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華北電力大學(xué)2014年碩士研究生入學(xué)考試初試試題 考試科目：811電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ) 一、 判斷題（15分） 1. 電力系統(tǒng)是指所有電源、電網(wǎng)、負(fù)荷及儲能設(shè)備的總和（） 2. 電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量是指該系統(tǒng)實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率總和（√ ） 3. 有備用接線系統(tǒng)的供電可靠性高于無備用接線系統(tǒng)（√ ） 4. 對于電壓在110kV及以上的電網(wǎng)，由于電壓較高，因此采用中性點(diǎn)不接地方式（ ） 5. 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生單相接地后，線電壓仍三相對稱（√ ） 6. 超導(dǎo)輸電引起損耗低，輸送容量大，是未來電力輸送的發(fā)展方向（ ） 7. 同桿架設(shè)的雙回輸電線路的互感可以忽略不計，不影響線路的正常參數(shù)（√ ） 8. 線路的電導(dǎo)主要是由絕緣子的泄漏電抗和導(dǎo)線換位決定的（ ） 9. 輸電線路的末端電壓有時會高于始端（√ ） 10. 電力系統(tǒng)的功率平衡主要是靠儲能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的（ ） 11. 電力系統(tǒng)的電壓水平主要決定于系統(tǒng)的頻率特性（ ） 12. 當(dāng)系統(tǒng)無功功率不足時，應(yīng)考慮改變變壓器分接頭調(diào)壓（ ） 13. 電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生幾率最大的是相間短路（ ） 14. 電力系統(tǒng)發(fā)生短路相當(dāng)于改變了電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，必定會引起系統(tǒng)中功率分布的變化（√ ） 15. 無限大功率電源可以看做是由多個有限功率電壓并聯(lián)組成，因而其內(nèi)阻抗為零，電源電壓保持恒定（√ ） 二、 不定項(xiàng)選擇題（20分） 16. 我國目前最高的交流系統(tǒng)電壓等級為（C ） A. 500kV B. 750kV C. 1000kV D. 1150kV 17. 對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求包括（ABC ） A. 保證可靠持續(xù)的供電 B. 保證良好的電能質(zhì)量 C. 努力提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 D. 提高系統(tǒng)電壓等級 18. 與有備用接線比起來，無備用接線的特點(diǎn)是（ BC ） A. 可靠性高 B. 經(jīng)濟(jì) C. 簡單 D. 電能質(zhì)量好 19. 在同一電壓等級中，各種電器設(shè)備的額定電壓（D ） A. 相互獨(dú)立 B. 完全相同 C. 完全不相同 D. 不完全相同 20. 假定選取系統(tǒng)容量基準(zhǔn)值為100MW，電壓基準(zhǔn)值為500kV，那么標(biāo)幺值為1p.u的電阻（B）歐姆 A. 500 B. 250 C. 0.02 D. 0.002 21. 在電力系統(tǒng)中最多的節(jié)點(diǎn)類型是（A ） A. PQ節(jié)點(diǎn) B. PV節(jié)點(diǎn) C. 平衡節(jié)點(diǎn) D. 參考節(jié)點(diǎn) 22. 一臺額定功率為50MW的發(fā)電機(jī)帶一個40MW負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為4%，負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率為1.5MW/HZ，那么系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為（C）MW/HZ。 A. 32.75 B. 29.75 C. 26.5 D. 23.5 23. 電力系統(tǒng)的無功電源，除了發(fā)電機(jī)之外，還有（ABCD） A. 串聯(lián)電容器 B. 并聯(lián)電容器 C. SVC D. STATCOM 24. 影響變壓器零序電抗參數(shù)的主要因素有（ABCD） A. 繞組連接方式 B. 中性點(diǎn)接地方式 C. 鐵芯結(jié)構(gòu) D. 外電路連接方式 25. 架空輸電線路的避雷線對其零序阻抗的影響是（B ） A. 增大線路的零序阻抗 B. 減小線路的零序阻抗 C. 無影響 D. 不確定 三、 簡答和簡單計算題（35分） 26. （7分）試比較潮流計算中的牛頓拉夫遜法和PQ分解法的差別及其聯(lián)系。 