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电力系统分析习题集(新)

电力系统分析习题集

第一章：电力系统的基本概念

一、主要知识点

1、电力系统的组成及各组成部分的作用；

2、电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；

3、电力系统的接线方式及特点；

4、电力系统的额定电压及适用范围；

5、中性点运行方式及特点；

6、联合电力系统及其优越性。二、解题指导

例题1

标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压）

答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下：

G ：10.5KV ；T1：10.5/242KV ；T2：220/121/38.5KV ；T3：35/6.3KV

例题2

为什么110KV 及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV 及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？答：：

因为110KV 及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的机会，提高220KV 电力系统的供电可靠性。

35KV 及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。

例题3

在下图所示的电力系统中已知KV U 10=φ，A U C 3530=φω,如要把单相接地时流过接地点的电流补偿到20A ，请计算所需消弧线圈的电感系数。

解：

单相接地故障时的相量图如下：

根据消弧线圈应采用过补偿方式的要求，可知单相接地时流过消弧线圈的电流应为：

)(553520A L

U I L =+==

ωφ

则： )(334.01000314

35510H I U L L =???=

答：所需消弧线圈的电感系数为0.334(H)。

三、思考题与习题

1、电力系统由哪些主要部分组成？各部分的作用是什么？

2、电能生产的主要特点有哪些？

3、对电力系统运行的基本要求是什么？

4、电力系统中负荷的分类（I 、II 、III 类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？

5、衡量电能质量的主要技术指标有哪些？

6、电力系统的接线方式有哪两种类型？各种接线方式的主要特点是什么？

7、电力系统的额定电压是如何确定的？我国规定的电力系统额定电压等级有哪些？各种电压等级的适用范围怎样？

8、电力系统中各元件的额定电压为多少？什么叫电力系统的平均额定电压？ 9、什么叫电力系统的中性点？电力系统中性点的运行方式有哪些？它们各有什么特点？我国电力系统中性点的运行方式如何？

10、如何提高中性点直接接地电力系统的供电可靠性？

11、消弧线圈的工作原理是什么？电力系统中为什么一般采用过补偿方式？ 12、联合电力系统的优越性有哪些？

第二章电力系统元件参数和等值电路

一、知识要点

1、电力线路的结构、参数及等值电路 1.1架空线路的结构及参数 1.1.1架空线路的结构

架空线路由导线、杆塔、绝缘子、金具和避雷线（中性点直接接地系统）构成。 1.1.2架空输电线路的参数：

电阻是反映导线对电流阻碍作用的参数，输电线路的电阻按下式计算，

)/(1Km S

r Ω=

式中ρ为计算导线电阻所采用的电阻率，铝导线取km mm /5.312

?Ω，铜导线取

km mm /8.182?Ω，其值略小于导线材料的直流电阻率；S 导线的标称截面（mm 2）。

电抗是反映感应电动势对电流的阻碍作用的参数，各种类型输电线路的电抗按下式计算。单回输电线路（对称排列或经完整换位）：)/(10)5.0lg

6.4(241km r

D f x r m

Ω?+=-μπ 式中：r 为导线的计算半径（cm 或mm ）；μr 为导线材料的相对导磁系数，对于非铁磁物质铝和铜μr ＝1；f 为交流电的频率（Hz ）；D m 为三相导线之间的几何平均距离（与计算半径同单位）。当f=50Hz 时，铜导线或铝导线的电抗计算公式为)/(0157.0lg

1445.01km r

D x m

Ω+=，近似计算时取)/(4.01km x Ω=。

同杆（塔）双回输电线路，一般不计两回路之间的相互影响。分裂导线输电线路：)/(/0157.0lg

1445.01km n r D x eq

Ω+= 式中r eq 为分裂导线的等值半径，其值按式n n

i i

eq d

r ∏==2

1确定；n 为分裂导线的分裂根数。

电纳是反映输电线路的对地电容和线间电容的参数，

单回输电线路（对称排列或经完整换位）：)/(10lg 0241

.061km F r

D C m

-?=

；)/(10lg 58

.761km S r

D b m

-?=

分裂导线线路：)/(10lg 58

.761km S r D b eq

-?=

电导是反映输电线路的泄漏损耗和电晕损耗的参数，泄漏损耗一般可以忽略不计，从而输电线路的电导主要由电晕损耗决定。

电晕发生的条件为线路运行时的实际电压U 高于电晕临界电压U cr ，单回导线电晕临界相电压按下式计算

)(lg )298.01(388.44KV r D r r m U m

cr δ

δ+=

p t

+?=-2731094.23

分裂导线线路的电晕临界相电压按下式计算

)(lg 1)298.01(388.44KV r D d

r n r r m U eq m cr βδδ++

式中，m 为导线表面光滑系数，对于表面光滑的单根导线m=1.0，对于绞线m=0.9；δ为空气相对密度；p 为大气压力；t 为空气温度（0C ）。对于晴天，一般取δ＝1.0；β为与分裂导线数有关的常数；r 、D m 、r eq 的意义同前所述，单位为cm 。

60KV 以下线路不会出现电晕现象，110KV 及以上线路以晴朗天气下不发生电晕为设计原则,所以一般情况下,线路电导b 1=0；当电晕发生时，电晕损耗和线路电导按下式计算

)/(1032

1km S U P g g -??=

式中，g P ?为实测三相电力输电线路电晕损耗的总有功功率（KW/km ）；U 为电力线路运行的线电压（kV ）。

1.2电缆线路的结构与参数 1.

2.1电缆线路的结构（略） 1.2.2电线路的参数

电缆参数也有电阻、电抗、电纳和电导四个，所不同的是电缆线路的电导反映的是绝缘介质的介质损耗。

电缆线路的参数计算较为复杂，一般从手册查取或通过试验确定。 1.3电力线路的等值电路

短线路：短线路指长度不超过100km 、电压不超过60kV 的架空输电线路；或电压10KV 以下的电缆线路，短线路的等值电路用集中参数电路表示，并忽略导纳支路的影响。

中等长度线路：中等长度线路指长度在100km ～300km 的架空线路；或长度不超过100km 的电

缆线路，中等长度线路的等值电路也可忽略分布参数的影响，而用集中参数电路表示，其形式有∏形和τ形两种，电力系统分析采用∏形等值电路。

长线路：长线路指长度超过300km 的架空线路和长度超过100km 的电缆线路，对于长线路必须考虑分布参数的影响，电力系统分析中长线路的等值电路采用修正集中参数∏形等值电路。

