电力系统分析习题集及答案
电力系统分析
习题集
华北电力大学
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
第一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
+2.5%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 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：
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
+2.5%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。
习题1-4图
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X —4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？
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 某220kV 输电线路选用LGJ —300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LGJ —120型导线，在杆塔上布置如图2-3（b ）。末端变电所装两台110/11kV 、20000kV A 的三相铝线变压器，其型号为LGJ —20000/110。试求：
⑴用查表法计算40℃时，每公里架空线路的参数。 ⑵求末端变压器折到110kV 侧的参数。
⑶求并联运行后的等值参数，并画出其等值电路图。 ⑷校验此线路在t =25℃正常大气压下是否会发生电晕。
110kV 10kV
2-4 某220kV 线路，选用LGJJ —2×240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1m 取0.85，气象系数2m 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LGJQ —4×400的分裂导线，长度为250km 。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LGJ —2×150（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50℃时线路阻抗欧姆值。
2-7 有一条330kV 单回输电线路，采用LGJ —2×300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SFL —31500/110，额定电压为110/38.5kV ，空载损耗86=o P kW ，短路损耗200=k P kW,短路电压5.10%=k U ，空载电流
7.2%=o I ，试求变压器的阻抗及导纳参数，并绘制T 型等值电路。
2-9 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kV A ，额定电压为242/10.5kV ，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。
2-10 某发电厂装设一台三相三绕组变压器，额定容量60=N S MV A ，额定电压为121/38.5/10.5kV ，各绕组容量比为100/100/100，两两绕组间的短路电压为()17%21=-k U ，
()5.10%13=-k U ，()6%32=-k U ，空载损耗150=o P kW 。最大短路损耗410max =k P kW ，空载
电流3%=o I ，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SFSL —20000，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()5.10%21=-k U ，()17%13=-k U ，()6%32=-k U ，空载损耗75=o P kW ，最大短路损耗163max =k P kW ，空载电流5.3%=o I ，试求变压器参数，并作等值电路。
2-12 有台容量为20MV A 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121/38.5/10.5kV ，短路损耗为()8.15221=-k P kW,()5213='-k P kW ，()4732='-k P kW ，空
载电流为1.4%=o I ，空载损耗75=o P kW ，短路电压为()5.10%21=-k U ，()18%13=-k U ，
()5.6%32=-k U 。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OSFPSL —90000/220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： ()33321=-k P kW ，
()26513='-k P kW ，()27732='-k P kW ，()09.9%21=-k U ，()45.16%13='-k
U ，()75.10%32='-k U ，59=o P kW ，332.0%=o I 。试求该自耦变压器的参数并绘制等值电路。
2-14 一台容量为90/90/45MV A 的三相三绕组自耦变压器，额定电压为220/121/11 kV 。短路损耗为()32521=-k P kW,()34513='-k P kW ，()27032='-k P kW 。短路电压为()10%21=-k U ，
()6.18%13='-k
U ，()1.12%32='-k U ，空载损耗104=o P kW ，空载电流65.0%=o I 。试求该自耦变压器的参数。（注：k P '、k
U '是最小绕组容量为基值给出的） 2-15 简化系统
如图2-15 所示， 元件参数如下：
架空线：110=N U kV ，/4.01Ω=x km ，长70 km 。
变压器：两台SFL —20000/110型号变压器并联运行，短路电压为U k %=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，6=N U kV ，长2.5km ，缆芯截面70=S mm 2，/08.01Ω=x km ，电阻系统?Ω=8.18ρmm 2/km 。
当选基准容量100=B S MV A ，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：
各元件参数如下：
变压器：1T ：S =400MV A ，12%=k U ， 242/10.5 kV
2T ：S =400MV A ，12%=k U ， 220/121 kV
线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路
)
10.5k 230k 115kV T 1
T 2
l 1
l 2
习题2-16图
602=l km, /4.01Ω=x km
其余参数均略去不计，取基准容量S B =1000MV A ，基准电压av B U U =，试作出等值电路图，并标上各元件的标么值参数。
2-17 简单电力系统结线如图2-17所示，有关参数标于图中。 试求此系统的等值电路（参数均以有名值
表示）。
2-18 某系统接线如图2-18所示，如果已知变压器1T 归算至121kV 侧的阻抗为2.95+j 48.7Ω，2T 归算至110kV 侧的阻抗为
Ω+4.4848.4j ，3T 归算至35kV 侧的阻抗为Ω+188.9127.1j ，输电线路的参数已标于图中，试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。
2-19 电力系统结线如图2-19所示：线路电抗均取/4.
