电力系统分析试题与答案.doc

1、一.计算题例 2-6 已知 ， 试求出图中变压器不含励磁支路的型等值电路。)52.63j08.4(TZ10/k解：变压器阻抗折算到高电压侧时，含理想变压器的等值电路示于图，因此图中各支路阻抗为，)52.63j408.(1052.63j8.4kZT ).0587j43.(10-52.63j8.41kZT).70j.()-(.j.)(T例 2-8 试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下，发电机 SG(N)=30MVA，V G（N）=10.5kV，X G（N） =0.26；变压器 T-1 ST1(N)=31.5MVA，V S%=10.5，k T1=10.5/121；变压器 T

2、-2 ST2(N)=15MVA，V S%=10.5，k T2=110/6.6；电抗器 VR(N)=6kV，I R(N)=0.3kA，X R%=5；架空线路长 80km，每公里电抗为0.4；电缆线路长 2.5km，每公里电抗为 0.08。解：首先选择基准值，取全系统的基准功率 SB=100MVA。12kV/5.10V)(B)B( k 7.26kV(10/.)2kV)6./10()2/5.0()(B)()B)()()( k各元件电抗的标幺值为 87.13.26.0VSX2)B(G(N)2(B)*G()*1 x 3.05.5.10%22)(T1()2ST()*2 .084.22)B(L()*3 x

3、58.0215.1VS10X2)B(T2(N)ST2()*4 9.6.7303%22)(R()*R(B)5 Ix38.026.71508.VSX2)B(C()*6 x习题 1-2 电力系统的部分接线示于题图 1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。试求：（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；（2）各变压器的额定变比；（3）设变压器 T-1 工作于+5抽头、T-2、T-4 工作于主抽头， T-3 工作于2.5抽头时，各变压器的实际变比。解（1）发电机： ，比同电压级网络的额定电压高 5%10.5kVGN变压器 T-1 为升压变压器： ，等于发电机额定电压； ，比同电压级网络

4、的额定电压高.2 24kVN110%变压器 T-2 为降压变压器： ，等于同电压及网络的额定电压； 和 ，分别0kN1 1238.5kVN比同电压级网络的额定电压高 10%。同理，变压器 T-3： 和 。变压器 T-4： 和 。35VN1N2 0kVN1N2(2) T-1： 048./24T1kT-2： ， ，)( 74.538/03)T2(1k 143.58/3)T2(kT-3： ，T-4：1.3/5T3Nk 14N（3）T-1： .5.0/)(1T-2： ， ，82/2)T(k 74.538/203)T(1k 143.58/123)2(TkT-3： ，./3).314例 6-2 在例 2-

5、8 的电力系统中，电缆线路的未端发生三相短路，已知发电机电势为 10.5kV。试分别按元件标幺值计算短路点的电流的有名值。解：取 SB=100MVA， ( ， ， )avBVk5.10)BkV15)B(k3.6)B(E1x23x45x6， 87.03126.S.0GNB1 dx 3.051.S10%VT1(N)BT2 x，4.584.VX22)B(L3 7.XT2T2，46.13.0610S310%22)B(R(N)R5 Ix 54.3.8.VX22)B(C6 10.617.043.87.0， ，5.1BE24.I*Xf kA24.36104.V3I)(B* ffS例 3-2 已知同步电机的参

6、数为： ， ， 。试求在额定满载运行时的电势 和 。0.1dx6.q85.0cosqEQ解：用标幺值计算，额定满载时 V=1.0，I=1.0（1）先计算 。由图的相量图可得QE 41.)85.06()53.061()cos()sinV( 2222Q IxIxqq（2）确定 的相位，相量 和 间的相角差E，EQV2153.0618sincoarctgIxVartgq和 的相位差为：，EQI 538.06cosinarctgVIxtq(3)计算电流和电压的两个轴向分量，8.053sin)sin(IId .os)(IIq，621V 93021cosn（4）计算空载电势 ：qE 7.18)6.(4.)

7、( dqdQIx例 4-1 某电力系统的等值网络示于。 各元件阻抗、导纳均以标幺值标于图中，求节点导纳矩阵。解： 3.0.1jjY7.15.13jKT6.0.2jjY49.305.1.24 jjKT 7.358.10.5.1.8.5.023 jjjjjY 13 1.38.0.8.034 jjY64.275.3.135 jj015.2.0453312.80.10iiiiY习题 4-1 系统接线示于题图 4-1，已知各元件参数如下：发电机 G-1：S N=120MVA ， ；G-2 ：S N=60MVA ， 。变压器 T-1：S N=120MVA， ；T-2：S N=60MVA， 。线路参数： ，

8、 。线路长度 L-1：120km，L-2：80km，L-3：70km。取SB=120MVA，V B=Vav，试求标幺制下的节点导纳矩阵。23.0dx 14.0dx%51SV%5SV/km4.01x/km8b-6解：选 ， ，采用标幺参数的近似算法，即忽略各元件的额定电压和相应电压级的 的差AMV201SBavB avV别，并认为所有变压器的标幺变比都等于 1。（1）计算各元件参数的标幺值， 23.01.SG1NBdxX 28.0614.SG2NBd2 xX， 5.5.0%VT1T1 .5.10%VT2T2， 43.024.S2avB1lxXl 01852.1208.SB26Bav1 bl， 9

