电力系统分析-西南交通大学网络教育学院

电力系统分析练习题一、简答题1、电力线路的正序电抗与零序电抗是否相等？2、在220kV及以上的超高压架空线路上，普遍采用分裂导线，采用分裂导线后，线路电感、线路并联电容会增大还是变小？3、动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？4、电力变压器的主要作用是什么？5、采用标么值计算有什么优点？6、对电力系统运行的要求是什么？7、试画出单相变压器等值电路。8、试画出电力线路等值电路。二、如图所示的电力系统1.确定发电机G，变压器T-1、T-2、T-3，线路L-1、L-2、L-3及电容器Yc的额定电压；2.给出其稳态分析时的等值电路；3.输电线路L-3阻抗为5+j20Ω（忽略并联支路），末端有功功率为10MW，功率因数为0.80（感性），末端电压为35kV，计算线路L-3的功率损耗和电压损耗；4.条件同3，但功率因数提高到0.90（感性），请问线路L-3的功率损耗和电压损耗会增加还是减少？三、电力系统接线如下图所示，电网各级电压示于图中，求1)发电机和各变压器高低压侧额定电压；2)设T-1高压侧工作于+2.5%抽头，T-2工作于主抽头，T-3高压侧工作于-5%抽头，求各变压器实际变比。CYL-2L-335kV110kV220kVT-3T-210kVT-1GL-1四、有一台双绕组变压器，电压比为110kV/10.5kV,额定容量为25MV.A,欲通过试验确定参数，受试验条件限制，在变压器一次侧加短路试验电流100A，测得短路损耗93kW,短路电压8.8kV（线电压）；在二次侧加电压8kV（线电压）进行空载试验，测得空载损耗23.5kW，空载电流9.42A。求该变压器折算到变压器一次侧的参数R、X、G、B。五、一容量比为90/90/60兆伏安，额定电压为220/38.5/11千伏的三绕组变压器。工厂给出试验数据为：ΔPs’(1-2)=560千瓦，ΔPs’(2-3)=178千瓦，ΔPs’(3-1)=363千瓦，VS（1-2）%=13.15,VS（2-3）%=5.7,VS（3-1）%=20.4,ΔP0=187千瓦，I0%=0.856。试求归算到220千伏侧的变压器参数。（注：功率值未归算，电压值已归算）六、已知某一变压器参数如表1所示。表1额定容量(MVA)额定电压(kV)Uk%Pk(kW)I0%P0(kW)31.510.5/12110.52000.550变压器绕组电阻、漏抗、励磁支路电导和励磁支路电纳的计算公式分别为：2121000kNNPURS21%100kNNUUXS302110SmNPGU021%S100NmNISBU1、试计算变压器绕组电阻、漏抗的有名值；10kV35kVT-3T-2110kV10kVT-1G～2、设SB=100MVA，110kV级为基本级，UB=121kV，试计算变压器绕组电阻、漏抗的标幺值。七、如图所示电网。其元件导纳参数为：y12=0.5-j3,y23=0.8-j4,y13=0.75-j2.5。1、根据给定的运行条件，确定图2所示电力系统潮流计算时各节点的类型和待求量；2、求节点导纳矩阵Y；3、给出潮流方程或功率方程的表达式；4、当用牛顿-拉夫逊法计算潮流时，给出修正方程和迭代收敛条件。八、如图所示电力系统，元件参数如表3~5所示。故障前线路空载，D点电压=121kV,在D点分别发生短路。图表3发电机额定容量(MVA)Xd”X2500.30.35表4变压器接线类别额定容量(MVA)额定电压(kV)Uk%YNd115010.5/12110.5010.51.012+j1.123y13y23y12DG表5线路额定电压（kV）x1(Ω/km)x0(Ω/km)线路长度(km)1100.4x0＝3.5x1501、计算D点发生三相短路时，短路点起始次暂态电流。2、给出D点发生A相接地短路时，各序网络，并计算序网络各元件参数；3、计算D点发生A相接地短路时，短路点起始次暂态电流有名值。4、计算D点发生A相接地短路时，流过发电机的起始次暂态电流有名值。九、试求如图1所示的等效电路的节点导纳矩阵，图中给出了各支路阻抗和对地导纳的标幺值。若3、4节点间的支路用图2所示的支路代替，再求该网络的节点导纳矩阵。图1图2十、如图所示的简单电力系统，节点导纳矩阵为：3-j9-2+j6-1+j30-2+j63.666-j11-0.666+j12-1+j3-1+j3-0.666+j123.666-j11-2+j60-1+3j-2+j63-j9节点2、3的注入功率已知，节点1为平衡节点，节点4为PV节点，用高斯-塞德尔法求节点2、3、4的电压，只迭代一次，取节点2、3的电压初值均为1∠0。(图中各值3j0.30.1+j0.40.12+j0.5j0.25j0.25240.08+j0.411:1.1j0.334均为标么值)。十一、10kV线路的等值电路如图所示，已知末端电压为10.4kV。求始端电压。十二、系统如图所示。d点发生三相短路，变压器T2空载。求：（1）求用标幺值表示的等值网络；（2）短路处起始次暂态电流和短路容量；（3）计算短路冲击电流；（4）若电源容量为无限大，试计算短路冲击电流。十三、一台向10kV网络供电的SFL1-31500/110型降压变压器，其技术参数为：电压110kV/11kV，Ps=180kW，P0=31kW，Us%=10.5%，I0%=0.8。试计算归算到高压侧的参数。