第一章：

1、電力系統、電力網

答：電力系統是由發電機、變壓器、輸配電線路和用電設備按一定規律連接起來所組成的用于電能

生產、變換輸送分配和消費的系統。

電力網是由變壓器和輸配電線路組成的用于電能變換和輸送分配的網絡。

2、我國電力系統主要發電廠類型

答：我國電力系統主要發電廠有火力發電廠、水電廠和核電廠。其中火電廠所占比例最大，其次

為水電廠和核電廠。

3、對電能生產的根本要求

答：對電能生產的根本要求有保證供電的可靠性、良好的電能質量和運行的經濟性。

4、電力系統負荷的分類及各類負荷對供電可靠性的要求

答：電力系統負荷按照供電中斷或減少所造成的危害的大小可以分為三級（三類）

一級負荷〔I類負荷）：指供電中斷將造成設備損壞、人員傷亡、社會秩序混亂、人民生活受到很大

影響并較長時間不能恢復、政治影響大的用戶的用電設備。一級負荷在任何情況下都不允許停電；

二級負荷（H類負荷）：指供電中斷或減少，將造成大量產品產量和質量下降、人民生活受到影響

的用戶的用電設備。二級負荷應盡可可能不停電；

三級負荷（HI類負荷）：除一級和二級負荷外的負荷，三汲負荷可以停電。

5、衡量電能質鼠的技術指標

答：衡量電能質量的技術指標主要有電壓偏移、頻率偏移和電壓波形。

6、聯合電力系統及其優越性

答：通過聯絡線路將幾個地方電力系統連接起來所形成的電力系統稱為聯合電力系統。聯合電力系

統可以合理利用能源、減少系統備用容量、裝設高效率的大容量機組，提高電力系統運行的經濟性；系

統間相互支援可以提高系統的供電可靠性；系統容量越大抗干擾能力越強，可以減小系統受到干擾（負

荷變化）時的頻率波動和電壓波動，提高電能質量。

7.電力系統的額定電壓和平均額定電壓

答：電力系統額定電壓由國家綜合應用和電器設備生產制造兩方面的因素制定。（詳見P9表1-1）

根據表1/的規定，屬于同一電壓等級的不同設備其額定電壓并不完全相同，近似計算時可以認為

同一電壓等級的電氣設備具有桿同的額定電壓，此額定電壓就是平均額定電壓。具體數值如下表所示

電壓等級（kV）361035110220500

平均額定電壓（kV）3.156.310.537115230525

8、標出下列圖所示電力系統中發電機、變壓器的額定電壓（線路額定電壓已標在圖中）

答：上述電力系統中發電機、變壓器的額定電壓如下：G：10.5KV；Tl：10,5/242KV；T2：

220/I21/38.5KV；T3：35/6.3KV

9、電力系統接線圖

答：電力系統接線圖分為電氣接線圖和地理接線圖兩種。電氣接線圖表示電氣設備之間的電氣連接;

