电力系统分析试题与复习资料

三、简答题

31.电力变位器的主要作用是什么？

答：电力变压滞的主要作用是升高或者降低电压，此外还起到将不同电压等级电网相联系的作用

o32.简单闭式网分为哪些类网络？

答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。

33.为什么说当电力系统无力功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水

平？

答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些

局部电氏水平变差并不能改变系统无功缺乏的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。

34.为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？

答：在输电路线送端的变压器经小电阻接地，当路线送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗

局部有功功率起到了电气制动作用，于是是能提高系统的暂态稳定性。

四、简算题

35.某三相单回输电路线，采用LGJ-300型导线（计算外径25.2mm）,三相导线正三角形布置，导线间距

离D=6m,求每公里路线的电抗值。

解：计算半径：「=在2=12.6mm=12.6x103m

2

几何均距：D=D=6m

■

36。.110KV单回架空路线，其参数如下图，路线始端电压为116KV,末端负荷为15+jlOWA,求该电力线

路末端电压及始端输出的功率，

解：

37.某系统发机电组的单位调节功率为740MW/HZ,当负荷增大200MW时，发机电二次调频增发40MW,此时

频差为0.2Hz,求负荷的单位调节功率。

解：

38.MK点发生两相短路接地，求K点短路电流值。

五、综合题

39.有一台降压变压器如下图，其归算至高压侧的参数为4.93+J63.525Q,变压器母线在任何方式下均

维持电压为107.5KV,其低压侧母线耍求顺调压，假设采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接

头和无功补偿设备容量。

40.某简单系统如图假设在K点发生三相短路，求使得系统保持行态稳定的极限切除角。

试卷二

三、某系统发动机组的单位调节功率为740MW/HZ,当负荷增大200MW时，发机电二次调频增发40W,此时

频差为0.2Hz,求负荷的单位调节功率。

解：Z\P=AP-KAf—K△£

(■)CCD

200=40+740X0.2+0.2XK

所以K=60WW/Hz

II

所以负载的单位调节功率为60MW/HZ。

四、额定电压UOkV的辐射形电网各段阻抗及负荷如下图。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6U)o

解设u.=u.=卜=1100。/____

CX

U=121kV

五、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为

F=3+0.3P+0.002P2(t/h)

IClG1

F=5+0.3P+0.002P2(t/h)

t42G2

两台发电设备的额定容量均为100MW,而最小可发有功功率均为30MW,假设该厂承当负荷150MW,试求

负荷在两台发电设备间的最优分配方案。

解两台发电设备的耗量微增率分别为

按等耗量微增率准那末分配负荷，令人=入，有

12

0.3+0.004P=0.3+0.006P

61尔

而等约束条件为

P+P=150

ClCt

联立式(A)、式(B)、求解P、P。

ClC2

把P=150-P代入式(A)有

GZG1

0.3W.004P=0.3+0.006(150—P)

CiGI

0.004P=0.9—0.006P

CiCl

0.01P=0.9

61

于是解得P=90WP「60MW

此分配方案符合等耗量微增率准那末，即满足等约束条件，也满足不等约束条件(30<90<100.

30<60<100),因此,可做为最优分配方案。

六、如下图某降压变电所装设一台容量为20VVA、电压为110/llkV的变压器，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舟,最大负荷为18MVA,最小负荷为7MVA,COS®=0.8,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U%=10.5,P=163kW,励磁影响不

计。试选择变压器的分接头。

解变压器的电阻和电抗为

第2页

末端最大和最小负荷为

按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为

在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由卜式求得

解得

然而最大和最小负荷时分接头电压为

应选分接头电压为110(1-2.5%)=107.25的分接头。

校验低压母线电压：

U11

最大负荷时u1%=U-^=99.9X---=10.25(kV)

i,naximax(JlU/./t)

Tl

U11

最小负荷时U'=U104.6x——=10.73(kV)

i,nmimm(J1U/.23

Tl

电压偏移：

最大负荷时U'%=10,25~10x100%=2.5%

max10

最大负荷时U'%=1OO%=7.3%<7.5%

mm10X

比拟可知，所选择的分接头满足调压要求。

第3页

题四

一、有一回电压等级HOkV,长为150km的输电路线，末端接一台容量为31.5MVA的降压变压器，变比为

110/llkVo如图1所示，当A点实际电压为115kV时，求A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际

麒。(注：P=190kW,U%F10.5,P=31.05kW,I%r0.7)：20分)

Ik。0

图1题一图

解

路线LGJ-150

r=^=J^=8.5(mm)r=o.2i(a/km)

R=0.21x150=31.5(0)X=0.401*150=60.15(0)

一b=2.13x10-4(S)

B=2.84x10t.x150=4.26*10“(S)

2

变压器:

设u.=110,d20x2.317+15x40.3「“

AU=-------------------------------=5.92

c110

由S和A点电压求各点电压及电损耗

A

:、简单输电系统如图2所示，变压器变比为U0±2X2.5MUkV,假设不计变压器励磁支路及路线对地

电容，那末路线和变压器的总阻抗Z=26+jl30Q,节点A的电压为118kV,且维持不变，降压变电所

低压侧母线要求常调压，保持10.5kV电压。假设补偿设备为静电电容器试配合变压器分接头的选择

确定受端应设置的无功补偿容量。

图2题二图

解计算补偿前最大、最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压。

先计算功率损耗

首端功率为

因此，i节点电压为

(a)选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，为

于是可选择UOkV电压的主抽头，即U=110kV,那末变压器变比k=110/ll=10

T(0

再按最大负荷时的要求，求无功补偿容量

三、如图3所示网络中，A、B,C为三个等值电源，其中S=75MVA,X=0.380,S=535MVA,X=0.304<C的

AABH

容员和电抗不详，只知装设在母线4上的断路器QF的断开容量为3b0UMVA路线1、1、1的长度分

oI2J

别为10、5、25km,电抗均为0.4Q/km.试计算在母线1三相直接短路时的起始次暂态电流和短路冲

击电流。(20分)

图3题3图

解取S=1000MVA,作系统的等值网络如图9-2⑹]

首先确定电源C的等值电抗Xo如果短路不是发生在母线1,而是发生在母线4的断路器QF之后，那

c

么电源A、B、C供应的短路电流都要通过QF,其中电源A、B供应的短路电流决定于如下的电抗

X-[(5.07+0.15D//0.586]+0.242-0.754

第5页

短路瞬间，这两个电源供应的短路功率为

断路器QF允许电源C供组的短路功率为3500-1326=2174(MVA)

由此可得电源C的等值电抗X至少为X=-1=2222=0.46

『c-S2174

然后作母线1的短路计算。这时整个网络对短路点的等值电抗为

X={[(0.46+0.242)//0.586)+0.151J//0.507)+0.302=0.728

£•

由此得到起始次暂态电流为

以有名值表示那末为

冲击电流的有名值为

四、如图4所示的某三相系统中k点发生单相接地故障，E.=j1,

a1£

Z=J0.4,Z=j0.5,2=j0.25,Z=j0.35»求a相经过阻抗Z接地短路时短路点的各相电流、电

I£2£0£kk

压。(20分)

解单相接地时复合网为串联型，由此可见

求各相电流和电压为

五、如图5所示某降压变电所装设一台容量为20MVA,电压为110/llkV的变压器，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附和7.5%,最大负荷为18MVA,最小负荷为7MVA,COS(P=0.8,

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U%=10.5,P=163kW,励磁影响

不计。试选择变压器的分接头。

图5题5图

解变压器的电阻和电抗为

末端最大和最小负荷为

按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为

在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得

解得

然而最大和最小负荷时分接头电压为

应选分接头电压为110(1-2.5%)=107.25的分接头。

校验低压母线电压：

U11

最大负荷时U1%=U77**-=99.9X——-io.25(kV)

inaxirnaxU107.25''

Tl

U11

1046x

最小负荷时u，=u77^77=10.73(kV)

iFinimm(J107.25

Tl

电压偏移：

最大负荷时U'%=10,25~10X100%=2.5%

max10

最大负荷时U'%=1°7^~10x100%=7.3%<7.5%

min10

比拟可知.所选择的分接头满足调压要求.

第6页

题五

一、额定电压llOkV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。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6U).

图一题一图

解设U.=U.=11()kv

CX

U=121kV

二、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为

F=3+0.3P+0.002P2(t/h)

I61G1

F=5+0.3P+0.002P2(t/h)

t42G2

两台发电设备的额定容量均为100MW,而最小可发有功功率均为30MW,假设该厂承当负荷150神，试

求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。(15分)

解两台发电设备的耗量微增率分别为

按等耗量微增率准那末分配负荷，令人=入，有

I2

0.3+0.004P=0.3+0.006P

6!叱

而等约束条件为

P+F=150

cia

联立式(A)、式(B)、求解P、P。

ClC2

把P=150-P代入式(A)有

C2G1

0.3+0.004P=0.3+0.006(150—P)

GI61

0.004P=0.9—0.006P

01

0.01P=0.9

CI

于是解得P=90MWP:60MW

此分配方案符合等耗量微增率准那末，即满足等约束条件，也满足不等约束条件(30<90<100.

30<60<100),因此，可做为最优分配方案.

三、如图二所示某降压变电所装设•台容量为20MVA、电压为110/1IkV的变压器，要求变压器低压恻的偏

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7MVA,COS0=0.8,

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U%=10.5,P=163kW,励磁影响

不计。试选择变压器的分接头。

图二题三图

解变压器的电阻和电抗为

末端最大和最小负荷为

按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为

在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压山下式求得

解得

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然而最大和最小负荷时分接头电压为

应选分接头电压为110(1-2.5%)=107.25的分接头。

校验低压母线电压：

U11

最大负荷时UH%=U99.9x——=10.25(kV)

igimaxU107.25

Tl

U11

最小负荷时UH=U-^r=104,6x——=10.73(kV)

innimin(J107.25

Tl

电压偏移：

最大负荷时Un%=10,25-10X100%=2.5%

max10

最大负荷时UTT%=1°x100%=7.3%<7.5%

mm10

比拟可知，所选择的分接头满足调压要求。

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