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1、华北电力大学 2014 年硕士研究生入学考试初试试题考试科目：811 电力系统分析基础一、 判断题（15 分）1. 电力系统是指所有电源、电网、负荷及储能设备的总和（）2. 电力系统总装机容量是指该系统实际安装的发电机组额定有功功率总和（ ）3. 有备用接线系统的供电可靠性高于无备用接线系统（ ）4. 对于电压在 110kV 及以上的电网，由于电压较高，因此采用中性点不接地方式（ ）5. 中性点不接地系统当发生单相接地后，线电压仍三相对称（ ）6. 超导输电引起损耗低，输送容量大，是未来电力输送的发展方向（ ）7. 同杆架设的双回输电线路的互感可以忽略不计，不影响线路的正常参数（ ）8. 线路
2、的电导主要是由绝缘子的泄漏电抗和导线换位决定的（ ）9. 输电线路的末端电压有时会高于始端（ ）10. 电力系统的功率平衡主要是靠储能系统实现的（ ）11. 电力系统的电压水平主要决定于系统的频率特性（ ）12. 当系统无功功率不足时，应考虑改变变压器分接头调压（ ）13. 电力系统短路故障发生几率最大的是相间短路（ ）14. 电力系统发生短路相当于改变了电网的结构，必定会引起系统中功率分布的变化（ ）15. 无限大功率电源可以看做是由多个有限功率电压并联组成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定（ ）二、 不定项选择题（20 分）16. 我国目前最高的交流系统电压等级为（C ）A. 500kV
3、 B. 750kV C. 1000kV D. 1150kV17. 对电力系统运行的基本要求包括（ABC ）A. 保证可靠持续的供电 B. 保证良好的电能质量 C. 努力提高电力系统运行的经济性 D. 提高系统电压等级18. 与有备用接线比起来，无备用接线的特点是（ BC ）A. 可靠性高 B. 经济 C. 简单 D. 电能质量好19. 在同一电压等级中，各种电器设备的额定电压（D ）A. 相互独立 B. 完全相同 C. 完全不相同 D. 不完全相同20. 假定选取系统容量基准值为 100MW，电压基准值为 500kV，那么标幺值为 1p.u 的电阻（B）欧姆A. 500 B. 250 C. 0
4、.02 D. 0.00221. 在电力系统中最多的节点类型是（A ）A. PQ 节点 B. PV 节点 C. 平衡节点 D. 参考节点22. 一台额定功率为 50MW 的发电机带一个 40MW 负荷运转，发电机的调差系数为 4%，负荷的单位调节功率为 1.5MW/HZ，那么系统的单位调节功率为（C）MW/HZ。A. 32.75 B. 29.75 C. 26.5 D. 23.523. 电力系统的无功电源，除了发电机之外，还有（ABCD）A. 串联电容器 B. 并联电容器 C. SVC D. STATCOM24. 影响变压器零序电抗参数的主要因素有（ABCD）A. 绕组连接方式 B. 中性点接地方
5、式 C. 铁芯结构 D. 外电路连接方式25. 架空输电线路的避雷线对其零序阻抗的影响是（B ）A. 增大线路的零序阻抗 B. 减小线路的零序阻抗 C. 无影响 D. 不确定三、 简答和简单计算题（35 分）26. （7 分）试比较潮流计算中的牛顿拉夫逊法和 PQ 分解法的差别及其联系。答：（1） 数学方法：牛-拉法有直角坐标和极坐标两种形式；PQ 分解法只有极坐标形式且是在考虑： 输电网中电压相角只与有功有关，电压幅值只与无功有关； 线1 2路两端电压相角改变量很小（ ） ，节点注入无功（ ）化简0iji2iBUQ后得到。（2） 计算速度与内存：牛-拉法在每一次迭代后都要重新形成雅克比矩阵并
6、对其求逆；PQ 分解法的雅克比矩阵为固定矩阵，每次迭代后不需要重新计算，因此计算速度快，所需要的内存也较小。（3） 适用范围：牛-拉法的适用范围较广； PQ 分解法由于考虑了 R 列写电压电流方程： )1(UZk1IIUI,UZIk1 2211212121 、表 示、用推导 型等值电路标准形式，如下：12U1I1U2I2y1 2y1 0y2 0I1 0I2 0I1 2I2 1根据标准形式的电压电流方程，如下：)2(Uy(yI)(y)U(yII 12012012120212011 式（2）与式（1）对应，可得： 94.17j35.)0.j4.(0.1kZy 2.0.169.j5.)j0.(4.k
7、1y120 2221修改节点导纳矩阵： 52.j7.10j)72.j05.()94.17j35.(byYj.1 .j3.6.j.202102 其余矩阵元素不改变，则新生成的节点导纳矩阵 Y 如下： 59.6j4.06.j4.005179.3j2. 9.3j2.57194.j35.1.j.29. （10 分）计算系统的三相短路电流的非周期分量及冲击电路。已知断路器 CB 的断路容量为 25000MVA。GG SC BTL Sd( 3 )3 0 M Wc o s = 0 . 8xd = 1 . 04 0 M W1 0 . 5 / 1 2 1Uk( % ) = 1 18 0 k mx1= 0 . 4
8、 / k m答：将发电机，变压器，线路和系统 S 的参数标幺化：取 SB=40MVA，U B=Uav则 1.04.x,067.18/340.1cos/PxTGd 9.584.S22avBL当 CB 断路器右侧短路时， 016.425U3/S1IxavBCkS 画出系统等值电路图，如下： G Sj 1 . 0 6 7j 0 . 0 9 7j 0 . 0 0 1 6j 0 . 1 1)3(dkI由上图可计算出： 01.)6.097.j/()1.j067.j(I)3dk 将标幺值转化为实际值： )kA(2.5341.U3SIavB)(dk)3(DK取冲击系数 KM=1.8，则冲击电流为： )(98.
