西南交大網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院《電力系統(tǒng)分析》第1、2、3、4、5次作業(yè)

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1、 電力系統(tǒng)分析第 1 次作業(yè) 一、主觀題 (共 8 道小題 ) (主觀題請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成 績。在線只需提交客觀題答案。 ) 1. 電能質(zhì)量最主要的兩個指標(biāo)是什么？答：電壓和頻率 2. 簡述電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)的聯(lián)系與區(qū)別 答：電力線路和變壓器組成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)；電力網(wǎng) +發(fā)電機 +負荷=電力系統(tǒng)；電力系統(tǒng) +動力部分 =動力系統(tǒng)。 3. 電力系統(tǒng)運行的特點和要求分別是什么？ 答： 特點（ 1）電能不能大量存儲：電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配 和使用必須同時進行；（2）過渡過程十分短

2、暫： 要求自動化控制程度高；（3）對社會生活、政治和國民經(jīng)濟影響巨大。要求， （ 1）保證安全可靠持續(xù)供電，（2）保證必要的電能質(zhì)量；（3）保證電力系統(tǒng)運行 的經(jīng)濟性。 4. 我國的電壓等級有哪些？簡述對用電設(shè)備、 發(fā)電及和變壓器額定電壓的規(guī)定。 答 ： 有 3kV, 6kV, 10kV, 35kV, （ 60kV ）， 110kV, （ 154kV ）， 220kV, 330kV, 500kV 等電壓等級。用電設(shè)備額定電壓與電力系統(tǒng)額定電壓相同?？紤]電網(wǎng)中有電壓損耗， 為了盡量使用電設(shè)備在額定電壓下工作，發(fā)電機比電力系統(tǒng)額定電壓高 5%。變壓器一次側(cè)相當(dāng)于用電設(shè)備，規(guī)

3、定其額定電壓與電力系統(tǒng)額定電壓相同， 二次側(cè)相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備，考慮到變壓器漏阻抗很大， 其額定電壓一般比電力系統(tǒng)額定電壓高 10% 。 5. 電力系統(tǒng)中性點接地方式有哪些？各有什么特點？ 答：（1）小電流接地方式： 單相短路接地時故障相對地電壓降為零；非故障相對地電壓升高為線電壓， 三相之間的線電壓仍然對稱， 用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運行， 但允許繼續(xù)運行的時間不能超過 2h。 （ 2）大電流接地方式：發(fā)生單相接地故障即引起斷路器跳閘，中斷 供電；因此，供電可靠性不如小電路接地方式。 發(fā)生單相接地故障時，非故障相對地電壓仍為相電壓，電氣設(shè)備的絕緣水平

4、只相電壓考慮，可以降低工程造價。 6. 電力系統(tǒng)的構(gòu)成 ? 答：由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。 7. 當(dāng)變壓器帶有一定負荷時， 在其中要產(chǎn)生哪些功率損耗？空載時有無損耗？為什么？ 答：有功功率損耗和無功功率損耗?？蛰d時有損耗，因為空載時變壓器勵磁支路仍消耗有功功率和無功功率。 8. 標(biāo)出圖 1 所示系統(tǒng)各設(shè)備的額定電壓。 G 10.5kV T1: 10

5、.5/121kV T4: 10kV/420V M ：6kV  T2: 110/38.5/11kV  T3: 35/6.6kV  ： 電力系統(tǒng)分析第  2 次作業(yè) (計完成題目數(shù)  ) 一、主觀題 (共 6 道小題 ) (主觀題請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交

6、學(xué)習(xí)中心，記錄成 績。在線只需提交客觀題答案。 ) 1. 電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)中，有名制和標(biāo)么制分別表示什么含義？ 答：有名制：系統(tǒng)所有參數(shù)和變量都以有名單位表示。 標(biāo)幺制：系統(tǒng)所有參數(shù)和變量都以與它們同名基準(zhǔn)值相對的標(biāo)幺值表示， 因此沒 有單位。 2. 采用標(biāo)么值計算有什么優(yōu)點？ 答：（1）易于比較各元件的特性與參數(shù)； （2）方便評估電壓質(zhì)量，判斷計算的正確性；（3）能夠簡化計算公式 3. 什么是傳播常數(shù)、 衰減常數(shù)、相位常數(shù)、波阻抗、波長、相位速度？ 答：傳播常數(shù) ，其中， 為衰減常數(shù)， 為相位常數(shù)，波阻