00Ω=x 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。
试作出该系统的等值电路（不计电阻，导纳）。 ⑴所有参数归算到110 kV 侧； ⑵所有参数归算到10 kV 侧；
242/10.5kV P k =300kW P 0=90kW I 0%=2
U k %=12.5
习题2-17图
G cos ?
U G =10.5kV 〞
X d =0.15 l =200km b 0=2.81×10-6S /km
r 0=0.8Ω/km x 0=0.406Ω/km 〞
X d =0.27 U k %=10.5 2×15MV A 110/6.6kV U k %=10.5
x 0=0.4Ω/km 6kV 1.5kA X r %=8
习题2-20图
l 1
～
220k l 3
120km
T 1
T 2
110kV
l 4 180km
50km
90km T 3
S T 2=31.5MV A
U k %=14
S T 1=60MV A
U k %=12.5 习题2-19图
l
S G =60MV A 〞
X d =0.15 习题2-18图 10.5/121kV 110/38.5kV 35/11kV
⑶选取100=B S MV A ，av B U U =时以标么值表示的等值电路。
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 —400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120MW 、92.0cos =?，末端电压为209kV 。试求出线路始端电压及功率。
3-2 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV 、220kV ，末端有功功率负荷为220MW ，无功功率负荷为165 MV AR 。试求始端功率因数。
3-3 单回220kV 架空输电线长200km ，线路每公里参数为/108.01Ω=r km ，
/426.01Ω=x km ，611066.2-?=b S/km ，线路空载运行，末端电压2U 为205kV ，求线路送
端电压1U 。
3-4 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1161=U kV ，受端负荷1015j S L +=?
MV A ，求输电线路的功率损耗及受端电压2U 。
3-5 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： ⑴ 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。
⑵ 如果输电线路多输送5MW 有功功率，则A 点电压如何变化？
⑶ 如果输电线路多输送5MV AR 无功功率，则A 点电压又如何变化？ 3-6 一条额定电压为110 kV 的输电
P 2=220MW 2=165MV AR
8+j40Ω
习题图 3-2
S =0 习题图 3-3 A
习题图 3-5
S L LGJ -95 80km
习题图 3-4
线路，采用LGJ —150导线架设，线间几何平均距离为5m ，线路长度为100km ，如图3-6所示。已知线路末端负荷为3040j +MV A ，线路首端电压为115 kV 。试求正常运行时线路末端的电压。
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31.5MV A 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 、
C 二点间的电压损耗及B 点和C 点的实际电压。
(注：190=k P kW ， 5.10%=k U ， 05.31=o P kW ， 7.0%=o I )
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。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量
U δ）
。 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110/38.5×（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。
3-10 今有110 kV 、100km 的双回线路，向区域变电所供电，线路导线型号为LGJ —185，水平排列，线间距离为4m ，变电所中装有两台31500kV A 、额定电压为110/11 kV 的三相变压器，并列运行，负荷P L =40MW ，8.0cos =?，4500max =T h ，3200=τh ，变电所二次侧正常运行电压为10.5 kV 。
试求：⑴ 输电线路的始端功率。
⑵ 线路及变压器中全年电能损耗。
（注：变压器实验数据：P k =190kW U k %=10.5， P 0 =31.05kW ， I 0 %=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。
3-12 某系统如图3-12所示，变压器T 1 容量为31.5MVA ，变比为220±2×2.5%/38.5 kV ；变压器T 2容量为60MV A ，变比为220±2×2.5%/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。
A
习题图 3-8 习题图3-7 A
4=40+j30MV A
习题图 3-11
A
T 2
5+j4MV A 高
8+j6MV A
3-13 由A 、B 两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图3-13示。试求当A 、B 两端供电电压相等（即U A =U B ）时，各段线路的输送功率是多少？（不计线路的功率损耗）
3-14 如图3-14所示，各段线路参数为欧姆值，各点负荷为兆伏安,U A =117 kV ，试计算各点电压（忽略电压降的横分量）。
3-15 简化10 kV 地方电网如图3-15所示，它属于两端电压相等的均一网，各段采用铝导线型号，线段距离公里数均标于图中，各段导线均为三角排列，几何均距相等，试求该电力网的功率分布及其中的最大电压损耗。
10.5+j25.4
5.6+j4.1 29.2+j25.2 -27.8-j18 50.17+j38.9
习题图 3-14
习题图 3-12
a b U U b
习题图 3-13
A 1A 2 D m =0.8m LJ -50 r 1=0.63 x 1=0.341 (Ω/km)
LJ -35 r 1=0.91 x 1=0.352 (Ω/km)
习题图 3-15
3-16 发电厂C 的输出功率、负荷D 及E 的负荷功率以及线路长度参数如图3-16所示。
当?∠=?
