1、北航网络教育-电力系统分析开卷考试考前试题与答案(二)一、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, P0=22KW，U k%=10.5，I 0%=0.8，试计算折算到一次侧的 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 ZT=0.5003+j7.7818，Z L=1.1+j402。图 13.电力线路长 80km，线路采用 LGJ-120 导线，其参数为 Zl=21.6+j33，B l/2=
2、1.1*10-4S，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+j63.5，Y T=(4.95-j49.5)*10-6S，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 U1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 35.单相对地短路故障如图 4 所示，故障边界条件为： , 其中：Z 0=j0.25, Z1=j0.14, Z2=j0.15, .0,fbf
3、afcUIUF=1.050 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。T1L233S36KV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 Zl=27+j41.2，B l/2=j1.3810-4S，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：ZT=4.93+j63.5，Y T=(4.95-j49.5)10-6S，变压器低压侧负荷为 10+j5MVA，正常运行时要求线路始端电压 U1为 118kV。 （1）试画出网络参数为有名值时的
4、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 3二、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 52、电力线路长 80km，线路采用 LGJ-120 导线，如 图 3 所 示 ， 其参数为 Zl=21.6+j33，B l/2=j1.110-4S，线路额定电压为110kV，末端接有一台容量为 20MVA、变比为 110/38.5
5、kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： ZT=4.93+j63.5，Y T=(4.95-j49.5)10-6S，变压器低压侧负荷为 10+j6MVA，正常运行时要求线路始端电压 U1为 118 kV。 （1）试T1L233S36KV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 33.电力网络如图 2 所示，各元件参数用纯电抗表示，试绘制该电力网正序、负序及零序等值电路，写出网络 f-1（n） 点发生单相接地故障时的正序、负序及零序等效电抗表达式，绘制该点单相接地短路时的三序网的连接关
6、系图。 图 24、如图 3 所示的某三相系统中 k 点发生单相接地故障，已知 ，1jaEZ1 =j0.4， Z 2 =j0.5，Z 0 =j0.25，Z k=j0.35。求 a 相经过阻抗 Zk接地短路时短路点的各相电流、电压。 （20 分）图 35、额定电压 110kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图 4 所示。已知电源 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 ） 。U（15 分）图 4 6、电力线路长 100km，线路采用 LGJ-120 导线，如图 3 所示，其参数为 Zl=27+j41.2，B l/2=j1.3810-4S，线路
7、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：ZT=4.93+j63.5，Y T=(4.95-j49.5)10-6S，变压器低压侧负荷为 10+j5MVA，正常运行时要求线路始端电压 U1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T1L233S36KV（有名值、标幺值均可） 。图 37、在图4所示的电力网络中，当降压变电所 母线上发生了三相短路时，可将系统视为无限大容量电源，试求此时短路点kV5.10的冲击电流 ，
8、短路电流的最大有效值 和短路容量 。imimItS图 4电力系统分析复习题答案一、计算题1.解：计算变压器阻抗1）串联电阻（归算到 121kV 高电压侧）2）串联电抗3）励磁回路（并联）导纳参数等效在高压侧2.解：短路电流周期分量有效值2210354.810kNTPURS 2%.56.10kNTUXS高 322*.810TNGS高60 22.0.1IBU高 (4.0863.5)TTZRjXj6(1.823.)10TTYGjBjST1L233S36KV2222(/)(/)38.50.71.02571(.)/4.6.97035gTLTLUIRXkALTsR冲击系数： .1/.Tchke短路冲击电流
9、、最大有效值及短路功率 2 2.74.7.4031()5(1).0763.68chmchtNiI kAkASUI MV3.解：由已知条件绘制网络等值电路为先设全网各节点电压为线路额定电压 ，求潮流分布（由末端向始端推算功率损耗及功率分布） 。1）从末端向始端推算各元件的功率损耗和全网功率分布而不计算各节点电压。变压器功率损耗： 22223315.4936.5014.850ZT TNNZTSPQRjXjjUj*22610(4.95.)106yT TNYGjBUj线路末端导纳支路功率损耗： *242 10(.)10.3yNNYSUjBjj线路阻抗支路末端功率： 232(150.46)(1.580.
