电力系统分析试卷及答案

1、电力系统分析练习题一、简答题1、电力线路的正序电抗与零序电抗是否相等？2、在220kV及以上的超高压架空线路上，普遍采用分裂导线，采用分裂导线后，线路 电感、线路并联电容会增大还是变小？3、动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？4、电力变压器的主要作用是什么？5、采用标么值计算有什么优点？6、对电力系统运行的要求是什么？7、试画出单相变压器等值电路。8、试画出电力线路等值电路。、如图所示的电力系统1 .确定发电机G,变压器T-1、T-2、T-3,线路L-1、L-2、L-3及电容器Yc的额定电压；2 .给出其稳态分析时的等值电路；3 .输电线路L-3阻抗为5+j20 Q （忽略并联支路）

2、，末端有功功率为10MWV功率因数为 0.80 （感性）,末端电压为35kV,计算线路L-3的功率损耗和电压损耗；4 .条件同3,但功率因数提高到0.90 （感性）,请问线路L-3的功率损耗和电压损耗会 增加还是减少？、电力系统接线如下图所示，电网各级电压示于图中，求1）发电机和各变压器高低压侧额定电压；2）设T-1高压侧工作于+2.5%由头，T-2工作于主抽头，T-3高压侧工作于-5%f由头，求 各变压器实际变比。G四、有一台双绕组变压器，电压比为110kV/10.5kV,额定容量为25MV.A,欲通过试验确定 参数，受试验条件限制，在变压器一次侧加短路试验电流100A,测得短路损耗93kW

3、,短路电压8.8kV （线电压）；在二次侧加电压8kV （线电压）进行空载试验，测得空载损 耗23.5kW,空载电流9.42A。求该变压器折算到变压器一次侧的参数R X、G B。五、一容量比为90/90/60兆伏安，额定电压为220/38.5/11千伏的三绕组变压器。工厂 给出试验数据为：A Ps（i-2）=560千瓦，A R（2-3）=178千瓦,A Ps（3-i）=363千瓦，Vsi-2）%n3.15, VS（2-3）%=5.7, Vs（3-1）%=20.4, AR=187 千瓦，Io %=0.85&试求 JJ3 算到 220 千伏侧的变压 器参数。（注：功率值未归算，电压值已归算

4、）六、已知某一变压器参数如表1所示。表1额定容量（MVA）额定电压（kV）U%Pk(kW)Io%Po(kW)31.510.5/12110.52000.550变压器绕组电阻、漏抗、励磁支路电导和励磁支路电纳的计算公式分别为:RPk Ui2n1000 SNUk%100Ui2nSNGm “P0 10 3 SU1NBmIo%100UiNNS1、试计算变压器绕组电阻、漏抗的有名值;2、设SB=100MVA110kV级为基本级，UB=121kV,试计算变压器绕组电阻、漏抗的标幺；其元件导纳参数为：yi2=0.5-j3, y 23=0.8-j4, y i3=0.75-j2.5 。'1、根据给定的运行

5、条件，确定图 2所示电力系统潮流计算时各节点的类型和待求量；I|2、求节点导纳矩阵Y;；3、给出潮流方程或功率方程的表达式；!4、当用牛顿-拉夫逊法计算潮流时，给出修正方程和迭代收敛条件。I；八、如图所示电力系统,元件参数如表35所示。故障前线路空载，D点电压=121kV,在D点分别发生短路。图表3发电机额定容量（MVA）X'X2500.30.35表4变压 器接线类 别额定容量（MVA）额定电压（kV）Uk%YNd115010.5/12110.51、2、3、4、线 路额定电压 (kV)X1(Q /km)X0(Q/km)线路长度 (km)1100.4xq = 3.5 x 150表5计算D

6、点发生三相短路时，短路点起始次暂态电流。给出D点发生A相接地短路时，各序网络，并计算序网络各元件参数;计算D点发生A相接地短路时，短路点起始次暂态电流有名值。计算D点发生A相接地短路时，流过发电机的起始次暂态电流有名值。九、试求如图1所示的等效电路的节点导纳矩阵，图中给出了各支路阻抗和对地导纳的标幺值。若3、4节点间的支路用图2所示的支路代替，再求该网络的节点导纳矩阵。图13图2十、如图所示的简单电力系统，节点导纳矩阵为:厂 3-j9-2+j6-1+j30-2+j6 3.666-j11 -0.666+j12 -1+j3-2+j63-j9-1+j3 -0.666+j12 3.666-j110-1