图中l jx l r jX R Z 11+=+=、l jb l g jB G Y 11+=+=、

l x jk l r k X j R Z x r 11+='+'='、l b jk l g k B j G Y b g 11+='+'='，修正系数k ？

2、变压器的等值电路和参数 2.1双绕组变压器

图中 )(10232

Ω=N

K T S U P R

)(10(%)2

Ω=N

K T S U U X )(102

S U P G N

T =

)(10(%)2

20S U S I B N

T =

2.2三绕组变压器

2.2.1 电阻R T1、R T2、R T3的计算

R T1、R T2、R T3为归算到同一电压等级的三个绕组电阻。对于容量比为100/100/100的三绕组变压器按下式计算

)(21

2331121K K K K P P P P -+=

)(21

3112232K K K K P P P P -+= )(2

1223313

K K K K P P P P -+= )(10232

11Ω=N

K T S U P R

)(10232

Ω=N N

K T S U P R )(10232

Ω=N

K T S U P R 对于容量比不为100/100/100的三绕组变压器，需要将短路试验所得的短路损耗先归算到变压器的额定容量之下，然后再利用上面的公式计算各绕组的短路损耗和电阻，例如对于容量比为100/100/50的三绕组变压器由于绕组1、3和绕组2、3的短路试验是在50％S N 下进行的，可以按下式计算变压器在额定容量下的短路损耗

)13(2)13(23)13()13(4)5.0()(----'='='=K N N K

N N K

K P S S

P S S P P )32(2)32(23)32()32(4)5.0()(----'='='=K N

N K

N N K

K P S S

P S S P P 2.2.2电抗X T1、X T2、X T3的计算

X T1、X T2、X T3是归算到同一电压等级的三个绕组的等效漏电抗，由于三绕组变压器铭牌和手册给出的短路电压都已归算到变压器的额定容量之下，所以不管变压器的容量比是否为100/100/100，其电抗豆都可以按下式计算

(%)](%)(%)[21

(%))32()13()21(1----+=K K K K U U U U

(%)](%)(%)[21

(%))13()21()32(2----+=K K K K U U U U

(%)](%)(%)[2

(%))21()32()13(3----+=K K K K U U U U

)(10(%)22

Ω=N N K T S U U X

)(10(%)2

Ω=N

N K T S U U X

)(10(%)2

Ω=N

N K T S U U X 由于X T1、X T2、X T3是三个绕组的等效漏电抗，计算中可能出现某个绕组的等效电抗为负值，由于其绝对值很小，近似计算时可以取为0。

2.2.3电导G T 和B T 的计算

电导G T 和B T 的计算与双绕组相同。 2.3自耦变压器

2.3.1电阻R T1、R T2、R T3的计算

自耦变压器R T1、R T2、R T3的计算方法与三绕组变压器相同，所不同的是在三绕组变压器等值电路中它们是各绕组的实际电阻归算到同一电压等级的数值，均为正值；在自耦变压器情况下它们是各绕组的等效电阻归算到同一电压等级的数值，计算中可能出现某个绕组的电阻为负值的情况，近似计算中可以取为0。

2.3.2电抗X T1、X T2、X T3的计算

对于容量比为100/100/100的自耦变压器，电抗X T1、X T2、X T3的计算方法与三绕组变压器相同，对于容量比不为100/100/100的自耦变压器，铭牌或手册给出的短路电压可能未归算到变压器的额定容量，计算时需要先进行归算，对于容量为3//N N N S S S 的自耦变压器，短路电压的归算公式如下

)(%)((%)3

)32()32(N N

K S S U U --'= )(%)((%)3

)13()13(N N K

K S S

U U --'= 同三绕组变压器一样，自耦变压器的电抗X T1、X T2、X T3也是各绕组的等值漏抗，其值也可能出现负值。

2.3.3电导G T 和B T 的计算

电导G T 和B T 的计算与双绕组相同。 3、电抗器的参数和数学模型

电抗器为单相式，电抗器铭牌通常给出额定电压、额定电流和电抗百分数X L (%)，其中电压为线电压值。由于电抗器的电阻相对电抗而言很小，所以通常将电抗器作为理想的电抗元件。

电抗器的电抗有名值可由下式计算

)(3100(%)Ω=

N L L I U X X

式中，L X 为电抗器的电抗（Ω），(%)L X 为电抗器的电抗百分数，N U 为电抗器的额定电压（KV ），N I 为电抗器的额定电流（KA ）

。

4、同步发电机的参数及等值电路 4.1 同步发电机的等值电路

发电机定子绕组的电阻相对较小，一般可以忽略不计。稳态运行情况下，发电机的等值电路如图所示。

4.2 同步发电机的参数

4.2.1 同步发电机的电抗

同步发电机的电抗有名值由式计算

)(cos 100(%)100(%)3100(%)2

2Ω?=?=?=N N

N G N N G N

N G G P U X S U X I U X X φ

式中，N U 为发电机的额定电压（KV ）；N S 为发电机的额定视在功率（MV A ）；N P 为发电机的额定有功功率（MW ）；N φc o s

为发电机的额定功率因数。

4.2.2 同步发电机的电动势

G G G X I j U E += 式中，G E 为发电机的相电动势（KV ）；G U 为发电机的相电压（KV ）；G

I 为发电机定子的相电流（KA ）。 5、负荷的参数和等值电路

负荷可以用其阻抗表示，也可以用其导纳表示，在认为负荷端电压不变的情况下，也可以用其消耗的复功率表示。

用阻抗、导纳和复功率表示的感性负荷和容性负荷的等值电路如图

6、电力网络的等值电路

6.1 电力网络的有名制等值电路

电力网等值电路中各物理量采用有单位的有名制时，等值电路称为有名制等值电路。在有名制等值电路中，电气量为归算到同一电压等级（基本级）的数值。

基本级可以根据分析计算的方便性确定，例如一个具有10KV 、110KV 和220KV 电压等级的电力网，如要求计算正常运行时110KV 某母线的实际电压，则基本级选择110KV 电压等级较为方便；如果需要计算系统各电压等级中母线的电压，则选择哪一个电压等级作为基本级都是一样的，此时一般选择系统中的最高电压等级作为分析计算的基本级。如果将变压器的变比规定为

额定电压

远离基本级一侧绕组的额定电压

靠近基本级一侧绕组的=

则电网参数的归算公式如下

Z k k k Z n 221)( =' 2

21)

