2025年電力系統(tǒng)分析經(jīng)典錯題模擬試卷（附答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個符合題意，請將正確選項的代表字母填在題后的括號內(nèi)）1.在電力系統(tǒng)分析中，通常將三相交流系統(tǒng)中的不對稱問題轉(zhuǎn)化為對稱問題進行分析，所采用的基本理論是（）。A.基爾霍夫定律B.網(wǎng)絡(luò)拓撲分析C.對稱分量法D.功率平衡方程2.一臺三相電力變壓器，其額定容量為S_N，額定電壓為U_1N/U_2N，額定電流為I_1N/I_2N。若忽略勵磁電流，其空載損耗（鐵耗）通常與（）成正比。A.額定電壓的平方B.額定電流的平方C.額定功率的平方D.端口電壓與電流的乘積3.在電力系統(tǒng)潮流計算中，用于判斷系統(tǒng)是否達到靜態(tài)穩(wěn)定性的主要依據(jù)是（）。A.發(fā)電機有功出力是否滿足負荷需求B.系統(tǒng)中有無潮流阻塞C.系統(tǒng)所有母線的電壓幅值和相角是否在允許范圍內(nèi)D.系統(tǒng)有功和無功功率是否均能平衡4.輸電線路發(fā)生三相短路時，短路點的短路電流（有效值）與系統(tǒng)基準功率和線路阻抗的比值稱為（）。A.系統(tǒng)短路容量B.短路阻抗C.短路電流標幺值D.系統(tǒng)額定電壓5.在采用牛頓-拉夫遜法進行潮流計算時，如果迭代過程不收斂，可能的原因之一是（）。A.潮流計算模型不準確B.節(jié)點導(dǎo)納矩陣出現(xiàn)對角元素為零或接近零的情況C.給定的目標函數(shù)梯度計算錯誤D.系統(tǒng)存在大量的無功電源6.電力系統(tǒng)中，衡量電能質(zhì)量的重要指標之一是電壓偏差，通常用（）來表示。A.電壓最大值與最小值之差B.電壓有效值與其標稱值之差C.電壓相角的變化范圍D.電壓頻率的波動范圍7.在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，小干擾穩(wěn)定性（或稱功角穩(wěn)定性）研究的是系統(tǒng)在微小擾動下，功角擺幅（δ）隨時間變化的（）。A.瞬態(tài)過程B.長期運行行為C.是否保持有界的振蕩D.最終穩(wěn)定在平衡點附近的能力8.對于輸電線路的分布參數(shù)模型，下列說法正確的是（）。A.只考慮線路的電阻和電感B.只考慮線路的電容和電導(dǎo)C.同時考慮線路的電阻、電感、電容和電導(dǎo)D.只適用于超高壓遠距離輸電線路9.在電力系統(tǒng)中，頻率的主要調(diào)節(jié)手段是（）。A.變壓器分接頭調(diào)節(jié)B.輸電線路潮流控制C.發(fā)電機組的頻率調(diào)節(jié)器（AVR）和調(diào)速器D.負荷的自動調(diào)節(jié)10.繼電保護裝置的基本要求之一是選擇性，這意味著（）。A.保護裝置應(yīng)在最靠近故障點的線路上動作B.保護裝置應(yīng)能在系統(tǒng)發(fā)生故障時立即動作C.保護裝置應(yīng)能在系統(tǒng)正常運行時可靠不動作D.保護裝置應(yīng)能承受系統(tǒng)內(nèi)部故障產(chǎn)生的最大短路電流二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上）1.電力系統(tǒng)分析中，常將網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜節(jié)點分為______節(jié)點和______節(jié)點兩種類型。2.在對稱分量法中，零序分量的電壓和電流在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中呈______連接方式。3.輸電線路的自然功率是指線路在______運行時，其送端和受端功率角相等的情況。4.短路電流中，______電流是指短路初期（周期分量達到最大值時）的電流有效值，它對電氣設(shè)備的動穩(wěn)定度影響最大。5.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析通常采用______法或______法。6.功率系統(tǒng)的有功功率平衡是保證系統(tǒng)______的基礎(chǔ)。7.電力系統(tǒng)運行時，各母線的電壓幅值和相角是______的，但各節(jié)點電壓的幅值和相角是______的。8.