0112C U kV ，B A U U ?
?=，
并计及线路CE 上的功率损耗，但不计其它线路上功率损耗时，求线路AD 、DE 、及BE 上通过的功率。 3-17 额定电压10 kV 的地方电
网，各段阻抗及负荷如图3-17所示。求正常运行时的功率分布。（注：不计功率损耗）
3-18 如图3-18所示，已知闭式网参数如下：
Ω+=421j Z Ω+=632j Z Ω+=843j Z
101=l km 152=l km
203=l km
负荷参数：B S ?
=10+j5MV A C S ?
=30+j15MV A
电源参数：U A =110
kV
试求闭式网上的潮流分布及B 点电压值（计算时，不计线路上的功率损耗）。
3-19 一个额定电压为35 kV 的环形地方电网，电源A 的电压为36 kV ，负荷的兆伏
安数、线路的公里数均示于图3-19中。导线均采用LGJ —50架设，求环形电力网的功率分布。
3-20 有一个额定电压为110kV 的环形电力网，如图3-20所示，变电所计算负荷、导线型号及线路长度的公里数均标于图中，导线为水平排列，线间几何均距为5m ，试计算该电力网的功率分布（不计功率损耗）。
A 习题图 3-17
LGJ -50 b
-95 习题图 3-16
S C B
习题图 3-18
·
3-21 如图3-21所示电力系统，已知Z 12、Z 23、Z 31均为1+j3Ω，
U A =37kV ，若不计线路上的功率损耗
及电压降落的横分量，求功率分布及
最低点电压。
3-22 某两端供电网的电力网如图3-22所示。已知母线A 1 的线电压为36kV ，母线A 2的线电压为34kV ，
求电力网中的潮流分布，计算时假定两端的电压是
同相位的。
3-23 如图3-23所示电力系统，Z Aa Z ab Z bB 已知，U A =115kV ，U B =114kV ，求功率分布及各点电压（不计电压降落的横分量δU ）。
3-24 一条额定电压为380V 的三相架空线路，干线Ac 由导线LJ —70架设，支线be 、af 为LJ —50。各点负荷的千伏安数及各点距离的米数都标于图3-24中。求电力网的最大电压损耗。
3-25 一个额定电压为10kV 的两端供电网，由铝绞线敷设的架空线路，导线为三角形排列，线间几何均距为1米。各线段的导线型号、线路长度的公里数及负荷的千伏安数如图3-25所示。
试求?∠=?
05.10A U kV 、?∠=?
04.10B U kV 时的初步功率分布，并找出电压最低点。
A 习题图
3-21 习题图 3-23
A
Z =6.7+j33.2Ω
2 S =4000+j2000kV A
习题图 3-22
习题图 3-24
3-26 如图3-26所示为某35/11kV 变电所，原是一台5600kV A 变压器，由于低压负荷的增加，需扩建一台2400kV A 容量的变压器。各变压器的阻抗已归算至35kV 侧，若5600kV A 的变压器的变比为35/11kV ，试求各变压器通过的功率、功率损耗和电压损耗。
3-27 某35/6.6kV 降压变电所由二回10km 长的35kV 平行线供电，线路用LGJ —95型
导线，D m =3.5m ，变电所内装二台7500kV A 的变压器，变压器参数：P k =75kW ，P 0 =24kW ， U k %=7.5，I 0 %=3.5，变电所6kV 侧的最大负荷是10MV A 、cos ?=0.7，年持续负荷曲线如图3-27所示。为了减少全年的电能损耗，在有功负荷为28MW 时切除一台变压器，若电价为10分/度，求线路和变压器全年电能损耗的价值。
3-28 有两回110kV 平行线路对某降压变电所供电，导线型LGJ —185，水平排列，线间距离为4m ，线路长100km 。变电所内装设二台31500kV A 变压器，额定电压为110/11kV 。系统结线如图3-28（a ）所示，变电所最大负荷为40MW ，功率因数为0.8，年持续负荷曲线（以最大负荷的基值的标么值示于图3-28（b ）），当负荷低于0.5P L max 时，为减少电能损耗，切除一台变压器，试求线路及变压器全年的电能损耗。