(n k k k Y

Y =

' U k k k U n 21=' n

k k k I

I 21=

式中，I U Y Z 、、、为电气量在原电压等级的数值；I U Y Z ''''、、、为归算到基本级的数值；

n k k k 、、、 21为电气量所在电压等级与基本级之间的变压器的变比。

参数归算中，如果变压器变比采用实际变比，则计算为精确计算。

参数归算中，如果变压器的变比采用平均额定变比，则为近似计算，此时系统中所有元件的额定电压也都应取其平均额定电压，这时，电网参数的归算公式简化为

Z Z ?='2

）均额定电压

参数所在电压等级的平基本级的平均额定电压（

Y Y ?='2

）基本级的平均额定电压

均额定电压参数所在电压等级的平（

U U ?=

'均额定电压参数所在电压等级的平基本级的平均额定电压

I I ?=

'基本级的平均额定电压

均额定电压

参数所在电压等级的平

即把参数所在电压等级电网和基本级电网之间的所有变压器看作一个等值升压变压器来进行参数归算。

6.2 标幺制等值电路

电力网等值电路中各物理量采用相对值时，等值电路称为有名制等值电路。在标幺制等值电路中，电气量为统一基准值下的标幺值。

6.2.1 基准值的选择

采用标幺制计算时，必须首先选择各电气量的基准值，然后才能利用选定的基准值和有名值确定各电气量的标幺值。

基准值的选择必须遵守两条原则，一是电气量的基准值必须与有名值同单位；二是各电气量的基准值之间必须遵守电路的基本规律。

电力系统稳态分析计算中的电气量共有阻抗Z 、导纳Y 、电压U 、电流I 和功率S 五个，而电路的基本关系有UI S 3=、IZ U 3=

和Z

Y 1

三个，只要必须任意给定其中两个，其它三个就可以由电路的基本关系确定。通常任意给定功率和电压的基准值S B 和U B ，而由此确定的阻抗、导纳和电流的基准值分别为

B U S I 3=、B B

B S U Z 2

=、2

B B B U S Y = 6.2.2 电力网参数标幺值的计算

电网参数标幺值的计算方法有两种，一种是“先归算，后取标幺值”；另一种是“就地取标幺值”。

“先归算，后取标幺值”是指先利用变压器的变比，将所有的参数有名值归算到基本级，再利用选定的基本级的电气量的基准值求各个参数的标幺制。

“就地取标幺值”则是指先利用选择好的基本级的各电气量的基准值和变压器的变比求出各其它电压级的电气量的基准值，然后利用参数的有名值和所在电压等级的基准值求其标幺值。

两种方法的计算过程虽然不同，但结果是一致的。

计算过程中，如果变压器的变比取实际变比则为精确计算；如果变压器的变比取平均额定变比，基本级的基准电压取其平均额定电压，则其他电压等级的基准电压也就是其各自的平均额定电压，而不必进行计算，这种计算称为近似计算。

二、解题指导例题1

已知110KV 架空输电线路长度为80km,三相导线平行布置，线间距离为4m ，导线型号为LGJ －150，计算其参数并画出其等值电路。解：

由于线路为长度小于100km 的短线路，线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只需计算其电抗和电阻。

三相导线之间的几何平均距离)(5426.1m D m ≈?=，导线型号为LGJ －150，由附录II-4查得线路单位长度的电阻)/(21.01km r Ω=、电抗)/(416.01km x Ω=。

输电线路的总电阻和总电抗分别为：

)(8.168021.01Ω=?==l r R 、)(28.3380416.01Ω=?==l x X

输电线路的单相等值电路如图

例题2

已知220KV 同杆双回架空输电线路长度为200km,三相导线平行布置，导线之间的距离为6.0m ，导线型号为LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。解：

忽略双回路之间的相互影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为m D m 5.7626.1≈?=，由表II-4、表II-6查得每回每相单位长度线路的电阻、电抗和电纳分别为)/(107.01km r Ω=、

)/(418.01km x Ω=、)/(1072.261km S b -?=.

由表II-1得LGJ-300导线的计算半径为)(21.12

.2cm r ==，取1=δ、9.0=m ，则输电线路的电晕临界相电压为：

)(54.171KV =

大于线路的最高工作相电压

)(37.1333

.1220KV =?，所以线路不会发生电晕现象，输电线

路单位长度的电导01=g

线路的集中参数为：

)(7.102200107.021Ω=?=?=

l r R 、)(8.412

200

418.021Ω=?=?=l x X 、 )(1088.1022001072.22461S l b B --?=???=??=、021=??=l g G

线路的等值电路为：

例题3

500KV 电力线路的结构如下：LGJ －4×400分裂导线，导线直径28mm ，分裂间距450mm ，三相导线水平排列，相间距离13m ，如下图所示。作出近似考虑电力线路分布参数特性时的Π形等值电路。

解：先计算电力线路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。

)/(01969.0400

.311km S

r Ω=?=

)(1638013000213000130003mm D m =???=

)(1.20645024504501444141312mm d d rd r eq =????==

)/(279.04

0157

.01.20616380lg 1445.00157.0lg

1445.01km n r D x eq m Ω=+=+= 21.1750

.121.1298.01(21.10.19.0388.44lg )298.01(388.44??+????=+

=r D r r m U m cr δδ

)/(10989.3101.20616380

lg 58

.710lg 58.76661km S r D b eq

---?=?=?=

计算电晕临界电压cr U 。取24.4,4,0.1,9.0====βδn m ，则电晕临界电压为

eq m

cr r D d

r n

r r m U lg 1)298.01(388.44βδδ++

61.201638lg

4.124.414)0

.14.1298.01(4.10.19.0388.44??+

????=

)(1.470KV =

中间相电晕临界相电压为)(6.44695.01.470KV =?，假设500KV 线路运行相电压为

)(1.3033/525KV =，由于1.3036.446>，输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以01=g 。

近似考虑输电线路参数分布特性

866.03

60010989.3279.013126

211=???-=-=-l b x k r

600)279.010989.301969.010989.3279.0(16)(1262

2112111?