在潮流計算中，如果節(jié)點為PQ節(jié)點，則該節(jié)點的______和______是已知的。9.電力系統(tǒng)中，負荷通常被簡化為______模型或______模型。10.變壓器連接組別表示的是變壓器______側(cè)和______側(cè)電壓的相位關(guān)系。三、簡答題（每題5分，共15分。請簡要回答下列問題）1.簡述電力系統(tǒng)進行潮流計算的主要目的。2.簡述短路電流周期分量和非周期分量各自的特點。3.簡述提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本方法。四、計算題（每題10分，共30分。請列出詳細的計算步驟和結(jié)果）1.有一臺三相雙繞組變壓器，額定電壓為110kV/11kV，額定容量為100MVA，連接組別為YNd11。忽略勵磁支路，其短路阻抗標幺值Z_k%=10%，短路損耗P_kN=600kW。當該變壓器空載運行，一次側(cè)加額定電壓110kV時，求變壓器鐵耗和無載電流標幺值。（假設(shè)變壓器基準功率S_base=100MVA，基準電壓U_base1=110kV）2.電力系統(tǒng)某節(jié)點為PQ節(jié)點，已知該節(jié)點注入系統(tǒng)的有功功率P=100MW，無功功率Q=50MVar，節(jié)點電壓幅值U=1.0（標幺值），系統(tǒng)對該節(jié)點的等效電納為B=j0.1S（標幺值，S為基準功率）。試計算該節(jié)點的電壓相角δ以及流入節(jié)點的復(fù)功率S。3.電力系統(tǒng)簡化為一臺發(fā)電機通過一條輸電線路連接至無窮大系統(tǒng)。發(fā)電機額定功率P_N=100MW，額定電壓U_N=11kV，額定功率因數(shù)cosφ_N=0.8（滯后），發(fā)電機內(nèi)電抗X_g=0.1Ω，輸電線路為純電抗X_l=0.2Ω。無窮大系統(tǒng)母線電壓U=11kV（恒定）。試計算發(fā)電機發(fā)出的有功功率P=80MW時，系統(tǒng)的功率角δ是多少？（假設(shè)功角特性為P=P_N*sinδ）---試卷答案一、單項選擇題1.C2.A3.C4.C5.B6.B7.C8.C9.C10.A二、填空題1.負荷；發(fā)電2.串聯(lián)3.等功率因數(shù)4.峰值5.搖擺曲線；特征值6.頻率穩(wěn)定7.相等；不相等8.有功功率；無功功率9.阻性；感性10.高；低三、簡答題1.答：潮流計算的主要目的是確定電力系統(tǒng)中各母線（節(jié)點）的電壓幅值、相角以及各輸電線路上的功率分布，從而判斷系統(tǒng)運行的可行性（如電壓是否在允許范圍內(nèi)、功率是否平衡等），為系統(tǒng)規(guī)劃、運行控制和經(jīng)濟調(diào)度提供依據(jù)。2.答：短路電流周期分量特點：①是一個幅值恒定（或按正弦規(guī)律變化）的交流電流分量；②幅值取決于電源電壓和短路回路的總阻抗，離短路點越近，幅值越大；③隨著短路時間的增長，由于短路電流的衰減，其幅值會逐漸減?。ㄈ鏡-L電路中）。非周期分量特點：①是一個隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的直流電流分量；②幅值等于短路發(fā)生瞬間周期分量的瞬時值；③其存在使短路點的總電流在短路初期（沖擊電流時刻）達到最大值，對設(shè)備動穩(wěn)定度影響很大；④衰減快慢取決于短路回路的電阻R與電感L之比（時間常數(shù)τ=L/R），R越小，衰減越快。3.答：提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本方法主要有：①增加原動機的輸入功率，如采用快速勵磁系統(tǒng)；②減小線路電抗，如采用分裂導(dǎo)線、串聯(lián)補償；③提高系統(tǒng)電壓水平；④采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，限制發(fā)電機電壓和功率角的偏差；⑤改善系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如采用中間聯(lián)絡(luò)線等。四、計算題1.解：(1)計算基準電壓U_base2=U_base1*(110/11)=110*10=1100kV=1.1MV。(2)計算短路阻抗Z_k=Z_k%*(U_base1^2/S_base)=0.1*(110^2/100)=1.21Ω。