地理接線圖表示發電廠、變電站和電力用戶之間的相對地理關系。

10、電力系統接線方式分類、特點及其適用場所

答：電力系統的接線方式分為無備用接線方式和有備用接線方式兩大類。

無備用接線方式指用戶只能從一個方向獲得電能的電力系統接線方式。包括單回路放射式、單回路

干線式、單回路鏈式。

有備用接線方式指用戶可以從兩個級以上方向獲得電能的電力系統接線方式。包括雙回路放射式、

雙回路干線式、雙回路鏈式、兩端供電式和環式。

無備用接線方式簡單、投資小、運行維護方便，但供電可靠性差。適用于對供電可靠性要求較低的

三級魚荷的供電,在采取一定的提高供電可卷性的措施后〔如采用成套配電設備、線路裝設重合閘等）

也可以用于對二級負荷的供電。

有備用接線方式電能質量號（環形接線在線路檢修或事故時電能質量較差）、供電可靠性高，但投資

大、保護裝置復雜、運行維護不如無備用接線方式方便不方便，有備用接線用于對供電可靠性要求高的

一級負荷和二級負荷的供電。

11、電力系統中性點及其運行方式分類

答：電力系統中星形接線的發電機和變壓器的中性點稱為電力系統的中性點。

電力系統中性點的運行方式分為直接接地、不接地和經阻抗接地1我國通常采用經消弧線圈接地）。

直接接地方式正常運行和發生故障時，各相對地電壓不超過相電壓，線路和電氣設備的對地絕緣按

承受相電壓設計，可以降低電氣設備和線路的絕緣投資，特別是在電壓等級較高?的情況下，效果尤為明

顯，但發生單相接地故障時，流過故障相的電流為短路電流，需要切除電源，所以供電可靠性差。直接

接地方式用于llOkV及以上電力系統以減小投資費用，但需要通過其他措施來保證供電可靠性（通常采

取的措施為架空線路架設避雷線、線路裝設自動重合閘裝置）

不接地運行方式在發生單相接地故障時接地點流過線路電容電流，只要該電流未超過規定值，接地

點不會出現電弧，不會對電力系統造成危害，并且單相接地故障時線電壓仍保持對稱，不影響用電設備

的正常運行，按照規程規定在發生單相接地故障時可以繼續運行1~2小時，所以供電可靠性高。但單相

接地故障時非故障相甩壓升高為線電壓，線路和電器設備的對地絕緣需要按承受線電壓設計，投資較大。

不接地方式主要用在35kV及以下單線接地電容電流未超過規定值的電力系統。

中性點經消弧線圈接地方式用于35kV及以下單相接地電容電流超過規定值的電力系統c

12、中性點經消弧線圈接地運行方式的工作原理和補償方式

答：中性點解消弧線圈接地的工作原理可用下列圖說明。

由電流相量圖可以看到，由于消弧線圈的補償作用，有消瓠線圈時流過接地點的電流“=IL-lA,

適中選擇消弧線圈的參數就可以使（無消弧線圈時流過接地點的電流），并小于規定值，使接地點

不出現電弧。

消弧線圈的補償方式分為欠補償、全補償和過補償。全補償可能引起系統諧振，是嚴禁采取的補

償方式，欠補償在系統運行方式變化時，可能轉換為全補償，所以也小米用，通常米用的補償方式為過

補償。

1、關于電力系統分析計算的規定

答：電力系統穩態分析時，電力系統可以視為三相對稱系統，只需要對其中一項進行分析計算，所

以電力系統的等值電路（數學模型）為單相等值電路。

等值電路中電路參數為相參數；但習慣上所標電壓為線電壓、功率為三相總功率。

功率采用復功率5=6/0二產十/Q表示，實部為三相總有功功率，虛部為三相總無功功率。

2、同步發電機的運行原圖及穩態計算數學模型

答：隱極式同步發電機的運行原圖如下列圖所示：

降低功率因數運行時：其運行范圍受額定勵磁電流限制；提高功率因數運行時：其運行范圍受原動

機最大出力限制；進相運行時：其運行范圍受系統并列運行穩定性限制：其最小出力受機組運行穩定限

制（主要是鍋爐燃燒穩定性限制）。

穩態分析時同步發電機的數學模型有以下幾種：

發電機定出力運行（發電機母線為PQ節點）：用恒定功率表示，約束條件為Umin〈UcUmax

發電機恒壓運行1平衡節點）：用恒定電壓。表示,約束條件為匕m<P<Pmax.Qmin<。<2］皿；

發電機恒有功、恒電壓大小運行（PV節點）：約束條件為。WQWQmax。

3、變壓器等值電路（數學模型）及參數計算

（1）某110KV雙繞組變壓器銘牌數據為：

=6300^^121/10.5^A6=9.76KW、\PK=52KW./0%=l.k4％=10.5①計

算變壓器的參數（歸算到110KV）：

②畫出變壓器的r形等值電路。

解：

①計算變壓器參數（歸算到1I0KV）

②變壓器2?形等值電路

12）三繞組變壓器型號為SFSLT5000/110,容量比為100/100/100,短路電壓為

以31（%）=17、423（%）=6、U/2（%）=10?5,短路損耗為A&31=120KW、AP”=120KW、

△為23=95KW,空載損耗為A%=22.7KW，短路電流/（）（%）=1.3。試求歸算至高壓側的變壓器

參數，并繪制其等值電路。

解：

1）變壓器參數計算

①電阻計算△%=；（"K31+-△423）=^（120+120-95）=72.5KW

②電抗計算

③電納、電導計算

2）變壓器等值電路

⑶自耦變壓器型號為OSFPSL-120000/220,容量比為100/100/50,額定電壓為220/121/1IKV,

變壓器特性數據為：短路電壓為“31（%）=33.1、〃23（%）=2L6、U62（%）=9.35（說明短路電

壓已歸算到變壓器額定容量之下），△&3i=366KW、A&|2=455KW、APK23=346KW,空載

損耗為△/｝）=73.25KW,短路電流/（）（%）=0.346。試求歸算至高壓側的變壓器參數，并繪制其等值

電路。

解：

I）變壓器參數計算①電阻計算△啖l\乂，I=4△&箱JI=4x366KW=1464KW、

AP'=ARI2=455KW.

