1、1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
2、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
3、， （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 KT-1=254.1/10.5=24.2；T-2 工作于主抽头：实际变比为 KT-2(1-2)=220/121=1.818；K T-2(1-3)=220/38.5=5.714；KT-2(2-3)=121/38.5=3.143；T-3 工作于-2.5%抽头：实际变比为 KT-3=110(1-2.5%)/11=9.75；T-4 工作于-5%抽头：实际变比为 KT-4=35(1-5%)/6.6=5.038；T-5 工作于主抽头：实际变比为 KT-
4、5=10.5/(3+35%)=3.333。1-5解：由已知条件，可得日总耗电量为 MW204741209804128045270 dW则日平均负荷为 MW5davP负荷率为 ；最小负荷系数为708.12maxkv 417.025maxinP1-6 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 MW857603248davWP2最大负荷利用小时数为 h620513204maxa PWT第 2 章 电力系统元件模型及参数计算2-1答：分裂导线是抑制电晕放电和减少线路电抗所采取的一种导线架设方式。在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电
5、抗下降也越多，但是分裂数超过 4 时，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为 4 分裂。2-2答：变压器的空载试验：将变压器低压侧加额定电压，高压侧开路。此实验可以测得变压器的空载损耗和空载电流。变压器的短路试验：将变压器高压侧加电压，低压侧短路，使短路绕组的电流达到额定值。此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。2-3答：理论上说只要两台变压器参数一致（包含给定的空载损耗、变比、短路损耗、短路电压等） ，那么这两台变压器的性能就是一致的，也就是说可以互换使用。但是实际上不可能存在这样的变压器，我们知道出于散热和电磁耦合等因数的考虑，一般高压绕组在底层（小电流） ，低压绕组在上层（大电流，外层便于散
6、热） 。绕组分布可以导致一二次绕组的漏磁和铜损差别较大，故此无法做到升压变压器和降压变压器参数完全一致。2-4答：标幺值是相对于某一基准值而言的，同一有名值，当基准值选取不同时，其标幺值也不同。它们的关系如下：标幺值=有名值/基准值。其特点是结果清晰，计算简便，没有单位，是相对值。在电力系统中，选取基准值的原则是：a. 全系统只能有一套基准值。b. 一般取额定值为基准值。c. 电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。2-5 答：线路额定平均电压是指输电线路首末端电压的平均值。我国的电力线路平均额定电压有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75Vv、37kV 、115kV
7、、230kV、345kV、525kV。2-63解：（1）已知架空输电线路的导线型号为 LGJ-120，则导线的 km/5.312所以， km/269.015.31 Sr则线路的电阻为 7.15lrR（2）因为导线采用 LGJ-120，所以 ，mrDS 920.5/.90则 mDcabeq 3333 2484kx/2.09.51lg14.0所以， 38.621lX（3）导线的电纳为 kmSrDbeq /1068.210/2.54lg8.710lg7 6361 则 SlB 4661 .8.2 根据以上计算结果，画出线路等值电路如图所示。2-7 解：（1）导线电阻为 km/085.12.31 Sr（
8、2）2 分裂导线的互几何均距为Dcabeq 333 1076.6.92 分裂导线的自几何均距为 mdDssb 48.52/9则 kxsbeq /31.048.57lg1.0lg145.0 （3）计算线路电纳： rdeq 64.2/94则 kmSrDbeq /106.364.1075lg8.0lg58.7361 根据以上计算结果，画出线路等值电路如图所示。2-8 解：（1）归算到高压侧：额定电压为 kV35N218.0.31072NSTVPR.58%XSTS1049.2310VPG52NT 86.5.SIB4220T （2）归算到低压侧：额定电压为 kV1N026.5.310272NSTVPR7