10、613)7ZTyySjj线路阻抗损耗： 222215.371.630.91.560ZNNSPQRjXUjj1S 2S2S1 341.380jS2741.2j4.936.5j6(4.9549.5)10j S11.25jMVA线路首端导纳支路功率损耗： *241110(.)10.32yNNYSUGjBUjj首端功率： 121 5.37(0.69.5)1.389zySjjj2）待求得首端功率后，由给定的首端电压，根据网络功率分布从首端至末端推算各元件的电压损耗和各节点电压，不再重新计算全网的功率分布。 222115.6136.,707.4310.90UUtg2232125.493.658.17,09
11、32.760UUtg 4.解 根据节点导纳矩阵的定义，求导纳矩阵各元素：10132213132023013110.9354.26.80.4.2.425.911.0694.720.8.40.4.8.Yy jjjjjYy jjjj2343434 1.5.9.52.3.697.5390.yjj jj jYyjY14=Y24=Y41=Y42=0121342312344Y5.解：根据故障类型有.120.3.bfbffffbfbIIU0 0120120.1.5. 2.1(9)()2.Ffff jj jjUIZ201122102010. .563.015. 1. 0.15.2. .5.3.fFffFjjjj
12、jjZ 一、 综合题1、解：发电机总的发电功率，S G=377+j136+520+j354=897+j490MVA负荷总的用电功率，S L=60+j30+800+j300=860+j330MVA网络损耗功率为S= S G- SL=（897+j490）-（860+j330）=37+j160MVA节点 1、3、4、5 电压分别为 1、相角 00；1.05、相角-0.034 0；1.017、相角-2.373 0；0.970、相角-4.336 0，满足节点电压在额定值5%的运行要求。节点 2 电压低于 0.816、相角-22.554 0，低于 0.95，不满足节点电压在额定值5% 的运行要求，可以安装
13、无功功率补偿设备提高该点电压。2、 电力线路长 80km，线路采用 LGJ-120 导线，如 图 3 所 示 ， 其参数为Zl=21.6+j33， Bl/2=j1.110-4S，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： ZT=4.93+j63.5，Y T=(4.95-j49.5)10-6S，变压器低压侧负荷为 SD=15+j11.25MVA，正常运行时要求线路始端电压 U1 为 117.26kV。 （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
14、电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可） 。 解：（1）由已知条件绘制网络参数为有名值时的等值电路为T1L233S36KV（2）计算各元件标幺值设基准容量为 SB=100MVA，基准电压为 UB=110kV，线路参数标幺值如下：变压器参数标幺值如下：负荷标幺值为：标幺值等值电路为：（3）计算该输电网的潮流、电压分布用有名值计算，先设全网各节点电压为线路额定电压 110kV，求潮流分布（由末端向始端推算功率损耗及功率分布） 。1）从末端向始端推算各元件的功率损耗和全网功率分布而不计算各节点电压。变压器阻抗中的功率损耗为： 22223315.4936.5014.850ZT TNNZTSPQRjX
15、jjUj变压器导纳中的功率损耗为： *22610(4.95.)106yTNTNSYGjBUj变压器首端功率：2210(.63).7850.2llBZj jU413llYjjS221(.936.5)0.4.52BTj j460BS15.0.15.2Djj23(150.46)(1.2580.6)7ZTySSjj线路末端导纳支路功率损耗： *242 1(.)10.3yNNYSUGjBUjj线路阻抗支路末端功率： 232(150.46)(1.580.63)7ZTyySjj线路阻抗损耗： 222215.371.630.91.560ZNNSPQRjXUjj线路首端导纳支路功率损耗： *241 (.)10.
16、32yNNYSGjBUjj首端功率： 11 5.37(0.69.5).3892zySjjj2）待求得首端功率后，由给定的首端电压，根据网络功率分布从首端至末端推算各元件的电压损耗和各节点电压，不再重新计算全网的功率分布。线路电压降落： 222115.6136.,707.4310.80UUtg变压器电压降落： 2232125.493.7658.,0193.21.40UUtg 变压器低压侧电压为： 38.50.43.4U3、电力网络如图 6 所示，各元件参数用纯电抗表示，试绘制该电力网正序、负序及零序等值电路，写出网络的 f-1（n） 点发生单相不对称短路时正序、负序及零序等效电抗表达式，绘制三序网的连接关系图。(10 分) 图 2正序等效零序等效4、如图 3 所示的某三相系统中 k 点发生单相接地故障，已知 ，1jaEZ1 =j0.4， Z 2 =j0.5，Z 0 =j0.25，Z k=j0.35。求 a 相经过阻抗 Zk接地短路时短路点的各相电流、电压。 （20 分）图 3解:单相接地时复合网为串联型，于是可知5.426.00.35jj1k2a1a1aZZEII).j.2(.)(k0a1ZIU783059 5.4716.0925.46. 30aa022 ZI求各相电流和电压为
