北航网络教育电力系统分析开卷考试考前试题与答案(供参考)

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试卷三

一 填空（35分 每空1分）

1．电力系统是电能的 生产 、输送、分配和 消费 的各个环节组成的一个整体。其中输送和分配电能的部分称为 电力网 。若把水电厂、火电厂的动力部分也包括进来，就称为 动力系统 。

２．对电力系统运行的基本要求是：保证 供电的可靠性 ，保证 电能的良好质量，

提高 运行的经济性 。

３．衡量电能质量好坏的指标是 电压 、 频率 和 波形 。

４．电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有 同步调相机 、 静电电容器 及

静止补偿器 。

５． 对称分量法 是分析电力系统不对称故障的有效方法。在三相参数对称的线性电

路中，各序对称分量具有 独立性。

６．短路是电力系统的严重故障。 短路冲击电流 、 短路电流最大有效值 和

短路容量 是校验电器设备的重要数据。

７．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 综合用电负荷 。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 供电负荷 ，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 发电负荷 。 ８．在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中， 无功功率 从电压高的一端流向电

压低的一端， 有功功率 则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端，这是交流电网功率传输的基本规律。

９．在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：牛顿-拉夫逊法和P-Q

分解法。

10．简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况。简单不对称故障包括 单相接

地短路、 两相短路 、 两相接地短路、 单相断开和 两相断开 等。 11．电力系统的运行电压水平同 无功功率平衡 密切相关。电压调整的主要手段是：

改变发电机端电压； 改变变压器的变比 ； 无功功率补偿 。 12．通常系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用 负荷曲线 来描述。

二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项

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前的字母填在题后的括号内。

1．无限大功率供电系统，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 2.短路电流量最大的短路为（ 4 ）

①单相短路 ②两相短路 ③两相短路接地 ④三相短路 3.理想同发电机，q轴电抗的大小顺序是（ 2 ）

①xq=xq″ ②xq＞xq″ ③xq＜xq″ ④都不对 4.a为旋转因子1+a+a等于多少（ 1 ）

①0 ②1 ③－1 ④2 5.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（ 3 ）

①大 ②小 ③相等 ④都不是 6.系统中发生单接地故障时，零序回路中不包含（ 4 ）

①零序电流 ②零序电压 ③零序阻抗 ④电源电势 7.两相短路接地故障中，附加阻抗Z△为（ 4 ）

①Z0Σ ②Z2Σ ③Z0Σ+ Z2Σ ④Z0Σ∥Z2Σ

8.在发电机稳态运行状态中，机械功率PT与电磁功率相比，将（ 3 ）

①大 ②小 ③相等 ④无关系 9.P－δ曲线被称为（ 4 ）

①耗量特性曲线 ②负荷曲线 ③正弦电压曲线 ④功角曲线 10.故障计算可以应用（ 3 ）

①等面积定则 ②小干扰法 ③正序增广定则 ④等耗量微增率原则 三、简答题

1.列出三种提高系统静态稳定的措施。

（1）自动励磁装置的应用； （2）减小各元件的电流；

（3）改善网络结构和采用中间补偿设备。 2．写出对称分量变换矩阵的表达式。

2

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3．写出系统f点发生a、c两相短路时的原始边界条件。 4.在架空输电线路中，为什么要进行导线换位？

保证三相系统参数对成、减少对周围通讯线路的干扰 5.什么是电晕现象？如何避免？

高压线路表明周围的电场强度高于周围空气的击穿强度，会使空气游离发生放电现象，这种现象称之为电晕现象。避免措施是增加导向的等值半径，如采用扩径导线、分裂导线。

四、电力系统接线下图所示。其中，

??=0 E*??=1 发电机G1：SN1=∞ Xd??=0.125 E*??=1 发电机G2：SN2=100/0.85 Xd变压器T1：SNT1=120MVA Uk%=10.5 线 路l1： l1=50km x1=0.4Ω/km 线 路l2： l2=40km x2=0.4Ω/km

当母线4发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值I??、冲击电流iM。 （SB=100MVA，UB= Uav，KM=1.8） 五、

?1=1.0 30°， 已知发电机d、q轴的同步电抗Xd=1.1，Xq=1.08，负载的电压U?电流I=0.8 -15°，试计算暂态电动势Eq。

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题四

一、有一回电压等级110kV，长为150km的输电线路，末端接一台容量为31.5MVA的降压变

压器，变比为110/11kV。如图1所示，当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。（注：Pk=190kW， Uk%=10.5， P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）

图1 题一图

解

线路LGJ—150 r?d17??8.5(mm) r1=0.21(Ω/km) 22R=0.21?150=31.5(Ω) X=0.401?150=60.15(Ω)

1B=2.84?10-6?150=4.26?10-6(S) B?2.13?10?4(S)

2变压器：

?C=110， 0° ?U?20?2.317?15?40.3?5.92 设UT110由SA和A点电压求各点电压及电损耗

二、简单输电系统如图2所示，变压器变比为110±2×2.5%/11kV，若不计变压器励磁支路

及线路对地电容，则线路和变压器的总阻抗Z=26+j130Ω，节点A的电压为118kV，且维持不变，降压变电所低压侧母线要求常调压，保持10.5kV电压。若补偿设备为静电电容器试配合变压器分接头的选择确定受端应设置的无功补偿容量。

图2 题二图

解 计算补偿前最大、最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压。 先计算功率损耗 首端功率为 因此，i节点电压为

（a）选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，为 于是可选择110kV电压的主抽头，即UTI =110kV，则变压器变比k=110/11=10。 再按最大负荷时的要求，求无功补偿容量

三、如图3所示网络中，A、B、C为三个等值电源，其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，

XB=0.304。C的容量和电抗不详，只知装设在母线4上的断路器QF的断开容量为3500MVA。