2014年9月份考试电力系统稳态分析第三次作业

一、名词解释题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）

1. 三绕组变压器的最大短路损耗

2. 峰谷差

3. 电力系统

4. 变压器的主接头

5. 火力发电厂的煤耗率。

二、计算题（本大题共50分，共 5 小题，每小题 10 分）

1. 某降压变电所装有一台SF7-10000/110型变压器，变比110±5×2.5﹪/11kV，归算到高压侧的阻抗为ZT=7.14+j127.1Ω。该变电所的最大负荷为8+j6MVA，最小负荷为4.5+j3.5MVA。若在最大负荷和最小负荷时，变压器高压母线电压分别为105kV和112kV，低压母线允许电压偏移分别为+5﹪和0﹪，试选择变压器高压绕组的分接头（不计电压降落横分量和功率损耗）。

2. 某电力系统有4台额定功率为100MW，调差系数为4%的发电机组，在额定频率50Hz时，负荷为320MW，KL* =2.5。若此时负荷增加60MW。（1）若发电机组仅参加一次调频，系统频率为多少？（2）若有2台机组满载，2台机组可参加二次调频，要求系统频率不低于49.9Hz，二次调频机组应增发多少功率？ 

3. 若图所示的110kV环网的线路均为LGJ-95型导线，线路AB、AC和BC的总的充电功率分别为1.2826Mvar、0.962Mvar和0.962Mvar。试计算不计线路阻抗功率损耗的功率分布。

4. 有一台三绕组变压器的额定容量为20MVA，容量比为100/100/50，变比为110/38.5/10.5，试验数据为P0=60kW，I0%=2.4，Pkmax=200kW，Uk(1-2)%=10.5，Uk(1-3)%=17，Uk(2-3)%=6.5。试计算变压器的参数，画出等值电路。

5. 某简单电力网络在节点ij之间接入一台如图所示的变压器后Yii= -j10、Yij=j5和Yjj=-j15，变压器分接头在i侧，阻抗归算在j侧。若该变压器的变比改变为1.05:1，试计算节点i和节点j的自导纳，以及节点ij之间的互导纳。

三、问答题（本大题共30分，共 5 小题，每小题 6 分）

1. 电力系统的有功功率不平衡会对系统的频率产生什么影响？

2. 如何理解电力系统运行应满足的基本要求？

3. 火力发电厂有哪些运行特点？

4. 中性点直接接地系统和中性点不接地系统运行时各自有什么特点？

5. 按电力线路长度分类的等值电路各自有什么特点？

答案：

一、名词解释题（20分，共 5 题，每小题 4 分）

1. 

参：

答案：三绕组变压器的最大短路损耗是指两个100%绕组中流过额定电流，另一绕组空载时的短路损耗。 

解题方案：

考查三绕组变压器的最大短路损耗概念。

评分标准：

2. 

参：

峰谷差是指电力系统有功功率日负荷曲线上的最大值和最小值之差。

解题方案：

考查与电力系统负荷运行特性有关的概念。

评分标准：

3. 

参：

电力系统是由生产电能的发电机，变换、输送、分配电能的变压器、电力线路，消耗电能的电动机、电热电炉等用电设备，以及测量、保护、控制装置组成的统一整体。 

解题方案：

考查电力系统概念。

评分标准：

4. 

参：

变压器的主接头是指变压器的高压绕组或中压绕组可供选择的若干个接头中对应于额定电压的接头。

解题方案：

考查变压器的分接头概念。

评分标准：

5. 

参：

火力发电厂的煤耗率是指每生产1kW•h电能所消耗的标准煤重。

解题方案：

电力系统的经济指标之一。

评分标准：

二、计算题（50分，共 5 题，每小题 10 分）

1. 

参：

解题方案：

考查变压器分接头的选择。

评分标准：

2. 

参：

解题方案：

二次调频作用。

评分标准：

3. 

参：

解题方案：

考查按线路长度计算环形网络中的功率分布。

评分标准：

4. 

参：

解题方案：

考查三绕组变压器的参数计算和等值电路。

评分标准：

5. 

参：

解题方案：

考查按定义形成节点导纳矩阵。

评分标准：

三、问答题（30分，共 5 题，每小题 6 分）

1. 

参：

电力系统的频率与同步发电机的转速n有关，而后者决定于发电机电磁转矩和原动机机械转矩的平衡。当负荷增加使发电机电磁功率增加时，若原动机功率未及时增加则发电机组转速将下降，系统的频率就下降；当负荷减少使发电机电磁功率减小时，若原动机功率未及时减小则发电机组转速将上升，系统的频率就上升。可见，电力系统有功功率不平衡状况会影响频率质量。

解题方案：

从发电机组转速受电磁转矩和原动机机械转矩的平衡影响分析。

评分标准：

2. 

参：

对电力系统运行的基本要求是由电能生产、输送、消费的特点决定的。由于电能不能大量储存，这样生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体必然不可分割；加之电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切，因此电力系统运行必须保证可靠地持续供电。也正是由于利用电能的广泛性和电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速，使得保证良好的电能质量成为基本要求之一。电力系统是一个人工建造的系统，发电厂和变电站，输电线路的建造必然要考虑经济性和对自然环境的影响，同时维持电力系统运行也必然要考虑对一次能源的消耗以及变换、输送和分配过程中的能量损耗，因此电力系统运行必须保证系统运行的经济性，减少对自然环境的破坏和影响。

解题方案：

结合电能生产、输送、消费的特点理解电力系统运行应满足的基本要求。

评分标准：

3. 

参：

（1）为保证设备运行的稳定性和安全性，锅炉和汽轮机都有一个技术最小负荷，锅炉为额定负荷的25%～70%；汽轮机额定负荷的10%～15%。（2）锅炉和汽轮机的退出运行和再度投入或承担急剧变动负荷时会耗能、费时、易于损坏设备。（3）火电厂的锅炉和汽轮机可分为高温高压设备（效率高；灵活调节的范围窄）、中温中压设备（较高温高压设备效率低，灵活调节的范围宽）、低温低压设备（技术经济指标最差，应淘汰）。（4）热电厂是供热式火力发电厂，效率高。 

解题方案：

考查火力发电厂的运行特点。

评分标准：

4. 

参：

中性点直接接地系统中有一相接地时，中性点与接地点构成短路回路，接地相电流很大，为了防止损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相，因此供电可靠性低。此外，由于中性点直接接地，系统的动态电压升高不超过系统额定电压的80%，因此系统的绝缘水平要求低。 中性点不接地系统中有一相接地时，中性点与接地点不构成短路回路，接地相电流不大，不必切除接地相，因此供电可靠性高。此外，由于中性点不接地，非接地相的对地电压升高为正常运行时的相电压的 倍，因此系统的绝缘水平要高。 

解题方案：

可利用网络电路图和相量图进行分析。

评分标准：

5. 

参：

电力线路按长度可分为短线路、中长线路和长线路。无论哪种电力线路，都可以用Π形等值电路表示，各自的特点为：短线路的等值电路不计分布参数特性，忽略线路电纳；中长线路的等值电路不计分布参数特性，但不能忽略线路电纳；长线路的等值电路需计及分布参数特性，不能忽略线路电纳。 

解题方案：

从电力线路长度分析。

评分标准：