电力系统分析习题解答

习题解答第1章1-1选择填空DCACBDBAAC1-2填空1）发电机（电源）、负荷（用电设备）以及电力网（连接发电机和负荷的设备）2）500kV、220kV、110kV、10kV3）发电机的额定电压规定比系统的额定电压高5%或7.5%4）电能与国民经济各部门以及人民的生活关系密切，电能不能大量贮存，电力系统中的暂态过程十分迅速。5）50Hz，±0.2Hz6）10%7）中性点直接接地8）日负荷率和最小日负荷系数，日负荷率maxPPkavm，最小日负荷系数maxminPP9）35kV,向终端用户配送满足质量要求的电能。10)110kV，将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心。1-3简答1）假设电力系统中的负荷始终等于最大值Pmax，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称Tmax为最大负荷利用小时数。2）负荷对供电可靠性的要求，可将负荷分成三级：一级负荷:是指对这类负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故，所以一级负荷不允许停电，必须由两个或两个以上的独立电源供电。二级负荷：是指对这类负荷停电会给国民经济带来一定的损失，影响人民生活水平。所以二级负荷尽可能不停电，可以用两个独立电源供电或一条专用线路供电。三级负荷：是指对这类负荷停电不会产生重大影响，一般采用一条线路供电即可。3）有两大类，为有效接地方式和非有效接地系统。输电网中的变压器中性点通常采用中性点直接接地或经小阻抗接地的有效接地方式。配电网通常是采用中性点不接地或经消弧线圈接地的非有效接地系统。4）电力系统中描述电能质量最基本的指标是频率和电压。我国规定电力系统的额定频率为50Hz，允许偏差为±0.2Hz，规定各点的电压允许变化范围为该点额定电压的±5%。5）安全可靠的供电，保证电能质量和尽可能提高电力系统运行的经济性。1-4计算1．10.5kV,220kV,35/6.6=5.32.GT1MT2T310.510.5/24210.5220/121110/113．220*1.05/110*（0.95）/35；（242+220）/2=231kV4.1）10.5kV,10.5/121/38.5，10/0.4；2）10.5/121*1.025/38.5*1.055．49521001760*202000*403000*602000*100tmax（h）第2章习题2-1选择填空ABBADCBCDD2-2填空1）g1=0,r1=02）相等，相等3）3312312DDDDeq4）减小5）电晕现象和泄漏现象，06）用集中参数表示的型等值电路7）称为衰减系数，反映电压的幅度的衰减，称为相位系数，反映线路上相位的变化8）自然功率9）短路功率损耗（短路损耗KP），短路电压百分比Uk(%)（或短路电压）10）负荷功率，等值复阻抗3.简答题1.否，当电力线路输送的功率大于线路的自然功率时，线路末端的电压将低于始端电压，反之，当线路输送的功率小于线路的自然功率时，线路末端的电压将高于始端电压。2.不一样，不同电压等级参数归算到基本级上后其有名值不同，标幺值也不同。3.分裂导线的电抗减小，电纳略增大。4.不同，因为变压器的一次绕组和二次绕组的额定电压值不同，例如10.5/121为升压变压器，110/11为降压变压器。5.标幺制是一种相对单位制，各种物理量用标幺值表示，标幺值定义为其有名值和基准值之比，用下标*表示。BBBUI3S，BBBZI3U，BBY1Z。2-4.计算1.r1/kmx1/kmb1水平排列0.26250.41132.7684e-006等边三角形排列0.26250.39682.8737e-0062.r1=0.0851/km，x1=0.3191/km，b1=3.6099e-006S/km3.R=5.2X=80B=S107.2-4，模型如下.4.电阻(欧)电抗(欧)电导(S)电纳(S)60km模型115.750025.4052模型215.750025.40521.6119e-004模型315.728525.39453.4128e-0081.6124e-004200km52.500084.683952.500084.68395.3729e-00451.706184.28841.2745e-0065.3933e-004500km131.25211.7099131.25211.70990.0013119．04205.510.00000.00145.rT1=10.5415xT1=153.7305gT1=9.5622e-007SbT1=7.5131e-006S6.7.电路图如下线路R1=2.0Xl=40.0，Bl=1.5*10-4S变压器T1：RT1=0.1220，XT1=24.4017GT1=4.0981e-007SBT1=4.0981e-005ST2：RT2=0.1008XT2=20.1667GT2=4.1322e-007SBT2=4.9587e-005S发电机（归算后）EG=121VXG=58.56408.图略线路R1*=0.0099Xl*=0.1983，Bl*=0.0605变压器T1：RT1*=0.0006，XT1*=0.1210GT1*=0.0001BT1*=0.0083T2：RT2*=0.0005XT2*=0.1000GT2*=0.0001BT2*=0.0100发电机（归算后）EG*=1.1000XG*=0.29049.等值电路如下图，其中两条线路并联，阻抗为单条线路的二分之一，两个变压器并联，复阻抗为单个变压器的二分之一，复导纳则为单个变压器的二倍。线路:Xl=40.0，变压器T1：XT1=48.8T2：XT2=XT3=40.33发电机（归算后）EG=121VXG=93.70电抗（归算后）XR=66.6710.图略线路Xl*=0.3306，变压器T1：XT1*=0.4033T2：XT2*=XT3*0.3333发电机（归算后）EG*=1.1000XG*=0.7744电抗（归算后）XR*=0.5510第3章习题3-1选择填空ACCCDABCBA3-2填空1.