7、+3j-2+j6节点2、3的注入功率已知，节点1为平衡节点，节点4为PV节点，用高斯-塞德尔法求节点2、3、4的电压，只迭代一次，取节点 2、3的电压初值均为1/0。(图中各值均为标么值）10.4kV。求始端电压。10kV线路的等值电路如图所示，已知末端电压为2 + j1MV A110/10.5 kV10.5/121 kVEd =1.0810.5kV十二、系统如图所示。d点发生三相短路，变压器T2空载。求：（1）求用标幺值表示的等 值网络；（2）短路处起始次暂态电流和短路容量；（3）计算短路冲击电流；（4）若电源容 量为无限大，试计算短路冲击电流。十三、一台向10kV网络供电的 SFL-315

8、00/110型降压变压器，其技术参数为：电压110kV/11kV, Ps=180kW P0=31 kW, U%=10.5% I。=0.& 试计算归算到高压侧的参数。十四、某电力系统如图所示,f处发生不对称接地故障，试画出正序、负序和零序等值电路（各元件的序参数用相应的符号表示，如用 Ki表示线路正序电抗）0十五、已知系统如图所示。k点发生不对称接地短路，试画出图示系统的正序、负序、零 序网络。电力系统分析答案1、不相等。线路零序阻抗比正序阻抗大。2、线路电感变小，电容变大。3、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

9、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。4、电力变压器的主要作用是升高或降低电压，还能起到将不同电压等级的电网相联系的 作用。5、（1）易于比较各元件的特性与参数；（2）方便评估电压质量，判断计算的正确性；（3） 能够简化计算公式6、（1）保证安全可靠持续供电；（2）保证必要的电能质量；（3）保证电力系统运行的经济性;7、以下两者皆可。I1 Ri jXiR2/ jx2 LO I1、G 10.5kVT-1 10.5 kV /242 kVT-2 220 kV /121 kVT-3 110 kV /38.5 kVL-1 220

10、kVL-1 110 kVL-1 35 kVYc35 kV2、SGZT1Zl1ZT2Zl2ZT3Zl3SLpl=l-H=HpO-I-a-H=Hp4*Y n j 曳L 曳k n j曳LbY ri j B3 _L j Bi3_L _L Y Ym1H 2 丁 j 2 丁 Ym2， 2 丁 j 2r- Ym3# j 方 丁)万丁 -i- YCp2Q2(R(102 jX)=一7.52) 106 352(5j20)=(0.6378+j2.5510 ) MVAPR QXU10 5 7.5 2035=5.714kV5、电压损耗、功率损耗会减少C1)各设备的额定电压如下：G: 10(l+5%) = 10.51;V

11、K 10.5/110(1+109o) = 10,5/1214 ：110/35(1+10%) =110/38.5R :35/10(110%)= 35/11(2)各变压器实际变比121(1+2.5%) _,- 11.010.538.5心二35(一211四、(1)推导网抗参数4=3,"=乌=半 =3.垣31；3xlOO3a=*=普上同艮100=4O.SQ(2)推导导纳参数片=3d5 =可日口%23.5xW3J 6-1= 0.3"x10£ = - = 10,476均折算到一次侧五二 3。X=QSQ二二3心° k2 WU762W=2mxl；3=g6 乂 io%&#

12、176;/10.44折算后的功率损耗:(1-2)=做 1.2) 比 0 = 178 x( 比 Q-?)= 363 乂保一=401kW=817kW 60；= 560kW0.85690各绕组短路损耗,温=一(560 + 817-401i = 488kW2AR. = li401+560-817i = 72kW 匕2比3 = L 401+817 - 560)= 329kWn 488 2202& =x叶=2.92口1000 902衣=21*写=2_*驾_=0.43口1000 或 1000 902329 Z202三乂"=陪、1000 902_i13.15 + 20.4-5.7i = 13

13、.93% = (13.15 + 5.7-20,4：i=-0.784(5.7 + 20.4- 13.15) = 6.482tx/xo3=13_93x_2_xlo3 = 7.90100100 900007-0,78220”X、=乂xl 0 = -4.2C210090000马嗡爷相5=%。-3 =1872202xlO-3 =3.9x105100 X 2202= 15.9x103六、1、 R200 121222.95111000 31.510.5 121248.8033100 31.52、R_2.9511 1212 1000.02048.80331212 1000.3333七、1、节点1： PQ节点待

