《电力系统分析》习题集及答案

1、电力系统分析习题集收集整理，仅供学习，勿做他用精品文档第1页 共90页本书是在高等学校教材电力系统稳态分析和电力系统暂 态分析多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学 好这门课程非常重要，但有很大的难度。根据国家教委关于国家重 点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量 高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本电力系统分析习 题集。力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能 够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电 力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌 握电力系统的运行情况

2、，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。全书内容共分十五章，第一至第六章是电力系统稳态分析 的习题，第七至第十四章是电力系统暂态分析的习题，第十五 章是研究生入学考试试题。本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同 时也可作为报考研究生的学习资料。由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳 地希望读者提出批评指正精品文档第部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的兀件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第八早电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的

3、基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录精品文档T235kVT396kVHD-习题1-5图T4380V单相第部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分 析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。第一章 电力系统的基本概念1-1什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2为什么要规定额定电压？电

4、力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3我国电网的电压等级有哪些？1-4标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。1-5请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题:习题1-4图110kV精品文档 发电机G、变压器T2T3T4、三相电动机D、单相电灯L等各元件的额定电压。 当变压器Ti在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处工作，T3在-2.5%抽头处工作时, 求这些变压器的实际变比。1-6图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压 及变压器的额定变比。1-7电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求:发电机G和变压器T、T2、T3高低压侧的

5、额定电压。设变压器工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3工作于-5%抽头，求这些变压 器的实际变比。1-8比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。1-9什么叫三相系统中性点位移？它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加、3倍？1-10若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？1-11什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？1-12架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？1-13架空线的电压在35kV以上应该用悬式绝缘子，如采用X4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？精品文档精品文档第二章电力系统各元件

6、的参数及等值网络2-1一条110kV、80km的单回输电线路，导线型号为LGJ150,水平排列，其线间距离为4 m，求此输电线路在40C时的参数，并画出等值电路。2-2某220kV输电线路选用LGJ300型导线，直径为24.2mm,水平排列，线间距离 为6m，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。2-3某电力网由双回110kV的输电线向末端变电所供电，其接线如图2-3(a)所示,输电线长100km用LGJ120型导线，在杆塔上布置如图2-3(b)。末端变电所装两台110/11kV、20000kVA的三相铝线变压器，其型号为LGJ20000/110。试求：用查表法计算40C时，

7、每公里架空线路的参数。求末端变压器折到110kV侧的参数。求并联运行后的等值参数，并画出其等值电路图。校验此线路在t=25C正常大气压下是否会发生电晕。2-4某220kV线路，选用LGJJ2X240分裂导线，每根导线直径为22.4mm,分裂 间距为400mm导线水平排列，相间距离为8m,光滑系数m,取0.85,气象系数m2取0.95, 空气相对密度为1.0。试求输电线每公里长度的电阻、电抗、电纳及电晕临界电压。2-5有一回500kV架空线路，采用型号为LGJQ4X400的分裂导线，长度为250kmo每一导线的计算外径为27.2mm,分裂根数n=4,分裂间距为400mm三相导线水平排列， 相邻导

8、线间距离为11m求该电力线路的参数，并作等值电路。2-6一条110kV、16km的线路，用LGJ2X150(双分裂导线)导线架设水平排列，相邻线间距离为4.125m，分裂导线外径为17mm分裂间距为250 mm求50C时线路阻抗 欧姆值。2-7有一条330kV单回输电线路，采用LGJ2X300分裂导线，每根导线的直径24.2mm,分裂间距为400mm线间距离为2m,线路长300km,试作出该线路的等值电路图。2-8某变电所装设的三相双绕组变压器，型号为SFL31500/110，额定电压为110/38.5kV，空载损耗Po86kW短路损耗Pk200kW,短路电压Uk% 10.5，空载电流10kV

9、C52 XSFL-2000习题2-3图4(b)m110kV2 XI GJ-1100km(a)丁3.5m3.5m丄精品文档Io% 2.7，试求变压器的阻抗及导纳参数，并绘制T型等值电路。精品文档2-9三相双绕组变压器的型号为SSP63000/220，额定容量为63000kVA,额定电压为242/10.5kV，短路损耗Pk404kW短路电压5% 14.45，空载损耗P。93kW空载电流Io%2.41。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。2-10某发电厂装设一台三相三绕组变压器，额定容量SN60MVA额定电压为121/38.5/10.5kV，各绕组容量比为100/100/100，两两绕组间

10、的短路电压为Uk 1 2% 17，Uk3 1% 10.5，Uk23% 6,空载损耗Po150kW最大短路损耗Pkmax410kW，空载电流Io%3，试求变压器参数，并作等值电路。2-11某变电所装设的变压器型号为SFSL20000,额定电压为110/38.5/11kV，各绕组容量比为100/100/50，各对绕组短路电压为Uk1 2%10.5，Uk3 1%17，Uk2 3% 6，空载损耗Po75kW最大短路损耗Rmax163kW空载电流I。3.5，试求变压器参数，并作等值电路。2-12有台容量为20MVA的三相三绕组变压器，三个线圈的容量比为100/100/50，额定电压为121/38.5/1

