电力系统分析习题集及答案.doc

1、第 1 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 2 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 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，

2、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 3 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 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

3、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第 4 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：ht

4、tp:/ 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 15 所示电力系统中的二个问题： 发电机 、变压器 、三相电动机 、单相电灯 等各元件的额定电压。G1T234DL 当变压器 在+2.5%抽头处工作， 在主抽头处工作， 在-2.5% 抽头处工作时，1 2T3T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

5、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 和变压器 、 、 高低压侧的额定电压。G1T23设变压器 工作于+2.5%抽头， 工作于主抽头， 工作于-5%抽头，求这些变压1 2T3T器的实际变比。1 23D L35kVGT1 T2 T3T410kV 380V 110kV 6kV380V10kV 380V 单相习题 1-5 图D1D2T1 T2T46kV10kV110kV35kV3kVGT3习题 1-6 图220kV10kV 220kV 110kV 35kV 10kV 380/220kV6kV110kV 35kV 6kV 380/220kV380/220kVD

6、D 1 23DD1 23D D习题 1-4 图第 5 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 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 倍？31-10 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？第二章 电力系统各元件

7、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 150，水平排列，其线间LGJ距离为 4 ，求此输电线路在 40时的参数，并画出等值电路。m2-2 某 220kV 输电线路选用 300 型导线，直径为 24.2mm,水平排列，线间距离LGJ为 6 ，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 120 型导线，在杆塔上布置如图 2-3（b） 。末端变电所装两台J110/11kV、20000kVA 的三相铝线变压器，其型号为 20000/

8、110。试求：LJ用查表法计算 40时，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=25正常大气压下是否会发生电晕。T3G10kV 110kV35kV 10kVT1T2习题 1-7 图110kV 10kV2LGJ-120100km2SFL-20000/1106 m5 m4 m3.5m3.5m习题 2-3 图(a) (b)第 6 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 某 220kV 线路，选用 2240 分裂导线，每根导线直径为 22.4mm，分裂LGJ间距为 400mm，导线水平排列，相间距离为 8m

9、，光滑系数 取 0.85，气象系数 取1m2m0.95，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 4400 的分裂导线，长度为LGJQ250km。每一导线的计算外径为 27.2mm，分裂根数 n，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 2150（双分裂导线）导线架设水平排列，J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 3

10、30kV 单回输电线路，采用 2300 分裂导线，每根导线的直径LG24.2mm，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 31500/110，额定电压为SFL110/38.5kV，空载损耗 kW，短路损耗 kW,短路电压 ，空载电流86oP20kP5.10%kU，试求变压器的阻抗及导纳参数，并绘制 T 型等值电路。7.2%oI2-9 三相双绕组变压器的型号为 SSPL63000/220，额定容量为 63000kVA，额定电压为 242/10.5kV，短路损耗 kW，短路电压 ，空载损耗 kW，空40

11、kP45.1k 93oP载电流 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。41.2oI2-10 某发电厂装设一台三相三绕组变压器，额定容量 MVA，额定电压为60NS121/38.5/10.5kV，各绕组容量比为 100/100/100，两两绕组间的短路电压为 ，17%21kU， ，空载损耗 kW。最大短路损耗 kW，空5.10%3kU632k 150oP40maxkP载电流 ，试求变压器参数，并作等值电路。oI2-11 某变电所装设的变压器型号为 20000，额定电压为 110/38.5/11kV，各绕SFL组容量比为 100/100/50，各对绕组短路电压为 ，5.10%21kU，

12、，空载损耗 kW，最大短路损耗 kW，空载电17%3kU632k 75oP163maxkP流 ，试求变压器参数，并作等值电路。5.oI第 7 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 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 121/38.5/10.5kV，短路损耗为 kW, kW， kW，8.152kP5213kP4732kP空载电流为 ，空载损耗 kW，短路电压为 ， ，1.4%oI 7o .0%2kU18k。试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。5.632kU2-13 某变电所装设一台 OSFPSL90000/22

13、0 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： kW， kW， kW， ， ，321kP26513kP273kP09.21kU45.163k， kW， 。试求该自耦变压器的参数并绘制等值电路。75.0%3kU9o.0%oI2-14 一台容量为 90/90/45MVA 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 kW, kW， kW。短路电压为 ，321kP3451kP2703kP10%21kU， ，空载损耗 kW，空载电流 。试求该自6.813k.32k 1o 65.0oI耦变