②電抗計算

③電納、電導計算

2）變壓器等值電路

說明：精確計算時，電壓采用額定電壓；近似計算時電壓采用平均額定電壓。

4,輸電線路的等值電路

（1）輸電線路的參數有哪些？各反映什么物理現象？

答：輸電線路的參數有電住、電抗（電感）、電納（電容）和電導。

電阻一反映電流的熱效應；電抗一反映電流的磁場效應；電納一反映電場效應；電導一反映輸電線路的

泄露損耗和電暈損耗。

電阻、電導為耗能參數；電抗、電納為儲能參數。

（2）為什么要采用分裂導線？

分裂間距450mm,三相導線水平排列,相間距離13m,如卜列圖所示。作出近似考慮電力線路分布參

數特性時的n形等值電路。1LGJ-400導線計算外徑為28mm）

解：

先計算電力線路每公里的電阻、電抗、電導和電納。

計算電暈臨界電壓U”。?m=0.9,J=1.0,/?=4,/7=4.24,那么電暈臨界電壓為

中間相電暈臨界相電壓為470.1x0.95=446.6（KV）,假設500KV線路運行相電壓為

525/V3=3O3.1（/CV）,由于446.6>303.1,輸電線路在晴天條件下不會發生電暈現象，所以島=0.,

近似考慮輸電線路參數分布特性

近似考慮輸電線路參數分布特性的口形等值電路如下圖

5、電力系統的等值電路

（1）什么是有名制等值電路？有名制等值電路參數計算時應注意哪些事項？

答：等值電路中各電路參數（電阻、電抗、電導、電納）和變量（電壓、電流、功率）都是有單位

的物理量，那么等值電路稱為有名制等值電路。

采用有名制等值電路進行計算時，所有參數和變量應為歸算到同一電壓等級的數值。參數及變量歸

算時，如變壓器變比采用實際變比那么為精確計算；如變壓器變比采用平均額定變比那么為近似計算。

（2）什么是標幺值等值電路？標幺值等值電路參數計算時應注意哪些事項？

答：等值電路中各電路參數和變量都采用沒有單位的相對值（標幺值），這種等值電路稱為標幺值

等值電路。

采用標幺值等值電路進行計算時，所參數和變量應為統一基準值之下的標幺值。參數標幺值的計算

方法有兩種途徑，?是先把所有參數和變量有名值歸算到根本級，再利用根本級的基準值求標幺值；二

是利用根本級的基準值和變壓器的變比求出各電壓等級的基準值，然后對參數和變量（未歸算）取標幺

值。

參數和變量有名值歸算或各電壓等級基準值計算時，如果變壓器變比取實際變比，那么為精確計算;

如采用變壓器平均額定變比進行計算那么為近似計算。

（3）基準值的取法

答：穩態分析時電力系統論參數與變量只有5個，它們分別是阻抗（電阻、電抗）、導綱（電納、

電導）、電壓、電流、功率（視在功率、有功功率、無功功率）。由于電路的根本關系有三個（S=血〃、

u=同z、y=」?，所以選擇基準值時只需要指定任意兩個電氣后的基準值，其他三個電氣后的基準

z

值可以由根本關系式導出，通常任意給定電壓與功率的基準值U&和S*此時電流、阻抗、導納的基準

qIT2

值分別為〃=除一、ZB="、

向4SB

[R==~。

ZU2

（4）某電力系統，接線如圖所示，各元件的技術參數標示于圖中，不計變壓器電阻、導納和輸電

線路導納，畫出其等值電路，并計算

①按變壓器額定變比歸算到220KV側的有名制參數

②按變壓器平均額定變比歸算到220KV側的有名制參數

③按變壓器額定變比確定的標幺制參數

④按變壓器平均額定變比琥定的標幺制參數

[LGJQ-400的單位長度參數為：/+jxi=0.08+JO.4O6(C〃〃。：LGJ-120的單位長度參數為：

i]+jx1=0.27+j().4()8(Q/M；SSPL-120000/220的額定變比為220/38.5KV、短路損耗

Ar=932.5KW、短路電壓"八％)=14：SFPSL-63000/220的額定變比220/121/11;短路損耗

=377.1KW、A^3_,=460.04A：lV.^PK2_3=252.06A：VV；短路電壓。長『2(%)=於.15、

匕73T(%)=25.8、U。3(%)=8.77]

1)按變壓器額定變比計算參數有名制

①輸電線路

220KV架空線路：

線路乙：R+jX=(0.08+70.406)x200=16+y81.2(Q)

線路。：R+jX=(0.08+jO.406)xl50=12+；60.9(Q)

線路A：R+jX=(0.08+jO.406)x150=12+;60.9(Q)

35KV架空線路：

線路R+JX=^x(0.27+70.408)x40=5.4+/8.16(C)

270

歸算到220KV側：R'+-(5.4+/8.16)X(--)2-176.33+/266.45(C)

38.5

電纜線路/5：R+jX=(0.45+70.08)x3=1.35+jO.24(Q)

22()

歸算到220KV側：*+戶'=(1.35+川.24)x(—)2=540+J96(Q)

②變壓器

變電站B：

歸算到220KV側的變壓器參數為：

變電站C：

變壓器各繞組的短路損耗和短路電壓為：

歸算到220KV側的變壓器參數為：

2)按變壓器平均額定變比計算參數有名制

①輸電線路

線路4：/?+jX=16+j8L2(Q)

線路4：R+/X=12+J60.9(Q)

線路A：R+jX=12+/60.9(C)

23()

線路小R+聲=(5.4+J8.16)x(東-=208.66+;315.31(0)

230

電纜線路/$：R'+盧=(1.35+；0.24)x(—)2=647.75+jl15.16(Q)

1

②變壓器

變電站B：

變電站C：

3)按變壓器額定變比計算參數標幺制

①先將參數有名值按變壓器額定變比歸算到220KVfflij,然后利用220KV側基準值計算參數標幺制。

_2202

取220KV側基準值Sl{=100AW4、U,=220KVt那么ZB=484(0,利用前面

SB100

按變壓器額定變比求得的歸算到220KV側的參數有名制和選定的基準值，計算系統參數標幺值。

線路4：R*+jX*=I6博I2=()()33+J0.168

12+/60.9

線路/2:R+jX*==0.025+J0.126

484

線路A:R,+jX*=I2；：：。，9=0.025+jO.l26

176.33+7266.45

線路乙:凡+jX*==0.364+yO.551

484

電纜線路4：Rf+jX*=5?96=]“6+./0.198

變電站B變壓器：凡+jX,=L56+/2&23=0003+；0058

484

變電站C變壓器：R/y+jXT]￥=a，；；;?=0007+川？55

②利用220KV側基準值和變壓器的額定變比求其它電壓側的基準值，然后利用未歸算的參數有名值

求參數標幺值。

oo5c2

35KV側乙的二220x端=38.5(—)、Z^5)=^-=14.8225(Q);