11、0.5kV，短路损耗为P“2152.8kW,Pk3 152kWPk 2 347kW空载电流为Io% 4.1，空载损耗Po75kW短路电压为Uk1 2% 10.5，Uk31% 18，Uk23%6.5。试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。2-13某变电所装设一台OSFPS90000/220型三相三绕组自耦变压器，各绕组电压220/121/38.5kV，容量比为100/100/50，实测的短路、空载试验数据如下：Pk 1 2333kWP.31265kWPk 2 3277kWUk1 2% 9.09，Uk31% 16.45，Uk2 3% 10.75，Fo59kWIo% 0.332。试求该自耦变

12、压器的参数并绘制等值电路。2-14一台容量为精品文档90/90/45MVA的三相三绕组自耦变压器，额定电压为220/121/11kV。短路损耗为Pk1 2325kW,Pk 3 1345kWPk 2 3270kWA短路电压为Uk1 2% 10，Uk3 1% 18.6,Uk2 3% 12.1,空载损耗 巳104kW空载电流Io% 0.65。试求该自精品文档习题2-18图耦变压器的参数。（注：Pk2-15简化系统Uk是最小绕组容量为基值给出的）110kV如图2-15所示, 元件参数如下：架空线：UN110kV,x,0.4 /km,长70 km。变压器：两台SFL20000/110型号变压器并联运行，

13、短路电压为U%=10.5。电抗器：额定电压为6kV,额定电流为300A，电抗百分值为4%电缆线：双回铜电缆线路，UN6kV，长2.5km，缆芯截面S 70 mrr，X!0.08 /km，电阻系统18.8mrr/km。当选基准容量SB100MVA基准电压为各段的平均电压。试求该系统各元件的标么参数，并作等值电路。2-16已知电力网如图2-16所示:习题2-16图各元件参数如下：T110T0-6Skm4.48j48.4，T3归算至35kV侧的阻抗为1.127j9.188，输电线路的参数已标于图6kV6kV习题2-15图精品文档习题2-18图中，试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。-

14、10kVT1110kVC 35kV31.5MVA10 5+j20 8Q20MVA 6.6+j8QT310MVA10kV6-35/11kV精品文档试作出该系统的等值电路（不计电阻，导纳）所有参数归算到110 kV侧；所有参数归算到10 kV侧；选取SB100MVAUBUav时以标么值表示的等值电路。2-19电力系统结线如图2-19所示：线路电抗均取X。0.4 /km=试求各元件参数标么值，并作等值电路。2-20简单电力结线如图2-20所示。6kV1.5kAXr%=8Uk%=10.5习题2-20图精品文档第三章 简单电力系统的计算和分析3-1今有一条220kV电力线路供给地区负荷，采用LGJJ-4

15、00型号的导线，线路长230km,导线水平排列，线间距离为6.5m,线路末端负荷为120MWcos0.92，末端电x,0.426 /km,b,2.66 106S/km，线路空载运行，末端电压端电压U,。习题图3-33-4如图3-4所示，某负荷由发电厂母线经110kV单线路供电，线路长80 km,型号?为LGJ-95,线间几何均距为5m,发电厂母线电压U1116kV，受端负荷SL15 j10MVA3-5有一条110 kV输电线路如图3-5所示，由A向B输送功率。试求： 当受端B的电压保持在110kV时，送端A的电压 应是多少？并绘出向量图。 如果输电线路多输送5MW有功功率，则A点电压 如何变化

16、？如果输电线路多输送5MVAF无功功率，则A点电压又如何变化？功率。U11-8+j40Q-1 U213-2已知图始末端电压分别为3-2所示输电线路248kV、220kV,末16二=j5.5 10-4SC2二1-j5.5 104S端有功功率负荷为220MW无功功率 负荷为165MVAR试求始端功率因数。习题图3-2压为209kV。试求出线路始端电压及P2=220MWQ2=165MVAR3-3单回220kV架空输 电线长200km，线路每公里参数为r.0.108/km，U2为205kV，求线路送UiL=200kmU2S=0UiLGJ-9580kmU2SL习题图3-4求输电线路的功率损耗及受端电压U

17、2l=100kmr=0.125Qkm-x=0.4Q/km20+j10MVA习题图3-5距离为5m线路长度为100km,如图3-6所示。已知线路末端负荷为40 j 30MVA线路首端电压为115 kV。试求正常运行 时线路末端的电压。110kV100km-1- 40+j30MVALGJ-150习题图3-6精品文档3-6一条额定电压为110 kV的输电线路，采用LGJ-150导线架设，线间几何平均3-7有一回电压等级为110kV，长为140km的输电线路，末端接一台容量为31.5MVA的降压变压器，变比为110/11 kV。如图3-7所示，当A点实际电压为115 kV时，求A精品文档A l1220