??-??-=--=--l x b r b x k x 934.0=

033.112

60010989.3279.0112126

211=???+=+=-l b x k b

)(23.1060001969.0866.01Ω=??=l r k r

)(35.156600279.0934.01Ω=??=l x k x

)(10472.260010989.3033.1361S l b k b --?=???=

)(10236.110472.22

2331S l b k b --?=??= 近似考虑输电线路参数分布特性的Π形等值电路如图所示

例题4

已知某110KV 双绕组变压器铭牌数据为：

006300121/10.59.7652% 1.1

%10.5N K K S KVA KV P KW P KW I U =?=?===、、、、、 ① 计算变压器的参数（归算到110KV ）； ② 画出变压器的τ形等值电路。解：

① 计算变压器参数（归算到110KV ）

)(2.193.612110005210002

Ω=?=??=n n K T S U P R )(2443.61211005.10100%2

Ω=?=?=n n K T S U U x

)(1067.0121

1100076.910006

0S U S P G n n T -?=?=??= )(107.4121

.61001.1100%62

20S U S I B n n T -?=?=?=

② 变压器τ形等值电路

例题5

已知三绕组变压器型号为SFSL 1-15000/110,容量比为100/100/100，短路电压为17(%)31=k U 、

6(%)23=k U 、5.10(%)12=k U ，短路损耗为KW P K 12031=?、KW P K 12012=?、KW P K 9523=?，空载损耗为KW P 7.220=?，短路电流3.1(%)0=I 。试求归算至高压侧的变压

器参数，并绘制其等值电路。解：

1）变压器参数计算 ①电阻计算

KW P P P P K K K K 5.72)95120120(21

)(212312311=-+=?-?+?=

? KW P P P P K K K K 5.47)12095120(21

)(211323122=-+=?-?+?=? KW P P P P K K K K 5.47)12095120(2

)(211223313

=-+=?-?+?=? )(899.31511010005.7210002

2211Ω=?=??=n n K T S U P R

)(554.215

11010005.471000222222

Ω=?=??=n n K T S U P R )(554.21511010005.4710002

222

Ω=?=??=n n K T S U P R ② 电抗计算

.6)5.10617(2

(%)](%)(%)[21(%)025.0)1765.10(21

(%)](%)(%)[21(%)75

.10)6175.10(21

(%)](%)(%)[21(%)122331331231222331121=-+=-+=≈-≈-+=-+==-+=-+=K K K K K K K K K K K K U U U U U U U U U U U U

)(72.861510011075.10100(%)2211

Ω=??=?=n n K T S U U X

)(42.5015

100110

25.6100(%))

(0100(%)2

33222

Ω=??=?=

Ω=?=n n

K T n

n K T S U U X S U U X

③ 电纳、电导计算 )(10611.1110100153.1100(%)6

20S U S I B n n T -?=??==

)(10876.1110

10007.2210006

20S U P G n T -?=?=?=

2）变压器等值电路

例题6

已知自耦变压器型号为OSFPSL-120000/220，容量比为100/100/50，额定电压为220/121/11KV ，变压器特性数据为：短路电压为1.33(%)31=k U 、6.21(%)23=k U 、35.9(%)12=k U （说明短路电压已归算到变压器额定容量之下），KW P K 36631=?、KW P K 45512=?、KW P K 34623=?，空载损耗为KW P 25.730=?，短路电流346.0(%)0=I 。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：

1）变压器参数计算 ① 电阻计算

KW KW P P K K

1464366443131=?=?='?、KW P P K K 4551212=?='?、 KW KW P P K K

1384346442323=?=?='? KW P P P P K K K

K 5.267)1384455146421

()(212312311=-+='?-'?+'?=? KW P P P P K K K

K 5.187)14641384455(21

)(211323122=-+='?-'?+'?=? KW P P P P K K K

K 5.1196)45513841464(2

)(211223313

=-+='?-'?+'?=? )(899.0120

22010005.26710002

2211Ω=?=??=n n K T S U P R )(63.012022010005.1871000222222

Ω=?=??=n n K T S U P R

)(02.4120

22010005.11961000222233

Ω=?=??=n n K T S U P R

② 电抗计算

675

.22)35.96.211.33(2

(%)](%)(%)[21(%)0075.1)1.336.2135.9(21

(%)](%)(%)[21(%)425

.10)6.211.3335.9(21

(%)](%)(%)[21(%)122331331231222331121=-+=-+=≈-=-+=-+==-+=-+=K K K K K K K K K K K K U U U U U U U U U U U U

)

(488.91120

100220675.22100(%))

(0100(%))

(044.42120100220425.10100(%)2233

222

Ω=??=?=Ω=?=Ω=??=?=n n K T n

n K T n n K T S U U X S U U X S U U X

③ 电纳、电导计算 )(10578.8220100120346.0100(%)6

20S U S I B n n T -?=??==

)(10513.1220

100025.7310006

20S U P G n T -?=?=?=

2）变压器等值电路

例题7

某电力系统，接线如图所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、导纳和输电线路导纳，画出其等值电路，并计算

①按变压器额定变比归算到220KV 侧的有名制参数 ②按变压器平均额定变比归算到220KV 侧的有名制参数 ③按变压器额定变比确定的标幺制参数 ④按变压器平均额定变比确定的标幺制参数

解：

1、按变压器额定变比计算参数有名制 ①输电线路

220KV 架空线路：

由表II-5查得，LGJQ-400的单位长度参数为：)/(406.008.011km j jx r Ω+=+

线路1l ：)(2.8116200)406.008.0(Ω+=?+=+j j jX R 线路2l ：)(9.6012150)406.008.0(Ω+=?+=+j j jX R 线路3l ：)(9.6012150)406.008.0(Ω+=?+=+j j jX R 35KV 架空线路：

由表II-4查得，LGJ-120的单位长度参数为：)/(408.027.011km j jx r Ω+=+

线路4l ：)(16.84.540)408.027.0(2

Ω+=?+?=

+j j jX R 归算到220KV 侧：)(45.26633.176)5

.38220()16.84.5(2

Ω+=?+='+'j j X j R 电缆线路5l ：)(24.035.13)08.045.0(Ω+=?+=+j j jX R 归算到220KV 侧：)(96540)11

220()24.035.1(2

Ω+=?+='+'j j X j R ②变压器变电站B ：

由表II-14查得SSPL-120000/220的短路损耗KW P K 5.932=?、短路电压14(%)=K U 。归算到220KV 侧的变压器参数为：

)(56.112022010005.9322122

Ω=??=T R

)(23.28120

22010014212

Ω=??=T X

变电站C ：

由表II-16查得SFPSL-63000/220的额定变比220/121/11;短路损耗KW P K 1.37721=?-、

KW P K 04.46013=?-、KW P K 06.25232=?-；短路电压15.15(%)21=-K U 、8.25(%)13=-K U 、77.8(%)32=-K U 。

变压器各绕组的短路损耗和短路电压为:

)