11112

10KV側0硼0)=220x—=ll(^V),Zfl(l0)=—=1.21(C)。

/NUIkA./

線路AR+jX*=16；竽2=0.033+J0.168

0.025+J0.126

線路4：R.+jX*=二,9=

凡+=%；①9=().025+J0.126

線路，3：

R..+jX="+=0.364+J0.551

線路4：a

14.8225

1，35+0,24

電纜線路小/?.+jXx=^=1.116+J0.198

11

變電站B變壓器：R.+jX,=L56+)28.23=0003+;0.058

484

變電站C變壓器：R"*+jX-*=357+.23.61=()()()7+y()255

484

4)按變壓器平均額定變比計算參數標幺值

37105

取08(22。)=230KV、086)=230x——=37KV、U.=230x^=10.5/CV,

230BR((,0Q)}230

SB=I00MWlo

23023721052

那么2陰22。)=而=52910)、Z=—=13.69(0)、=—^-=1.1025(Q)o

310Q100

16+;81.2

線路4：R*+jX*==0.030+J0.153

529

12+/60.9

線路/2：R,+jX.==0.023+；0.115

529

12+;60.9

線路(R〃+jX*=二().023+J0.115

529

5.4+/8.16

線路R.+jX?==0.394+；0.596

~~13.69

電纜線路%：R”+jX.=13""24=1.224+70.218

1.1025

.1932.51001.114100..八…

變電站B變壓器：RD*+jXv*=—x------x-----+/—x----x-----=0n.n00n3+/0.058

21000120272100120

??292.54100,.16.09100八八八）

變電站C變壓器：+jXn*-x,+/x-0.007+/0.255

“T-100063210063

按變壓器額定變比確定的有名制等值電路如圖所示

第三章:

1、阻抗支路和導納支路的功率損耗計算

SP+O

答：阻抗支路的功率損耗計算公式為bP7=jR=KR、

zU2U1

△Qz=*X-X（注意計算時,電壓和功率應為同一點的數值。近似計算時電壓可以取額定

電壓）。導納支路的功率損耗計算公式為△耳=GU2、AQy=3（72］注意感性情況下B為正值，容性

情況下B為負值）。

2、阻抗支路的電壓降落計算

答：電壓降落縱分量：△'-PRjQX；電壓降落橫分量：^J=PX~QR,（注意計算時，電壓和

功率應為同一點的數值。近似計算時電壓可以取額定電壓）。dU=AU+河。

3、阻抗支路的電壓損耗計算

CTJ2

答：電壓損耗末端參數時2k△〃，+—工Xkuz、首端參數時

1

---2U2

SU：

?AU]?

4、開式網（輻射形網絡）的潮流計算方法

（1）首端電壓、首端功率時〔略）

（2）末端電壓、末端功率時（略）

（3）首端電壓、末端功率時［略）

5、網絡的化簡

答：網絡化簡時，降壓變電所用運算負荷功率表不：定出力發電1用運算電源功率表不。降壓變電

所：等值負荷功率=變壓器低壓側負荷功率+變壓器功率損耗（變壓器功率損

耗等于變壓器阻抗支路損耗+變壓器導納支路功率損耗）；運算負荷功率;變電站等值負荷功

率+相鄰線路電容功率的一般（注意電容功率為負值）。

定出力發電廠：等值電源功率;發電機出力一廠用電功率一升壓變壓器功率損耗；

運算電源取率=等值電源功率一相鄰線路電容功率的一半。

（注意電容功率為負值）

6、輸電線路首端電壓與末端電壓之間的關系

答：由于—PR、。*所以當PR+QX>0時，首端電壓高于末端電壓；當

/A+QX＜0時，首端電壓低于末端電壓；當/H+QX=（）時，首端電壓等于末端電壓。輸電線路空

載時必有末端電壓高于首端電壓，因為空載情況下流過輸電線路阻抗的功率即等值電路中線路末端的電

容功率（Q=-匆"右＜°），嚕＜0。

7、證明高壓電力系統中，無功力率總是從電壓高的節點向電壓低的節點傳輸；而有功功率總是從電壓

相位超前的節點向電壓相位滯后的節點傳輸。

證明：

設節點1電壓為節點2的電壓02,節電1電壓超前節點2電壓的相角為6,P、。分別為從

節點1向節點2傳輸的有功功率和無功功率。

由于高壓電力網絡中X?R,bu=u「u?x屋+QXa型,

UNUN

Q漢人—漢人QU5UPX-QRPX

66

U2+\U2U「bU\UNUNu；Ul

所以（U|―02）UN,2二絲絲，當Q'U?時，Q＞o：當qvu?時，Q＜O.即無功功

XX

率總是從電壓高的節點向電壓低的節點傳輸。當b＞（）時，P＞（）；當s＜（）時，P＜（）,即有功功率總

是從電壓相位超前的節點向電壓相位滯后的節點傳輸。

8、求圖示網絡的有功分點、無功分點。線路單位長度參數0.175+j3.6Q/km,

解：將電網在電源點1拆開得到以下的兩端電壓相等的兩端供電網。

由于各線路的單位長度的參數相等，所以該電網為均一網，根據均一網供教功率的計算公式得：

(8+y5)x(12+16)+(10+J7)xl6

S=8.533+/5.6(W4)