18、kVl2T230+j20MV AC二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压。（注：Pk190kW 5%10.5,FO31.05kWI。0.7）3-8额定电压110 kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8所示。已知电源A的电压为121 kV，求功率分布和各母线电压。 量U）。3-9某变电所装设一台三绕组变压器，额定电压为110/38.5/6.6kV，其等 值电路（参数归算至高压侧）和所供负荷 如图3-9所示，当实际变比为110/38.5X（1+0.05 ）/6.6kV时，低压母线为6 kV, 试计算高、中压侧的实际电压。3-0今有110 kV、100km的双回线路，向区域变电所供电，线路导线型号

19、为LGJ185，水平排列，线间距离为4m,变电所中装有两台31500kVA、额定电压为110/11 kV的三相变压器，并列运行，负荷PL=40MWcos 0.8,Tmax4500h,3200h，变电所二次侧正常运行电压为10.5 kV。试求： 输电线路的始端功率。 线路及变压器中全年电能损耗。（注：变压器实验数据：Pk =190kW Uk %=10.5,P0 =31.05kW,I0%=0.7）3-11某回具有串联电容器的110kV供电线路，其参数和已知条件如图3-11所示。试求结点1、4之间的电压损耗（忽略电压降落横分量）以及2、3、4各点的电压值。23I I-II- - IZZH5+j120

20、Q-j10Q5+j20Q习题图3-113-12某系统如图3-12所示，变压器T容量为31.5MVA,变比为2202X2.5%/38.5 kV;变压器T2容量为60MVA变比为2202X2.5%/121/38.5kV，设A端电压维持242 kV, 进行该电网的潮流计算，并在等值电路上标出各自潮流及各点电压。Dm=4m20+j40QLGJ150140kmSFL131500/110110/11kV习题图3-720+j15MVABT40+j30MVA20+j30Q10+j8MV A习题图3-84- S4=40+j30MV A115kV（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分精品文档 * ,Sa=30

21、+j15MVASb=20+j10MVA习题图3-133-14如图3-14所示，各段线路参数为欧姆值，各点负荷为兆伏安，*=117 kV，试计算各点电压（忽略电压降的横分量）。0.0026+j0.0140.0298+j0.156q匸j0.011圭j0.011丰丰j0.118点0.118j0.32 0.3+j0.2。.旳1习题 ffl3-123-13由A B两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图B两端供电电压相等（即LA=IB）时，各段线路的输送功率是多少？3-13示。试求当A、（不计线路的功率损耗）Zi=6+j12QUA乙=4+j8QZ-=2+j4QZ4=3+j6QBUbj0.0162j0

22、.1310.2+j0.1j0.286-j0.5U2 |1+j0.2SD3精品文档习题4-19图4-16起始条件改成X：x；1，重作习题4-15。4-17试利用牛顿一拉夫逊法去解f1xx；x：10f2xx1x20节点上发电机输出功率SG0.8j0.6，负荷功率SL1j0.8，输电线路导纳Y=1-j4。SD11 j0 U110?SD31.0j0.6Zij0.4(所有线SD21.0 j 0.8PG20.8QG2路)0.3试利用高斯一塞德尔法求U2与U3? (0)，由U2? （0）U310开始，只作一次迭代。4-14如图4-14所示系统中，假定SD1PG21 j0 U1100.8U21.0SD31.0

23、j0.6j0.4（所有线路）试利用高斯一塞德尔法求U2和U3,只作两次迭代，由? (0)? (0)U2U31 0开始。4-15试利用牛顿一拉夫逊法去解2X12X2X210 x110 x0 x01作两次迭代。（注：真解为X1X21.618)起始猜测为x01、x0，作两次迭代（注：真解为12）。4-18简单电力系统如图4-18所示,试用牛顿法计算该系统的潮流。4-19有一个二结点的电力系统如图?4-19所示，已知节点电压为U11 j0,X-.0.020 0.01+j0.02 AU=1.08=01+j0习题/rP2=0.4.5U2=1.04-18图=a2+bP=2+C2R2(t/h)其中b1=2元/

24、(MW.h),b2=2.5元/(MW.h),d=0.01元/(MWh),C2=0.005元/(MWh)。 两台机组的最小负荷都是20MW，最大负荷都是125MW/如果系统有功负荷PL为150MV，求 两台机组所分配的负荷PG、PGZ/5-4设有三个火电厂并列运行，各电厂的耗量特性及有功功率的约束条件如下：2F1=4+0.3PG+0.0007PG(t/h)100MW+0.0004忠(t/h)120MWP22W250MWF3=3.5+0.3PSB+0.00045PG2(t/h) 150MWP300MW当总负荷为700MW试确定发电厂间的最优分配方案。5-5在一个不计线损仅有n台汽轮发电机组组成的系

25、统中，设整个系统每小时的消耗燃料为：F=F1(P.)+F( P)+Fn(PG)，其整个系统消耗的有功功率为PL，试推证等耗量微增率准则：dF,/dPG1=dF2/dP,2=dFn/dPGn5-6写出如图5-6所述系统在不计网损，不考虑不等约束的条件时，有功功率最优分配的目标函数、拉格朗日函数，并推导出有功功率最优分配时的准则。(A、B均为火电精品文档5-7如图5-7所示，有两台容量均为100MW耗量特性分别为:厂，PL为负荷点的负荷)-.-PL习题5-7图习题5-6图精品文档Fi=1+0.2P+0.002Pbi2（t/h）2F2=3+0.1 Pb +0.002PG2 （t/h）两台发电机，同时