7、抗為 ，波長為 km，速度與光速相同 4. 什么是自然功率？當(dāng)遠距離交流輸電線路輸送自然功率時， 會有什么有趣的現(xiàn)象？ 答：自然功率為忽略電力線路電阻和對地電導(dǎo)時， 末端接阻抗大小等 于波阻抗 時電力線路傳輸?shù)墓β省? 當(dāng)遠距離交流輸電線路輸送自然功率時，有以下特點： （1）電 力線路各點電壓和電流同相位； （ 2）電力線路各點電壓大小相等，電力線路各點電流大小相等。 5. 一臺向 10kV 網(wǎng)絡(luò)供電的 SFL1-31500/110 型降壓變壓器， 其技術(shù)參數(shù)為：電壓 110kV/11kV ，Ps=180kW ，P0=31 kW ，Us%=10.5

8、% ， I0%=0.8 。試計算歸算到高壓側(cè)的參數(shù)。 6. 輸電線路單位長電阻 r1=0.03 Ω/km ，正序電抗 x1=0.4 Ω/km ，正序電納 b1=2.84 10-6S/km ，線路長度為 300km ，試計算電路參數(shù)。解： 電力系統(tǒng)分析第 3 次作業(yè) (計完成題目數(shù) ) 一、主觀題 (共 5 道小題 ) (主觀題請按照題目，離線完成，完成后紙

9、質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成 績。在線只需提交客觀題答案。 ) 1. 什么是電力系統(tǒng)潮流計算？電力系統(tǒng)潮流計算的目的是什么？ 答：求解電力系統(tǒng)中（各節(jié)點）電壓、（各支路的有功、無功）功 率的穩(wěn)態(tài)分布的計算即為潮流計算。 目的：服務(wù)于電力系統(tǒng)的運行與規(guī)劃設(shè)計；分析和評價電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性。 2. 試分別說明電壓損耗和電壓降落的概念。 答：電壓損耗是兩節(jié)點的電壓大小之差。 電壓降落是兩節(jié)點的電壓相量之差。兩者概念不同 3. 電力線路阻抗中的功率損耗表達式是什么？電力線路始、 末端的電容功率表達式是什么？上述表達式均是以單相形式推導(dǎo)的， 是否適合

10、 于三相形式？為什么？ 答：電力線路阻抗中的功率損耗 MVA 電力線路始、末端的電容功率 MVA 適合于三相形式，只需功率代入三相功率，電壓代入線電壓。這是因 為 4. 電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達式是什么？其電壓降落的計算公式是以相電壓推導(dǎo)的，是否適合于線電壓？為什么？ 答：電壓降落的縱分量 橫分量 計算公式適合于線電壓，這是因為 5. 有一回電壓等級為

11、 110kV ，長為 100km 的輸電線路，電阻 r1=0.21 Ω/km ，電抗 x1=0.415 Ω/km ，電納 b1=2.84 10-6S/km ，末端接一臺容量為 31.5MVA 的降壓變壓器， 變比為 110/11kV 。如圖 2 所示。變壓器參數(shù)為 Pk ＝190kW ，Uk%=10.5 ，P0 ＝31.05kW ，I0％＝ 0.7。當(dāng) A 點實際電壓為 115kV 時，求 A、C 二點間的電壓損耗及 B 點和 C 點的實際電壓。 解：（ 1）求等值電路

12、 (2)計算 C 點電壓 設(shè)節(jié)點 B、C 為額定電壓，則 ZT 的功率損耗為 所以有 C 點實際電壓為 電力系統(tǒng)分析第 4 次作業(yè) (計完成題目數(shù) )

13、 一、主觀題 (共 7 道小題 ) (主觀題請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成 績。在線只需提交客觀題答案。 ) 1. 什么是短路故障？不對稱故障有哪些種類？ 答：短路故障：電力系統(tǒng)中正常運行情況以外的相與相之間或相與地 之間發(fā)生通路的情況。不對稱故障有兩相接地短路、單相接地短路、 兩相短路 3 種 2. 短路故障的原因是什么？ 答：（1）雷擊等各種形式的過電壓以及絕緣材料的自然老化， 或遭受機械損傷，致使載流導(dǎo)體的絕緣被損壞； （2）不可預(yù)計的自然損壞，例如架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€履冰引起電桿倒塌等， 或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體等