3-29 某发电厂有一台容量为63MV A 的升压变压器,额定电压为10.5/121kV ，变压器的最大负荷利用小时数T max =5200h ，最大负荷为55MV A ，cos ?=0.8，试求该台变压器的最大有功功率损耗及全年运行中的电能损耗。
3-30 环形电力网如图3-30所示，供电点F 的相电压为220V ，A 、B 、C 各点的负荷分别为40A 、100A 、60A ，功率因数均为1，若线路F A 、AB 、BC 、CF 的电阻均为0.1Ω,试计算A 、B 、C 各点的电压是多少？若将线路AB 段切开，试计算A 、B 、C 各点电压如何变化？
习题图 3-30
习题图 3-27
x 1=0.422Ω
t
(h)
习题图 3-28
(b) t (h) (a )
3-31 某电力网如图3-31所示，额定电压为10kV ，电网的导线都采用LJ —35铝绞线，三角形排列，线间距离为1m ，负荷的千伏安数、各段线路长度的公里数都标于图中，试求电力网在正常运行时的最大电压损耗。
3-32 环形供电网如图3-32所示，A 点电压为220V ，电阻r 1、r 2、r 3、r 4、r 5分别为0.4Ω、0.2Ω、0.3Ω、0.5Ω、0.2Ω，负荷电流i 1 =i 2=16A ，i 3=i 4=12A ，试求各段电流及各点电压。
3-33 环形电力网如图3-33所示，由发电厂F 对负荷A 、B 、C 、D 、E 供电，各负荷电流的数值标于图中，AE 作为环网的联络线，欲使A 、E 间不流电流，试求供电点F 的位置应在何处？（其中线路单位长度阻抗相同，各负荷功率因数也相同）
3-34 某一发电厂A 供电的220kV 环形网络，线路参数、负荷的兆伏安数和自然功率分布如图3-34所示。试计算：
⑴该环网的经济功率分布；
⑵实现经济功率分布后，每年节约的电能。
（计算电能损耗时，取其平均的小时，cos =0.9，可查得τ=3200小时）
3-35 试表明用网络变换法将图3-35所示网络化为两端供电网的步骤。（其中A 、B 、C 、
D 为电源，S 为负荷）
4 3 习题图 3-32
习题图
3-33
Ω 习题图
3-34 S 4 6 ·
3-36 试分别说明图3-36中两个复杂闭式电力网中功率分布的步骤。)(.
21A A U U ?
?=
3-37 采用BBLX —500型铝芯橡皮线穿硬塑料管埋地敷设，线路电压380/220V ，最大负荷电流为50A ，环境温度为25℃，按发热条件选择橡皮线的芯线截面和塑料管的直径。
3-38 有一条用LJ 型铝绞线架设的10kV 架空线路，计算负荷为1280kW 、cos ?=0.9，T max =4200h 。试选择经济截面，并校验其发热条件和机械强度。若线路为等边三角形排列，相间距离为1m ，线路长5km ，求电压损耗。
3-39 现拟采用BBLX —500型架空敷设一条220V 单相路灯线路，线路长度和负荷分布如图3-39所示，设线路允许电压损耗为3%。试选择导线截面。
3-40 某110kV 双回输电线路，线路长100km ，输送功率为80MW ，功率因数为0.85，已知最大负荷利用小时数T max =6000h ，如果线路采用钢芯铝导线，试选择导线的截面和型号。
3-41 某500kV 远距离输电线路，线路长为550km ，输送功率为80万千瓦，功率因数为0.95，最大负荷利用小时数为T max =6500h ，试选择导线的截面和型号。
3-42 某110kV 架空线路，输送功率为30MW ，cos ?=0.85，最大负荷利用小时数为4500h ，试用经济电流密度选择导线截面，并按发热及电晕条件校验。
3-43 35kV 的两端供电线路，导线水平排列，线间距离为3m 。电力网每段的长度及负载数均标于图3-43中。允许电压损耗在正常运行
情况下为4%，事故运行情况下为12%。若沿线
导线截面相同，求所用钢芯铝线的截面。
习题图 3-36
4
A
A 1
A 2
e ·
·习题图 3-43 2W/m
300m 50m
习题图 3-39
第四章 电力系统潮流的计算机算法
4-1 电力网络如图4-1所示，试推导出该网络的结点电压方程，并写出节点导纳矩阵。
4-2 按定义形成如图4-2所示网络的结点导纳矩阵（各支路电抗的标么值已给出）。 4-3 求如图4-3所示网络的节点导纳矩阵〔Y B 〕。
3 -j20