26、供一个负荷PL,试求：当系统负荷为65MW按1号机发20MW 2号机发45MW分配负荷时，是不是最优分 配方案？当系统负荷为160MW时，此二发电机间的最优分配方案是多少？5-8三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为：dF1dFG10.15PG110元/MW h100vPG1v200MWdF2dFG20.10巳210元/MW h100vPG2v300MWdF3dFG30.05巳310元/MW h200vPG3v500MW试求：负荷为750MW时，每台发电机组所承担的负荷；负荷在400MV至1000MW范围内的耗量微增率与负荷功率的关系曲线f （PL）。5-9两个发电机组一个系统，G1

27、:18.0 0.012PG1元/MW- h G：27.0 0.01聪2元/MW- hG: 100MW: 50MWPGzPG250MW,200MWPS110MW当调度分配给该厂的发电任务为250MW寸，试求机组间有功功率负荷分配的合理方案。若发电任务增至252MW时，全厂耗量增加多少？5-11假设三个发电机组的燃料一成本曲线如下：2f1（金）=300+8.0PG+0.0015PG2f2（忠）=450+8.0PG+0.0005忠3f3（氐）=700+7.5PGJ+0.0010氐忽略线路损失与发电机极限，当总负荷R.为500MWI寸，试求最佳调度与总成本（元/小时）。5-12已知系统中有两台发电机组

28、（一水、一火），它们的耗量特性为：精品文档F&1b1PG1C1PG1(t/h)精品文档2W a2b2PG2C2PG2(m3/h)其中aia2bib2ciC2均为常数，如果水电厂的耗水量微增率与火电厂燃料微增率的折换系数 已求出，且能满足给定的日用水量要求，设系统的有功负荷为PL，试求两台机组的最优分配负荷PG、FG205-13已知电力系统只有一个火电厂、 一个水电厂。火、水电厂的耗量特性分别为：F=3+0.3PG+0.0015PG2(t/h)2W=5+PGH+0.002PGH(m水电厂日用水量恒定为 系统的日负荷曲线如图5-13容量为900MW水电厂容量为 给定的用水量下， 经济分配方

29、案。5-14电力系统中有水电厂、火电厂各一个，它们并联运行，它们的耗量特性为：2F=4+0.3PG+0.003PG(t/h)23V=3+PH+0.002 R(m /s)设水电厂给定的日用水量为K=10(mi),系统的日负荷曲线数据为火电厂容量800MV，水电厂容量500MV，如图5-14所示。 求在给定的日用水量条件下，水、火电厂的 功率经济分配。5-15两台容量为60MW勺发电机共同承担负荷，它们的调差系数分别为 空载时并联运行，其频率f0为50Hz,试求：总负荷为100MW寸，这两台发电机组发出的功率；为使总负荷为100MW寸， 两台机组能平均分担 负荷， 它们的转速应分别增减多少？5-1

30、6三个电力系统联合运行如图5-16已知它们的单位调节功率为：KA=200MW/HZKB=80MW/HZ&=100MW/HzB增加200MV负荷时，三个系统都参加一次调频，C系统部分机组参加二次调频增发 电力系统的频率偏移f。5-17A、B两系统并列运行，A系统负荷增大500MW寸，3K=1.5x107mi,所示。火电厂400MW求在水、火电厂间的有功功率1000600J1 P(MW)800500P=f (t)8 18习题5-13图24h)8 18习题5-14图当系统并且70MW功率。求联合244%PCNPBNO习题5-16图t(h)3%若B系统向A系统输送的交换功率为试求：300MW如

31、这时将联络线切除，切除后A系统的频率为49Hz,B系统的频率为50Hz,A B两系统的系统单位调节功率&、KB；A系统负荷增大750MW联合系统的频率变化量。5-18如图5-18所示，将两个系统用一条l：TPab习题5-18图精品文档精品文档联络线连接起来，A系统的容量为2000MW发电机的单位调节功率KGA=30,负荷的单位调 节功率KLA*=2，B系统的容量为1000MWKGB=20,KLB*=1.2。正常运行时联络线上没有交换 功率，当A系统负荷增加100MW这时AB两系统的机组都参加一次调频，且A系统部分机组参加二次调频，增发50MW试计算系统的频率偏移及联络线上的交换功率。5

32、-19在如图5-19所示的A、B两机系统中，负荷为800MW时，频率为50Hz,若切除50MW负荷后，系统的频率和发电机组的 出力为多少？5-20某系统有三台额定容量为100MW的发电机并列运行，其调差系数d1*=0.02,d2*=0.06,d3*=0.05,其运行情况为：FGi=60MWFG2=80MWPG3=100MV，取KL*=1.5,I当系统负荷增加50MW寸，系统的频率下降多少？如果系统的负荷增加60MW则系统的频率下降多少？（均不计频率调整器的作用）5-21某电力系统各机组的调差系数d*=0. 05,系统中最大容量的机组的额定容量为系统额定负荷的10%该机组运行有15%勺热备用容量