14、；（3）自然的污穢加重降低絕緣能力； （4）運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作， 例如線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等。 3. 短路故障的后果是什么？ 答：（1）短路將產(chǎn)生從電源到短路故障點巨大的短路電流， 可達正常負荷電流的幾倍到幾十倍。 短路電流在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動力，將導(dǎo)致導(dǎo)體變形、 扭曲或損壞。短路電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱 量而使其溫度急劇上升，將導(dǎo)致設(shè)備因發(fā)熱而損壞。 （2）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降。 系統(tǒng)中異步電動機將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)。 （3）短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化。導(dǎo)致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系

15、統(tǒng)穩(wěn)定性 （4）不對稱短路電流產(chǎn)生不平衡交變磁場。對周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 4. 短路計算的目的是什么？ 答：（1）為選擇和校驗各種電氣設(shè)備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)； （2）為設(shè)計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)； （3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。 5. 什么情況下可認為系統(tǒng)為無限大功率系統(tǒng)？它的特點是什么？ 答：當(dāng)電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的10% 時，就可以近似認 為此電源為無限大功率電源。 無限大功率電源的內(nèi)阻抗為零， 端電壓保持恒定。 6

16、. 系統(tǒng)如圖所示。 d 點發(fā)生三相短路，變壓器 T2 空載。求：（1）求用標(biāo)幺值表示的等值網(wǎng)絡(luò)； （2）短路處起始次暫態(tài)電流和短路容量；（3）計算短路沖擊電流；（4）若電源容量為無限大，試計算短路沖擊電流。 解：（ 1）用標(biāo)幺值表示的等值網(wǎng)絡(luò)（取 ，用平均額定電 壓進行計算），把以自身容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值化為以全網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一容量基準(zhǔn)的標(biāo)么值

17、 回路總電抗為 （2）起始次暫態(tài)電流 有名值為 短路容量為 （3）短路沖擊電流，取 （4）若電源容量為無限大，則 有名值為 7. 進行不對稱故障分析

18、的步驟是什么？ 答：（1）根據(jù)短路類型列寫邊界條件方程； （ 2）將邊界條件方程中各相分量用相應(yīng)的序分量代替，并簡化； （ 3）根據(jù)簡化后的邊界條件方程組成復(fù)合序網(wǎng)； （ 4）根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)求解電壓電流的各序分量； （ 5）：將電壓電流的各序分量進行合成即可得到電壓電流的各相分量。 本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第 5 次作業(yè)，注釋如下：一、單項選擇題 (只有一個選項正確，共 20 道小題 ) 1. 構(gòu)成電力網(wǎng)的主要設(shè)備有（ ） (A) 變壓器，用戶 (B) 變壓器，電力線路 (C) 電纜，架空線 (D) 電阻，電容 你選擇的答

19、案： [正確 ] 正確答案： B 解答參考： 2. 電力系統(tǒng)中一級負荷、二級負荷和三級負荷的劃分依據(jù)是用戶對供電的（ ） (A) 可靠性要求 (B) 經(jīng)濟性要求 (C) 靈活性要求 (D) 優(yōu)質(zhì)性要求 你選擇的答案： [正確 ] 正確答案： A 解答參考： 3. 電力系統(tǒng)分析中，視在功率的單位常采用（ ） (A) MW (B) MVar (C) MVA (D) Var 你選擇的答案： C [ 正確 ] 正確答案： C 解答參考： 4. 在電力系統(tǒng)的有名制中，

20、電壓、電流、功率的關(guān)系表達式為（ ） 你選擇的答案： [正確 ] 正確答案： A 解答參考： 5. 有備用電源接線方式的優(yōu)缺點是 ( ) (A) 可靠性高、電壓高 (B) 可靠性高、造價高 (C) 供電可靠性和電壓質(zhì)量高、造價高、調(diào)度復(fù)雜 (D) 供電可靠性高、調(diào)度方便、造價高你選擇的答案： [正確 ] 正確答案： B 解答參考： 6. 負荷的峰谷差是指日負荷曲線的 ( )。 (A) 最大負荷值 (B) 最大負荷與平均負荷之差 (C)