j0.5
-j20
j0.2
j0.2
j0.4
1
2
4
习题4-2图
习题 4-3图 2
·
i 2 2
习题 4-1图
E
网络参数如下表：
4-4 如图4-4所示各支路参数为标么值，试写出该电路的结点导纳矩阵。
4-5 已知电网如图4-5所示，各支路阻抗均已标于图中，试用支路追加法求节点阻抗矩阵。（图中阻抗为标么值）
4-6 用支路追加法形成电力系统的阻抗矩阵。系统的等值网络如图4-6所示。其中
Ω+===150********j Z Z Z ，Ω-===2000130230120j Z Z Z ，用标么值计算，值取
150
=B S MV A ，220=B U kV 。 4-7 已知理想变压器
的变比k *及阻抗T Z ，试分析图4-7中四种情况的π型等值电路。
4-8 将具有图4-8 所示的分接头变比的变压器网络用π型等值网络表示出来。 习题4-4图
习题4-6图
1
4
习题4-7图
2
4-9 如图4-9所示，已知k *=1.1 Z T =j0.3，求电路的π型等值图。 4-10 已知如下非线性方程
12),(012),(212212211211=+-==-+=x x x x x f x x x x x f
取初值()001=x ，()
002
=x 进行迭代求解，试用高斯—塞德尔迭代法迭代一次，再用牛顿—拉夫逊法迭代求真解。
4-11 用高斯—塞德尔法求解图4-11所示系统中，在第一次迭找后，节点2的电压。
已知：节点1为平衡节点，?∠=?
00.11U
46.196.522j Q P +-=+ 02.13=U
假定?∠=?002.1)
0(3U ，()
?∠=?
00.102
U
4-12 已知如图4-12所示电力
系统与下列电力潮流方程式：
2
3
2*
31*
333*
22
21*
223*
12*
12
1198.1910101098.1910101098.19U j U U j U U j S U U j U j U U j S U U j U U j U j S +--=-+-=--=?
?
?
?
?
?
?
??
试用高斯—塞德尔法求)
1(2?U 、)
1(3?U ， 由1)
0(3)0(2==??U U ?∠0开始。 4-13 如图4-13所示系统中，假设
3
.08
.08
.00.1010122211-==-=?
∠=+=?
?
?
G G D D Q P j S U j S
6.00.13j S D -=?
4.0j Z l =(所有线路)
试利用高斯—塞德尔法求2?
U 与3?
U ，由
?∠==??01)
0(3)0(2U U 开始，只作一次迭代。
4-14 如图4-14所示系统中，假定
习题4-11图
U 1=1∠2=j0.5
习题4-12图
·
U
6
.00.10.18.0010132211j S U P U j S D G D +===?∠=+=?
?
?
4.0j Z l = (所有线路)
试利用高斯—塞德尔法求2?
U 和3?
U ，只作两次迭代，由?∠==??01)
0(3)
0(2U U 开始。 4-15 试利用牛顿—拉夫逊法去解
()()0
10
112
222211=--==--=x x x f x x x f
1010
2==x x ， 作两次迭代。（注：真解为618.121==x x ）
4-16 起始条件改成10
2
01-==x x ，重作习题4-15。 4-17 试利用牛顿—拉夫逊法去解
()()0
12122
2211=+==-+=x x x f x x x f
起始猜测为101=x 、00
2
=x ，作两次迭代（注：真解为2
121=-=x x ）。
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①节点电压为011j U +=?
,②节点上发电机输出功率6.08.0j S G +=?
，负荷功率8.01j S L +=?
，输电线路导纳Y =1-j 4。试
用潮流计算的牛顿法写出第一次迭代时的直
角坐标修正方程式（电压迭代初值取1+j 0）。
4-20 已知两母线系统如图4-20所示，图中参数以标么值表示。 已知：3101j S L +=?，10202j S L +=?
， ,011?∠=?
