2013-2014(2)-电力-试卷A及答案

长安大学2013－2014学年第二学期试题（ A ）卷课程名称电力系统分析理论考试日期2014年6月12日共题学生姓名学院电控学院班级学号
一、填空题（每题1分，共10分）
1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为231KV。

2．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。

3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。

4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。

5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。

6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。

7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。

8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为零。

9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。

10．减小输出电元件的电抗将提高（改善）系统的静态稳定性。

二、选择题（每题1分，共10分）
1.组成电力系统的几种主要元件是： B
A 电源、电阻、电感、电容
B 发电机、变压器、线路、负荷
C 发电厂、变电所、变压器、线路
D 发电机、变压器、线路、开关
2.对电力系统运行的基本要求是： C
A 在优质前提下，保证安全，力求经济；
B 在经济前提下，保证安全，力求优质；
C 在安全前提下，保证质量，力求经济；
D 在安全前提下，力求经济，保证质量。

3．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系 B
A.否
B.是
C.不一定
D.根据发电机的形式定
4．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在 C
A.内层
B.中间层
C.外层
D.独立设置
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5．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为 B
A.负载率
B.网损率
C.供电率
D.厂用电率
6．电力系统的频率主要决定于 B
A.无功功率的平衡
B.有功功率的平衡
C.电压质量
D.电流的大小
7．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ B ）
A.高峰负荷时允许中枢点电压略低
B.低谷负荷时允许中枢点电压略低
C.适用于用户对电压要求不高的场合
D.适用于供电线路不长的场合
8．通过改变变压器变比，实质上（ C ）
A.改变了电压损耗的数值
B.改变了负荷变化时次级电压的变化幅度
C.改变了电力网的无功功率分布
D.增加了整个电力系统的无功功率容量
9.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电阻 A
A 一样
B 越大
C 越小
D 都不对
10.在变压器的等值电路中，其导纳是 B
A GT+jBT
B GT-jBT
C -GT+jBT
D -GT-jBT
三、简答题（每题3分，共30分）
1．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。

2．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）。

3.什么是电晕现象？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。

4.供电设备、用电设备和电力网的额定电压之间有什么关系？
答：用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等；发电机的额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍；变压器一次绕组额定电压一般与连接电网额定电压相等，但与发电机直接相连者等于发电机额定电压；变压器二次绕组额定电压一般等于连接电网额定电压的1.1倍，但空载变压器或经短线路与用户相连或小阻抗变压器其二次绕组额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍
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5. 直流输电与交流输电比较有什么特点？
6. 电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。

答：改变导线周围的电磁场分布，减少电晕和线路电抗。

(原理：为减少电晕损耗和线路电抗，常需采用直径很大的导线。

但就载容量而言，不必采用如此大的截面积，理想方案是采用扩径或分裂导线)3、嵌入式系统是电子消费中最先进的技术，它们的“智能化”将彻底改变各种技术。

7. 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？上述表达式都是以单相形式推导的，是否合适三相形式？
答：功率耗损表达式：
X
U
Q
P
Q
R
U
Q
P
P
2
2
2
2
2
2
,
+
=
∆
+
=
∆
;
末端的电容功率：
2
2
2
22
U
B
j
Q
j
S
B
B
-
=
∆
-
=
∆
∙
，
始端的电容功率：
2
1
1
12
U
B
j
Q
j
S
B
B
-
=
∆
-
=
∆
∙
，适合三相形式。

8. 电力系统中无功功率电源有哪些？
答：1)、发电机是最基本的无功功率电源。

2)、电容器和调相机；3)、静止补偿器和静止调相机；4)、并联电抗器。

9. 电力系统的调压措施有那几种？常用哪几种措施？
答：1.利用发电机调压；2.改变变压器变比调压3.改变电力网无功功率分布（无功补偿）；4. 改变输电线路参数。

常用2、3两种。

10. 给出两种用于电力系统分析的软件名称和一种用于电力系统仿真的软件名称：
四、计算题（每题10分，共30分）
1. 电力系统的部分接线示意图如下，各电压等级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。

试求：(1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；
(2) 各变压器的额定变比。

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2. 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＋j10MV A，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。

解：
3. 额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。

已知电源A的电压为
）。

121kV，求功率分布和各母线电压。

（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U
解 设U
C =U N = 110 kV 407.0j 271.0j30)20(1108102
2
2BC
+=+++=∆S
407.22j 207.30953.7j 793.930j 40593.7j 793.9407.0j 271.0)8j 10(B
B B BC
C B +=--+=''∆+='--=++--=∆+-=''S S S S S S
083.27j 545.32j4.676338.2407.22j 207.30676.4j 338.2)40j 20(110407.22207.30AB
B A 2
2
2AB
+=+++=∆+'=+=++=∆S S S S 已知U A =121kV
)
kV (64.110972.3668.106)
kV (972.3668
.10630
)593.7(20)793.9()kV (668.106332.14121)
kV (332.14121
40
083.2720545.32BC B C BC AB A B AB =+=∆-=-=⨯-+⨯-=∆=-=∆-==⨯+⨯=
∆U U U U U U U U
五、综合题（20分）
给定如下资料，要求设计一个地方性的电力系统。

回答资料之后的问题。

原始资料：
1. 发电厂发电机资料：
项目
机组台数 容量(MW) 额定电压(kV) 功率因数 1
3 50 10.5 0.8 2
5 30 10.5 0.85 2. 发电厂和变电所负荷资料：
项目 发电厂(A)
变电所(1)
变电所(2)
变电所(3)
变电所(4)
最大负荷(MW) 20 18 35 37 30 最小负荷(MW) 9 11 19 19 18 最大负荷功率因数 0.84 0.85 0.85 0.85 0.85 最小负荷功率因数 0.79 0.8 0.8 0.8 0.81 TMAX(小时) 5000 5000 5500 5500 5500 二次母线电压(kV) 10 10 10 10 10 一类用户(%) 25 15 10 15 10 二类用户(%) 20 30 20 25 30 调压方式
顺调压
常调压
逆调压
顺调压
常调压
注意：(1) 发电厂的负荷包括发电厂的自用电在内。

(2) 建议主网采用110kV 电压等级。

问题（1）设计这类电力系统通常有哪几个技术步骤？简要阐述；
（2）请对所给资料中发电厂的装机容量进行分析；并阐述有功功率、无功功率和视在功率在理论上和数学上的关系；
（3）请对资料中所给的负荷的合理性进行检验；
（4）对该系统的有功功率平衡进行数学分析；
（5）对该系统的无功功率平衡进行数学分析并给出电力平衡分析结论。

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