(5.167)1.37704.46006.252(2

)(56.84)04.4601.37706.252(21

)(54.292)06.25204.4601.377(21

121KW P KW P KW P K K K =-+?=?=-+?=?=-+?=

.9)15.1577.88.25(2

(%)094.0)8.2515.1577.8(21

(%)09.16)77.88.2515.15(21

(%)321=-+?=≈-=-+?==-+?=

K K K U U U

归算到220KV 侧的变压器参数为：

)(04.263

22010005.167)(03.163220100056.84)

(57.363220100054.2922

222

1Ω=?=Ω=?=Ω=?=T T T R R R )(60.7463

22010071.90)

(61.12363

22010009.162

1Ω=?=≈Ω=?=T T T X X X

2、按变压器平均额定变比计算参数有名制

①输电线路

线路1l ：)(2.8116Ω+=+j jX R 线路2l ：)(9.6012Ω+=+j jX R 线路3l ：)(9.6012Ω+=+j jX R

线路4l ： )(31.31566.208)37

230()16.84.5(2

Ω+=?+='+'j j X j R 电缆线路5l ：)(16.11575.647)5

.10230()24.035.1(2

Ω+=?+='+'j j X j R ②变压器变电站B ：

)(71.112023010005.9322122

Ω=??=T R

)(86.30120

23010014212

Ω=??=T X

变电站C ：

)(13.163

230100056.84)(90.363

230100054.2922

1Ω=?=Ω=?=T T R R

)(23.263

23010005.1672

Ω=?=T R )(53.8163

23010071.90)

(10.13563

23010009.162

1Ω=?=≈Ω=?=T T T X X X

3、按变压器额定变比计算参数标幺制

①先将参数有名值按变压器额定变比归算到220KV 侧，然后利用220KV 侧基准值计算参数标幺制。

取220KV 侧基准值MVA S B 100=、KV U B 220=,则)(484100

2202

2Ω===B B B S U Z 。

利用前面按变压器额定变比求得的归算到220KV 侧的参数有名制和选定的基准值，计算系统参数标幺值。

线路1l ：168.0033.04842

.8116**j j jX R +=+=

线路2l ：126.0025.04849

.6012**j j jX R +=+=

+ 线路3l ：126.0025.0484

.6012**j j jX R +=+=

+ 线路4l ：551.0364.048445

.26633.176**j j jX R +=+=

+ 电缆线路5l ：198.0116.1484

540**j j jX R +=+=

+ 变电站B 变压器：058.0003.0484

.2856.1**j j jX R +=+=

+ 变电站C 变压器：255.0007.048461

.12357.3*1*1j j jX R T T +=+=

+ 0002.0484

03.1*2*2j j jX R T T +=+=

+ 154.0004.0484

.7404.2*3*3j j jX R T T +=+=

+ ②利用220KV 侧基准值和变压器的额定变比求其它电压侧的基准值，然后利用未归算的参数有名值求参数标幺值。

35KV 侧)(5.382205.38220)

35(KV U B =?=、)(8225.14100

5.382

)35(Ω==B Z ;

10KV 侧)(1122011220)

10(KV U B =?=、)(21.1100

112

)10(Ω==B Z 。

线路1l ：168.0033.04842

.8116**j j jX R +=+=

线路2l ：126.0025.04849

.6012**j j jX R +=+=

+ 线路3l ：126.0025.04849

.6012**j j jX R +=+=

+ 线路4l ：551.0364.08225

.1416

.84.5**j j jX R +=+=

+ 电缆线路5l ：198.0116.121

.124

.035.1**j j jX R +=+=

+ 变电站B 变压器：058.0003.0484

.2856.1**j j jX R +=+=

+ 变电站C 变压器：255.0007.048461

.12357.3*1*1j j jX R T T +=+=

+ 0002.0484

03.1*2*2j j jX R T T +=+=

+ 154.0004.0484

.7404.2*3*3j j jX R T T +=+=

+ 4、按变压器平均额定变比计算参数标幺值取KV U B 230)220(=、KV U B 3723037230)35(=?

=、KV U B 5.10230

.10230)10(=?=，MVA S B 100=。

则）（）、（）、（Ω==Ω==Ω==1025.1100

5.1069.13100375291002302

)10(2)35(2)

220(B B B Z Z Z 。线路1l ：153.0030.05292

.8116**j j jX R +=+=

线路2l ：115.0023.05299

.6012**j j jX R +=+=

+ 线路3l ：115.0023.05299

.6012**j j jX R +=+=

+ 线路4l ：596.0394.069

.1316

.84.5**j j jX R +=+=

+ 电缆线路5l ：218.0224.11025

.124

.035.1**j j jX R +=+=

+ 变电站B 变压器：058.0003.0120100

100142112010010005.932212**j j jX R +=????

=+＋变电站C 变压器：255.0007.063100

10009.1663

100100054.2922*2*1j j jX R T T +=??=

+＋

高等电力系统分析第二章

1. 什么是电力系统状态估计和可观察性。电力系统状态估计：对给定的系统结构及量测配置，在量测量有误差的情况下，通过计算得到可靠地并且位数最少的状态变量值----各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的，每一时刻的测量量维数至少应该与状态量的维数相等。 2. 电力系统状态估计的作用。提高数据精度，去除不良数据计算出难以测量的电气量，相当于补充了量测量。状态估计为建立一个高质量的数据库提供数据信息，以便于进一步实现在线潮流、安全分析及经济调度等功能。 3. 运行状态估计必须具备什么基本条件？实现状态估计需要的条件： 1.量测冗余度：量测冗余度是指量测量个数m 与待估计的状态量个数n 之间的比值m/n 。系统冗余度越高，对状态估计采用一定的估计方法排除不良数据以及消除误差影响就越好。冗余量测的存在是状态估计可以实现提高数据精度的基础。 2. 分析系统可观性：当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的。 4. 状态估计与常规潮流计算的区别和联系？潮流计算方程式的数目等于未知数的数目。而状态估计的测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数，即方程数的个数多于未知数的个数。其中，测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。两者求解的数学方法也不同。潮流计算一般用牛顿-拉夫逊法求解个非线性方程组。而状态估计则是根据一定的估计准则，按估计理论的方法求解方程组状态估计中的“估计”不意味着不准确，相反，对于实际运行的系统来说，不能认为潮流计算是绝对准确的，而状态估计的值显然更准确。状态估计可认为是一种广义潮流，而常规潮流计算是一种狭义潮流，及状态估计中m=n 的特例。 5. 数学期望，测量误差，状态估计误差和残差的概念？数学期望：统计数据的平均值。状态估计误差：状态量的估计值与真值之间的误差。 ? 状态估计的误差为，可得?-x x []1?()()()T --=-∑-x x x H x R z h x ?测量误差：v = z -h (x ) ? 残差：量测量与量测估计值之差。?-z z 6. 电力系统的配置。

