電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)分析題庫一試卷(練習題庫)(2025年)附答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)標幺值計算中，若取基準容量S_B=100MVA，基準電壓U_B=110kV，則基準電流I_B為（）。A.0.525kAB.0.916kAC.1.212kAD.1.563kA2.變壓器分接頭調(diào)整主要影響電力系統(tǒng)的（）。A.有功分布B.頻率穩(wěn)定C.電壓水平D.短路電流大小3.電力系統(tǒng)無功平衡的關鍵在于（）。A.發(fā)電機有功出力B.負荷有功需求C.無功電源與無功負荷的平衡D.變壓器變比調(diào)整4.三相短路電流計算中，沖擊系數(shù)K_ch的取值范圍是（）。A.1.0~1.2B.1.2~1.4C.1.8~1.9D.2.0~2.25.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到（）擾動后恢復原運行狀態(tài)的能力。A.大干擾B.小干擾C.短路故障D.發(fā)電機跳閘6.派克變換的核心是將（）坐標系下的物理量轉(zhuǎn)換為（）坐標系下的物理量。A.靜止abc；旋轉(zhuǎn)dq0B.旋轉(zhuǎn)dq0；靜止abcC.同步旋轉(zhuǎn)；靜止D.靜止；異步旋轉(zhuǎn)7.電力線路的正序電抗與負序電抗的關系是（）。A.正序電抗大于負序電抗B.正序電抗等于負序電抗C.正序電抗小于負序電抗D.無固定關系8.電力系統(tǒng)頻率調(diào)整中，一次調(diào)整由（）完成。A.發(fā)電機調(diào)速器B.自動發(fā)電控制（AGC）C.手動調(diào)整負荷D.變壓器分接頭9.計算電力系統(tǒng)潮流時，PQ節(jié)點的已知量是（）。A.有功功率和電壓幅值B.有功功率和無功功率C.電壓幅值和相位角D.無功功率和相位角10.發(fā)電機的功角特性曲線中，最大電磁功率對應的功角為（）。A.30°B.60°C.90°D.120°二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.電力系統(tǒng)中性點直接接地方式下，單相短路電流大于三相短路電流。（）2.線路的電導主要由電暈損耗和泄漏損耗決定，正常運行時可忽略。（）3.變壓器的電抗參數(shù)主要由短路損耗（Pk）決定。（）4.電力系統(tǒng)有功功率不足會導致頻率下降。（）5.靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)為dP/dδ>0時系統(tǒng)穩(wěn)定。（）6.短路電流計算中，無限大電源的端電壓保持恒定。（）7.無功功率的傳輸會引起較大的電壓損耗，因此應盡量在負荷中心附近補償無功。（）8.潮流計算中，平衡節(jié)點的作用是平衡系統(tǒng)有功功率和無功功率。（）9.發(fā)電機的次暫態(tài)電抗（X''d）小于暫態(tài)電抗（X'd）。（）10.電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，各點電壓和電流的幅值會周期性變化。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電力系統(tǒng)潮流計算的主要步驟。2.說明三相短路電流計算中“標幺值法”的基本流程。3.列舉提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的主要措施。4.變壓器參數(shù)計算中，如何根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)求取其電阻、電抗、電導和電納？5.分析無功功率不足對電力系統(tǒng)運行的影響。四、計算題（每題8分，共40分）1.某110kV雙回輸電線路，單回線路參數(shù)為r1=0.21Ω/km，x1=0.41Ω/km，b1=2.85×10^-6S/km，線路長度50km。試計算該雙回線路的等值π型電路參數(shù)（電阻、電抗、電納）。2.系統(tǒng)接線如圖1所示（假設圖中：發(fā)電機G容量100MVA，X''d=0.2；變壓器T容量100MVA，Uk%=10；線路L長度80km，x1=0.4Ω/km，S_B=100MVA，U_B=110kV）。求f點發(fā)生三相短路時的次暫態(tài)短路電流標幺值及有名值（設發(fā)電機端電壓為1.05U_N）。3.某簡單電力系統(tǒng)由發(fā)電機、變壓器和負荷組成，發(fā)電機電動勢Eq=1.2（標幺值），系統(tǒng)電抗XΣ=0.8（標幺值），試求：（1）功角δ=30°時的電磁功率；（2）最大電磁功率及對應的功角。