答： （1） 數(shù)學(xué)方法：牛-拉法有直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)兩種形式；PQ分解法只有極坐標(biāo)形式且是在考慮：輸電網(wǎng)中電壓相角只與有功有關(guān)，電壓幅值只與無功有關(guān)；線路兩端電壓相角改變量很?。ǎ?jié)點(diǎn)注入無功（）化簡后得到。 （2） 計算速度與內(nèi)存：牛-拉法在每一次迭代后都要重新形成雅克比矩陣并對其求逆；PQ分解法的雅克比矩陣為固定矩陣，每次迭代后不需要重新計算，因此計算速度快，所需要的內(nèi)存也較小。 （3） 適用范圍：牛-拉法的適用范圍較廣；PQ分解法由于考慮了R< 列寫電壓電流方程： <2> 推導(dǎo)Π型等值電路標(biāo)準(zhǔn)形式，如下： 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)形式的電壓電流方程，如下： 式（2）與式（1）對應(yīng)，可得： 修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣： 其余矩陣元素不改變，則新生成的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y如下： 29. （10分）計算系統(tǒng)的三相短路電流的非周期分量及沖擊電路。已知斷路器CB的斷路容量為25000MVA。 答： 將發(fā)電機(jī)，變壓器，線路和系統(tǒng)S的參數(shù)標(biāo)幺化： 取SB=40MVA，UB=Uav 則 當(dāng)CB斷路器右側(cè)短路時， 畫出系統(tǒng)等值電路圖，如下： 由上圖可計算出： 將標(biāo)幺值轉(zhuǎn)化為實(shí)際值： 取沖擊系數(shù)KM=1.8，則沖擊電流為： 四、 計算題（80分） 30. （20分）長度為200km的單回輸電線路，已知線路末端負(fù)荷和末端電壓；如圖所示，線路參數(shù)為：r1=0.15 Ω/km，x1=0.45 Ω/km，b1=S/km。試求線路始端電壓和始端功率。 答：本題為已知末端電壓與末端功率，求始端電壓與始端功率，采用從后向前推的方法，計算過程如下： （1） 畫出線路Π型等值電路圖： （2） 求功率損耗： 此時需要先計算電壓降落，并計算出U1，由此來計算出節(jié)點(diǎn)1側(cè)導(dǎo)納的損耗。 （3） 求電壓降落： （4） 繼續(xù)求功率損耗與始端功率： 31. （20分）A、B兩系統(tǒng)并列運(yùn)行，當(dāng)A系統(tǒng)負(fù)荷增大500MW時，B系統(tǒng)向A系統(tǒng)輸送的交換功率為300MW，如果這時將聯(lián)絡(luò)線切除，則切除后A系統(tǒng)頻率為49Hz，B系統(tǒng)頻率為50Hz，求： （1）（10分）A、B兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率KA、KB （2）（10分）之后B系統(tǒng)負(fù)荷增大800MW，求聯(lián)合系統(tǒng)的頻率變化量與聯(lián)絡(luò)線功率流動 答： （1）兩系統(tǒng)目前的狀態(tài)為B系統(tǒng)向A系統(tǒng)輸送300MW的功率，因此對此狀態(tài)下的兩系統(tǒng)分別列寫方程： （1） 此時為聯(lián)合系統(tǒng)，兩系統(tǒng)為統(tǒng)一的頻率，因此需要作為整體統(tǒng)一考慮。B系統(tǒng)負(fù)荷增大時，系統(tǒng)頻率的變化量為: ，因此系統(tǒng)頻率變化量為-0.64Hz 此時對B系統(tǒng)來說，即B系統(tǒng)增加480MW功率，因此，此時聯(lián)絡(luò)線的功率，方向?yàn)閺腁系統(tǒng)輸送到B系統(tǒng)。 32. （20分）35kV系統(tǒng)的等值電路圖如圖所示， QL1=100MVar，QL2=30MVar，QL3=60MVar。各段線路電阻如圖所示，設(shè)無功功率補(bǔ)償設(shè)備總量為45MVar，試在不計無功功率網(wǎng)損的前提下，確定這些無功功率電源的最優(yōu)分布。 答：計算由于無功功率流動產(chǎn)生的有功網(wǎng)損表達(dá)式為： 由等網(wǎng)損微增率，有： 計算得： 因此，QC2不能提供無功補(bǔ)償，因此QC2=0；對QC1與QC3列寫等網(wǎng)損微增率： 33. （20分）某110kV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生BC兩相接地短路故障時 （1）（10分）求短路瞬間短路電流周期分量初值； （2）（5分）求變壓器T2中性點(diǎn)的電壓值； （3）（5分）求變壓器T3中性線上的電流值； 答： 首先將系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)幺化： 取 （1） 為求短路電流周期分量初值，需要畫出序網(wǎng)圖，如下： 正序網(wǎng)： 負(fù)序網(wǎng)： 零序網(wǎng)： （2） 變壓器T2中性點(diǎn)三相對稱，因此正序、負(fù)序電壓為0，只有零序電壓；因此在零序網(wǎng)中求得： （3） 由于中性線上只流過零序電流，因此在零序網(wǎng)中求得：