十四、某电力系统如图所示，f处发生不对称接地故障，试画出正序、负序和零序等值电3241U4=1.05P4=0.3-1+j0.51U=1.04∠0。P4=0.30.5-j0.21+j3Ω10.4kV2＋j1MVA1U30MVAXd’’=0.22''dE=1.0810.5kV31.5MVAUd%=10.510.5/121kV200km0.4Ω/km(每回)d(3)31.5MVAUd%=10.5110/10.5kVT1T2路（各元件的序参数用相应的符号表示，如用XL1表示线路正序电抗）。十五、已知系统如图所示。k点发生不对称接地短路，试画出图示系统的正序、负序、零序网络。LNxfG-1G-2B-1B-2G1G2115kVkT2NjxT1lG1G2电力系统分析答案一、1、不相等。线路零序阻抗比正序阻抗大。2、线路电感变小，电容变大。3、由生产、变换、传送、分配和消耗电能的电气设备（发电机、变压器、电力线路以及各种用电设备等）联系在一起组成的统一整体就是电力系统。动力系统是电力系统和发电厂动力部分的总和。电力网是电力系统中除去发电机和用电设备外的部分。4、电力变压器的主要作用是升高或降低电压，还能起到将不同电压等级的电网相联系的作用。5、（1）易于比较各元件的特性与参数；（2）方便评估电压质量，判断计算的正确性；（3）能够简化计算公式6、（1）保证安全可靠持续供电；（2）保证必要的电能质量；（3）保证电力系统运行的经济性；7、以下两者皆可。8、二、1、G10.5kV2/112Y2YZRjXmGmjB1U1I/2I11RjXmmmYGjB1U/2U1I/2I//22RjXmI/2U/2T-110.5kV/242kVT-2220kV/121kVT-3110kV/38.5kVL-1220kVL-1110kVL-135kVCY35kV2、1mY2mY3mY1TZ2TZ3TZ2lZ1lZ3lZ12lBj12lBj22lBj22lBj32lBj32lBjCYLSGS3、QjP=)(222jXRUQP=2262(107.5)10(520)35j=（0.6378+j2.5510）MVA1057.52035PRQXUU=5.714kV5、电压损耗、功率损耗会减少。三、四、五、六、1、222001212.9511100031.5R210.512148.803310031.5X2、22.95110.020121100R248.80330.3333121100X七、1、节点1：PQ节点待求量：,U节点2：PV节点待求量：,Q节点3：平衡节点待求量：,PQ2、1112131.255.5Yyyj2212231.37Yyyj3323131.556.5Yyyj21120.53YYj32230.84YYj31130.752.5YYj5.655.148.05.275.048.073.135.05.275.035.05.525.1jjjjjjjjjY3、jnjijiiUYUS1~1,2,3i或(cossin)(sincos)NiijijijijijjNiijijijijijjPUUGBQUUGB1,2,3i或11()NiiiijjjiiijiPjQUYUYU1,2,3i411112111221222121111121111PHHNPHHNQJJLUU→111112111221222121111112111HHNPHHNPUUJJLQ－(1)()()111(1)()()211(1)()()111kkkkkkkkkUUU收敛条件：()11kU，()12k，()22k八、1、取50BSMVA，115BUkVdX=500.30.35010.5500.10510050TX22500.45020115BLBSXU=0.0756以短路前D点电压为基准，则0EE（该值如果不是用此式子计算而来，而是自己进行假设，也算对，不加相位条件，也算对，计算中电抗前不加虚部符号也算对）1211.0520115DBUEU)0756.0105.03.0(052.1)(jXXXjEILTd＝-j2.1889有名值2.18893BBSIU＝0.5495（kA）2、105.012TTXX0756.012LLXXdX=0.32500.350.3550X0500.1050.10550TX021.4500.265BLBSXU3A相接地短路，复合序网由3个序网络串联而成11122200()GAdTLTLTLEIjXXXXXXXX=1.0520(0.30.1050.07560.350.1050.07560.1050.265)j＝－j0.762正序网络负序网络零序网络GEdjX1TZ1LZ1DAU1DAI2GjX2TZ2LZ2DAU2DAI0TZ0LZ0DAU0DAIGEdjX1TZ1LZ1DAU2GjX2TZ2LZ2DAU0TZ0LZ0DAU1DAI2DAI0DAI复合序网120DADADAIII132.286DADAIIj有名值502.2862.2862.2860.57433115BDABBSIIUkA（不直接运用对称分量变换，而是根据对称分量定义分别计算出B、C相各序分量，然后合成为各相量，也正确）221201221201(1)0(1)0DBDADADADADCDADADADAIaIaIIaaIIaIaIIaaI从而0DBDCIIkA4发电机提供的短路电流3030121302301213030212131.3200031.320jjGADADADAjjGBDADADAjjGCDADADAIeIeIIjIeaIeaIIIeaIeaIIj有名值501.3201.3203.633310.5BGAGCBSIIUkA0G