U P G 2 =15， U 2 =1
试写出：⑴ 节点①、②的节点类型；
⑵ 网络的节点导纳矩阵；
⑶ 导纳形式的直角坐标表示的功率方程（以误差形式ΔP 、ΔQ 、ΔU 2表示）及相
δ=0°
U 2=1.0
1+j0.5 习题4-18图
习题4-19图
习题4-20图 ·
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
电路分析试题及其答案
一、填空题(每空1分，共15分) 1、一只标有额定电压20V、额定功率1W的灯泡。现接在10V的电源下使用，则其阻值为，实际电流是，实际消耗的功率为。 2、电流源IS=5A，r0=2Ω，若变换成等效电压源，则U=，r0=. 3、b条支路、n个节点的电路，独立的KCL方程数等于，独立的个KVL方程数等于。 4、三相四线制供电线路可以提供两种电压，火线与零线之间的电压叫做，火线与火线 之间的电压叫做。 5、正弦周期电流的有效值与最大值之间的关系是。 6、某一正弦交流电压的解析式为u=102cos（200πt＋45°）V，则该正弦电流的有 效值U=_____________V，频率为f=H Z。当t=1s 7、线性电路线性性质的最重要体现就是性和性，它们反映了电路中激励与响应的内在 关系。 8、功率因数反映了供电设备的利用率，为了提高功率因数通常采用补偿的方法。 二、判断题(正确打“√”,错误打“×”)(每题1分，共10分) 1、受控源与独立源一样可以进行电源的等效变换，变换过程中可以将受控源的控制量 变异。（） 2、叠加定理适用于线性电路，电压、电流和功率均可叠加。（） 3、应用叠加定理和戴维宁定理时，受控源不能与电阻同样对待。（） 4、电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量越准确。（） 5、含有L、C元件的正弦交流信号电路，若电路的无功功率Q=0，则可判定电路发生谐 振 。 （ ） 6、电压和电流计算结果得负值，说明它们的参考方向假设反了。（） 7、电功率大的用电器，电功也一定大。（）
Ω100s i 1H F 18、结点电压法是只应用基尔霍夫电压定律对电路求解的方法。（） 9、非正弦周期量的有效值等于它各次谐波有效值之和。（） 10、实用中的任何一个两孔插座对外都可视为一个有源二端网络。（） 三、单项选择题(每小题1分，共20分) 1、一根粗细均匀的电阻丝，阻值为25Ω，将其等分成五段，然后并联使用，则其等效电阻是（） A.1/25Ω B.1/5Ω C.1Ω D.5Ω 2、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A 和30A 。当i1+i2的有效值为10A 时，i1与i2的相位差是（） A.0O B.180O. C.90O D.270O 3、在R 、L 、C 串联电路中，当总电流与总电压同相时，下列关系式正确的是（） A.ωL 2c =1 B.ωLC =1 C.ω2LC =1 D.ωLC 2=1 4、图示单口网络的等效电阻等于（） (A)2Ω (B)4Ω (C)6Ω (D)-2Ω 5、图示电路中电阻R 吸收的平均功率P 等于（） (A)12.5W (B)16W (C)32W (D)25W 6、示电路中电压u 等于（） (A)4V (B)-4V (C)6V (D)-6V 7、图示谐振电路的品质因（） (A)0.01 (B)1 (C)10 (D)100 8、5F 的线性电容的端口特性为（） (A)i u 5=(B)i 5=ψ(C)q u 2.0= 9、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是（）元件 (A)电感(B)电容(C)电阻 10、LC 并联正弦电流电路中， A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为（）A 。 (A) 8(B)5 (C) 4 Ω 2Ω2- 2V + u -+
电力系统分析试卷及答案
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。 二、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Y c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+j20Ω（忽略并联支路），末端有功功率为10MW，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？ 三、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%抽头，T-2工作于主抽头，T-3高压侧工作于-5%抽头，求各变压器实际变比。 四 93kW,短路电压23.5kW 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：ΔP s’(1-2)=560千瓦，ΔP s’(2-3)=178千瓦，ΔP s’(3-1)=363千瓦，V S （1-2）%=13.15, V S （2-3）%=5.7, V S （3-1）%=20.4, ΔP 0=187千瓦，I 0 %=0.856。试求归算到220千伏侧的变压器参数。（注：功率值未归算，电压值已归算） 六、已知某一变压器参数如表1所示。 表1
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%
电力系统分析试题答案(完整试题)
自测题（一）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—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（）。 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;
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 ）
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（ ）。
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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