12(17+12+16)

"“明;筌茨+⑵fi電力網

鼠=耳2-：=(8.533+/5.6)-(8+；5)=0.533+J0.6(Am)

的初步功率分布如圖，由圖可知負荷點③既是有功功率分點，也是無功功率分點。

8.533+j5.6(MVA)0.533+jO.6(XVA)9.467+j6.4(MVA)

-----*----->▼y-----①〃

17kn②12km@16km丫

8+j5MVA10+j7MVA9、圖示環網

中變壓器的變比均為實際變比，請指出是否存在循環功率？如存在循環功率，請指出循環功率的方向？

假設忽略電網各元件的電阻，請指出循環功率的性質。

答：選擇順時針方向作為統計變比的繞行方向，那么K,=上」x"x=上二1.1,由于K^wl,

22011（）38.5

所以環網中存在循環功率：由于K,>1,所以循環功率的方向與統計變比時選擇的繞行方向一致，即

為順時針方向；在不計電網元件電阻情況下，Sh二產一皿］,即

N_jXzX

環功率為純無功功率。

1（）、在多電壓等級環網中，改變變壓器變比主要改變何種功率分布？

答：改變變壓器變比主要改變無功功率分布。因為對于高壓電網總有為；<<在不計電網元件

電阻情況下，Sh=（“二師=（“T）U；=產工—1）么，,即循環功率為純無功功率，改變變壓

z-/X工X

器的變比就是改變從而改變循環功率（無功功率），最終改變電網的無功功率分布。

11、電網中串聯縱向加壓器主要改變何種功率分布？串聯橫向加壓器主要改變何種功率分布？

答：串聯縱向加壓器主要改變無功功率分布，因為高壓電網總有X/在不計電網元件電阻

情況下，串聯縱向加壓器所產生的循環功率為§=空爐=旦行=/絲爐為純無功性質，所以主要

/?八，“N」VN

改變電力網的無功潮流分布；串聯橫向加壓器主要改變有功功率分布，因為串聯縱向加壓器所產生的循

環功率為=二巴6^=Zu：為純有功性質.所以主要改變電力網的有功潮流分布。

/ZN_jX,NX卜

12、開式電力網（輻射形網絡）的功率分布由什么決定？能否調控？

答：開始網絡的功率分布由負荷分布決定，不可調控。

13、電力系統潮流調控的目的是什么？常用的潮流調控方法有哪些？

答：電力系統潮流調控的目的是將電力系統功率的自然分布調整為功率的經濟分布，以使電力網的

有功損耗最小。

電力系統潮流調控的方法有①線路串聯電抗或電容，將電網參數均一化；②對兩端供電網調整兩端

發電機電壓的大小和相位，但這種方法受到發電機機端電壓允許變動范圍的限制和發電機有功出力的限

制：③在多電壓等級環網中改變變壓器的變比，這種方法只能改變無功分布，不能改變有功分布：④申

聯附加加壓器，串聯縱向加壓器可以調整無功功率分布，串聯橫向加壓器可以調整有功功率分布，串聯

縱橫加壓器既可改變有功功率分布，也可改變無功功率分布。

14、什么叫均一網？均一網有什么特點？

答：均一網是指有同一電壓等級、同樣型號同樣布置方式的導線組成的環網或兩端供電網。

均一網的特點有：①各段線路單位長度的參數相等，各段線路的阻抗之比等于它們的長度之比〔為

實數）；②均一網的供載功率分布按線路長度分布；③均一網功率的自然分布就是經濟分布。

15、兩端供電網（包括環網）的潮流分布計算方法（略，但非常重要，一定要了解為什么計算最終潮流

分布時要在無功功率分點拆開），

第四章：

1、電力系統潮流計算的數學模型為什么采用節點電壓方程，而不采用回路電流方程？

答：電力系統潮流計算中之所以采用節點電壓方程而不采用回路電流方程，主要由于以下原因：①

電力系統等值網絡中獨立節點數遠遠少于獨立I可路數（電力系統等值網絡中有很多的接地支路，所以導

致獨立回路數遠遠多余獨立節點數）；②對具有交叉跨接的非平面網絡，建立獨立節點電壓方程式較建

立獨立回路電流方程式方便：③建立獨立節點電壓方程式前,不必將并聯支路合并，而建立獨立回路電

流方程式前，需要將并聯支路合并，以減少獨立方程式數：④網絡結構或變壓器變比改變時，節點導納

矩陣的修改比擬方便。

2、電力系統的節點按運行狀態的不同分為哪兒類？每類的節點的量和待求量是什么？

答：根據變量和待求變量的不同，電力系統的節點可以分為PQ節點、PV節點和平衡節點。PV節點

節點的發電機有功功率P。、無功功率Q；和負荷的有功功率R、無功功率Qi,待求量為節點電壓大小U和

電壓相角6；PV節點節點的發電機有功功率PG、節點電壓大小U和負荷的有功功率PL、無發功率Q.,待

求量為電壓相角6和無功功率@；平衡節點負荷的有功功率PL、無功功率QL,和節點電壓大小U、電壓相

角6=0,待求量為發電機有功功率R、無功功率

3、電力系統潮流計算的三類節點中，哪種節點最多？哪種節點可能沒用？平衡節點如何設置？

答：PQ節點最多；PV節點可以不設；平衡節點必須設置一個，并且只設置一個。

4、未裝設無功補償裝置的降壓變電所的低壓母線屬于何種節點？裝設有無功補償裝置，并且可以在負

荷變化時維持節點電壓大小不變的降壓變電所低壓母線屬于何種節點？調頻電廠的升高電壓母線屬于

何種節點？

答：分別屬于PQ節點、PV節點和平衡節點。

5、求下列圖所示等值網絡的節點導納矩陣（圖中數值為標么阻抗）。

解：

各支路導納為：

W=>002、=士=J002、>30={=70-025、

j50；50j40

11

=0.453-71.891

>12-=0.48—2.4、W二

0.08+J0.40.12+J0.5

1

)’23==().588-J2.353、>34==77：=-J2.5。

0.1+J0.4j0.4

各節點的自導納和互導納分別為:

%=，。+X2+必3=0-934-J4.271、Y22=y20+y12+y23=1.069-J4.733、

丫33=+必3+/3+、34=L041-,6.719、匕4=%=-J2.5、

Yl2=Y2]=-yI2=-0.481+J2.4、K13=Y3i=-y13=-0.453+刀.891、

匕4=Z[=0、

Y23=Y32=-y23=-0.588+J2.353、Y24=Y42=0,匕=匕③=-y34=J2.5。

節點導納矩陣為：

6、某系統節點導納矩陣如下。假設在節點1、3間增加一條阻抗Zx=j2的線路，求修改后的節點導納矩

陣。

解：

修改后的節點導納矩陣為：

7、高斯一賽德爾潮流計算法和牛頓一拉夫遜潮流計算法的原始數學模型都是節點電壓方程，但在具體

計算時，兩者卻將其改寫成了不同形式，請指出這兩種節點電壓方程的形式°

答：高斯一賽德爾潮流計算時將節電壓方程改寫為電壓平衡方程：牛頓一拉夫遜潮流計算將節點電

壓方程改寫為功率平衡方程。

8、高斯一賽德爾潮流計算法和牛頓一拉夫遜潮流計算法各有何特點？

答：高斯一賽德爾潮流計算法對初值的要求比擬寬松，但計算收斂速度慢；牛頓一拉夫遜潮流計算

法對初值的要求嚴，初值取得誤差過大，迭代計算將不收斂，但牛頓一拉夫遜計算法收斂速度快。

9.在什么情況下，PV節點將轉化為PQ節點？

答：當迭代計算過程中，PV節點的無功功率越限時，PV節點實際上已轉化為PQ節點。因為在不

能提供維持節點電壓大小不變的無功功率時，節點電壓總不能維持恒定，所以此時。

〔此時節點無功功率取相應的上限或下限，節點注入無功功率為定值，而節點電壓大小不再為定值）

第五章：

1、電力系統設置備用容量的目的是什么？按備用的形式分備用容量有哪幾種類型？旋轉備用投入速度

快，有利于保證電能質量，是否電力系統中旋轉備用容量設置的越多越好？為什么？

答：電力系統設置備用容量的目的是為了保證電力系統可靠供電和良好的電能質量。

按備用形式分，系統備用容量分為熱備用（又稱旋轉備用，指系統中運行機組所具有的備用容量）

和冷備用（系統中沒有運行的機組所具有的可發容量）。

不是旋轉備用容量設置的越多越好。因為旋轉備用（熱備用）容量越大，運行機組的負載率越低，

運行效率越差。

2、按用途分，系統的備用容量可以分為哪幾類？各種類型的各用容量應采用何種備用方式？

答：按用途分，系統的備用容鼠可以分為負荷備用（針對第一類負荷、笫二類負荷以及預測外負荷

所設置的備用容量）、事故備用（針對電力系統故障使運行機組或發電廠突然退出運行所設置的備用容

量）、國民經濟備用（針對國民經濟可能超方案增長設置的備用容量）和檢修備用（為保證發電設備的

平安可靠運行，發電設備應定期進行檢修，為安排發電設備退出檢修而設置的備用容量稱為檢修備用）。

負荷備用采用旋轉備用（熱備用）：事故備用局部采用熱務用，局部采用冷備用，兩者的具體分配

按照系統發生最大功率缺額事故時，將熱備用投入后系統頻率可以維持在最低允許頻率運行，冷備用投

入后能夠將系統頻率恢復到正常頻率的原那么設置；國民經濟備用采用冷備用；檢修備用根據系統情況

決定是否設置.，需要檢修的發電設備系統在負荷低谷季節利用空出的發電容量檢修完時，可以不設置檢

修備用，否那么需要設置檢修備用，檢修備用采用冷備用。

3、電力系統頻率由什么決定？止常運行情況下系統頻率波動的原因是什么？

答：電力系統的頻率由電力系統有功功率平衡關系所決定，要維持電力系統在某一數值下運行，就

必須保證在該頻率卜.的有功功率平衡。

正常運行情況下系統頻率變化由負荷變化引起，當負荷變化破壞了原有的有功功率平衡關系時，系

統的頻率就會波動。

4、電力系統的頻率調整與電力系統的電壓調整相比擬有何特點？

答：電力系統頻率只有一個，調頻的手段也只有一種，就是根據有功負荷的變化調整發電機有功

出力，使系統保持在所要求頻率下的有功功率平衡。

電力系統各點的電壓不同，在電力系統總體電壓水平正常的情況下，也可能出現某些節點電壓過高

或過低的情況，另外電力系統的無功電源形式多樣，調壓的方法和手段也多種多樣。

5、電力系統頻率調整如何劃分？各通過什么手段來實現？

答：電力系統的頻率調整分為一次調整、二次調整和三次調整（有功負荷的最優分配）；

三次調整是針對由生產、生活規律以及氣象條件變化所引起的負荷變化所進行的調整，由于此

類負荷變化可以預測，由生產調度人員根據預測的負荷曲線按照最優分配原那么分配各發電廠的有功出