9、.8%XSTS1049.2103V1PG42NT .5.SIB3220T 2-9 5解：（1）求各绕组的等值电阻因变压器各绕组的容量相同，所以短路损耗不需要折算。则 kWPPSSSS 5.1296.87.2012)32()13()21(1 47658)1()2()3(kSSSS .2()3()1(3 则各绕组电阻为 91.3401.9021NTVPR65.25.8722ST1.401.0223NSTVPR（2）求各绕组的等值电抗75.106.7%1%)32()13()2( SSSSV21)()2()3(2 V.5.02)1()3()1(3 SSSS则各绕组电抗为 7.34075.21NTX62
10、5.1.6%222STV0.3405.23NSTX（3）求绕组的等值导纳 S1069.218.VPG72NT 43.09.S%IB6220T 2-10解：（1）归算到 110kV 侧的参数因变压器各绕组的容量不相同，所以短路损耗需要折算。 kWPS 284.197.6027.6102410452 21 6kWPS 716.258.6102410457.61022 S .3457.6.423则 3.5.1089122NSVPR.76222S46.5.310.481223NSVPR因 125.8.12%)32()()21( SSSS V.0)1()21()3(2 V9.)2()3()1(3 SSS
11、S所以 095.46.0221NX1.315%222SV7.4.09223NSXS106.18V1PG622T 因为 ，所以 TNBI30 SVINT 62200 1048.7)0(853（2）归算到 35kV 侧的参数， ，kWPS84.19kPS716.582kWPS1.3则 .0.30.221NVR8.5.176.8222S0.30.41223NSVPR7因 125.8.12%21%)32()13()( SSSS VV.0)1()2()3(9.)2()3()1(3 SSSS所以 647.50.8221NVX3.0.1%222S5.430891223NSVXS1097.PG622T VIB
12、NT 6220 453.)105.38( （3）归算到 10kV 侧的参数， ，kWPS4.19kPS7.2kWPS17.483则 0.5.3108221NR6.76222SV045.310481223NSPR因 125.8.12%)32()()21( SSSS VV.0)1()21()3(2 9.)2()3()1(3 SSSS所以 461.050221NVX9.31%222S8346.051910%223NSVXS1.8PG622T VIBNT 6220 079.4)10(532-11 解：选基准值 ，MABSkVB(1)因为 ， ，则有125.0kT6.0kT2， 38.VT1B()(2)
13、 kV914.6.0238.15kT2B()(3) 则 9.0135.1027S0%2BGN2 ）（GxX 3675.V1221T1ST ）（ 01.38.504.22B()xlXl 16.3.1l 6378.02.1501.0%2)(232 BNTSTVSX 9.4.6306122)3(BRRIx其等值电路如图所示。2-12解：按题意选 ， ， ，MVASB10kVB10)(kVB10)2(kB6)3(9则有 923.0135.102710%2)(2 BGNGVSxX675.22)1(1BTST 04.5.01.)2(1* BTk 1653.4.22)(BlVSxX 7.00.10%22)(
14、232 BNTSTVS91.6.1.6)32(*32BTTkk 384.065.31010%22)3( BRNRVSIxX其等值电路如图所示。2-13解：按题意选 ， ， ，MVASB10kVB5.10)(kVB15)2(kB3.6)(则有 9.0.327%2)1(2BGNGSxX3.5.1.05.1022)1( BTSTV.4.22)( BlxX 7.01510.10%22)(232 BNTSTVS349.636)3(RRI10其等值电路如图所示。第 3 章 简单电力网的潮流计算3-1答：电压损耗是指始末端电压的数值差。电压偏移是指网络中某节点的实际电压同网络该处的额定电压之间的数值差。3-
15、2答：电压降落是指变压器和输电线路两端电压的相量差，可按照电路原理进行计算。电压降落的大小主要取决于电压降落的纵分量，即 VQXPR相位主要取决于电压降落的横分量，即 XV当线路末端的功率为容性负荷时，如线路空载，只有充电功率时，由于 XR，由计算公式可见，会出现首端电压低于末端电压的情况。3-3 答：输电线路和变压器的功率损耗可以根据输电线路和变压器的等效电路按照电路的基本关系通过计算阻抗和导纳支路的功率损耗来进行，不同的是，线路导纳损耗是容性无功功率，而变压器导纳支路损耗是感性的无功功率。应用的公式： )(2jXRVQPS21BV)(2TTjS3-4 答：公式是 cLD*12*1 cLD*21*1 IINAkiiI IINAkiiI SZVZSS SZZSS 这种方法求出的功率分布没有考虑网络中的功率损耗和电压降落。3-5答：与负荷无关，由两个供电点的电压差和网络参数所确定的这部分功率称为循环功率。若变压器的变比为 K1 与 K2，当 K1K2 时则存在循环功率。3-6 答：减少无功功率的传输，在闭式网络中实行功率的经济分布，合理确定电力网的运行电压，组织变压器的经济运行等。其它方法：（1）调整用户的负荷曲线；（2）减小高峰负荷和低谷负荷的差值；（3）提高最小负