电力系统分析第二版课后答案
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、１０００ｋｖ 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 答：1T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 2 T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 3 T：３５ｋｖ、１１ｋｖ 4 T：１０ｋｖ、４００ｋｖ 5 T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 6
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,km 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()()() 140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω????????单位长度的电抗为 m 150400.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5D x lg lg km r =+=+=Ω单位长度的电纳为()66617.587.58b *10 2.73*10/5040lg lg 8.5m S km D r ---===集中参数为 () 1r 0.0225*8018R l ===Ω() 1x 0.416*8033.3X l ===Ω() 641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --===()41.09*102 B S -=等值电路如图1 所示
电力系统分析试题与答案(经典题目)
三、简答题 31．电力变压器的主要作用是什么？ 答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。 32．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功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压水平变差并不能改变系统无功不足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：在输电线路送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。 四、简算题 35．某三相单回输电线路，采用LGJ －300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D ＝6m ，求每公里线路的电抗值。 解：计算半径：m 106.12mm 6.122 2.25r 3-?=== 几何均距：D m =D=6m /km 403.0 0157.010 6.126 lg 1445.0 0157.0r D g l 1445.0x 3 m 1Ω=+?=+=- 36。.110KV 单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV ，末端负荷为15＋j10MVA ，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。
解： 37．某系统发电机组的单位调节功率为740MW/Hz，当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz，求负荷的单位调节功率。 解： 38．网K点发生两相短路接地，求K点短路电流值。
《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
电力系统分析试题答案(全)41355
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倍。
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
电路分析试题及答案
电路分析试题及答案内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
电路分析期中练习题 班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________ 一、单项选择题(10小题，共20分) 1．已知接成Y 形的三个电阻都是30Ω，则等效?形的三个电阻值为（ ）。 A 、全是10Ω B 、两个30Ω一个90Ω C 、两个90Ω一个30Ω D 、全是90Ω 2. 电路如图所示，其网孔方程是： ? ??=+-=-04001003 2003002121I I I I 则CCVS 的控制系数r 为 A 、100Ω B 、-100Ω C 、50Ω D 、-50Ω 3. 如图所示，电路中电流I 为（ ）。 A 、-2.5A B 、2.5A C 、-1.5A D 、1.5A 4. 如图所示，电路中理想电流源的功率为（ ）。 A 、30W B 、60W C 、20W D 、-20W 5. 如图所示，二端网络a 、b 端的等效电阻为（ ）。 A 、12Ω B 、36Ω C 、48Ω D 、24Ω 10 2A 10 10 +40V I
6. 如图所示，电路中电阻1Ω吸收的功率为（ ）。 A 、1W B 、4W C 、9W D 、81W 7. 如图所示，电路中电压U S 为（ ）。（提示：计算每条支路电流和电压） A 、4V B 、7V C 、2V D 、8V 8. 如图所示，结点1的结点电压方程为（ ）。 A 、6U 1-U 2=6 B 、5U 1=2 C 、5U 1=6 D 、6U 1-2U 2=2 9. 电流的参考方向为（ ）。 + 1Ω
电力系统分析试题及参考答案