4.一臺SFL1-31500/110型變壓器，銘牌數(shù)據(jù)：Pk=190kW，Uk%=10.5，P0=31kW，I0%=0.7。試計算其在S_B=100MVA、U_B=110kV下的標幺值參數(shù)（電阻、電抗、電導、電納）。5.某3節(jié)點系統(tǒng)，節(jié)點1為平衡節(jié)點（U1=1.05∠0°），節(jié)點2為PQ節(jié)點（P2=0.8，Q2=0.3），節(jié)點3為PQ節(jié)點（P3=0.6，Q3=0.2）。已知節(jié)點導納矩陣Y=[[1.5-j5,-0.5+j2,-1+j3],[-0.5+j2,2-j6,-1.5+j4],[-1+j3,-1.5+j4,2.5-j7]]（標幺值）。試用牛頓-拉夫遜法計算第一次迭代的修正方程（寫出Δθ、ΔU/U的表達式及矩陣形式）。答案一、選擇題1.B（I_B=S_B/(√3U_B)=100/(√3×110)≈0.525kA？計算錯誤，正確應為100/(√3×110)=0.525kA？不，100MVA=100×10^6VA，110kV=110×10^3V，I_B=100×10^6/(√3×110×10^3)=100000/(190.525)=525A=0.525kA，選A？原題可能參數(shù)不同，假設正確選項為B，需重新計算。正確計算：S_B=100MVA，U_B=110kV，I_B=S_B/(√3U_B)=100/(√3×110)=100/(190.525)=0.525kA，故第1題正確選項應為A?？赡苡脩纛}目中參數(shù)不同，此處以正確計算為準，調(diào)整答案。）更正：1.A2.C3.C4.C（沖擊系數(shù)一般取1.8~1.9）5.B6.A7.B（架空線路正序、負序電抗相等）8.A9.B（PQ節(jié)點已知P、Q）10.C二、判斷題1.√（中性點直接接地時，單相短路電流可能大于三相）2.√（電導主要由電暈和泄漏引起，正?？珊雎裕?.×（電抗由短路電壓Uk%決定，電阻由Pk決定）4.√（有功不足→頻率下降）5.√（靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)dP/dδ>0）6.√（無限大電源端電壓恒定）7.√（無功傳輸引起電壓損耗，應就地補償）8.×（平衡節(jié)點平衡有功，無功可能由其調(diào)節(jié)）9.√（X''d<X'd<Xd）10.√（振蕩時電壓、電流幅值周期性變化）三、簡答題1.潮流計算主要步驟：（1）建立電力系統(tǒng)數(shù)學模型（節(jié)點導納矩陣）；（2）確定節(jié)點類型（PQ、PV、平衡節(jié)點）；（3）設定初始值（電壓幅值、相位角）；（4）迭代計算（如牛頓-拉夫遜法），求解各節(jié)點電壓和功率分布；（5）校驗計算結(jié)果是否滿足精度要求，若不滿足則繼續(xù)迭代，直至收斂。2.標幺值法計算三相短路電流流程：（1）選擇基準值（S_B、U_B）；（2）計算各元件標幺值電抗（發(fā)電機、變壓器、線路等）；（3）繪制等值電路，化簡網(wǎng)絡求短路點總電抗XΣ；（4）計算短路電流標幺值I=1/XΣ；（5）轉(zhuǎn)換為有名值I=I×I_B（I_B=S_B/(√3U_B)）。3.提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施：（1）縮短電氣距離（如采用分裂導線、串聯(lián)電容補償）；（2）提高發(fā)電機電動勢（采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置）；（3）提高系統(tǒng)電壓水平；（4）減小系統(tǒng)電抗（優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)）；（5）采用直流輸電或柔性交流輸電技術（FACTS）。4.變壓器參數(shù)計算：-電阻R_T=Pk×S_B/(1000×U_N^2)（標幺值），其中Pk為短路損耗（kW），U_N為額定電壓（kV）；-電抗X_T=Uk%×S_B/(100×S_N)（標幺值），Uk%為短路電壓百分比，S_N為變壓器容量（MVA）；-電導G_T=P0/(1000×U_N^2/S_B)（標幺值），P0為空載損耗（kW）；-電納B_T=I0%×S_B/(100×S_N)（標幺值），I0%為空載電流百分比。5.無功功率不足的影響：（1）電壓水平下降，可能導致電壓崩潰；（2）線路和變壓器無功損耗增加，降低系統(tǒng)效率；（3）發(fā)電機、變壓器等設備容量不能充分利用；（4）影響異步電動機的啟動和運行，可能導致電動機停轉(zhuǎn)；（5）增加系統(tǒng)有功損耗（Q傳輸引起I增大，P損=I2R）。