题库最新电力系统分析

1、一. 计算题例2-6 已知， 试求出图中变压器不含励磁支路的型等值电路。解：变压器阻抗折算到高电压侧时，含理想变压器的等值电路示于图，因此图中各支路阻抗为，例2-8 试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下，发电机SG(N)=30MVA，VG（N）=10.5kV，XG（N）=0.26；变压器T-1 ST1(N)=31.5MVA，VS%=10.5，kT1=10.5/121；变压器T-2 ST2(N)=15MVA，VS%=10.5，kT2=110/6.6；电抗器 VR(N)=6kV，IR(N)=0.3kA，XR%=5；架空线路长80km，每公里电抗为0.4；电缆线路长2.5k

2、m，每公里电抗为0.08。解：首先选择基准值，取全系统的基准功率SB=100MVA。各元件电抗的标幺值为习题1-2 电力系统的部分接线示于题图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。试求：（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；（2）各变压器的额定变比；（3）设变压器T-1工作于+5抽头、T-2、T-4工作于主抽头，T-3工作于2.5抽头时，各变压器的实际变比。解（1）发电机：，比同电压级网络的额定电压高5%变压器T-1为升压变压器：，等于发电机额定电压；，比同电压级网络的额定电压高10%变压器T-2为降压变压器：，等于同电压及网络的额定电压；和，分别比同电压级网络的额定电

3、压高10%。同理，变压器T-3：和。变压器T-4：和。(2) T-1：T-2：，T-3：，T-4：（3）T-1：T-2：，T-3：，例6-2 在例2-8的电力系统中，电缆线路的未端发生三相短路，已知发电机电势为10.5kV。试分别按元件标幺值计算短路点的电流的有名值。解：取SB=100MVA， (，)， ，4、某电力系统的等值网络示于图1-3。各元件阻抗、导纳均以标幺值标于图中，求节点导纳矩阵。图1-3解： Y12=0 Y14=Y15=0Y21=0Y23=0Y25=0=j31.7Y32=0习题4-1系统接线示于题图4-1，已知各元件参数如下：发电机G-1：SN=120MVA， ；G-2：SN=

4、60MVA， 。变压器 T-1：SN=120MVA， ；T-2：SN=60MVA， 。线路参数： ， 。线路长度L-1：120km，L-2：80km，L-3：70km。取SB=120MVA，VB=Vav，试求标幺制下的节点导纳矩阵。解：选，采用标幺参数的近似算法，即忽略各元件的额定电压和相应电压级的的差别，并认为所有变压器的标幺变比都等于1。（1）计算各元件参数的标幺值， ， ， ， ， （2）计算各支路导纳。 （3）计算导纳矩阵元素。（a）对角元(b)非对角元导纳矩阵如下习题5-1 供电系统如图5-1所示，各元件参数如下。线路L：长50km，x=0.4/km；变压器T：SN=100MVA，V

5、S=10.5%，kT=110/11。假定供电点电压为106.5kV，保持恒定，当空载运行进变压器低压母线发生三相短路。试计算：（1）短路电流周期分量，冲击电流，短路电流最大有效值及短路功率等的有名值；解：按有名值计算，(1)短路电流和短路功率计算(a)基频分量短路点的电流(b)冲击电流取(c)短路电流最大有效值(d)短路功率习题6-3系统接线示于题图6-3，已知各元件参数如下：发电机G：SN=60MVA，；变压器 T：SN=30MVA， ；线 路 L：=20km，x=0.38/km。试求f点三相相短路时的起始次暂态电流，冲击电流、短路电流最大有效值和短路功率等的有名值。解：选，则，取，（1）起

6、始次暂态电流（2）求冲击电流，取冲击系数有：（3）短路电流最大有效值：（4）短路功率：或ü 习题9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率，最小负荷系数以及峰谷差。解：（1）日平均负荷（2）负荷率 题图9-1 日负荷曲线（3）最小负荷系数（4）峰谷差9-2若题图9-1作为系统全年平均日负荷曲线，试作出系统年待续负荷曲线，并求出年平均负荷及最大负荷利用小时数Tmax题图9-2年持续负荷曲线解：年持续负荷数据如题表9-2所示。题表9-2年持续负荷有功功率/MW持续时间/h1204×365=14601004×365=1461904×36

7、5=1462804×365=1463704×365=1464504×365=1465（1）系统年持续负荷曲线如题图9-2所示。（2）年平均负荷（3）最大负荷利用小时数ü 9-3某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。解：（1）全年平均负荷题图9-3年持续负荷曲线（2）全年耗电量（3）最大负荷利用小时数ü 习题10-1：一条100KV架空输电线路，长100km，忽略线路对地电容，已知线路未端运行电压VLD=105kV，负荷PLD=42MW，cos=0.85。试计算：（1）输电线路

8、的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。输电线路等效电路 电压降落相量图解：（1），电压降落：电压损耗：（2)功率损耗输电效率：（3）未端电压偏移： 首端电压偏移：ü 10-2 若上题的负荷功率因数提高到0.95，试作同样计算，并比较两题的计算结果。电压降落：电压损耗：（2）功率损耗输电效率：（3）未端电压偏移： 首端电压偏移：例题：电网结构如图所示，额定电压10kV，已知各节点负荷及线路参数：S2=0.3+j0.2MVA，S3=0.5+j0.3MVA，S4=0.2+j0.15MVA，Z12=1.2+j2.4，Z23=1.0+j2.0

