吉林大学网络教育学院2019-2020学年第一学期期末考试《电力系统分析》大作业
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一、简答题（每小题8分，共80分）
1、动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？
答：由生产、变换、传送、分配和消耗电能的电气设备（发电机、变压器、电力线路以及各种用电设备等）联系在一起组成的统一整体就是电力系统。动力系统是电力系统和发电厂动力部分的总和。电力网是电力系统中除去发电机和用电设备外的部分。
2、根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种形式？
答：发电厂主要有火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂和其他能源（太阳能、风能、潮汐）发电厂。
3、电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？
答：主要作用是变换电压,以利于功率的传输.在同一段线路上,传送相同的功率,电压经升压变压器升压后,线路传输的电流减小,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的,而降压则能满足各级使用电压的用户需要.
(1)按相数分为单相变压器、三相变压器；
(2)按冷却方式分为干式变压器、油浸式变压器；
(3)按用途分为电力变压器、试验变压器、特种变压器；
(4)按绕组形式分为双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变电器；
(5)按铁芯形式分为芯式变压器、壳式变压器。
4、架空线路与电缆线路有什么特点？
答：架空线路是由导线、避雷针、杆塔、绝缘子和金具等构成；由于架空线采用多股导线，为增加机械强度，采用钢芯铝线，外部铝线作为主要载流部分；线路电压超过220KV 时，为减小电晕损耗或线路电抗，采用扩径导线或分裂导线；为了减小三相参数不平衡，架空线的三相导线需要换位，在中性点直接接地的电力系统中，长度超过100kW的架空线都应换位。
电缆线路比架空线造价高，检修麻烦。优点是不用杆塔，占地小，供电可靠，对人身较安全，不易受破坏等。
5、直流输电与交流输电比较有什么特点？
答：直流输电的主要优点：(1) 线路造价低；(2) 年电能损失小；(3) 不存在系统稳定
问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行；(4) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置；(5) 调节快速，运行可靠；(6) 没有电容充电电流；(7) 节省线路走廊。
直流输电的主要缺点：(1) 换流装置较昂贵；(2) 消耗无功功率多；(3) 产生谐波影响；
(4) 缺乏直流开关；(5) 不能用变压器来改变电压等级。
6、节点导纳矩阵怎样形成？各元素的物理含义是什么？
答：节点导纳矩阵的对角线元素为自导纳，等于该节点相连支路的导纳之和，其物理意义是；在该节点施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经该节点向网络中流入的电流；节点导纳矩阵的非对角线元素为互导纳，互导纳Yij等于节点i和j之间所连支路元件导纳的负值，其物理意义是：在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经节点j注入网络的电流。
7、简述影响线路负载能力的因素。
8、简述正常三相电力系统的稳态运行条件。
三相电力系统满足统经济性运行的要求，每一台发电机的输出必须接近于预先设定值;必须确保联络线潮流低于线路热极限和电力系统稳定极限;必须保持某些中枢点母线上的电压水平在容许范围内，必要时用无功功率补偿计划来达到;区域电网是互联系统的一部分，必须执行合同规定的输送至邻网的联络线功率计划;用故障前的潮流控制策略使事故扰动效应最小化。
9、简述电力系统中节点的类型和作用。
第一类称为PQ 节点，按有功、无功功率发电的发电厂母线和没有电源的变电所母线属于这类节点。第二类称为 PU 节点，有一定无功储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线属于这类节点。第三类是Uδ节点，亦称平衡节点。一般全系统只设一个平衡结点。担任调整系统频率任务的发电厂母线属于这类节点。母线作用：汇集和分配电能。
10、电力系统中变量的约束条件是什么？
总共有六个变量
电压,相角,发出的无功,有功,消耗的无功,有功
其中消耗的无功,有功为不可控变量；电压、相角为干扰变量,电压不能太大,所以他是一个约束变量；发出的有功,无功为可控的自变量,一台发电机发出的有功,无功为一个定值,不能太大.
所以约束条件共有三个,电压,发出的有功,发出的无功.它们分别大于最小值,小于最大值.
二、计算题（共20分）
如图3-28习题3-13所示三相电力系统，系统、负荷和发电机参数见表习题3-13(1)-（2）。节点2的电压被限定在1.03，节点2上发电机无功出力范围为35Mvar到0Mvar。把
节点1当做平衡节点。试用牛顿-拉夫逊法计算潮流。
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图3-28 习题3-13
表习题3-13(1) 传输线的阻抗和导纳
表习题3-13（2）发电机出力、负荷和节点电压