33、，而负荷在额定值上的最大波动达5%寸，系统的频率下降0.1Hz。（设负荷的增量与频率无关），当系统中的最大机组因故障 而解列时，系统的频率下降最多为多少？5-22某电力系统负荷的频率调节效应*=2，主调频厂额定容量为系统额定负荷的20%当系统运行于额定负荷PDN=1,额定频率fN=50Hz时，主调频厂出为其额定值的50%如负荷增加，而调频厂的频率调整器不动作，系统频率就下降0.3Hz，此时测得PD=1.1 （原来不满载的机组仍不满载）。现在频率调整器动作，使频率上升0.2 Hz,问二次调频作用增加的功率为多少？5-23系统A,当负荷增加250MW寸，频率下降0.1Hz。系统B,当负荷增加400

34、MW寸，频率下降0.1Hz。系统A运行于49.85Hz，系统B运行于50Hz。如果用可不计损耗的联络 线将两系统联系，联络线传递的功率为多少？5-24两台100MW勺机组并列运行，调速器的下降特性分别为4呀口5%负荷为150MV，两台机组的负荷如何分配？若两台机组平均带负荷， 应如何办？哪台机组进行二次调频合 适？ （两台机组空载时并车）240MW ,560MWQ 艺PGN=560MWd %=41艺PGN=500MWd %=5PL=800MWKL= 1.5习题5-19图FGr=100MW/问:精品文档第六章电力系统的无功功率和电压调整6-1如图6-1所示，两发电厂联合向一负荷供电, 功率SL=

35、1.2+j0.7，其有功部分由两厂平均负担。已知:按等网损微增率原则确定无功负荷是最优分配。6-2简化后的110kV等值网络如图6-2所示。图中标出各线段的电阻值及各结点无 功负荷，设无功功率补偿电源总容量为17MVAR试确定这些补偿容量的最优分布。Smax=28+j14MVA,Smin=10+j6MVA=最大负荷时高压侧电压为113kV，而此时低压允许电压 为6kV，最小负荷时高压侧电压为115kV，而此时低压允许电压为w6.6kV。试选择此变 压器分接头。6-5如图6-5所示， 某110/11kV的区域性降压变电所有两台32MVA的变压器并联运行，两台变压器的阻抗Z=0.94+j21.7Q

36、,设变电所低压母线最大负荷42MVA(Smax=38.6+j18.3)，对应这时高压母线电压为103kV，最小负荷为18MVASmim=16.5+6.3),电压为108.5kV。求变压器的变比，使低压侧母线电压在最大最小负荷下分别为设发电厂母线电压均为1.0；负荷Zi=0.1+j0.4，乙=0.04+j0.08。试6-3如图6-3所示，某降压变电所装设器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷 时分别不超过额定值的2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA最小负荷为7MVAcos0.8，变压器高压侧的电压在任何 运行情况下均维持107.5kV，变压器参数为：匕=10.5,R=163kW激磁影响不计。试

37、选择变压器的分接头。6-4如图6-4所示，有一台降压变 压器，其归算至高压侧的参数为RT=2.44Q,XT=40Q，在最大负荷及最小负荷时通过变压器的功率分别为台容量为20MVA电压为110/11kV的变压精品文档U1U2max=10.5kV,U2min=10kV。若采用有载调压，变压器分接头电压为1159X1.78%/10.5kV。精品文档Smax=28+j21MVASmin=15+j10MV A112.09115.45kVZT=2.1+j38.5QSFL1-40000 121X2.5%/10.5kV 1011kV(二习题6-6图2XSFL10000、110/10.5如图67所示。10kV侧

38、的最大负荷为15+j11.25MVA，接入补偿电容器-j11.25MVAR;最小负荷为6+j4.5MVA，电 容器退出，并切除一台变压器。已知一台变压器的阻抗为Z=9.2+j127Q,高压母线最大负荷和最小负荷时的电压分别为106.09kV和110.87kV。要求10kV侧母线为顺调压， 试选择变压器的分接头。(变压器参数为110kV侧的)6-8某变电所装有二台并联工作的降压器，电压为1105X2.5%/11kV，每台变压器容量为31.5MVA,变压器能带负荷调分接头，试选择分接头，保证变电所二次母线电压偏移不超过额定电压土5%勺逆调压。已知变电所二次母线的最大负荷为42MVA cos =0.