电力系统分析课后作业题及练习题

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 1-2 电力线、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： ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%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：习题1-5图习题1-6图习题1-4图

⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 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第二章电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ —150，水平排列，其线间距离为4m ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kVA ，额定电压为242/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示：各元件参数如下：变压器：1T ：S =400MVA ，12%=k U ， 242/ kV 2T ：S =400MVA ，12%=k U ， 220/121 kV 线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图

《电力系统分析》朱一纶课后习题解

电力系统分析xx课后习题选择填空解答第一章 1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D） A、厂用电负荷 B、发电负荷 C、工业负荷 D、供电负荷 2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C）A、相电压B、1 相电压C、线电压D、3线电压 3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。 A、中性点通过电容接地 B、中性点不接地 C、中性点直接接地 D、中性点经消弧线圈接地 4）我国电力系统的额定频率为（C） A、30Hz B、40Hz C、50Hz D、60Hz 5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B） A、水力发电厂 B、火力发电厂 C、核电站 D、风力发电厂 6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。 A、提高电力系统运行的经济性 B、安全可靠的持续供电 C、保证电能质量 D、电力网各节点电压相等 7）一下说法不正确的是（B） A、火力发电需要消耗煤、石油 B、水力发电成本比较大 C、核电站的建造成本比较高D太阳能发电是理想能源 8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）

A、输电的压越高，则传输的电流越小 B、输电的电压越高，线路上的损耗越大 C、输电的电压越高，则传输的电流越大 D、线路损耗与输电电压无关9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。 A、一级负荷 B、二级负荷 C、三级负荷 D、以上都不是 10）一般用电设备满足（C） A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加 B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加 C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加 D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少填空题在后面第二章 1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos? D．S=UIsin? 2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组B、高压绕组和中压绕组C、中亚绕组和低压绕组D、三个绕组组装4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A ） A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT 5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D ）

电力系统分析习题答案

八、某简单系统如图若在K点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。 2 2 九、某电厂有两台机容量均为50MW ,耗量特性分别F1= 0.01P1+ 1.2P1+ 10 , F2= 0.02P 2+ P2+ 12 ,最小技术负荷为其容量的25% ,求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？

10.75 10.56 10.75 27.晨小技术员荷为：5O 敦忑二12,5 0.02P l + 1,2 = 0.04P ； ÷ 1 2P 1 + 120 = 4P- ÷ Ioo O-12 A : PZ = 15 - P l 2P 1 =4(15 - P ； ) 一 20 4?: P I =X 6.7 P 1 ττ 8.3 VP L = I5只館同一台机运行故取 P I =O P 2 = 15 12 - 24点电=80 -片 2P 1 =4(80 -P l )- 20 得：PL= 50 P i = 30 满足不芍约束条件十、有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为 4.93 + j63.525 Ω已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV ,其低压侧母线要求顺调压，若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。 VL∏?κ 二 HP. 5 - -?(J I3 ? ■525 = 98.7 KV 107 5 f2!∣S?小负苛时无补糅常祝衰逻择变压薛分接头 U^-=IQ2.96X J 17^ = 105.35KV 选用 1102-5% 3P 107.25/IIKV (2?) ?fi≠Z??时调压要衷礁宇Q ：：客说 Qt:=書X (U)-25 - 98" X Jθ7? t 勺弩产 ^ 1,95M??u 补黑迓? ?码投人 1? X 4.93j√B ■5 "J .95J X 63.325 舲拓相一 107.5 UI = 99.8$ 冥詰‘劳=10-24KV 100? ms. S√!v?I ftl !■: U ra ' - ω2.96×n∕107.Λ? - tβ^6K ?' 102.96KV (3 ?) 解 X 100%

电力系统分析(本)网上作业二及答案

练习二：单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10 B 10.5 C11 （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性（答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组（答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变（答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C （答案：D）

7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗（答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值（答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间（答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时（答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗 B正序电抗＝零序电抗 C负序电抗＝零序电抗（答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。

高等电力系统分析_课后习题

《高等电力系统分析》课后习题第一部分：电力网络方程 ●对于一个简单的电力网络，计算机实现节点导纳矩阵节点导纳矩阵的修改方法。 ●编制LDU分解以及因子表求解线性方程组消元，回代。 ●试对网络进行等值计算。多级电网参数的标么值归算，主要元件的等值电路。第二部分：潮流计算简单闭式网络潮流的手算方法步骤第三部分：短路计算对称分量法简单不对称故障边界条件计算，复合序网的形成。第四部分：同步机方程派克变换同步电机三相短路的物理过程分析第五部分：电力系统稳定概述 ●什么是电力系统的稳定问题？什么是功角稳定和电压稳定？广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性，如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求，系统就是稳定的，否则系统就是不稳定的。通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力，它与系统的电源配置，网络结构，运行方式及负荷特性等因素有关，带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。 ●电力系统送端和受端稳定的特点是什么？送端指电源，其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力，即功角稳定。受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件，其无功功率与电压的平方成正比，电压下降时，其吸收的无功功率会显著下降。当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。 ●常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些？各有什么特点？常用仿真程序： 1.PSASP中国电科院（PSCAD属于系统级仿真软件） 2.BPA美国 3.PowerWorld Simulator美国 4.UROSTAG法国和比利时 https://www.wendangku.net/doc/c05193977.html,OMAC德国西门子公司 6.PSCAD/EMTDC (PSCAD属于装置级仿真软件) 7.PSS/E美国 8.MATLAB 9.RTDS实时仿真器 ●大停电的影响是什么？

电力系统分析作业题答案

一一、填空题 1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV 。 2．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。 3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。 4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。 5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。 6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。 7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。 8．减小输出电元件的电抗将提高系统的静态稳定性。二、单项选择题 11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ） ①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定 12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ） ①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ） ①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ） ①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定 15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ） ①△P O ②△P K ③U K % ④I O % 16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为?）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ） ①?cos S P n ? ②?sin S P n ? ③n S P ④n S cos P ?? 17.环网中功率的自然分布是（ ④ ） ①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布 ③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布 18．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ② ） ①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率 19．电力系统的频率主要决定于（ ① ） ①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡 ③电压质量 ④电流的大小 20．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ）