14、压器的参数。 （注： 、 是最小绕组容量为基值给出的）kU2-15 简化系统如图 2-15 所示，元件参数如下：架空线： kV， km，长 70 km。10N/4.1x变压器：两台 SFL20000/110 型号变压器并联运行，短路电压为 Uk %=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， kV，长 2.5km，缆芯截面 mm2， 6NU70S/08.1xkm，电阻系统 mm2/km。8.1当选基准容量 MVA，基准电压为各段的平均电压。试求该系统各元件的标么0BS参数，并作等值电路。2-16 已知电力网如图 2-16 所示：各元

15、件参数如下：变压器： ：S=400MVA ， ， 242/10.5 kV 1T12%kU：S=400MVA ， ， 220/121 kV 2k110kV6kV 6kV习题 2-15 图10.5kV230kV115kVT1T2l1l2习题 2-16 图第 8 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ km, km (每回路)201l /4.01xkm, km6.其余参数均略去不计，取基准容量 SB=1000MVA，基准电压 ，试作出等值电avBU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）

16、。 2-18 某系统接线如图 2-18 所示，如果已知变压器 归算至 121kV 侧的阻抗为1T2.95+j48.7 ， 归算至 110kV 侧的阻抗为2， 归算至 35kV 侧的阻抗为 ，输电线路的参数已标于图4.8.3 18.927.j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 km。/4.0x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） 。60MVA242/10.5kVPk=300kWP0=90kWI0%=2Uk%=12.5G10kV220kV

17、lT习题 2-17 图PG=50MWcos =0.85UG=10.5kVXd =0.15LGJQ400l=200kmb0=2.8110-6S/kmr0=0.8/kmx0=0.406/km l2T1T2110kV l1G T310kV30MVA10.5kVXd =0.2731.5MVA10.5/121kVUk%=10.5 215MVA110/6.6kVUk%=10.5100kmx0=0.4/km6kV1.5kAXr%=8习题 2-20 图l1 220kV l3120kmT1T2 110kVl4180km50km90kmGT3ST2=31.5MVAUk%=14ST1=60MVAUk%=12.5习题

18、 2-19 图l2SG=60MVAXd =0.15UG=10.5kVST3=20MVAUk%=146T2G10kV T1T3110kV 35kV 10kV习题 2-18 图31.5MVA10.5/121kV20MVA110/38.5kV10MVA35/11kV6.6+j810.5+j20.81 2 3 4 5第 9 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 110 kV 侧；所有参数归算到 10 kV 侧；选取 MVA， 时以标么值表示的等值电路。10BSavBU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 LGJJ400 型号的导线，线路

19、长230km，导线水平排列，线间距离为6.5m，线路末端负荷为 120MW、，末端电压为 209kV。92.0cos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 MVAR。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 km，/108.rkm， S/km，线路空载运行，末端电压 为 205kV，求线路送/426.01x610.2b 2U端电压 。1U3-4 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，

20、型号为 LGJ95，线间几何均距为 5m，发电厂母线电压 kV，受端负荷16UMVA，求输电线路的功率损耗及受端电压 。105jSL 23-5 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？P2=220MWQ2=165MVARU2U1 8+j40C1 j5.510-4 S C2 j5.510-4S习题图 3-2U1 U2L=200kmS=0习题图 3-3Al=100km20+j10MVAr=0.125kmx=0.4

21、/km B习题图 3-5 U1 U2 SLLGJ-9580km习题图 3-4第 10 页 共 84 页答案参见我的新浪博客：http:/ 如果输电线路多输送 5MVAR 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 的输电线路，采用 LGJ150 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MVA，线路首端电压为 115 kV 304j。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31.5MVA 的降压变压器，变比为 110/11 kV 。如图

22、 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： kW， ， kW， )190kP5.10%kU05.31oP7.0%oI3-8 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 ） 。U3-9 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

23、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 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=40MW， ， h， h，变电所8.0cos450maxT320二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：P k =190kW Uk %=10.5， P0 =31.05kW ， I0 %=0.7）3-11 某回具有串联电容器的 110k

24、V 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 T1 容量为 31.5MVA，变比为 22022.5%/38.5 110kV 100kmLGJ15040+j30MVA习题图 3-6A 20+j40 B 20+j30 C40+j30MVA 10+j8MVA习题图 3-8SFL1 31500/110110/11kV习题图 3-7Dm=4m20+j15MVAA B CLGJ150140kmS4=40+j30MVA1 2 3 4115kV 5+j120 5+j20-j10习题图 3-115+j4MVA1.47-j1.510.7+j6.5高低 3128+j6MVA2.47+37.8习题图 3-90中