作业题一参考答案 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．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc 的非对角元素为 零 。 9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。 10．减小输出电元件的电抗将 提高（改善） 系统的静态稳定性。 二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 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．电力系统中PQ 节点的数量（ ② ）
电力系统分析课后答案
2-17.某一回110kv 架空电力线路,长度为60km,导线型号LGJ-120,导线计算外径为15.2mm,三相导线水平排列,两相邻导线三相间的距离为4m,试计算该电力线路的参数,并作等效电路。 解:()km s r Ω== = 2625.0120 5 .311ρ 则. 0) (10807.02 )(10 614.16010 69.2) (38.2560423.0)(75.15602625.014 1 4 6 111111=?=?=??==Ω=?==Ω=?==---G s B s l b B l x X l r R 2-19.三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110,额定容量为40500KVA,额定电压为121/10.5KV,,4.234kw P k =,11(%)=k U ,6.930kw P = ,315.2(%)0=I 求该变压器的参数,并作等值电路。 解:`)(1057.1) 1040500()105.10(104.23422 32332 2 Ω?=????== -N N K T S U P R 2-20.三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220,额定容量为120000/120000/60000KVA,额定电压为220/121/11KV,,601)21(KW P K =- , 5.182)31(KW P K =-, 25.28(%),85.14(%),5.132)31()21()32(===---K K K U U KW P ,663.0(%),135,96.7(%)00)32(===-I KW P U K 求该变压器的参数,并作等值电路。 解:I:)(601)21(KW P K =-
电路分析试题及答案
电路分析期中练习题 班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________ 一、单项选择题(10小题，共20分) 1．已知接成Y 形的三个电阻都是30Ω，则等效?形的三个电阻值为（ ）。 A 、全是10Ω B 、两个30Ω一个90Ω C 、两个90Ω一个30Ω D 、全是90Ω 2. 电路如图所示，其网孔方程是： ???=+-=-0 4001003 2003002121I I I I 则CCVS 的控制系数r 为 A 、100Ω B 、-100Ω C 、50Ω D 、-50Ω 3. 如图所示，电路中电流I 为（ ）。 A 、-2.5A B 、2.5A C 、-1.5A D 、1.5A 4. 如图所示，电路中理想电流源的功率为（ ）。 A 、30W B 、60W C 、20W D 、-20W 5. 如图所示，二端网络a 、b 端的等效电阻为（ ）。 A 、12Ω B 、36Ω C 、48Ω D 、24Ω 15 4Ω 5Ω 24 24a b 10 10+40V I 102A
6. 如图所示，电路中电阻1Ω吸收的功率为（ ）。 A 、1W B 、4W C 、9W D 、81W 7. 如图所示，电路中电压U S 为（ ）。（提示：计算每条支路电流和电压） A 、4V B 、7V C 、2V D 、8V 8. 如图所示，结点1的结点电压方程为（ ）。 A 、6U 1-U 2=6 B 、5U 1=2 C 、5U 1=6 D 、6U 1-2U 2=2 9. 电流的参考方向为（ ）。 A 、正电荷的移动方向 B 、负电荷的移动方向 C 、电流的实际方向 D 、沿电路任意选定的某一方向 10. 如图所示，电路中电流I 为（ ）。 A 、1A B 、2A C 、-1A D 、 -2A 1Ω
电路分析试题和答案(全套)
电路分析试题（Ⅰ） 二. 填空（每题1分，共10分） 1．KVL体现了电路中守恒的法则。 2．电路中，某元件开路，则流过它的电流必为。 3．若电路的支路数为b，节点数为n，则独立的KCL方程数 为。 4．在线性电路叠加定理分析中，不作用的独立电压源应将 其。 5．若一阶电路电容电压的完全响应为uc(t)= 8 - 3e-10t V,则电容电压的零输入响应为。 7．若一个正弦电压的瞬时表达式为10cos(100πt+45°)V,则它的周期T 为。 8．正弦电压u1(t)=220cos(10t+45°)V, u2(t)=220sin(10t+120°)V, 则相位差φ12＝。 9．若电感L＝2H的电流i =2 cos(10t+30°)A (设u ,i为关联参考方向)，则它的电压u为。三．求下图单口网络的诺顿等效电路，并画等效电路图。(15分) a b 四．用结点分析法，求各结点电位和电压源功率。(15分) 1 2
五．一阶电路如图，t = 0开关断开，断开前电路为稳态，求t ≥0电感电流i L(t) ,并画出波形。(15分) 电路分析试题（Ⅱ） 二. 填空（每题1分，共10分） 1．电路的两类约束 是。 2．一只100Ω，1w的电阻器，使用时电阻上的电压不得超过 V。 3．含U S和I S 两直流电源的线性非时变电阻电路，若I S单独作用时，R 上的电流为I′，当U S单独作用时，R上的电流为I"，（I′与I" 参考方向相同），则当U S和I S 共同作用时，R上的功率应 为。 4．若电阻上电压u与电流i为非关联参考方向，则电导G的表达式 为。 5．实际电压源与理想电压源的区别在于实际电压源的内 阻。 6．电感元件能存储能。 9．正弦稳态电路中, 某电感两端电压有效值为20V，流过电流有效值为2A，正弦量周期T =πS , 则电感的电感量L ＝。 10．正弦稳态L，C串联电路中, 电容电压有效值为8V , 电感电压有效值 为12V , 则总电压有效值为。 11．正弦稳态电路中, 一个无源单口网络的功率因数为0. 5 , 端口电压u(t) ＝10cos (100t +ψu) V，端口电流i(t) = 3 cos(100t - 10°)A (u,i 为