变换的物理意义:将a、b、c三相静止的绕组通过坐标变换等效为d轴dd绕组、q轴qq绕组,与转子一同旋转 2.派克方程具有怎样的特点? 答:派克方程它具有的特点是,派克方程是将三相电流 i、b i、c i a 变换成了等效的两相电流 i和q i,0dq i=P abc i。如果定子绕组内存在三 d 相不对称的电流,只要是一个平衡的三相系统,即满足
a i + b i + c i =0 当定子三相电流中存在不平衡系统时,即a i +b i +c i ≠0,此时三相电流时三个独立的变量,仅用两个新变量不足以代表原来的三个变量。 这时可以找出a i ='a i +0i ,b i =0'i i b +,0'i i i c c +=的关系,使0'''=++c b a i i i 。0i 为 零轴分量,其值为)(3/10c b a i i i i ++=。三相系统中的对称倍频交流和直流经过派克变换后,所得的d 轴和q 轴分量是基频电流,三相系统的对称基频交流则转化为dq 轴分量中的直流。 3. 为什么要引入暂态电势q E '和暂态电抗d X ',它们具有怎样的物理含义? 答:我们引入暂态电动势'q E 和暂态电抗' d x 是为了暂态分析方便。暂态电动势' q E 在发电机运行状态突变瞬间数值保持不变,可以把突变前后的状态联系起来。 其的物理意义为:暂态电动势' q E 可看成无阻尼绕组发电机暂态过程中虚构的气隙电动势,暂态电抗' d x 是无阻尼绕组发电机在暂态开始瞬间的定子纵轴漏抗。 4. 试比较同步发电机各电动势(Q q q q d E E E E E '''''、、、、)、各电抗 (d q d d q X X X X X '''''、、、、)的大小? 答: ' "" '"" d q d q d q Q q q d x x x x x E E E E E > >>>>>>> 5. 无阻尼绕组同步发电机端突然三相短路时定子、转子、等效绕组(d-d 、q-q )中会出现哪些自由分量的电流?分别以什么时间常数衰减? 答:他们会出现的自由分量电流有:基频交流分量(含强制分量和自
自测题(一)一电力系统的基本知识 一、单项选择题(下面每个小题的四个选项中,只有一个是正确的,请你在答题区填入正确答案的序号,每小题 2.5分,共50分) 1、对电力系统的基本要求是()。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量,提高电力系统运行的经济性,减少对环境的不良影响; B、保证对用户的供电可靠性和电能质量; C、保证对用户的供电可靠性,提高系统运行的经济性; D保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于()。 A、一级负荷; B、二级负荷; C、三级负荷; D、特级负荷( 3、对于供电可靠性,下述说法中正确的是()。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电; B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电; C、除一级负荷不允许中断供电外,其它负荷随时可以中断供电; D—级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可 能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是()。 A、电压偏移、频率偏移、网损率; B [、电压偏移、频率偏移、电压畸变率; C、厂用电率、燃料消耗率、网损率; D、厂用电率、网损率、
电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为()。 A、配电线路; B、直配线路; C、输电线路; D、输配 电线路。 6、关于变压器,下述说法中错误的是() A、对电压进行变化,升高电压满足大容量远距离输电的需要,降低电压满足用电的需求; B、变压器不仅可以对电压大小进行变换,也可以对功率大小进行变换; C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时(发电厂升压变压器的低压绕组),变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同; D变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的 1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是()。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率; B 、燃料消耗率、建 设投资、网损率; C、网损率、建设投资、电压畸变率; D 、网损率、占地面积、建设投资。 8关于联合电力系统,下述说法中错误的是()。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B、在满足负荷要求的情况下,联合电力系统的装机容量可以减 少;