9、.1835.012 ll 3.5.21ll， 254.074.133lXl 018.2708.1133 ll（2）计算各支路导纳。 j4.3780.2jjd110yj.51.jXjd220j9.240.jj1T3yj.76.jjXT224j2.90.4351jj134 lyj.4.9jjX235l j3.60.51jj1345ly j0.387)125.8.(jB2j130 llj0.293)18.52.0(j)B21jj(340 lly 155ll（3）计算导纳矩阵元素。（a）对角元 -j13.872j9.54-j4.378Y1301 y622 -j15.23j3.4-j.96j.-j0.3

10、43103 yy 02729Y5424 -j7.-j.j.4-j.1350y(b)非对角元 .21j9.524Y33y0.415j.762Y2442y933.j55y6Y44导纳矩阵如下 j7.3596j.40.j3.1j2.j.496j5.0j.4.j72.j83.0.j9.54j1.习题 5-1 供电系统如图 5-1 所示，各元件参数如下。线路 L：长 50km，x=0.4 /km；变压器 T：S N=100MVA，V S=10.5%，k T=110/11。假定供电点电压为 106.5kV，保持恒定，当空载运行进变压器低压母线发生三相短路。试计算：（1）短路电流周期分量，冲击电流，短路电流

11、最大有效值及短路功率等的有名值；解：按有名值计算，2054.0XLxl 05.127SV10%XTN2T 5.47).(T(1)短路电流和短路功率计算(a)基频分量 kA18.05.1473V)0(I短路点的电流 .4Tpk(b)冲击电流取 8.im10.6kA.142ipimpkI(c)短路电流最大有效值 6.314k)8.(2.)(122ip impI(d)短路功率 7MV1403IVPN fS习题 5-3 一台无阻尼绕组同步发电机，已知：PN=50MW， ， ， ，8.0cosNkV75.1N04.1dx， 。发电机额定满载运行，试计算电势 ， 和 ，并画出相量图。69.0qx1.dx

12、qE解：已知 ，设 ，则52678.0sin79.3185.0cos.I.VNNG0.1G，26j85079310.IG 23.754869j.)-j(IjVGqQxE，25 1.).2.sin(.1)sin(INGd 726904897504.)( qQqxE 5.)3.(.2ddI 1)6j(j0.1jVGx，93.1E763习题 6-3 系统接线示于题图 6-3，已知各元件参数如下：发电机 G：S N=60MVA， ；变压器 T：S N=30MVA， ；线 路 14.0dx %18SVL： =20km，x=0.38/km。l试求 f 点三相相短路时的起始次暂态电流，冲击电流、短路电流最大

13、有效值和短路功率等的有名值。解：选 ， ，则A60MVSBavB，取 ， ，0.936k73I05.1E14.dx 16.0318S0%VTNBTX，.28.VS2BxlXl 6.3.lTdX（1）起始次暂态电流 1.53kA69.03.51BIEI（2）求冲击电流，取冲击系数 有：8.imp 3.95kA8.15.2ipimpkI（3）短路电流最大有效值： 4.2).(3.1)(21I2（4）短路功率： A9.56MV603.5BfSXE或 .271VIav f 习题 9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率 ，最小负荷系数 以及峰谷差mka。mP解：（1）日平均负

14、荷 85MW242704190810845027 avp（2）负荷率 73.120maxPkv（3）最小负荷系数题图 9-1 日负荷曲线4167.025maxinP（4）峰谷差 MW70)5(inax 9-2 若题图 9-1 作为系统全年平均日负荷曲线，试作出系统年待续负荷曲线，并求出年平均负荷及最大负荷利用小时数 Tmax解：年持续负荷数据如题表 9-2 所示。题表 9-2 年持续负荷有功功率/MW 持续时间/h120 4365=1460100 4365=146190 4365=146280 4365=146370 4365=146450 4365=1465（1）系统年持续负荷曲线如题图 9

15、-2 所示。（2）年平均负荷 85MW8760364)12905( avp（3）最大负荷利用小时数 h2017851max)(8760maxa PdtPTyv 9-3 某工厂用电的年待续负荷曲线如题图 9-3 所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数 Tmax。解：（1）全年平均负荷 MW548.06 876037420)( yavp（2）全年耗电量 hkW1034.5 hk1)(8 3876 Pdt（3）最大负荷利用小时数 h53041034.58max8760max PdtT 习题 10-1：一条 100KV 架空输电线路，长 100km， ， ，忽略线路对地电km/1209.or k/40.ox容，已知线路未端运行电压 VLD=105kV，负荷 PLD=42MW，cos=0.85。试计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。解：（1） ，12.091.09R40.XMW29.685.14cosPtanQ2LDLD 题图 9-2 年持续负荷曲线题图 9-3 年持续负荷曲线输电线路等效电路jXRLDjQP105KV