长沙理工大学2011年硕士研究生复试电气工程基础试题
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2011 年硕士研究生复试考试试题
考试科目： 电力系统分析 考试科目代码： 523
注意：所有答案（含选择题、判断题、作图题等）一律答在答题纸上；写在试题纸上或其他 地点一律不给分。作图题可以在原试题图上作答，然后将图撕下来贴在答题纸上相应 位置。
一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1. 电力系统中性点直接接地的优点是： （1） 、缺点是： （2） ；电力系统中性点不 接地的优点是： （3） 、缺点是： （4） 。 2. 同步发电机在额定状态下运行时（UG = UGN, IG = IGN , cosφ = cosφN)，其定、 转绕组均可得到充分利用。若同步发电机的运行状态为 cosφ<cosφN，则其（5） 绕组将不能得到充分利用。 3. 对于额定容量为 SN，额定电压为 UIN / UIIN / UIIIN、三个绕组容量之比为 100/100/50 的普通三绕组变压器，已知厂家给出的短路损耗功率为 Pk(1-2)、Pk(2-3)、 Pk(3-1)， 则折算到高压侧的各绕组电阻分别为： RT1 = （6） , RT2 = （7） , RT3 = （8） 。 4. 在给定相同的潮流计算收敛精度条件下，牛顿－拉夫逊法与 P-Q 分解法相 比， （9）所需的迭代次数更多。 5. 现有一个水电厂和一个火电厂，在不计网损、不考虑水电厂水头变化的情况 下，采用水－煤换算系数������将水电厂等值为一个火电厂，进行有功负荷的最优分 配。其中，水－煤换算系数 γ 是通过迭代法确定的。在迭代过程中，若出现水电 厂的耗水量超过其允许值，则下次迭代时 γ 的取值应： （10） 。 6. 隐极同步发电机空载情况下发生突然三相短路时，在其定子绕组中，除出现 稳态基频交流电流 i∞外，还将出现： （11）等电流分量；在其转子绕组中，除励 磁电流 i|0|外，还将出现： （12）等电流分量。 7. 同步发电机原始磁链方程以分块矩阵形式表示为： ������������������������ ������������������ ������������������ −������������������������ = ������������������������ ������������������ ������������������ ������������������������
0
������
������ 2 ������
∗ ∗ Δ������∗ = ������������ − ������������ 开始的。其中，静态稳定性是指： （19） ，暂态稳定是指（20） 。
二、计算、分析题（每题 20 分，共 80 分） 11. 简单电力系统接线如图 1 所示。 已知线路首端电压为������1 ， 线路阻抗为������ + ������������， 末端负荷功率为������2 + ������������2 。试写出求解线路末端电压������2 的计算过程和数学表达式， 并作出有关的相量图。
科目代码：523
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在其电感系数矩阵中，电感系数随时间而变化的子块是： （13） ，电感系数为常数的 子块是： （14） 。 8. 在完全网形电路中，对于输入阻抗、转移阻抗，有如下结论：任一节点的输 入阻抗等于（15） ，任意两节点间的转移阻抗等于（16） 。 9. 用对称分量法进行不对称故障分析时，需要结合边界条件求解由正序、负序 和零序网络构成的复合序网络，其中， （17）可视作有源网络， （18）可视作无源网 络。 10. 电力系统静态和暂态稳定性分析都是从同步发电机转子运动方程������������ ∙ ������������ 2 =
1 Z=R+jX 2 P2+jQ2
U1
图 1 简单电力系统接线
U2
12. 设有两台火力发电机组并列运行，共同向负荷供电。两台机组的耗电量特性 2 2 分别为：������1 = ������1 + ������1 ������������1 + ������1 ������������ ，������2 = ������2 + ������2 ������������2 + ������2 ������������ 。 1（吨/小时） 2（吨/小时） 两台机组的有功出力约束均为 ������������������������������ ，������������������������������ 。 (1)若初始运行状态为两台机组带相同的负荷（即 ������������1 = ������������2 = ������������ ） ，当负荷功率增 加时，应首先由机组 1 增加输出功率的条件是什么？ (2) 设 ������1 = 4 , ������1 = 0.3 , ������1 = 0.0006 , ������2 = 3 , ������2 = 0.35 , ������2 = 0.0002 , ������������������������������ = 20������������ , ������������������������������ = 100������������ ,当两台机组的总负荷为 100MW 时，求负荷在两台机组 间最优分配的运行方案。