力來實現。

一次調整是針對第一類負荷變化引起的頻率變化所進行的調整，通過發電機組的調速器來實現,

一次調整屬于比例調節，其調節是有差的，所以一次調整只能減小負荷變化時頻率的變化，但不能保持

頻率恒定。

二次調整是針對第二類負荷變化［包括預測外的第三類負荷變化）引起的頻率變化所進行的調

整，由裝在調頻機組上的調頻器來完成,一次調整可以實現無差調節。

6、什么是發電機的耗量特性、比耗量和耗量微增率？

答：發電機組單位時間內所消耗的能源與所發有功功率之間的關系稱為發電機的耗量特性；發電機

組在耗量特性上的某點運行時，單位時間內所消耗的能源和發電機有功功率的比值，稱為發電機的比耗

量，它反映了發電機在該點運行時的效率上下，比耗量越大效率越低，反之亦然；耗量微增率義二半

保

反映了發電機組在器耗量特性曲線上某點運行時，有功出力增加或減少單位數值（MW或KW）時，機

組單位時間內增加或減少的能源消耗。

7、有功負荷最優分配的目的是什么？最優分配的原那么是什么？

答：有功負荷最優分配的nn勺是在滿足電力系統有功負荷需求的情況下，適當分配各發電機的有功

出力，是電力系統總的能源消耗最少。

有功負荷最優分配原那么是等耗量微增率準那么。所謂等耗量微增率準那么指在滿足電力系統功率

平衡的條件下，按各運行機組耗量微增率相等的原那么分配各臺機組的有功出力。

8、某發電廠有兩臺機組并列運行，當總負荷為尼時，兩臺發耳機均未到達其額定出力，且有〃|<〃2、

4〉％2。當總負荷增大時，哪臺發電機應先增加出力？為什么？

答：2號機組先增加出力，因為4>A2,在增加同樣出力的情況下，2號機組增加的燃料消耗比1

號機組少；

隨著2號機組有功出力增加，其耗量微增率增大，當增大到等于1號機組的耗量微增率對，1號機

組機組開始按耗量微增率相等原那么與2號機組同時增加出力。

9、水煤換算系數丫的取值與水電廠允許耗水量之間的關系是什么？

答：水煤換算系數Y的取值與水電廠允許耗水量之間的關系是水電站允許的耗水量越大，那么水煤

換算系數丫的取值越小，因為只有這樣按等耗量微增率準那么（入口=入12=…入Tm=Y..Cm+l=???=Yn

An）分配時，水輪發電機組分得的有功負荷才比擬大，消耗的水量才比擬大。

10、對調頻J的根本要求有那些？洪水季節宜以什么樣的發電，擔負調頻任務？枯水季節宜以發電1擔

負調頻任務？

答：對調頻廠的根本要求有：①調整容量足夠大；②調整速度足夠快；③調整范圍內經濟性能應較

好；④調整時不至引起系統內部或系統間聯絡線工作的困難。根據上述根本要求具有調節庫容的大容量

水電廠作為調頻電廠最為適宜。

洪水季節，為充分利用水力資源，水電站一般滿負荷運行，因而不能再擔負調頻任務，這種情況下

宜采用調節性能較好的中溫中壓火力發電廠作為調頻電廠；

枯水季節宜采用調節性能好的大容量水電廠作為調頻電廠。

11、某發電廠有三臺機組并列運行，其耗量特性分別為：片-2.8+0.266“+0.0015勺鼻tT/h）

尸2=3.5+0.29您+0.0015抬居=4.0+0.17%+0.0015%（）機組功率約

束條件為：20MW<PGi<50MW20MW<PG2<100MW20MIV<PG3<100MW求負荷功率為

200MW.時機組間負荷的最優分配。解：由耗量特性￡=2.8+0.26%+0.0015思（T/h）

F2=3.5+0.29^2+0.0015/^2（T/h）F,=4.0+0.17+0.0015（7/〃）求得：

A,=-^-=0.26+0.003^

%

4=普=0.17+0.003匕3根據等耗量微增率準那么有：

明;3

0.26+0.003PCA=0.29+0.003PG20.26+0.003=0.17+0.003PG3=200MW聯

立求解得：%=60MW、PG：=50MW、PG3=90MW

由于經?=60MVV>%.max=50MW,取分=50MW

將剩余的負荷200MW-50MW=150MA-在2#、3#機組之間按等耗量微增率準那么重新分配得：PG2=55MW、

PG3=95MW

答：負荷功率為200MW時機組間負荷的最優分配方案是：&=5OMW、七2=55MW、Pcy=95MW

12、某電力系統綜合負荷的單位調節功率為400MW/U,系統負荷增大800\用時，調頻電

廠經二次調頻增發400M肌系統頻率變化為O.24z，計算系統等值發電機的單位調節功率。解：