14、求量：U,节点2: PV节点待求量：Q,节点3:平衡节点 待求量：P,Q2、%y12 w 1.25 j5.5Y22y12y23 1.3 j 7Y33y23y131.55 j6.5Y21Y120.5 j3Y32 Y230.8 j4Y31Y30.75 j 2.50.75 j2.50.8 j41.55 j6.51.25 j5.50.5 j3Y 0.5 j3 1.3 j70.75 j2.50.8 j43、 n Si Ui Yij U j I 1,2,3 j 1 NPUiUj(GjCosijBjSin ij)或 ：i 1,2,3QiUiU j(Gij sin ijBij cos j)NYj1j)1,2,

15、3H11H 12N1111H11H 12N11PiP2H 21H 22N212一-2H 21H 22N21P2QiJ11J12L11U1 1 U1U1 1 U1J11J12L11QiT1)1)(k 1(k 2(k) 1(k) 1(k) 1(k) 1U1(k1)Ui的U1(k)收敛条件:U1(k)(k)1(k)2八、1、取 Sb50 MVAUb115 kVXd50= 0.30.350Xt50 0.105100 50Xl0.4 50 -SB220Ub502 =0.0756115以短路前D点电压为基准，则E0>也算对，不加相位条件，也算对,（该信如果不是用此式子计算而来， 而是自己进行假设,

16、计算中电抗前不加虚部符号也算对）UD 121E D 1.052UB 115I j(XdEXtXl)1.052j(0.3 0.105 0.0756)= -j2.1889有名值I 2.18892、XT2Xt10.105X L2Xli 0.0756X2XT0XL01.450 Ub0.2653 A相接地短路，复合序网由3个序网络串联而成EgA1j(XdXT1Xl1X2XT2 XL2 XT0XL0)Xd =0.350 0.350.3550500.105 - 0.105501.052 0.0.0756 0.105 0.265)j(0.3 0.105 0.0756 0.35 0.105=j 0.762正序网

17、络ZT0Uda0 零序网络U DA11 FU DA2U DA0jXd Zti Zli IDA1CZICZI1I - 4EG0I|DA1I IDA 2I|DA0I Da 3IIDA1 j2.286有名值I DA2.286 IB2.286SB3UB2.28650.3 1150.574 kAB、C相各序分量，然后,2，、,一(aa1)IDA10，2，、一(aa1)I DA10（不直接运用对称分量变换，而是根据对称分量定义分别计算出 合成为各相量，也正确)I DB a I Dai aI Da2 I DA0I DcaI|DA1 a IIDA2I DA0从而 I DB I dc 0 kA 4发电机提供的短

18、路电流ej30：IDA1 ej30：IL2ej30aI，：3I|daij1.320ej30 a2IDA1e j30 aIIDA20 IDai 0DA1 e j30a2IIDA2.3IDA1 j1.320有名值Iga Igc 1.320SB,3Ub1.320 503.63 kA.3 10.5Igb 0 kA九、1 =/41 045% 二一先二-：” =-0.481 + j2.404 0.08+ y0.41" = K, =-v13 = -0.454+ 71.891H=<588 + j23531331-0.12 + j0.5弓=为1 +/芯+为口 =1.。69 - j4.507】第二

19、 3 si + 蒐 + 34 二 L 042 J7.5 71弘二心=二%3 - j工 333（2）修改后kZT1:1JJ03pGD-k =ZT = yO. iLI=11H0.12+ ;0.5 0十川 kZ7 k7ZT= 1.042-78.277kZT=J3.6671k-12 二 .%+果。二厂+h二一小333jnCju1不解:i o,3)3.666-jir i-(-2 + j6) xl.04 -(-0,666 +jl2)xl- H+3j)xLO5四二白全弃-犯-空:一中力 ¥ 33.2U,1-lr-jO.5)E=(l+3jxL(M-(-ft®SjU)x (1S5»

20、-/)23-(2+6;)xl.ft53.®6-jll1且谈“黜55率 率 率 率 * 申*=及1噌( q+徐 亭小徐劈耳为/”=一14 锈-匕口 - Q可一 /邛0X6-/M332 113 0.48kV10.4卜一、电压损耗U PR QX UU1 U2 U 10.4 0,48 10.4 0,48 10.88kV(1)用标幺值表示的等值网络(取Sb 100MVA ,用平均额定电压进行计算),把以自身 容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值jXdjXT1jXi100 Xd 0.220.73330100 Xt1 0.1050.33331.5100XT2 0.1050.33331.5Xl 200 0.4 粤 0,605 1152回路总电抗为X Xd XT1 Xl XT2 0.733 0.333