2012~2013学年度第二学期《电力系统分析》考试题A卷【有答案】


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年 月 日 考试用

课程考试试卷 A 卷
(2012~2013 学年度第二学期)

9、

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到 是否能继续保持同步运行的问题。

较大

的扰动之后各发电机

10、

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

课程名称:电力系统分析 试卷类型: 开卷 教研室主任签名: 命题教师签名: 系主任签名: 11、 12、 七 总分 13、

的线性电路中,各序对称分量具有独立性。 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。 衡量电能质量的指标主要有电压、频率和 波形 。 降压三绕组变压器高压、中压、低压三个绕组排列方式,从内至外为 低-中-高 14、 。

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位:

30

点:

应得分 实得分 评卷人

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70

100

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 。

※(考试过程不得将已装订的试卷拆开)

一、填空题(每空 2 分,共 30 分)
1、 电力系统的潮流计算的任务就是要根据给定网络接线和其他已知条件,计 算网络中的 2、 功率分布 、 功率损耗和未知节点的节点电压。 无功功率 从电压高的一

15、

在经济地分配基载厂功率时, 等微增率运行 则。

准则是重要的一项分配原

二、分析计算题: (共 70 分)
1、电力系统的部分接线如图,各电压级的额定电压及功率输送方向表于图中。

在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中, 端流向电压低的一端。

3、

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、 静止补偿器 和近年来发展起来的静止无功发生器。 平

4、 5、 6、 7、

无功补偿装置应尽可能装在无功负荷中心,做到无功功率的 就地 衡。 电压中枢点是指电力系统中监视、 控制 和调整电压的点。 电力系统有功功率不平衡时,主要表现为系统 频率 的改变。 系统中的备用按其作用可分为负荷备用、 事故备用 经济备用,按其存在形式可分为旋转备用和冷备用。 发电机静态稳定的实用判据是
dPE ? 0。 d?

试求: (1)发电机及各变压器高低绕组的额定电压。 (10 分) 、检修备用和国民 (2)设变压器 T-1 工作于+5%抽头,T-2,T-4 工作于主抽头,T-3 工 作于-2.5%抽头时,各变压器的实际变比。 (9 分) 解:(1) 总的原则:发电机的额定电压比同电压级网络的额定电压高 5%;变压器
1

8、

一次侧额定电压等于同电压级网络的额定电压高, 二次侧额定电压比同电 压级网络的额定电压高 10%。其中,变压器受功率侧为一次侧,输功率侧 为二次侧。 发电机: VGN ? 10.5kV (1 分) 变压器 T—1: VN1 ? 10.5kV ,VN 2 ? 242kV . (2 分) 变压器 T—2: VN1 ? 220kV ,VN 2 ? 121 kV ,VN 3 ? 38.5kV . (3 分) 变压器 T—3: VN1 ? 35kV ,VN 2 ? 11kV . (2 分) 变压器 T—4: VN1 ? 220kV ,VN 2 ? 121 kV. (2 分) (2) 各变压器的实际变比
V 变压器 T—1: k T 1 ? 1 V ? 10 .5 242 ? (1 ? 5%) ? 0.0431 . (2 分)
2

G

T1

l
200km

T2

d ( 3)

30MVA 10.5kV ? ? 0.22 x?G ?? ? 1.08 Ed

31.5MVA U d % ? 10.5 10.5 / 121kV

x1 ? 0.4? / km

31.5MVA U d % ? 10.5 110/ 10.5kV

(1)用标幺值表示的等值网络(取 SB ? 100MVA ,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
?? Ed
?? jX d

jX T 1

jX l

jX T 2

d (3)
计算图: (3 分)

?? ? X G ?? Xd
2

V 变压器 T—2: k T 2 (1? 2 ) ? 1 V ? 220 121 ? 1.818 (1 分)

SB 100 ? 0.22 ? ? 0.733 (2 分) SG 30

X T1 ?
k T 2 (1?3) ? V1 V3 ? 220 38 .5 ? 5.714 (1 分)

U d % S B 10.5 100 ? ? ? 0.333(2 分) 100 S N 100 31.5

XT2 ?
k T 2 ( 2 ?3) ? V2 V3 ? 121 38 .5 ? 3.143 (1 分)