39、8,最小负荷为18MVA cos =0.7。变电所的高压母线电压最大负荷时为103kV，最小负荷时(a)(b)6-9某降压变电所如图6-9习题6-9所示、三绕组变压器的额定电压为110/38.5/6.6kV,各绕组最大负荷时流通的功率如图6-9(b)所示，最小负荷为最大负荷的二分之一。设与该变压器相联的高压母线电压最大最小负荷时分别为112、115kV,中、低压母线电压偏移最大最小负荷时分别允许为0、7.5%。试选择该变压器高、中压绕组的分接头。6-10试选择如图6-10所示的三绕组变压器分接头。变压器参数、最大最小负荷的兆伏安数及对应的高压母线电压均标于图中，中压侧要求常调压，在最大最小负荷

40、时，电6-6某水电厂通过变压器SFLi40000/110型升压变压器与系统联接，最大负荷与最小负荷时高压母线的电压分别为112.09kV及115.45kV,要求最大负荷时低压母线的电压不低于10kV，最小负荷时低压母线的电压不高于11kV，试选择变U2- U2习题6-5图压器分接头。S|110.87kVSFL1100006-7某变电所装有二台变压器为108.5kV，变压器短路电压为10.5%，短路功率为200kW。IUmax=112kVUmin=115kVI耳尸35kV+川八6kVSF(铁损) ZT习题6-7图n精品文档U1压均保持在35（1+2.5%）kV,低压侧要求逆调压。（变压器额定电压

41、为：110/38.5/6.6kV） 注：变压器参数为归算至高压侧的值；计算时不计变压器功率损耗。高2.71+j59.3Q1.83+j38.3Q中-Umax=111.6kVSmax=10+j8Umin=105kV| 1.6-j2.5QSmin=5+j4低 t -Smax=5+j3Snin=3+j2习题6-10图6-11某变电站装有一台带负荷调压变压器，型号为SFSE8000，抽头为1103X2.5%/38.55%/10.5kV。如图6-11所示、图（a）分数表示潮流，分子为最大负荷，分母 为最小负荷。已知最大、最小负荷时高压母线电压分别为112.15kV和115.73kV。图（b）表示变压器等值

42、电路，阻抗值为欧姆数，若要求10kV母线及35kV母线分别满足逆调压,器，已知双母线电抗XL=14.6Q,两台主变压器的电抗XT2Q2变电所低压侧母线上的电压折至高压侧时， 在 最大负荷时U2ma）=100.5kV,最小负荷时为U2min=107.5kV。试作：并联电容时，容量和变比的选择怎样配 合？并联调相机时，容量和变比的选择怎样配 合？当变电所低压侧母线要求为最大负荷时U2max10.5kV，最小负荷时U2min10kV，求为保证调压要求所需的最小同步调相机容量CCO为达到同样的调压目的，选静止电容器容量为多少？6-13如图6-13所示，有两回110kV的平行线路对某降压变电所供电，线长

43、70km,r-GD2X1 GJ120试选择变压器的分 接头。6-12女口图6-12所示，一个地 区变电所，由双回110kV输电线供电， 变电所装二台容量均为31.5MVA的分 接头为：1104X2.5%/11kV的变压112.15115.75kV36.7535kVSN=8000kVA5.5+j4.12彳3.5+j2.622.4+j1.81.4+j1.05| 2+j1.51+j0.75(a)习题6-11图（以折至于110kV侧），Qo=?7.77-j3.782X31.5MVA70kmU1习题6-12图精品文档导线型号LG120,变电所并联着两台31.5MVA的变压器，变比为1104X2.5%/1

44、1kV。两回线电抗XL146，两台变压器电抗XT202，变电所低压折合到高压侧的电压在精品文档i习题6-18图6-16设由电站1向用户2供电线路如图6-16所示，已知U=10.5kV,R=1000kWcos =0.8，若将功率因数提高到0.85，则装设多少容量的并联电容器，此时用户处的电压lb为多大？6-17如图6-17所示，三绕组变压器T高压侧从电源受电，低压侧接同步补偿机，中压供负荷，变压器高压侧绕组漏抗0.06，变压器中压侧绕组漏抗为0,低压侧绕组漏抗为0.03，电源电势为1,内电抗为0.14，补偿机电抗为0.2，中压负荷为F+jQ=1+j1（感 也，为维持中压侧母线电压为U2=0.9，

45、试问补偿机应如何运行（供无功功率为多少）。6-18如图6-18所示，有一区域变电所i，通过一条35kV郊区供电线向末端变电所j供电，35kV线路导线采用LGJ-50,线间几何均距Dm=2.5m ,L=70km,末端变电所负荷 为6.4+j4.8MVA,若区域变电所电线电压为38.5kV,末端变电所母线要求维持在31kV,当采用串联电容器进行调压，试计算：在没装串联电容时，末端变电所的电压是多少？若要求末端变电所电压31kV时，要装多大容量的串联电容器？当每个电容器Uc=0.6kV, Qc=50kVAR时，电容器应如何联接？能否采用并联电容器来达到同样的调压要求，你认为应装在哪里？S=6.4+j

46、4.8MVA最大最小负荷时分别为U2max1005kV、rWU2min112kV，两回线完全对称。试求：调相机的最小功率，从而保证变电所电压 在允许的波动范围。设调相机欠激运行，其容 量不超过额定容量的50%。为达到同样的调压效果，在变电所并联一个电容器，电容器的容量应为多大？6-14容量为10000kVA的变电所，现有负荷恰为10000kVA，其功率因数为0.8，今想由该变电所再增功率因数为0.6、功率为1000kW的负荷，为使变电所不过负荷，最小需要装置多少千乏的并联电容器？此时负荷（包括并列电容器）的功率因数是多少？（注： 负荷所需要的无功都是感性的）6-15如图6-15所示，由电站1向