9、Ii)(DKM四、 计算题（80 分）30. （20 分）长度为 200km 的单回输电线路，已知线路末端负荷 和末端电压 ；2S2U如图所示，线路参数为：r 1=0.15 /km，x 1=0.45 /km，b 1= S/km。605.试求线路始端电压 和始端功率 。U1S1 kV210U1S MAS1答：本题为已知末端电压与末端功率，求始端电压与始端功率，采用从后向前推的方法，计算过程如下：（1） 画出线路 型等值电路图：12U1U2S1S2S1S2 S2 S1 U + U SZR + j X2Bj Bj)S(025.j,)(90j245.0jX),(32015.R （2） 求功率损耗：)M
10、VA(jS20U)MVA(025.1j205.j)2Bj(2* 97.8.1S2 )(5.29j.)0j3(205.)jXR(UQP22Z )MVA(.38j.1).9j8.()97.j10(SZ21 此时需要先计算电压降落，并计算出 U1，由此来计算出节点 1 侧导纳的损耗。（3） 求电压降落： )kV(15.0210397.8URQXP9.2.*2*2 )kV(25.14.3615.0j9.2.j).(j)(1 （4） 继续求功率损耗与始端功率： )MVA(56.248.197.3j)52.8j.19(Sj60)2Bj(1 2* 31. （20 分）A、B 两系统并列运行，当 A 系统负荷
11、增大 500MW 时，B 系统向 A 系统输送的交换功率为 300MW，如果这时将联络线切除，则切除后 A 系统频率为49Hz，B 系统频率为 50Hz，求：（1） （10 分）A、B 两系统的单位调节功率 KA、K B（2） （10 分）之后 B 系统负荷增大 800MW，求联合系统的频率变化量与联络线功率流动A B PA B= 3 0 0 M W答：（1）两系统目前的状态为 B 系统向 A 系统输送 300MW 的功率，因此对此状态下的两系统分别列写方程： Hz83.49f/MW750K0P,;0PPK53K)f()f(490P BAAGLAGALA BBB 0AA 发 电 机 增 发负
12、荷 增 加（1） 此时为联合系统，两系统为统一的频率，因此需要作为整体统一考虑。B 系统负荷增大时，系统频率的变化量为:，因此系统频率变化量为 -0.64Hz)Hz(64.0578KfBAL此时对 B 系统来说 ，即 B 系统增加)MW(480).(7fPB480MW 功率，因此，此时联络线的功率 ，方向为从 A13PAB系统输送到 B 系统。32. （20 分）35kV 系统的等值电路图如图所示， QL1=100MVar，Q L2=30MVar，Q L3=60MVar。各段线路电阻如图所示，设无功功率补偿设备总量为 45MVar，试在不计无功功率网损的前提下，确定这些无功功率电源的最优分布。
13、答：计算由于无功功率流动产生的有功网损表达式为： )Q60(3)0(2)Q10(35UP 23C2C1C2 23L2L21L2N 由等网损微增率，有： ）（ MVar45QPP )Q60(5P),(54),(3C21C 3C23C222C121C计算得： )MVar(1370Q),ar(105),(10C2C因此，Q C2 不能提供无功补偿，因此 QC2=0；对 QC1 与 QC3 列写等网损微增率： Var25.317MVar45PC3C1）（33. （20 分）某 110kV 系统网络图如下，当 k 点发生 BC 两相接地短路故障时（1） （10 分）求短路瞬间短路电流周期分量初值；（2）
14、 （5 分）求变压器 T2 中性点的电压值；（3） （5 分）求变压器 T3 中性线上的电流值；答：首先将系统参数标幺化：取 kV15U,MVA15SavBB 105.2.0S%UX,2.0.SXBTk)2(T)1(G1)2()1(G 135.,45.15.U)(L)0(22avB1)2(L)1( （1） 为求短路电流周期分量初值，需要画出序网图，如下：GU ( 1 )j 0 . 1 2 5j 0 . 0 4 5j 0 . 1 0 5 )2(dkIGj 0 . 1 2 5 j 0 . 1 0 5j 0 . 1 0 5正序网： 0.6315./04.)15.2.0(/1 XX)(T)(L(T)(G)( U ( 2 )j 0 . 1 2 5j 0 . 0 4 5j 0 . 1 0 5 )2(dkIj 0 . 1 2 5 j 0 . 1 0 5j 0 . 1 0 5负序网： 0.6315./04.)15.2.0(/1 XX)2(T)2(L2(T(G)2( U ( 0 )j 0 . 1 3 5j 0 . 1 0 5 )1,(dkIj 0 . 1 0 5零序网： 073.15.j/)3.j15.j(X/)(X)03T0(L)01T)0 .0j7.6.j.jjUI)0()2()1(f)1(fa 54.