9、，Z24=1.5+j3.0，电源电压V1=10.5kV，试作功率和电压计算。 解：(1) 先假设各节点电压为额定电压进行功率损耗计算，以求得电源点始端功率。(2) 用已知的电压及第一步求得的功率分布，求出线路各点电压。(3) 根据求得的电压分布，重算功率分布。 (4) 比较两次计算得到的电源点功率的差值，小于0.3%，则可以结束计算。（否则继续重算电压分布、功率分布直到误差足够小）题图11-1简单输电线路11-1 输电系统如图11-1所示。已知：每台变压器SN=100MWA，PO=450kW，QO=3500kvar，PS=100kW，VS=12.5%，工作在5%的分接头；每回线路长250km，

10、r1=0.08/km，x1=0.4/km，b1=2.8×10-6S/km；负荷PLD=150MW，cos=0.85。线路首端电压VA=245kV，试分别计算：（1）输电线路，变压器以及输电系统的电压降落和电压损耗；（2）输电线路首端功率和输电效率；（3）线路首端A，未端B及变压器低压侧C的电压偏移。解：输电线路采用简化型等值电路，变压器采用励磁回路ü 11-10. 简单电力系统如图11-10所示，已知各段线路阻抗和节点功率为：Z12=10+j16，Z13=13.5+j21，Z23=24+j22，SLD2=20+j15MVA，SLD3=25+j18MVA，节点1为平衡节点，V

11、1=1150°kV。试用牛顿-拉夫逊法计算潮流：（1）形成节点导纳矩阵；（2）求第一次迭代用的雅可比矩阵；（3）列写出第一次迭代时的修正方程。解：（1）节点导纳矩阵图11-10 ，；，；，(2) 列写矩阵(3) 列写出第一次迭代时的修正方程，例12-3 降压变压器及其等值电路示于图（a）、（b）。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=（28j14）MVA和Smin=（10j6）MVA ，高压侧的电压分别为V1max110kV和V1min113kV (a)(b)。要求低压母线的电压变化不超出（66.6）kV的范围，试选择分接头。解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗

12、假定在最大/最小负荷时低压侧V2max6kV和V2min6.6kV，则取算术平均值V1tav=107.5kV 选最接近的分接头V1t=107.25kV并校验低压母线的实际电压 可见所选分接头是能满足电压要求的。ü 例13-2 某电力系统中，40%的容量已完全利用，其余30%为火电厂，有15%的备用容量，其单位调节功率为16；30%为水电厂，有18%的备用容量，其单位调节功率为18；系统有功负荷的频率调节效应系数为。试问：若负荷变化的范围是±10%，则系统频率变化的范围是多少？ 解：（1）计算系统的单位调节功率，令系统中发电机组的总额定容量等1，即发电机组的等值单位调节功率为

13、 ，系统负荷功率 系统备用系数 于是(2)系统负荷变化±10%时的频率偏移为：一次调整后的系统稳定频率变化的范围为ü 13-2 某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数=4%，额定频率fN=50Hz，系统总负荷为PD=320MW，负荷的频率调节效应系数KD=0。在额定频率运行时，若系统增加负荷60MW，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。（1）40台机组原来平均承担负荷；（2）原来3台机组满载，1台带20MW。说明两种情况下频率变化不同的原因。解：每一台发电机的单位调节功率（1）4台发电机原来平均承担负荷每台发电机承担，因此，增加MW负荷

14、后，每台发电机可承担，或（2）原来三台满载，一台带20MW负荷。此时，所有的负荷增量只能由一台发电机负担，即，（3）两种情况下频率变化不同是因为第一种情况下，而第二种情况下变成，因而在相同的下，变大4倍。G1=200MW，PG2=（550-200）MW=350MW。1、两个电力系统由联络线连接为一个联合电力系统，如图1所示，正常运行时，Pab=0。两个电力系统容量分别为1500MW和1000MW；各自的单位调节功率分别以两系统容量为基准的标幺值；设A系统负荷增加100MW。试计算下列情况下的频率变化量和联络线上流过的交换功率：A、B两系统机组都参加一次调频A、B两系统机组都不参加一、二次调频。

15、（3）A、B两系统都参见一次调频，A系统由机组参加二次调频增发60MW1500MW1000MW KGB*=20KLB*=1.3KGA*=25KLA*=1.5Pab 图1解：A系统： B系统： 1）A、B两子系统都只有一次调频。PGA=0，PGB=0，PLB=0，PLA=100MW。 2）PGA=60，PGB=0，PLB=0，PLA=100MW。 35某三相单回输电线路，采用LGJ300型导线（计算外径25.2mm），已知三相导线正三角形布置，导线间距离D6m，求每公里线路的电抗值。解：计算半径：几何均距：Dm=D=6m四、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源A的电压为

16、121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量）。 解 设C=N= 0° =110 0° 已知UA=121kV四、电力系统接线下图所示。其中，发电机G1：SN1= =0 =1发电机G2：SN2=100/0.85 =0.125 =1变压器T1：SNT1=120MVA Uk%=10.5线 路l1： l1=50km x1=0.4/km线 路l2： l2=40km x2=0.4/km当母线4发生三相短路时，求短路点短路电流周期分量有效值、冲击电流iM。（SB=100MVA，UB= Uav，KM=1.8）一、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。已知电源A的电压为121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量）。图一 题一图解 设C=N= 110 kV 已知UA=121kV四、如图三所示的网络中，当降压变压所10.5kV母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。图三 题四图解取SB=100MVA UB=Uav 等值网络如图所示。 周期分量电流的有效值 有名值电流为 若取KM=1.8，则冲击电流 短路功率为 五、