全国2002年10月高等教育自学考试 电力系统分析试题 课程代码:02310 一、填空题(每小题1分,共10分) 1.依据一次能源的不同,发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 2.采用分裂导线的目的是减小电流和电抗。 3.电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电可靠性要求。 4.潮流计算中的电压数值约束条件是由电压质量标准决定的。 5.发电机定子三相短路时为维持定子绕组的磁链守恒在定子绕组产生直流分量电流。 6.从发电厂电源侧的电源功率中减去变压器的功率损耗,得到的直接连接在发电厂负荷侧母线上的电源功率称为等值电量标准。 7.电力系统零序等值电路与正序等值电路不同。 8.短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流。 9.简单系统静态稳定依据为______。 10.减少原动机出力将提高系统的暂态稳定性。 二、单项选择题(每小题1分,共20分)从每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。 11.在有名单位制中,功率的表达式为( 1 ) ①S=1.732×V×I ②S=V×I ③S=3×V×I ④S=VICOS? 12.电力系统的中性点是指( 4 ) ①变压器的中性点②星形接线变压器的中性点 ③发电机的中性点④②和③ 13.我国电力系统的额定电压等级为( 4 ) ①3、6、10、35、110、220(KV) ②3、6、10、35、66、110、220(KV) ③3、6、10、110、220、330(KV) ④3、6、10、35、60、110、220、330、500(KV) 14.有备用电源接线方式的优缺点是( 3 ) ①可靠性高、电压高 ②可靠性高、造价高 ③供电可靠性和电压质量高、造价高、调度复杂 ④供电可靠性高、调度方便、造价高 15.电能质量是指( 4 ) ①电压的大小②电压的大小和波形质量 ③电压大小,电流大小④电压大小,波形质量,频率 16.牛顿—拉夫逊迭代的主要优点是( 2 ) ①简单②收敛快 ③准确④占用内存少 17.无限大功率电源供电系统,发生三相短路,短路电流非周期分量起始值( 2 ) ①iap=ibp=icp ②iap≠ibp≠icp ③iap=ibp≠icp ④iap≠ibp=icp
一、解释下列名词和术语 1、能量管理系统:EMS主要包括SCADA系统和高级应用软件。高级应用软件从发电和输配电的角度来分,发电部分包括AGC等,输配电部分包括潮流计算、状态估计、安全分析及无功优化。其功能是根据电力系统的各种两侧信息,估计出电力系统当前的运行状态。 2、支路潮流状态估计:进行状态估计所需的原始信息只取支路潮流量测量,而不用节点量。在计算推导过程中,将支路功率转变成支路两端电压差的量,最后得到与基本加权最小二乘法类似的迭代修正公式。 3、不良数据:误差特别大的数据。由于种种原因(如系统维护不及时等),电力系统的遥测结果可能远离其真值,其遥信结果也可能有错误,这些量测称为坏数据或不良数据; 4、状态估计:利用实时量测系统的冗余度提高系统的运行能力,自动排除随机干扰引起的错误信息,估计或预报系统的运行状态。 5、冗余度:全系统独立量测量与状态量数目之比,一般为1.5-3.0 6、最小二乘法:以量测值z和测量估计值之差的平方和最小为目标准则的估计方法。 7、静态等值:在一定稳态条件下,内部系统保持不变,而把外部系统用简化网络来代替,这种与潮流计算,静态安全分析有关的简化等值方法就是电力系统的静态等值; 8、静态安全分析:电力系统的静态安全分析只考虑事故后系统重新进入新稳定运行情况的安全性,而不考虑从当前运行状态向事故后新稳定运行状态转变的暂态过程,其主要内容包括预想事故评定、自动事故选择以及预防控制。 9、预想事故自动筛选:静态安全分析中,先用简化潮流计算方法对预想事故集中的每一个事故进行近似计算,剔除明显不会引起安全问题的预想事故,且按事故的严重性进行排序,组成预想事故一览表,然后用更精确的潮流算法对表中的事故依次进行分析 10、电力系统安全稳定控制的目的:实现正常运行情况和偶然事故情况下都能保证电网各运行参数均在允许范围内,安全、可靠的向用户供给质量合格的电能。也就是说,电力系统运行是必须满足两个约束条件:等式约束条件和不等式约束条件。 11、小扰动稳定性/静态稳定性:如果对于某个静态运行条件,系统是静态稳定的,那么当受到任何扰动后,系统达到一个与发生扰动前相同或接近的运行状态。这种稳定性即称为小扰动稳定性。也可以称为静态稳定性。 12、暂态稳定性/大扰动稳定性:如果对于某个静态运行条件及某种干扰,系统是暂态稳定的,那么当经历这个扰动后系统可以达到一个可以接受的正常的稳态运行状态。 13、动态稳定性:指电力系统受到小的或大的扰动后,在自动调节和控制装置的作用下,保持长过程的运行稳定性的能力。 14、极限切除角:保持暂态稳定前提下最大运行切除角,即最大可能的减速面积与加速面积大小相等的稳定极限情况下的切除角。 15 常规潮流计算的任务:根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态,如各母线电压,网络中的功率分布以及功率损耗。 16 静态特性:在潮流计算时计及电压变化对各节点负荷的影响。
练习二:单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是()。 A 10 B 10.5 C11 (答案:B) 2、根据用户对()的不同要求,目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性 (答案:C) 3、为了适应电力系统运行调节的需要,通常在变压器的()上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组 (答案:A) 4、采用分裂导线可()输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变 (答案:B) 5、在有名单位制中,功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I (答案:A) 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C (答案:D)