47、用户2供电，为了使U2能维持额定电压运行（UN=10kV），问用户处应装电力电容器的容量是多少？（忽略电压降落的横分量U）2X31.5MVA习题6-13图U1= 10.5kV1U2=UN1+j3Q习题6-15图PL=2000kWcosL=0.75夬Qc=?U11+j4QU2PL1QC习题6-16图38.5kVUN=110kVAC120（感性）精品文档6-19如图6-19所示，一个区域降压变电所B,通过80km长的110kV的单回线路与?电源中心A相联，线路阻抗ZL=21+j34Q,变电所的最大负荷是S=22+j20MVA,在这个运行 条件下，线路的压降不得超过6%为了减小线路上的压降，在每相线

48、上串联电容 器，单相电容器规格为0.66kV、40kVAR（即卩UN=0.66kVQ=40kVAR。求需要多少台电容器及电容器组额定电压和容量。（注：计算时不计线路上的功率损耗）习题6-19图6-20某220kV输电线路长500km,包含变压器在内的线路各通用常数为A=0.7,B=j800,C=j1.7X10-3,D=0.7（不考虑电阻，按长线路修正等值电路计算），试求：当线路空载时，如送端电压为220kV，求受端电压和送端电流？当线路空载时，如送端、受端的电压都是维持220kV，试求线路末端应装设的并联电抗器的容量。第二部分电力系统暂态分析电力系统的暂态过程，即涉及到电力系统内部的电磁暂态过

49、程，又涉及到电力系 统内部的机械运动中的暂态过程，因此研究它有一定的复杂性。所谓电力系统的暂态 过程包括两种：一种是电磁暂态过程（七至十一章），一种是机电暂态过程（十二至十四章）。电力系统的电磁暂态过程，主要与电力系统中发生短路、断路、自动磁励有关, 涉及电流、电压随时间的变化。电力系统的机电暂态过程，主要与系统受到干扰、稳定性破坏、异步运行有关, 涉及功率、功率角、旋转电机的转速随时间的变化。UN=110kVZLEZH-Xcb精品文档第七章 电力系统故障分析的基本知识7-1有一输电线路长100km,每公里电抗Xi=0.4/km，试根据下列基准条件计算这一输电线路的标么值，并对计算结果进行分析

50、讨论。SB分别为100MVA和1000MVAUB=115kVSB分别为100MVA和1000MVAUB=230kV7-2发电机G和G2具有相同的容量，它们的额定电压分别为6.3kV和10.5kV。若以它们的额定条件为基准的发电机电抗的标么值是相等的。问这两个发电机电抗的欧姆数的 比值是多少？7-3有两台变压器，一台绕组的额定电压为121kV和6.3 kV，另一台绕组的额定电压为110kV和6.6kV。在这两台变压器的低压侧接有欧姆数相同的电抗X=10QO问：从两台变压器高压侧看这电抗X的欧姆值分别是多少？ 在SB=100MVAUB=115kV的基准条件下，这两个电抗的标么值的比值又是多少?变压

51、器平均额定变比）给定参数为：SN=120MVA电压230/115/37kV , Ukg %=9,U（2-3）%=18,U（3-1）%=32试以SB=100MVAUB为各级电压的平均额定电压为基准，求出各侧 电抗的标么值，并作出变压器的等值电路图。7-6已知网络的接线图如图7-6所示，各元件参数均在图中标出，试求：以S=110MVAUB=Uav为基准的标么值电抗；各元件归算到短路点所在的电压等级为基本段的电抗有名值。习题7-6图7-7有一输电线路接在一个无限大功率系统上，当A相电压正好过零时发生三相短7-4有一个电力网，各元件参数已在图7-4中注明。要求:准确计算各元件电抗的标么值（采用变压器实

52、际变比）基本段取I段，UBITiI二I -160MVA10.5/121kVUk%=10.5=10.5kV。50MVA10.5kVXd=0.15n0.4Q/km100kmT2-亠m30MVA110/6.6kVUk%=10.5近似计算各元件电抗的标么值（采用习题7-4图7-5有一台三绕组自耦变压器,T10-GD50MW cos =0.8Xd=0.1360MVA10.5/121kVE=11kVUk%=10.5110/38.5kVUk%=10.50.4Q/km40km0.4Q/km65km（单回）T2-31.5MVA精品文档路，已知短路后的稳态短路电流有效值等于5kA，试在以下两个条件下求短路瞬间各相

53、短路电流中非周期分量的初始值。（线路阻抗角）=90=0假定短路前线路空载，A相电压的初相角a=0精品文档UAUmsi n( t )UBUmsin( t120 )UCUmsin( t120 )7-8一台变压器接在无限大功率电源上， 以其额定条件为基准的电抗、 电阻标么值 分别为XT=0.1，RT=0.01。当在变压器的副边发生三相短路。短路前变压器空载，求短路电流的周期分量及冲击电流。短路前变压器满载，cos=0.8（低压侧），当A相电压合闸相角=30时发生 短路，写出暂态过程中A相电流非周期分量表达式。7-9如图7-9所示输电系统，假定线路始端电压恒定（恒电压源），当变压器低压母线发生三相短路