21、 最大負荷與最小負荷之差 (D) 平均負荷與最小負荷之差你選擇的答案： [正確 ] 正確答案： C 解答參考： 7. 一臺將 220kV 電壓降為 35kV 的降壓變壓器連接兩個網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè) 均與線路相連，這臺變壓器的額定變比為（ ） (A) 不接地 (B) 直接接地 (C) 經(jīng)電抗接地 (D) 經(jīng)電阻接地 你選擇的答案： B [ 正確 ] 正確答案： B 解答參考： 8. 中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相金屬性接地故障，中性點對地電位升 高為（）

22、 你選擇的答案： B [ 正確 ] 正確答案： B 解答參考： 9. 電力線路中，電納參數(shù) B 主要反映電流流過線路產(chǎn)生的 （ ） (A) 熱效應(yīng) (B) 電場效應(yīng) (C) 磁場效應(yīng) (D) 電暈損耗 你選擇的答案： A [ 正確 ] 正確答案： A 解答參考： 10. 采用分裂導(dǎo)線，與相同截面的普通架空三相輸電線相比，可使其線路對地電容 ( )。 (A) 增大 (B) 減小 (C) 不變 (D) 無法確定 你選擇的答案： A [ 正確 ] 正確答案： A 解答參考：

23、 11. 輸電線路的額定電壓為 UN=110kV ，則它表示的是 ( ) 你選擇的答案： C [ 正確 ] 正確答案： C 解答參考： 12. 一般雙繞組變壓器的分接頭（ ） (A) 高、低壓側(cè)均沒有 (B) 位于低壓側(cè) (C) 高、低壓側(cè)均有 (D) 位于高壓側(cè) 你選擇的答案： D [ 正確 ] 正確答案： D 解答參考： 13. 一般三繞組變壓器的分接頭 ( ) (A) 只位于高壓側(cè) (B) 只位于中壓側(cè)

24、 (C) 只位于低壓側(cè) (D) 位于高、中壓側(cè) 你選擇的答案： B [ 正確 ] 正確答案： B 解答參考： 14. 若三繞組變壓器高中低三側(cè)容量比為 100/100/50 ，則變壓器高低側(cè)短路有功損耗的歸算公式為： Pk(1-3)=( ) 。( P′k(1-3) 為未歸算值 ) (A) 2 P′k(1-3) (B) 0.5 P′k(1-3) (C) 4 P′k(1-3) (D) 0.25 P′k(1-3) 你選擇的答案： C [ 正確 ] 正確答案： C 解答參考： 15. 一臺升壓

25、變壓器用作降壓變壓器后，其二次側(cè)電壓會（ ） (A) 升高 (B) 降低 (C) 不變 (D) 不一定 你選擇的答案： [正確 ] 正確答案： B 解答參考： 16. 減小輸電線路有功損耗可通過（ ）實現(xiàn) (A) 增大線路有功功率 (B) 增大線路無功功率 (C) 提高線路兩端電壓 (D) 增大輸電線路電阻 你選擇的答案： C [ 正確 ] 正確答案： C 解答參考： 17. 無功功率分點是指該節(jié)點無功功率 ( ) 。 (A) 注入為 0 (B) 由兩側(cè)線路流進該節(jié)點 (C) 由

26、該節(jié)點流向兩側(cè)線路 (D) 最大 你選擇的答案： B [ 正確 ] 正確答案： B 解答參考： 18. 系統(tǒng)中無功功率不足，會造成 ( )。 (A) 頻率上升 (B) 頻率下降 (C) 電壓上升 (D) 電壓下降 你選擇的答案： [前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 ] [ 正確 ] 正確答案： D 解答參考： 19. 電力網(wǎng)某條線路額定電壓為 UN=110KV ，則它表示的是 ( ) 你選擇的答案： C [ 正確 ] 正確答案： C 解答參考： 20. 線電壓是相電壓的（  ） 你選擇的答案： C [ 正確 ] 正確答案： C 解答參考：