7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() (答案:D) 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时,需要用到()。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 (答案:C) 9、冲击电流是短路电流()。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 (答案:A) 10、短路电流周期分量的标么值与()有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 (答案:C) 11、在系统发生短路时,异步电动机()向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 (答案:C) 12、对于静止元件来说,其()。 A 正序电抗=负序电抗 B正序电抗=零序电抗 C负序电抗=零序电抗 (答案:A) 13、有架空地线的输电线的零序电抗()无架空地线的输电线的零序电抗。
电力系统分析题库 一、选择题 1、中性点不接地系统发生单相接地短路时,非故障相电压升高至( A ) A 、线电压 B 、 1.5 倍相电压 C 、1.5 倍线电压 D 、 根号 2 倍相电压 2、目前我国电能输送的主要方式是( C )。 A 、直流 B 、单相交流 C 、三相交流 D 、交直流并重 3、系统发生两相接地短路故障时,复合序网的连接方式为( A ) A 、正序、负序、零序并联 B 、正序、负序并联、零序网开路 C 、正序、零序并联、负序开路 4、输电线路采用分裂导线的目的是( A 、减小电抗 B 、减小电阻 D 、零序、负序并联,正序开路 A )。 C 、增大电抗 D 、减小电纳 5、系统备用容量中,哪种可能不需要专门配置?( A ) A 、负荷备用 B 、国民经济备用 C 、事故备用 D 、检修备用 6、电力系统潮流计算中,功率指( C )。 A 、一相功率 B 、两相功率 C 、三相功率 7、根据对称分量法, a 、b 、c 三相的零序分量相位关系是( A 、a 相超前 b 相 B 、b 相超前 a 相 C 、c 相超前 b 相 D 、相位相同 D 、四相功率 D ) 8、电力系统有功功率电源为( B )。 A 、发电机、调相机 B 、发电机 C 、调相机 D 、发电机、电容器 9、输电线路单位长度的电阻主要决定于( D ) A 、材料和对地高度 B 、电晕损耗和电压 C 、几何均距和半径 D 、材料和粗细 10、有备用接线方式的优、缺点是( D )。 A 、优点:供电可靠性高。缺点:电压低 B 、优点:供电可靠性低。缺点:造价高 C 、优点:供电可靠性高,调度方便。缺点:造价高 D 、优点:供电可靠性和电压质量高。缺点:造价高和调度复杂 11、电力系统的有功功率电源是( A ) A 、发电机 B 、变压器 C 、调相机 D 、电容器 12、电力网某条线路的额定电压为 UN=110kV ,则它表示的是( D )。 1 C 、 1 D 、线电压 A 、相电压 B 、 3 相电压 3 线电压 13、衡量电能质量的指标有( D ) A 、电压和功率 B 、频率和功率 C 、电流和功率 D 、电压大小,波形质量,频率 14、解功率方程用的方法是( A )。 A 、迭代法 B 、递推法 C 、回归法 D 、阻抗法 15、电力系统短路故障计算主要求取的物理量是( A ) A 、电压,电流 B 、电阻,电抗 C 、电阻,功率 D 、电流,电抗
电力系统分析复习题 二、计算题 1.有一台110/11,容量为20000KVA 的三相双绕组变压器,名牌给出的实验数据为:△P K =135KW, P 0=22KW ,U k %=10.5,I 0%=0.8,试计算折算到一次侧的Γ型变压器参数,画出等值电路。 2. 无穷大电源供电系统如图1所示,在输电线中点发生三相短路,求短路冲击电流最大有效值和短路功率,已知:Ug=110kV,降压变压器参数为Z T =0.5003+j7.7818Ω,Z L =1.1+j402Ω。 图1 3.电力线路长80km ,线路采用LGJ-120导线,其参数为Z l =21.6+j33Ω,B l /2=1.1*10-4 S ,线路额定电压为110KV ,末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5KV 的降压变压器,折算到变压器高压侧的变压器参数为: Z T =4.93+j63.5Ω,Y T =(4.95-j49.5)*10-6 S ,变压器低压侧负荷为15+j11.25MVA ,正常运行时要求线路始端电压U 1为117.26KV 。试画出网络等值电路,计算该输电网的潮流、电压分布(有名值、标幺值均可)。 4.计算图3网络导纳矩阵(图中数据是阻抗值) 图 3 5.单相对地短路故障如图4所示,故障边界条件为:. . . 0,0fb fa fc U I I ===, 其中:Z 0 =j0.25, Z 1 =j0.14, Z 2 =j0.15, U F =1.05∠0 (a )画出序网络的连接关系图,(b)写出正、负、零序故障电流、电压计算式。 T 1 L 23 S 36KV
