电力系统分析习题集.doc

电力系统分析习题集
第1章
1. 简述电力系统的构成。
2. 简述电力系统、电力网和动力系统的联系与区别。
3. 电力系统运行的特点和要求分别是什么？
4. 电力变压器的主要作用是什么？
5. 我国的电压等级有哪些？简述对用电设备、发电及和变压器额定电压的规定。
6. 电能质量最主要的两个指标是什么？
7. 试标出如图1所示G、T1、T2、T3、T4、M等各元件的额定电压。

图1
8. 电力系统中性点接地方式有哪些？各有什么特点？各用于什么样的电压等级？
9. 消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统一般采用哪知补偿方式？为什么？
10. 电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？
11. 某一60kV电力线路长100km，每相导线对地电容为0.005F/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求线路对地电容电流值(60kV系统中性点经消弧线圈接地)。

第2章
1. 试画出电力线路等值电路。
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？分裂数为多少比较合适？为什么？
3. 在电力系统计算时，导线材料的电阻率为什么略大于它们的直流电阻率？
4. 试画出单相变压器等值电路。
5. 当变压器带有一定负荷时，在其中要产生哪些功率损耗？空载时有无损耗？为什么？
6. 试讨论如何直接计算变压器归算到任一侧的参数？
7. 变压器等值电路中，各绕组的参数计算时能否代入各对应绕组的额定电压，为什么？
8. 发电机的电抗百分值的（%）含义是什么？
9. 发电机的运行受哪些条件的约束？发电机的运行极限有哪些？
10. 电力系统等值网络中，有名制和标么制分别表示什么含义？
11. 采用标么值计算有什么优点？在电力系统计算中，基准值如何选择？
12. 有一回电压等级为110kV，长为400km的输电线路，电阻r1=0.21Ω/km，电抗x1=0.4Ω/km，电纳b1=2.84×10-6S/km，试求其稳态等值电路。
13. 有一台三绕组变压器，SN=20MVA，容量比为100/100/50，额定电压为110/38.5/11kV，短路损耗为Pk1-2=152.8kW，P’k1-3=52 kW，P’k2-3=47 kW，空载电流为I0%=1.4，空载损耗P0=75kW，短路电压为Uk1-2%=10，Uk1-3%=18，Uk2-3%=6；试求解变压器参数并作出等效电路。
14. 系统如图2所示。输电线路单位长电阻r1=0.03Ω/km，电抗x1=0.4Ω/km，电纳b1=2.84×10-6S/km，。变压器参数为：
T1：Pk＝230kW，Uk%=10.5，P0＝40.3kW，I0％＝0.7，
T2：Pk＝183kW，Uk%=10.5，P0＝31.05kW，I0％＝0.7，
T3：Pk＝160kW，Uk%=10.5，P0＝25.6kW，I0％＝0.7，
试作出有名值和标么值等效电路。

图2
15. 试画出如图3所示非标准变比变压器的等值电路，并标出其参数。

图3
第3章
1. 什么是电力系统潮流计算？电力系统潮流计算的目的是什么？
2. 试分别说明电压损耗和电压降落的概念。
3. 电力线路电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？
4. 电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？
5. 电压偏移的定义是什么？
6. 什么是自然功率？若线路首、末两端电压固定，都为额定电压，当线路通过的功率大于自然功率时，线路电压中间最低，并越接近两端电压越高，试说明之。
7. 什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗？
8. 什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？
9. 对简单开始网络、变电所较多的开始网络和环形网络，潮流计算的内容和步骤是什么？
10. 有一回电压等级为110kV，长为200km的输电线路，电阻r1=0.21Ω/km，电抗x1=0.415Ω/km，电纳b1=2.84×10-6S/km，末端接一台容量为31.5MVA的降压变压器，变比为110/11kV。如图4所示。变压器参数为Pk＝190kW，Uk%=10.5，P0＝31.05kW，I0％＝0.7。当C点实际电压为109kV时，求A点的电压大小。

图4
11. 对于题4，若已知A点实际电压为115kV时，求A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压。
12. 试证明线电压和相电压的电压降、电压损耗的计算公式形式相同。

第4章
1. 节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵中各元素的物理意义是什么？
2. 节点导纳矩阵有什么特点？
3. 节点导纳矩阵如何形成和修改？其阶数与电力系统的节点数有什么关系？
4. 电力系统潮流计算中节点是如何分类的？
5. 电力系统潮流计算中变量的约束条件是什么？为什么？
6. 高斯—塞德尔法潮流计算的迭代式是什么？迭代步骤如何？PV节点如何进行迭代？
7. 牛顿—拉夫逊法的基本原理是什么？潮流计算的修正方程式是什么？
8. PQ分解法潮流计算如何从牛顿—拉夫逊法演化而来？分析演化的条件是否合理？
9. PQ分解法潮流计算速度与牛顿—拉夫逊法相比怎么样？为什么？
10. 直流法潮流计算是否需要迭代？能否计算各节点电压大小？计算结果是否非常准确？
11. 若从原网络节点i到一新节点增加一变压器支路，请对节点导纳矩阵进行修改。如图5所示。

图5
12. 如图6所示系统，图中给出了各支路阻抗和对地导纳的标么值（即对地支路以导纳表示，其他支路以阻抗表示）。试写出节点导纳矩阵。

图6
13. 试用高斯－塞德尔法计算电力系统分析习题12的潮流（只迭代一次）。
14. 试用牛顿－拉夫逊法计算电力系统分析习题12的潮流（只迭代一次）。
15. 试用PQ分解法（只迭代一次）和直流法计算电力系统分析习题12的潮流。

第5章
1. 什么是短路故障？短路故障有哪些种类？哪些短路类型和中性点接地方式有关？
2. 什么是纵向故障？什么是横向故障？
3. 短路故障的原因是什么？
4. 短路故障的后果是什么？
5. 短路计算的目的是什么？
6. 什么情况下可认为系统为无限大功率系统？它的特点是什么？
7. 什么是短路冲击电流？冲击电流出现的条件是什么？
8. 无限大功率系统短路时周期性分量是否衰减？
9. 什么是无限大功率系统短路电流最大有效值？如何计算？
10. 电力线路的正序电抗与零序电抗是否相等？
11. 什么是正序等效定则？
12. 电源处和不对称短路的短路点哪一点的负序电压高？
13. 如图7所示网络，求短路冲击电流、短路电流最大有效值及短路功率。

图7
14. 系统如图8所示。d点发生三相短路，变压器T2空载。求：（1）求用标么值表示的等值网络；（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；

图8
15. 一简单电力系统接线如图9所示，取SB=220MVA，UB（110）=115kV，试用精确法和近似法（平均额定电压法）分别计算其等值电路并分别计算两种情况下的短路冲击电流，短路电流最大有效值。

图9
16. 某电力系统如图10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XL1表示线路正序电抗）。

图10
17. 如图11所示系统，k点发生a相单相接地短路，已知＝j1，＝j0.4，＝j0.5，＝j0.25，以上均为标么值。求短路点a相发生单相接地短路时的各相电流、电压。

图11
18. 已知系统如图12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。

图12
19. 如图13所示系统，线路电抗标么值是以电机额定值为基准。求发电机及电动机的次暂态电势。

图13
20. 试推导题16中f处发生两相接地短路时的复合序网。
21. 图14所示网络中，已知参数如下：系统容量基准＝300MVA，f点等效系统阻抗，＝0.1（不考虑时）；变压器T参数：＝75MVA，＝10.5，欲使f点发生单相接地短路和两相接地短路时，短路处入地电流大小相等，问中性点电抗应等于多少？

图14