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考试科目： 电力系统分析 考试科目代码： 523
注意：所有答案（含选择题、判断题、作图题等）一律答在答题纸上；写在试题纸上或其他 地点一律不给分。作图题可以在原试题图上作答，然后将图撕下来贴在答题纸上相应 位置。
一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1. 电力系统中性点直接接地的优点是： （1） 、缺点是： （2） ；电力系统中性点不 接地的优点是： （3） 、缺点是： （4） 。 2. 同步发电机在额定状态下运行时（UG = UGN, IG = IGN , cosφ = cosφN)，其定、 转绕组均可得到充分利用。若同步发电机的运行状态为 cosφ<cosφN，则其（5） 绕组将不能得到充分利用。 3. 对于额定容量为 SN，额定电压为 UIN / UIIN / UIIIN、三个绕组容量之比为 100/100/50 的普通三绕组变压器，已知厂家给出的短路损耗功率为 Pk(1-2)、Pk(2-3)、 Pk(3-1)， 则折算到高压侧的各绕组电阻分别为： RT1 = （6） , RT2 = （7） , RT3 = （8） 。 4. 在给定相同的潮流计算收敛精度条件下，牛顿－拉夫逊法与 P-Q 分解法相 比， （9）所需的迭代次数更多。 5. 现有一个水电厂和一个火电厂，在不计网损、不考虑水电厂水头变化的情况 下，采用水－煤换算系数������将水电厂等值为一个火电厂，进行有功负荷的最优分 配。其中，水－煤换算系数 γ 是通过迭代法确定的。在迭代过程中，若出现水电 厂的耗水量超过其允许值，则下次迭代时 γ 的取值应： （10） 。 6. 隐极同步发电机空载情况下发生突然三相短路时，在其定子绕组中，除出现 稳态基频交流电流 i∞外，还将出现： （11）等电流分量；在其转子绕组中，除励 磁电流 i|0|外，还将出现： （12）等电流分量。 7. 同步发电机原始磁链方程以分块矩阵形式表示为： ������������������������ ������������������ ������������������ −������������������������ = ������������������������ ������������������ ������������������ ������������������������
0
������
������ 2 ������
∗ ∗ Δ������∗ = ������������ − ������������ 开始的。其中，静态稳定性是指： （19） ，暂态稳定是指（20） 。
二、计算、分析题（每题 20 分，共 80 分） 11. 简单电力系统接线如图 1 所示。 已知线路首端电压为������1 ， 线路阻抗为������ + ������������， 末端负荷功率为������2 + ������������2 。试写出求解线路末端电压������2 的计算过程和数学表达式， 并作出有关的相量图。
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在其电感系数矩阵中，电感系数随时间而变化的子块是： （13） ，电感系数为常数的 子块是： （14） 。 8. 在完全网形电路中，对于输入阻抗、转移阻抗，有如下结论：任一节点的输 入阻抗等于（15） ，任意两节点间的转移阻抗等于（16） 。 9. 用对称分量法进行不对称故障分析时，需要结合边界条件求解由正序、负序 和零序网络构成的复合序网络，其中， （17）可视作有源网络， （18）可视作无源网 络。 10. 电力系统静态和暂态稳定性分析都是从同步发电机转子运动方程������������ ∙ ������������ 2 =
1 Z=R+jX 2 P2+jQ2
U1
图 1 简单电力系统接线
U2
12. 设有两台火力发电机组并列运行，共同向负荷供电。两台机组的耗电量特性 2 2 分别为：������1 = ������1 + ������1 ������������1 + ������1 ������������ ，������2 = ������2 + ������2 ������������2 + ������2 ������������ 。 1（吨/小时） 2（吨/小时） 两台机组的有功出力约束均为 ������������������������������ ，������������������������������ 。 (1)若初始运行状态为两台机组带相同的负荷（即 ������������1 = ������������2 = ������������ ） ，当负荷功率增 加时，应首先由机组 1 增加输出功率的条件是什么？ (2) 设 ������1 = 4 , ������1 = 0.3 , ������1 = 0.0006 , ������2 = 3 , ������2 = 0.35 , ������2 = 0.0002 , ������������������������������ = 20������������ , ������������������������������ = 100������������ ,当两台机组的总负荷为 100MW 时，求负荷在两台机组 间最优分配的运行方案。