图4 电力线路长100km ,线路采用LGJ-120导线,如图3所示,其参数为Z l =27+j41.2Ω,B l /2=j1.38×10-4 S ,线路额定电压为110kV ,末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器,折算到变压器高压侧的变压器参数为:Z T =4.93+j63.5Ω,Y T =(4.95-j49.5)×10-6 S ,变压器低压侧负荷为10+j5MVA ,正常运行时要求线路始端电压U 1为118kV 。(1)试画出网络参数为有名值时的等值电路;(2)计算各元件标幺值并绘制标幺值等值电路;(3)计算该输电网的潮流、电压分布(有名值、标幺值均可)。 图3 三、综合题 1. 某一网络进行潮流计算后的数据如图5所示,说明该系统中发电机、变压器及负载个数,利用图中数据说明发电机总的发电功率,负荷总的用电功率,计算网络损耗和效率,网络中各节点电压是否满足稳态运行要求,若要增大节点电压可采取哪种措施? 图5 2、电力线路长80km ,线路采用LGJ-120导线,如图3所示,其参数为Z l =21.6+j33Ω,B l /2=j1.1×10-4 S ,线路额定电压为110kV ,末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器,折算到变压器高压侧的变压器参数为: Z T =4.93+j63.5Ω, T 1 L 23 S 36KV
(单选题)1: 根据元件约束及拓扑约束建立一组方程,并求满足该组方程的变量解的分析方法称为:()。 A: 解析法 B: 图解法 C: 网络法 D: 变量法 正确答案: (单选题)2: 高斯消元法是()直接解决法中最优秀的解法之一。 A: 线性方程 B: 非线性方程 C: 微分方程 D: 积分方程 正确答案: (单选题)3: 反射系数越小,输入阻抗与电源内阻相差越()。 A: 大 B: 小 C: 先小后大 D: 先大后小 正确答案: (单选题)4: 节点导纳矩阵行和列中元素之和为()。 A: 0 B: 1 C: 2 D: 3 正确答案: (单选题)5: 任意响应的变换式都是各激励变换式的()。 A: 线性组合 B: 非线性组合 C: 正弦函数 D: 余弦函数 正确答案: (单选题)6: 对一般大规模的电路来讲,元件的数目是节点数目的()。 A: 1~2倍 B: 2~4倍 C: 4~6倍 D: 6~8倍 正确答案: (单选题)7: PSpice交流分析中所有参量和变量均为:()。
A: 正数 B: 负数 C: 实数 D: 复数 正确答案: (单选题)8: 基尔霍夫定律使电路受到()约束。 A: 时域 B: 频域 C: 拓扑 D: 电流 正确答案: (单选题)9: 当终端开路时,终端反射系数为:()。 A: 0 B: 1 C: 2 D: 3 正确答案: (单选题)10: 理想运算放大器的频带范围是:()。 A: 0~∞ B: 0~100 C: 0~1000 D: 0~10000 正确答案: (多选题)11: 开关电容滤波器包含:()。 A: MOS开关 B: MOS运放 C: 电容 D: 电阻 正确答案: (多选题)12: 在电路分析与设计中,所采用的归一化方法主要是对()同时归一化。A: 电压 B: 电流 C: 频率 D: 阻抗 正确答案: (多选题)13: 拉普拉斯变换法求解时域解的全过程是:()。 A: 将一给定的时域方程对应到复变量域的代数方程 B: 求s域解
作业一 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? 答:把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时,线路的电压越高,线路中的电流就越小,所用导线的截面积可以减小,用于导线的投资也越小,同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 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?答:为了使电力设备生产实现标准化和系列化,方便运行、维修,各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等,但直接与发电机连接时,其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压,满载时二次绕组电压应比网络额定电压高10%。 3、我国电网的电压等级有哪些? 答:0.22kv、0.38kv、3kv、6kv、10kv、35kv、110kv、220kv、330kv、500kv、750kv、1000kv 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 T:10.5kv、121kv、242kv 答: 1 T:220kv、121kv、 2 T:110kv、6.6kv、38.5kv 3 T:35kv、11kv 4 T:10kv、400kv 5 T:110kv、38.5kv 6
7T :35kv、66kv 8T :6kv、400kv 9T :10.5kv、400kv 作业二 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 ,导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数,并画出等值电路。 解: 对LGJ-150型号导线经查表得,直径d=17mm,km 2 mm 5.31Ω=ρ。 于是有:半径r=17/2=8.5mm ,mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???== 单位长度的电阻:2031.5 r 0.21(/)150 km s ρ == =Ω ()()()140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω???????? 单位长度的电抗为 m 15040 0.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5 D x lg lg km r =+=+=Ω 单位长度的电纳为 ()66617.587.58b *10*10 2.73*10/5040 lg lg 8.5m S km D r ---= == 集中参数为 ()1r 0.0225*8018R l ===Ω ()1x 0.416*8033.3X l ===Ω ()641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --=== ()41.09*102 B S -= 等值电路如图1所示 1833.3j +Ω 4S -