54、，试求：若短路前变压器空载，计算短路电流的周期分量及短路电流最大有效值。相短路时的冲击电流是多少？短路电流的最大有效值是多少？简述短路冲击电流的意义，何种情况下短路其冲击电流最大?系统为无穷大系统SN=XS=0当A相非周期分量电流的初值为零及最 大时，计算相应的B、C相非周期分量电流的 初始值。若短路前变压器满负荷运行， 功率因数 为0.9（低压侧），计算最大非周期分量电流的 初始值，并与空载时短路比较。7-10如图7-10所示系统，电源为恒 压电源。当取S=IOOMVAU=Uav，冲 击系数KM=1.8时，问：在f点发生三U=115kVI0.4Q/km50kmSN=10MVA110 /11k

55、VUk%=10.5习题7-9图115kV0.4Q/kml=40km30MVAUk%=10.5习题7-10图6.3kV1 十6.3kV0.3kAXr%=4f (3)0.08Q/kml=0.5km7-11H0R二.已知系统接线如图T1精品文档G：50MVA Xd0.2G2: 25MWcos0.8Xd0.125精品文档习题7-14图7-14一个无限大容量系统通过一条100km的110kV输电线向变电所供电，线路和变压器的参数标于图7-14中，试用标么制计算线路末端d,点和变电所出线上d2点发处三相短路时，短路电流周期分量有效值和短路冲击电流。（取KM1.8 SB100MVAT1:60MVAUk% 1

56、0.5121/10kVT2:31.5MVAUk% 10.5121/10kVT3：60MVA5% 10.5230/110kVl1260kmX10.4/ kmL60kmX10.4/ kmI100 kmX10.4/ kml450 kmX10.4/ km已知EiE2j1，试求短路点发生三相短路时（t=0）短路点的三相次暂态电流（有名值）；短路点的冲击电流（假定冲击系数为1.8）及短路功率（有名值）；线路丨1、丨2、丨3中的电流（有名值）。7-12如图7-12所示的系统中，有n根电缆并联，今欲使f点三相短路之冲击电流 不超过20kA，求n之最大可能值。（标么值计算，取SB=100MVAU=Uk）T15M

57、VAUk%=10.56.3kVI-prn根并联- -UrN=6kVlrN=200AXr%=4习题7-12图7-13如图7-13所示系统，电源为恒定电源，当变压器低压母线发生三相短路时，若短路前变压器空载，试计算短路电路周期分量的有效值、短路冲击电流及短路功率。（取x=0.08Q/km2.6kmSB100MVAUBUav，冲击系数KM1.8)O115kVHF-0.4Q/kml=40km习题7-13图f(3)30MVA115/6.3kVUk%=10.5（略去了电阻）精品文档习题7-14图Uk%=10.5UBUav)l=100kmT1cos（0）=0.8、Xd=0.125，取如1.8。发电机的额定相

58、电流有效值为3.45kVA。9-4同步发电机运行情况为：机端电压U=1.0，输出功率P=0.8，功率因数为0.8,Xq=X=0.8。试计算机端发生三相短路时的短路电流Id，并画出正常运行（故障前）的向量图。习题9-2图9-3如图9-3所示系统，电源为恒 定电源，当变压器低压母线发生三相短 路时，若短路前变压器空载，试计算短 路电流周期分量的有效值、短路冲击电 流及短路功率。（SB=100MVA,u=uav，冲击系数K=1.8）O115kV0.4Q/kml=40km6.3kV f（3）+-0110/10.5kVG2精品文档li=50kmxi=0.4Q/km线 路I2：I2=40kmX2=O.4Q

59、/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I、冲击电流iM及母T3If(3)各兀件 参数已知如G1:下:?E1j1.08Xd习题9-7图0.125SN160MVA发电机：G2:E2 4Xdj10.13SN230MVA：SN140MVAUk%10.5线2上的电压。(SB=100MVA,UB=Uv)9-7如图9-7所示的网络中，f电流及冲击电流值，取如1.8;求GiT1O_点发生了三相短路， 求：短路点的周期分量起始值A B、C母线上的各相电压值。T2li110kV|2ITG2精品文档变压器 :T2:SN231.5MVAUk%10.5T3:SN320MVAUk%10.5负荷： 只

60、计及靠短路点附近的负荷，取X =0.35,E=0.8,3=20MVA线路：l1=50km,l2=70km,x=0.4Q/km1。9-8电力系统结线如图9-8所示，兀件参数标于图中，发电机均装有自动电压调节器，当f点发生三相短路时，试计算: 次暂态电流初始有效值I“。 冲击电流值i变压器参数：60MVA 121/38.5/10.5kVUh-2=17%“3-1=10.5% Uk-3=6%T1T2l1l2110kV250MWcos =0.8260MVAUk%=10.560km0.4Q/kmXd =0.125习题9-8图9-9系统接线如图9-9所示，当f点发生三相短路时,求流过短路点电流(有名值)G2SS=100MVAXS