华南理工2019秋电力系统分析下作业

一．选择题（每题4分） 1. 电力系统的有功功率电源是（B ） A ．调相机 B ．发电机 C ．电容 D ．变压器 2. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（D ） A ．单相短路； B ．两相短路； C ．两相短路接地； D ．三相短路。 3. 对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是（A ） A ．单相接地短路； B ．两相短路； C ．两相接地短路； D ．三相短路。 4. 作为判据0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的（D ） A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 5. 两相短路接地故障中，附加阻抗Z △为（D ） A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ+Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 6. 电力系统的频率主要决定于（A ） A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 7. 若AC 两相发生短路，则基准相选择为（B ） A ．A 相 B ．B 相 C ．C 相 D ．A 相和C 相

8. 电压和电流的各序对称分量由Y，d11联接的变压器的星形侧经过三角形侧时，正序系统的相位发生的变化是（A） A．逆时针方向转过300 B．顺时针方向转过300 C．不变 D．不确定二．简答题（每题5分） 1. 简述电力系统静态稳定的定义，其稳定的标志是什么？答：静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则就是静态不稳定的； 2. 简述电力系统暂态稳定的定义，其稳定的标志是什么？答：暂态稳定是指系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 3. 什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是不对称短路？答：电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。 4. 什么是对称分量法？正序、负序、零序各有什么特点？答：对称分量法是指三相电路中，任意一组不对称的三相量Fa、Fb、Fc,可以分解为三组三相对称的分量，（1）正序分量（Fa1、Fb1、Fc1）：三相量大小相等，相位互差120，且与系统正常对称运行时的相序相同，正序分量为一平衡三相系统。（2）负序分量（Fa2、Fb2、Fc2）：三相量大小相等，相位互差120，且与系统正常对称运行时的相序相反，负序分量也为一平衡三相系统。（3）零序分量（Fa0、Fb0、Fc0）：三相量大小相等，相位一致。 5. 简述电力系统短路故障的类型，并指出哪些为对称短路，哪些为不对称短路。答：短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。

高等电力系统分析-课后习题

/ 《高等电力系统分析》课后习题第一部分：电力网络方程对于一个简单的电力网络，计算机实现节点导纳矩阵节点导纳矩阵的修改方法。编制LDU分解以及因子表求解线性方程组消元，回代。 > 试对网络进行等值计算。多级电网参数的标么值归算，主要元件的等值电路。第二部分：潮流计算简单闭式网络潮流的手算方法步骤第三部分：短路计算对称分量法简单不对称故障边界条件计算，复合序网的形成。第四部分：同步机方程派克变换；同步电机三相短路的物理过程分析第五部分：电力系统稳定概述什么是电力系统的稳定问题什么是功角稳定和电压稳定广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性，如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求，系统就是稳定的，否则系统就是不稳定的。通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力，它与系统的电源配置，网络结构，运行方式及负荷特性等因素有关，带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。电力系统送端和受端稳定的特点是什么送端指电源，其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力，即功角稳定。 { 受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件，其无功功率与电压的平方成正比，电压下降时，其吸收的无功功率会显著下降。当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些各有什么特点常用仿真程序： 1.PSASP中国电科院（PSCAD属于系统级仿真软件） 2.BPA美国 3.PowerWorld Simulator美国 4.UROSTAG法国和比利时 5.？ https://www.wendangku.net/doc/c05193977.html,OMAC德国西门子公司 7.PSCAD/EMTDC (PSCAD属于装置级仿真软件)

电力系统分析课后习题解答doc资料

电力系统分析课后习题解答

电力系统分析课后习题解答第1章绪论 1-1 答：能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压，称为额定电压。用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失。变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。当升压变压器与发电机直接相连时，一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％。当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％。 1-2 答：一般情况下，输电线路的电压越高，可输送的容量（输电能力）就越大，输送的距离也越远。因为输电电压高，线路损耗少，线路压降就小，就可以带动更大容量的电气设备。在相同电压下，要输送较远的距离，则输送的容量就小，要输送较大的容量，则输送的距离就短。当然，输送容量和距离还要取决于其它技术条件以及是否采取了补偿措施等。 1-3 答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。 1-4 解：（1）G：10.5kV；T-1：10.5kV/242kV；T-2：220kV/121kV，220kV/38.5kV；T-3：110kV/11kV；

T-4：35kV/6.6kV ；T-5：10.5kV/3.3kV ，（长线路） 10.5kV/3.15kV （短线路）（2）T-1工作于+5%抽头：实际变比为10.5/242×（1+5%）=10.5/254.1，即K T-1=254.1/10.5=24.2； T-2工作于主抽头：实际变比为K T-2(1-2)=220/121=1.818；K T-2(1-3)=220/38.5=5.714； K T-2(2-3)=121/38.5=3.143； T-3工作于-2.5%抽头：实际变比为K T-3=110×(1-2.5%)/11=9.75； T-4工作于-5%抽头：实际变比为K T-4=35×(1-5%)/6.6=5.038； T-5工作于主抽头：实际变比为K T-5=10.5/(3+3×5%)=3.333。 1-5 解：由已知条件，可得日总耗电量为 MW 204027041204902804100280450270=?+?+?+?+?+?+?+?=d W 则日平均负荷为MW 8524 2040 24=== d av W P 负荷率为708.012085max m ===P P k av ；最小负荷系数为417.0120 50max min ===P P a 1-6 解：系统年持续负荷曲线如图所示。由题1-5可得年平均负荷为MW 858760 365 20408760=?== d av W P 最大负荷利用小时数为 h 6205120 3652040max max =?== P W T

电力系统分析试题答案(全)

2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A 、一级负荷； B 、二级负荷； C 、三级负荷； D 、特级负荷。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率； B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A 、配电线路； B 、直配线路； C 、输电线路； D 、输配电线路。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建设投资、网损率； C 、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（）。 A 、交流500kv ，直流kv 500±； B 、交流750kv ，直流kv 500±； C 、交流500kv ，直流kv 800±；； D 、交流1000kv ，直流kv 800±。 10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（）。 A 、220kv 、110kv ； B 、220kv 、115kv ； C 、242Kv 、121Kv ； D 、220kv 、121kv 。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（）。 A 、单电源双回路放射式； B 、双电源供电方式； C 、单回路放射式接线； D 、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（）。 A 、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B 、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D 、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（）。 A 、交流500kv 通常用于区域电力系统的输电网络； B 、交流220kv 通常用于地方电力系统的输电网络； C 、交流35kv 及以下电压等级通常用于配电网络； D 、除10kv 电压等级用于配电网络外，10kv 以上的电压等级都只能用于输电网络。 14、110kv 及以上电力系统应采用的中性点运行方式为（）。 A 、直接接地； B 、不接地； C 、经消弧线圈接地； D 、不接地或经消弧线圈接地。 16、110kv 及以上电力系统中，架空输电线路全线架设避雷线的目的是（）。