四、計算題1.雙回線路參數(shù)：單回電阻R單=r1×L=0.21×50=10.5Ω，雙回電阻R=R單/2=5.25Ω；單回電抗X單=x1×L=0.41×50=20.5Ω，雙回電抗X=X單/2=10.25Ω；單回電納B單=b1×L=2.85×10^-6×50=1.425×10^-4S，雙回電納B=2×B單=2.85×10^-4S（π型電路電納為線路總電納的一半？不，π型等值電路中，每回線路的電納為b1×L，雙回則總電納為2×b1×L，故每側(cè)電納為總電納的一半，即B/2=1.425×10^-4S。但題目要求等值π型參數(shù)，通常線路等值π型電路的串聯(lián)阻抗為R+jX，并聯(lián)電納為B/2（每端）。因此雙回線路的串聯(lián)電阻R=10.5/2=5.25Ω，電抗X=20.5/2=10.25Ω，并聯(lián)電納每端B/2=2×1.425×10^-4/2=1.425×10^-4S。答案：R=5.25Ω，X=10.25Ω，B=2.85×10^-4S（兩側(cè)各1.425×10^-4S）。2.短路電流計算：基準值：S_B=100MVA，U_B=110kV，I_B=100/(√3×110)=0.525kA；發(fā)電機電抗X_G=X''d×(S_B/S_N)=0.2×(100/100)=0.2（假設S_N=100MVA）；變壓器電抗X_T=Uk%×S_B/(100×S_N)=10×100/(100×100)=0.1；線路電抗X_L=x1×L×(S_B/U_B2)=0.4×80×(100/1102)=32×(100/12100)=0.264；總電抗XΣ=0.2+0.1+0.264=0.564；次暫態(tài)短路電流標幺值I''=U_G/XΣ=1.05/0.564≈1.862；有名值I''=I''×I_B=1.862×0.525≈0.978kA。3.功角特性計算：（1）電磁功率P=Eq×U×sinδ/XΣ（假設U=1），則P=1.2×1×sin30°/0.8=1.2×0.5/0.8=0.75（標幺值）；（2）最大電磁功率P_max=Eq×U/XΣ=1.2×1/0.8=1.5（標幺值），對應功角δ=90°。4.變壓器標幺值參數(shù)：S_N=31.5MVA，U_N=110kV；電阻R_T=Pk×S_B/(1000×U_N2)=190×100/(1000×1102)=19000/1210000≈0.0157；電抗X_T=Uk%×S_B/(100×S_N)=10.5×100/(100×31.5)=10.5/31.5≈0.333；電導G_T=P0/(1000×U_N2/S_B)=31/(1000×(1102/100))=31/(1000×121)=31/121000≈2.56×10^-4；電納B_T=I0%×S_B/(100×S_N)=0.7×100/(100×31.5)=0.7/31.5≈0.0222。5.牛頓-拉夫遜法第一次迭代：節(jié)點2、3為PQ節(jié)點，需計算ΔP2、ΔQ2、ΔP3、ΔQ3；ΔP_i=P_i^s-U_iΣU_j(Y_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)（θ_ij=θ_i-θ_j）；初始值設θ2=θ3=0，U2=U3=1；計算ΔP2=0.8-[1×1×(-0.5×cos0+2×sin0)+1×1×(-1×cos0+3×sin0)]=0.8-[(-0.5)+(-1)]=0.8+1.5=2.3（符號可能需調(diào)整，實際Y矩陣元素為導納，P_i=U_iΣU_j(G_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)，原題Y矩陣為G+jB，故G_ij為實部，B_ij為虛部。正確計算：ΔP2=P2^s-U2[U1(G21cosθ21+B21sinθ21)+U2(G22cos0+B22sin0)+U3(G23cosθ23+B23sinθ23)]，初始θ1=0，θ2=θ3=0，故θ21=θ2-θ1=0，θ23=θ2-θ3=0，U1=1.05，U2=U3=1。代入Y矩陣元素：G21=-0.5，B21=2；G22=2，B22=-6；G23=-1.5，B23=4。則ΔP2=0.8-1×[1.05×(-0.5×cos0+2×sin0)+1×(2×cos0+(-6)×sin0)+1×(-1.5×cos0+4×sin0)]=0.8-[1.05×(-0.5)+2+(-1.5)]=0.8-(-0.525+0.5)=0.8-(-0.025)=0.825；同理計算ΔQ2=Q2^s-U2[U1(-G21sinθ21+B21cosθ21)+U2(-G22sin0+B22cos0)+U3(-G23sinθ23+B23cosθ23)]=0.3-1×[1.05×(0.5×sin0+2×cos0)+1×(0+(-6)×