U d % S B 10.5 100 ? ? ? 0.333 (2 分) 100 S N 100 31.5

X l ? x1l

V 变压器 T—3: k T 3 ? 1 V ? 35 ? (1 ? 2.5%) 11 ? 3.102 . (2 分)
2

SB 100 ? 0.4 ? 200? ? 0.605(2 分) 2 Up 1152

?? ? XT 1 ? X l ? XT 2 ? 0.733 ? 0.333 ? 0.333 ? 0.605 ? 2.004 ( 2 回路总电抗为: X ? ? X d
分)

V 变压器 T—4: k T 4 ? 1 V ? 220 121 ? 1.818 . (2 分)
2

?? ? (2)起始次暂态电流: I d

2、系统如图所示。d 点发生三相短路,变压器 T2 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 ( Kch ? 1.8 ) 。 (21 分)

Ed 1.08 ? ? 0.539 (2 分) X ? 0.733 ? 0.333 ? 0.333 ? 0.605

?? ? 0.539 ? 有名值为: I d
短路容量为: S d ?

SB 100 ? 0.539 ? ? 2.96kA (2 分) 3U B 3 ?10.5

SB 100 ? ? 49.9MVA (2 分) X ? 2.004

(3)短路冲击电流,取 Kch ? 1.8
2

?? ? 2 ?1.8 ? 2.96 ? 7.53kA (2 分) ich ? 2Kch I Z

3 、某 110KV 架空电力线路,长度为 100Km ,导线参数: r0 ? 0.27(? / kM ) , x0 ? 0.429(? / kM ) , b0 ? 2.69?10?6 (S / kM ) , 已 知 电 力 线 路 末 端 负 荷 为 30+j20MVA,末端电压为 108Kv,试求: (1)线路参数并画出等值电路图。 (10 分) (2)线路始端的电压和功率,并作出电压相量图。 (20 分) (1)线路参数及等值电路。 电阻: R ? r0 L ? 0.27 ?100 ? 27(?) (2 分)

B 2 2.69 ? 10?4 线路末端功率损耗:?QC 2 ? ? U 2 ?? ? 1082 ? ?1.57( M var) (2 2 2

分)

S 2 ? S 2 ? j?QC 2 ? 30 ? j 20 ? j1.57 ? 30 ? j18.43(Mva)

(1 分)

线路阻抗中的功率损耗:
?2 ?2 P2? 2 ? Q2 P2? 2 ? Q2 302 ? 18.432 302 ? 18.432 ?S ? R ? j X ? ? 27 ? j ? 42.9 2 2 U2 U2 1082 1082 ? 2.87 ? j 4.56(M var)

电抗: X ? x0 L ? 0.429?100 ? 42.9(?) (2 分) 电纳: B ? b0 L ? 2.69?10?6 ?100 ? 2.69?10?4 (S ) (2 分) 等值电路图: (4 分)

(2 分)
? ? S2 ? ? ?S ? 30 ? j18.43 ? 2.87 ? j 4.56 ? 32.87 ? j 22.99(Mva) (1 分) S1
B 2.69 ? 10?4 线路首端功率损耗: ?QC1 ? ? U 12 ? ? ? 122.502 ? ?2.02( M var) 2 2

(2 分) 线路首端功率:
? ? j?QC1 ? 32.87 ? j 22.99 ? j 2.02 ? 32.87 ? j 20.97(Mva) S1 ? S1

(1 分)

2)电压: ?U ? (2)线路始端电压及功率,电压相量图。

? X 30 ? 27 ? 18.43? 42.9 P2?R ? Q2 ? ? 14.82( Kv) (2 分) U2 108

?U ?

? R 30 ? 42.9 ? 18.43? 27 P2? X ? Q2 ? ? 7.31( Kv) (2 分) U2 108

? ? U ? ?U ? j?U ? 108? 14.28 ? j 7.31 ? 122.28 ? j7.31( Kv) U 1 2
U 1 ? (U 2 ? ?U ) 2 ? (?U ) 2 ? (108 ? 14.28) 2 ? 7.312 ? 122 .50( Kv )

(2 分) (1 分)

? ? tg ?1

?U
U 2 ? ?U

? tg ?1

7.31 ? 3.420 (1 分) 108? 14.28

电压相量图: (3 分)

计算图: (2 分) 1)功率:

3


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