(3)計算短路阻抗標幺值Z_k'=Z_k/(U_base1/√S_base)=1.21/(110/√100)=1.21/11=0.11。(4)鐵耗P_fe=P_kN*(S/S_N)=600*(S/100)kW?？蛰d時S=√(P_fe^2+Q_fe^2)，但鐵耗即空載損耗P_no=P_fe，且Q_fe≈P_fe/cosφ_fe(φ_fe很小)。為簡化，常直接取P_no=P_kN*(S/S_N)=600*(0/100)=0kW(若S=0)。但更準確的理解是鐵耗與負載率無關(guān)，為固定值。這里題目給的是額定短路損耗，空載時損耗很小，通常認為P_fe<<P_kN，可近似認為P_fe≈0。嚴格講，鐵耗P_fe=P_no=P_kN*(S/S_N)|_(S=0)=0kW。但計算空載電流標幺值更相關(guān)。(5)計算空載電流標幺值I_no'=√(P_no/(S_base*U_base1^2))。需先估算P_no?？蛰d損耗P_no通常遠小于額定短路損耗P_kN，可粗略估計為額定損耗的一小部分，或查閱資料得鐵耗系數(shù)。若無具體數(shù)據(jù)，假設(shè)P_no為P_kN的1-5%。假設(shè)P_no=10kW(僅為計算示例，實際需查變壓器參數(shù))。I_no'=√(10*10^3/(100*10^6*110^2*10^(-6)))=√(10/12100)=√(1/1210)≈1/34.8≈0.0287。結(jié)果：鐵耗P_fe≈0kW(理論上與負載無關(guān)，實際值很小)，空載電流標幺值I_no'≈0.029。2.解：(1)已知流入節(jié)點的復(fù)功率S=P+jQ=100+j50MVA。(2)節(jié)點電壓U=1.0∠δ，等效電納B=j0.1S。(3)根據(jù)節(jié)點方程U=(1/(B*S))*S=(1/(j0.1*S))*(100+j50)。(4)代入S=100MVA，U=(1/(j0.1*100*10^6))*(100*10^6+j50*10^6)=(1/j10^7)*(100+j50)=-j*(100+j50)*10^(-7)=(-j100-1)*10^(-7)=(-1-j100)*10^(-7)V。(5)電壓幅值|U|=√((-1)^2+(-100)^2)*10^(-7)=√(1+10000)*10^(-7)=√10001*10^(-7)≈100.005*10^(-7)V。題目給U=1.0，故按標幺值計算。(6)按標幺值：U=1.0∠δ，B=j0.1。節(jié)點方程為1∠δ=(1/(j0.1*1))*(100+j50)=(-j10)*(100+j50)=(-j1000+50)=50-j1000。(7)比較實部和虛部：cosδ=50/1.0=50，sinδ=-1000/1.0=-1000。此結(jié)果顯然不合理，說明計算或假設(shè)有誤。重新審視：復(fù)功率S=jQ/U*U=jQ*(1/U)=jQ*(1/(1∠δ))=jQ*∠(-δ)=jQ∠(-δ)。題目給S=100+j50，故Q=50，δ為負角。節(jié)點方程應(yīng)為U=(1/B)*S=(-j/0.1)*(100+j50)=(-j10)*(100+j50)=(-j1000+500)=500-j1000。(8)重新比較：實部cosδ=500/1.0=500，虛部sinδ=-1000/1.0=-1000。仍不合理。說明問題可能在設(shè)定或理解上。通常認為S=P+jQ，U=U∠δ，則P=Re(U*S*)，Q=Im(U*S*)。U=1∠δ，S*=100-j50。P=Re(1∠δ*(100-j50))=Re(100∠δ-j50∠δ)=100cosδ。Q=Im(1∠δ*(100-j50))=Im(100∠δ-j50∠δ)=-100sinδ。題目P=100,Q=50。100=100cosδ,cosδ=1。-50=-100sinδ,sinδ=0.5。矛盾。說明題目條件矛盾或理解有誤。若按P=100,Q=50，則cosδ=1,sinδ=0.5不可能?？赡茴}目意圖是P=50,Q=100？若P=50,Q=100。則cosδ=50/100=0.5,sinδ=100/100=1。δ=π/3rad(或60°)。(9)假設(shè)題目P=50,Q=100。則cosδ=0.5,sinδ=1。δ=π/3rad。(10)電壓相角δ=π/3rad。(11)計算復(fù)功率S=P+jQ=50+j100MVA。3.解：(1)系統(tǒng)簡化模型總阻抗Z_total=X_g+X_l=0.1+0.2=0.3Ω。(2)發(fā)電機額定復(fù)功率S_N=P_N+jQ_N=P_N+