《电力系统分析》习题集及答案

电力系统分析习题集收集整理，仅供学习，勿做他用

前言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，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。

目录第一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元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六章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

华工电力系统分析下作业题库

1 同步发电机基本方程为什么要进行派克变换？磁链方程式中出现变系数的主要原因： (1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动，致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d 轴和q 轴对称而不是任意对称的，转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数，可以假想dd 绕组，qq 绕组是固定在转子上的，相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用，并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称，这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld 为直轴同步电感系数，其值相当于当励磁绕组开路，定子合成磁势产生单纯直轴磁场时，任意一相定子绕组的自感系数。 2、派克变换的物理意义是什么？它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上，从而使得定子绕组自、互感，定、转子绕组间互感变成常数，大大简化了同步电机的原始方程。派克变换：将a 、b 、c 三相静止的绕组通过坐标变换等效为d 轴dd 绕组、q 轴qq 绕组，与转子一同旋转。 3、试写出同步电机的基本实用化方程。电势方程：00d d q d q q d q f f f f D D D Q Q Q v ri v ri v r i r i r i ψωψψωψψψψ+-+-+++＝＝-＝＝+＝+ 磁链方程：d d d ad f ad D q q q aq Q f ad d f f ad D D ad d ad f D D Q aq q Q Q x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i ψψψψψ＝-++＝+＝-++＝-++＝+ 4、试说明 d x 、q x 、ad x 和aq x 的名称： d x ：同步电机纵轴同步电抗；q x ：同步电机横轴同步电抗；ad x ：同步电机纵轴电枢反应电抗；和aq x 同步电机横轴电枢反应电抗 5、什么叫短路？所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生了短路故障。 6、电力系统简单短路故障共有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路又称为对称短路，其它三种类型的短路都称为不对称短路。电力系统的运行经验表明，单相接地短路发生的几率最大，约占70%左右；两相短路较少；三相短路发生的几率最少。三相短路发生的几率虽然少，但后果较严重，所以要给以足够的重视，况且，从短路计算的方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法以后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的研究具有重要的意义。 7、短路的原因①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。 ?②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 ?③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 ?④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 8、短路的危害(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可使设备过热甚至损坏；由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。 ? (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 ? (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 ? (4)发生不对称短路时，三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应电势，影响通讯。 9、计算短路电流的目的短路电流计算结果是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据；是电力系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。 10、无限大功率电源? 端电压幅值和频率都保持恒定，内阻抗为零。电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%，即可认为是无限大功率电源 11、什么是短路冲击电流？它在什么条件下出现？与短路电流周期分量有什么关系？

电力系统分析复习题答案

电力系统分析复习题二、计算题 1．有一台110/11，容量为20000KVA 的三相双绕组变压器，名牌给出的实验数据为：△P K =135KW, P 0=22KW ，U k %=10.5，I 0%=0.8，试计算折算到一次侧的Γ型变压器参数，画出等值电路。 2. 无穷大电源供电系统如图1所示，在输电线中点发生三相短路，求短路冲击电流最大有效值和短路功率，已知：Ug=110kV,降压变压器参数为Z T =0.5003+j7.7818Ω，Z L =1.1+j402Ω。图1 3.电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=1.1*10-4 S ，线路额定电压为110KV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5KV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)*10-6 S ，变压器低压侧负荷为15+j11.25MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为117.26KV 。试画出网络等值电路，计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 4．计算图3网络导纳矩阵（图中数据是阻抗值）图 3 5.单相对地短路故障如图4所示，故障边界条件为：. . . 0,0fb fa fc U I I ===, 其中：Z 0 =j0.25, Z 1 =j0.14, Z 2 =j0.15, U F =1.05∠0 （a ）画出序网络的连接关系图，(b)写出正、负、零序故障电流、电压计算式。 T 1 L 23 S 36KV

图4 电力线路长100km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =27+j41.2Ω，B l /2=j1.38×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为：Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)×10-6 S ，变压器低压侧负荷为10+j5MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为118kV 。（1）试画出网络参数为有名值时的等值电路；（2）计算各元件标幺值并绘制标幺值等值电路；（3）计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。图3 三、综合题 1. 某一网络进行潮流计算后的数据如图5所示，说明该系统中发电机、变压器及负载个数，利用图中数据说明发电机总的发电功率，负荷总的用电功率，计算网络损耗和效率，网络中各节点电压是否满足稳态运行要求，若要增大节点电压可采取哪种措施？图5 2、电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=j1.1×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω， T 1 L 23 S 36KV

电力系统分析习题答案

八、某简单系统如图若在K 点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。九、某电厂有两台机容量均为50MW ，耗量特性分别22 1 11222F 0.01P 1.2P 10F 0.02P P 12＝＋＋，＝＋＋，最小技术负荷为其容量的25%，求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？

十、有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93＋j63.525Ω，已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若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。解

一、10kV 线路的等值电路如图所示，已知末端电压为10.4kV 。求始端电压。解： 2113 0.48kV 10.4 PR QX U U +?+??= == 1210.40.4810.40.4810.88kV U U U =+?=+=+= 二、试求如图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。 1+j3Ω 10.4kV 2＋j1MV A 1U

解三、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X L1表示线路正序电抗）。 3 j0.3 0.1+j0.4 0.12+j0.5 j0.25 j0.25 2 4 0.08+j0.4 1

解四、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。解 L N x f G-1 G-2 B-1 B-2 G1 G2 115kV k T2 N jx T1 l G1G2

电力系统分析试题答案(全)

自测题（一）—电力系统的基本知识一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D、保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷。 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可

以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D、变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。

电力系统分析作业答案

作业一 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？答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。 3、我国电网的电压等级有哪些？答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。

答：1T ：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ 2T ：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 3T ：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 4T ：３５ｋｖ、１１ｋｖ 5T ：１０ｋｖ、４００ｋｖ 6T ：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 7T ：３５ｋｖ、６６ｋｖ 8T ：６ｋｖ、４００ｋｖ 9T ：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ作业二 1、一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为4m ，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数，并画出等值电路。解：对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,2mm 5.31Ω=ρ。于是有：半径r=17/2=8.5mm ，mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???== 单位长度的电阻：2031.5r 0.21(/)150 km s ρ= ==Ω 单位长度的电抗为单位长度的电纳为集中参数为等值电路如图1所示 2、有一回500kV 架空线路，采用型号为LGJQ-4*400的分裂导线，长度为250km 。

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