运算负荷2.运算功率3.各母线的电压、网络中的功率分布及功率损耗。4.线路末端输出的有功功率2P与线路首端输入的有功功率1P之比5.假设电力系统中的负荷始终等于最大值Pmax，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称Tmax为最大负荷利用小时数。6.传送无功功率，传送有功功率7.由两个供电点的电压差和网络参数8.在同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率。9.额定电压10.22UXQRPU3-3简答1.电力线路的电压降落是指电力线路首末端点电压的相量差。电压损耗是指首末两点间电压有效值（电压的模）之差。电压偏移，是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压（模）之差。输电效率是指线路末端输出的有功功率2P与线路首端输入的有功功率1P之比2.纵向分量11UXQRPU，横向分量11URQ-XPU，对三相、线电压也适用。在纯电抗时，UPXUUQXU，，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的主要条件，存在电压相角差则是传送有功功率的主要条件。3.如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率maxS，在max小时内的能量损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗W，则称max为最大负荷损耗时间。3maxmax3max22max387600221010U10UWPRSdtRS4.计算步骤为：1)假设所有未知的节点电压均为额定电压。2)首先从线路末端开始，按照已知末端电压和末端功率潮流计算的方法，逐段向前计算功率损耗和功率分布，直至线路首端。3)然后利用已知的首端电压和计算得到的首端功率，从线路首端开始，按照已知首端电压和首端功率的潮流计算方法，逐段向末端推算，求出各段的电压降落，得到各节点的电压。4)为了提高精度，以求出的各节点电压和已知的各节点输出功率，重复步骤2，再次求出首端功率。重复步骤3，……。5)可以反复进行几次计算，直到达到满意的精度为止。（可以通过编程求解）。5.单电源供电的简单环形网络可以当作供电点电压相等的特殊两端供电网络，按两端供电网络潮流计算方法，先计算网络中的功率分布，确定功率分点，然后在功率分点处将网络解开，按照开式电力网潮流计算的方法，计算功率损耗和电压降落，得到所有节点的电压。3-4计算1.末端电压j7.5-105.7U2，变压器导纳上的功率损耗为38.5-j240(kVA),变压器阻抗上的功率损耗为82.8+j1761.6(kVA),输出功率为19.878+j8.478（MVA）2.首端电压：113.77+j11.18(kV),变压器阻抗上的损耗：52.7+j1170（kVA），变压器导纳上的损耗：22+j219.7(kVA),变压器高压端电压：108.2+j6.0(kV),线路阻抗上的损耗：353+j1176.97(kVA).首端输入功率：16.42+j10.55(MVA)3.变压器损耗：0.157+j2.26（MVA），线路上损耗：0.65-j2.05(MVA)输出端电压U2=9.93（kV）（忽略不计横向电压U）4.两个元件并联时，阻抗为单个元件的二分之一，导纳为单个元件的二倍。画出等值电阻电路（略）。1）输电线路电压降落25-j29（kV）,电压损耗23（kV）变压器电压降落17.94-j19.47,电压损耗16.97（kV）总计：电压降落：42.76-j48.47电压损耗40（kV）2)首端功率160.2+j90.41(MVA),输电效率：95.933）首端电压偏移：25kV末端输出电压：202.2-j48.5kV,模为208kV,归算到110kV等级，为114.4kV，电压偏移4.4kV5.功率分界点为C点，SAC=18.9+j9.44(MVA)SBC=11.1+j5.56(MVA)第4章4-1选择填空ABCADBBCDA4-2填空1．用牛顿-拉夫逊迭代法求解电力网的非线性功率方程组。2．有功功率P和电压的大小U3．有功功率P和无功功率Q4．8阶5．110kV及以上的电力网的计算。6．额定电压7．求出的所有修正值均小于给定的允许误差值或各点注入的有功功率和无功功率的差值均小于给定的允许误差值18．2n9．可以忽略不计，1-cosji和0-sinji10．节点所连接的所有支路的导纳之和。4-3．简答题1．若电力系统有n个独立节点，则可以列出2n个方程。变量的个数有2n个，对PQ节点，变量是节点的电压（包括电压的大小U和电压的相位角），对PV节点，有功功率P和电压的大小U是变量，这点注入的有功功率Ps和无功功率Qs是变量。2．牛顿-拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的叠代计算方法，在每一次迭代过程中，非线性问题通过线性化逐步近似，当逼近程度在误差允许范围内时认为近似等于真值。3．修正方程式如下：U/ULKNHQP不是，其中H为(n-1)阶方阵，N为m1-n阶矩阵，K为1-nm阶矩阵，L为m阶方阵。4．雅可比矩阵的特点为1.雅可比矩阵中的各元素都是节点电压的函数。2.雅可比矩阵是不对称的。3.当节点导纳矩阵的非对角元素Yij为零时，雅可比矩阵中相对应的元素（Hij、Nij、Kij、Lij）也是零，因此该矩阵是十分稀疏的。4.雅可比矩阵的元素的值也是不对称的5．P-Q分解法的简化条件：1.电力系统中有功功率分布主要受节点电压的相位角的影响，而无功功率分布主要受节点电压大小的影响，近似有：N=0和K=0。2.根据电力系统在稳态运行时的特点：其相邻两点之间的相位角的差值忽略不计3.电力系统中架空线路等一般电抗远大于电阻，忽略电阻4-4.计算1．Y=0.0990-0.9901i-0.0990+0.9901i00-0.0990+0.9901i0.0990-2.7401i0+2.0000i000+2