2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于( )。 A 、一级负荷; B 、二级负荷; C 、三级负荷; D 、特级负荷。 4、衡量电能质量的技术指标是( )。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率; B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率; C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率; D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为( )。 A 、配电线路; B 、直配线路; C 、输电线路; D 、输配电线路。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是( )。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率; B 、燃料消耗率、建设投资、网损率; C 、网损率、建设投资、电压畸变率; D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统,下述说法中错误的是( )。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B 、在满足负荷要求的情况下,联合电力系统的装机容量可以减少; C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量; D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是( )。 A 、交流500kv ,直流kv 500±; B 、交流750kv ,直流kv 500±; C 、交流500kv ,直流kv 800±;; D 、交流1000kv ,直流kv 800±。 10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器,其两侧绕组的额定电压应为( )。 A 、220kv 、110kv ; B 、220kv 、115kv ; C 、242Kv 、121Kv ; D 、220kv 、121kv 。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户,应采用的电力系统接线方式为( )。 A 、单电源双回路放射式; B 、双电源供电方式; C 、单回路放射式接线; D 、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络,下述说法中正确的是( )。 A 、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好; B 、供电可靠性高、正常运行及线路检修(开环运行)情况下都有好的电压质量; C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量,但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况; D 、供电可靠性高,但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用,下述说法中错误的是( )。 A 、交流500kv 通常用于区域电力系统的输电网络; B 、交流220kv 通常用于地方电力系统的输电网络; C 、交流35kv 及以下电压等级通常用于配电网络; D 、除10kv 电压等级用于配电网络外,10kv 以上的电压等级都只能用于输电网络。 14、110kv 及以上电力系统应采用的中性点运行方式为( )。 A 、直接接地; B 、不接地; C 、经消弧线圈接地; D 、不接地或经消弧线圈接地。 16、110kv 及以上电力系统中,架空输电线路全线架设避雷线的目的是( )。