KG=（坐0-=—————400=160CXMIV/HZ）

0.2

答：系統等值發電機的單位調節功率為1600MW/HZo

13、聯合電力系統的接線圖及參數如下，聯絡線的功率傳輸限制為300MW,頻率偏移超出±0.5”z才進

行二次調頻，當子系統A出現功率缺額200橢時，如系統A不參加一次調頻，聯絡線的功率是否越限？

（10分）

解：

1）系統A不參加一次調頻，不進行二次調頻時的頻率偏移

K.A=K（CjA+KIA=45MW/Hz.心ti=K（C.iRlf+KUi=426MW/Hz

Ks=KA4-KB=41\MW/HZ

」bP200

Af=-------=--------=-0.48Hz

Ks417

調頻器不會動作進行頻率的二次調整。

2）聯絡線上的功率變化

3）聯絡線傳輸功率校驗

聯絡線傳輸功率未超越其傳輸極限功率。

第八草：

1、電力系統的無功功率平衡關系與系統電壓水平之間的關系？

答：要保持電力系統在某一電壓水平下運行，就必須保證在該電壓水平下的無功功率平衡，如果不

能保證在該電壓水平下的無功班率平衡，系統電壓水平就會波動，如下列圖所示。這里所說的電力系統

無功功率平衡指“電力系統中所有無功電源所輸出的無功功率等于電力系統用電設備所需要的無功功率

（無功負荷）和電力網的無功功率損耗之和”。

2、調相機、晶閘管控制電抗器型靜止無功補償裝置（TCR型）、自飽和電抗器型靜止無功補償裝置（SR

型）、晶閘管控制電容器型靜止補償裝置（TSC型）、并聯電容器五種無功補償裝置中，哪些具有正的電

壓調節效應？哪些具有負的電壓調節效應？

答：并聯電容器和TSC型靜止無功補償裝置具有負的電玉調節效應：調相機具有正的電壓調節效

應；TCR型和SR型靜止無功補償裝置在一定的電壓變動范圍具有正的電壓調節效應。

3、電力系統無功電源最優分布的目的是什么？無功電源最優分布的原那么是什么？

答：電力系統無功電源最優分布的目的是：在滿足電力系統無功需求的情況下，將電力系統的無功電源

法行分布，以使電力網的有功損耗最小。電力系統無功電源最優分布的原那么是等網損微增率準那么-

在滿足電力系統無功需求的情況下，按各節點網損微增率相等的原那么對無電源進行分布。

4、電力系統無功負荷最優補償的原那么是什么？

答：無功負荷最優補償的原那么是最優網損微增率準那么。

5、電壓波動限制是針對何種無力負荷變化所引起的電壓變動進行的？習慣上所說的電壓調整又是針對

何種無功負荷變化所引起的電壓變動進行的？

答：電壓波動限制是針對由沖擊負荷或間歇性負荷引起的電壓變動（稱為電壓波動）進行的；電壓調整

是針對周期長、涉及范圍大，由生產、生活或氣象條件變化引起的無功負荷變化和電壓變動（稱為電壓

偏移）進行的。

6、電壓調整的目的是什么？

答：電壓調整的目的是將電力系統用電設備的電壓偏移限制在允許的范圍內。

7、什么叫電壓中樞點？電壓中樞點的調壓方式有哪幾種？

答：電壓中樞點是可以反響電力系統電壓水平的某些發電廠或變電所的母線。運行中只要將電壓中樞點

的電壓控制在一定范圍，就可以將電力系統中絕大局部用電設備的電壓偏移限制在允許的范圍。

電壓中樞點的調壓方式順調壓、逆調壓和常（恒）調壓三種。

順調壓方式一一最大負荷時允許電壓中樞點的電壓適當下降（但不得低于102.5%UN）,最小負荷

時允許電壓中樞點的電壓適當升高（但不得高于IO7.5%U,v

逆調壓方式一一最大負荷時將電壓中樞點的電壓提高10S%UN，最小負荷時將電壓中樞點的降低

到八。

常調壓方式一一在最大負荷和最小負荷時，保持中樞點電壓為一根本不變的數值。

8、對于無功缺乏引起電壓水平偏低的電力系統能否通過改變變壓器變比來使電壓水平恢復正常？

答：對于由于無功缺乏造成電壓水平偏低的電力系統不能通過改變變壓器變比來使電壓水平恢復正常。

因為此時采用改變變壓器變比調壓并不能改變電力系統的無功功率平衡關系，只能改變電力系統的無功

流向。

9、對于無功功率并不缺乏，但局部電壓網電壓偏高或偏低的電力系統應優先采用何種調壓措施？

答：應采用改變電壓器變比進行調壓。

10某降壓變電所由UOkV線路供電，變電所裝有一臺40MVA普通變壓器，如圖三所示。UQkV送端電

壓U1保持115kV不變。假設要求變電所10kV母線電壓U2變化范圍不超出10.0~10.7kV,試選擇變

壓器分接頭。

能：①最大負荷和最小負荷時線路和變壓器的功率損耗為：

②最大負荷