第二套 一、判断题 1、分析电力系统并列运行稳定性时,不必考虑负序电流分量的影响。() 2、任何不对称短路情况下,短路电流中都包含有零序分量。() 3、发电机中性点经小电阻接地可以提高和改善电力系统两相短路和三相短路时并列运行的暂态稳定性。() 4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时,短路电流中的周期分量不衰减, 非周期分量也不衰减。() 5、中性点直接接地系统中,发生儿率最多且危害最大的是单相接地短路。() 6、三相短路达到稳定状态时,短路电流中的非周期分量已衰减到零,不对称短 路达到稳定状态时,短路电流中的负序和零序分量也将衰减到零。() 7、短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。() 8、在不计发电机定子绕组电阻的情况下,机端短路时稳态短路电流为纯有功性质。() 9、三相系统中的基频交流分量变换到系统中仍为基频交流分量。() 10、不对称短路时,短路点负序电压最高,发电机机端正序电压最高。() 二、选择题 1、短路电流最大有效值出现在()。 A短路发生后约半个周期时B、短路发生瞬间;C、短路发生后约1/4周期时。 2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时,应选()相作为分析计算的基本相。 A、故障相; B、特殊相; C、A相。 3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量,下述说法中正确的是 ()。 A、短路电流中除正序分量外,其它分量都将逐渐衰减到零; B、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外,其它电流分量都不会衰减: C、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外,其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减 到其稳态值。 4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路,短路电流中一定存在()。
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。 32.简单闭式网分为哪些类网络? 答:简单的闭式网可分为两端供电网络(2分)和环形网络(2分)两类(1分)。 33.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? 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。 34.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? 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,零序电流通过该电阴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。 四、简算题 35.某三相单回输电线路,采用LGJ -300型导线(计算外径25.2mm ),已知三相导线正三角形布置,导线间距离D =6m ,求每公里线路的电抗值。 解:计算半径:m 106.12mm 6.122 2.25r 3-?=== 几何均距:D m =D=6m /km 403.0 0157.010 6.126 lg 1445.0 0157.0r D g l 1445.0x 3 m 1Ω=+?=+=- 36。.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。
解: 37.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。 解: 38.网K点发生两相短路接地,求K点短路电流值。
1 第一章 现代电力系统的主要特点, 电网互联的优点及带来的问题, 电力系统的运行状态及运行状态带来的好处。电力系统分析概述。 第二章 电力网络的基本概念 结点电压方程,关联矩阵, 用关联矩阵与支路参数确定结点电压方程,变压器和移向器的等值电路, 节点导纳矩阵, 第三章 常规潮流计算的任务、应用、, 对潮流计算的基本要求, 潮流计算的方法, 电力系统数学表述, 潮流计算问题的最基本方程式 潮流计算的借点类型, 节点功率方程及其表示形式, 潮流计算高斯赛德尔发。 牛顿拉弗逊法, 潮流计算的PQ分解法, 保留非线性潮流算法, 最小化潮流算法(潮流计算和非线性规划潮), 潮流计算的自动调整, PV节点无功功率越界的处理,PQ节点电压越界的处理,带负荷调压变压器抽头的调整,负荷特性的考虑,互联系统区域间交换功率控制 最优潮流计算 最优潮流和基本潮流的比较,最优潮流计算的算法,最优潮流的数学模型,(目标函数,约束条件),最优潮流计算的简化梯度算法,(迭代求解算法的基本要点),最优潮流的牛顿算法, 交直流电力系统的潮流计算 直流输电的应用 交直流电力系统的潮流计算的特点 交流系统和直流系统的分解 交流系统部分的模型 直流系统部分的模型 直流电力系统模型 直流系统标幺值,直流电力系统方程式,(换流站,及其控制方式) 交直流电力系统潮流算法 联合求解法和交替求解法 直流潮流数学模型 第四章故障类型及分析 双轴变换-派克变换及正交派克变换 两相变换-克拉克变换 顺势对称分量变换(120 +-0)对称分量变换 坐标变换的运用 网络方程网络中的电源模型 不对称短路故障的边界条件 短路故障通用复合序网 断线故障通用负荷序网 两端口网络方程 阻抗行参数方程(有源无源)导纳型参数方程(有源无源)混合型参数方程 复杂故障分析 第五章 状态的确定(状态估计 量测误差随机干扰测量装置在数量上或种类上的限制 电力系统状态估计的功能流程 对量测量的数量要求 状态估计与常规潮流计算比较 条件不同模型和方程数的不同求解的数学方法不同 电力系统运行状态的表征与可观察性 量测方程五种基本测量方式状态估计误差的原因高斯白噪声型的随机误差噪声响亮 电力系统状态的可观察性 最小二乘估计最小方差估计的概念 h(x)为线性函数时的最小二乘准则、h(x)为非线性函数时的最小二乘准则及步骤 快速解耦状态估计算法 支路潮流状态估计法 递推状态估计 追踪估计、估计的目标函数递推估计公式第六章 电力系统安全性 实时安全监控功能结构 安全性、稳定性和可靠性