三峡大学电力系统分析答案
电力系统分析基础部分习题答案
电力系统分析部分习题答案(参考)稳态部分第一章 电力系统的基本概念1-2 (1)各个元件的额定电压 G ：10.5kVT ：10.5/121kV ，10.5kV/399V , 110/38.5/11(10.5)kV,35/6.6(6.3)kV (2) a)发电机和变压器的额定电压G:10.5kV T 1:10.5/121kV T 2:10.5/38.5kV T 3:35/11(10.5)kV b)变压器的实际变比T-1：121(1+2.5%)/10.5 T-2:110/38.5 T3:35(1-5%)/11(10.5)(3) G:10.5kV T 1:10.5/242kV T 2:220/121/38.5kV T 3:35/6.3kV T 4:220/38.5kV T 5:10.5/3.15kV D 1:3kV D 2:6kV第二章 电力网络元件的参数和等值电路2-2-1解：R T =P k *U N 2/(1000S N 2)=100*1102/(1000*31.52)=2.4389(Ω) X T =U k %*U N 2/(100S N )=10.5*1102/(100*31.5)=40.33(Ω) G T =P 0/(1000U N 2)=86/(1000*1102)=7.1074*10-6(s)B T =I 0%*S N /(100U N 2)=2.7*31.5/(100*1102)=7.0289*10-5(s) 等值电路为：2-2-3 解：R T(100)=P kmax *U N 2/(2000S N 2)=163*1102/(2000*202)=2.4654(Ω) R T(50)= 2R T(100) =2*2.4654=4.9307(Ω)U K1%=1/2*( U K1-2%+ U K1-3%- U K2-3%)=1/2*(10.5+17-6)=10.75 U K2%=1/2*( U K1-2%+ U K2-3%- U K1-3%)=1/2*(10.5+6-17)=-0.25 U K3%=1/2*( U K1-3%+ U K2-3%- U K1-2%)=1/2*(17+6-10.5)=6.25 X T1=U k1%*U N 2/(100S N )=10.75*1102/(100*20)=65.0375(Ω)X T2=U k2%*U N 2/(100S N )=-0.25*1102/(100*20)=-1.5125(Ω) X T3=U k3%*U N 2/(100S N )=6.25*1102/(100*20)=37.8135(Ω)G T =P 0/(1000U N 2)=75/(1000*1102)=6.1983*10-6(s)B T =I 0%*S N /(100U N 2)=3.3*20/(100*1102)=5.4545*10-5(s)2-2-5解：P k13=4P ’k13=4*52=208kW P k23=4P ’k23=4*47=188kW P k1= (P k12+P k13- P k23)/2=(152.8+208-188)/2=86.4kW P k2= (P k12+P k23- P k13)/2=(152.8+188-208)/2=66.4kW P k3= (P k23+P k13- P k12)/2=(188+208-152.8)/2=121.6kW R T1=P k1*U N 2/(1000S N 2)=86.4*1212/(1000*202)=3.16(Ω) R T2=P k2*U N 2/(1000S N 2)=66.4*1212/(1000*202)=2.43(Ω) R T3=P k3*U N 2/(1000S N 2)=121.6*1212/(1000*202)=4.45(Ω) U K1%=1/2*( U K1-2%+ U K1-3%- U K2-3%)=1/2*(10.5+18-6.5)=11 U K2%=1/2*( U K1-2%+ U K2-3%- U K1-3%)=1/2*(10.5+6.5-18)=-0.5 U K3%=1/2*( U K1-3%+ U K2-3%- U K1-2%)=1/2*(18+6.5-10.5)=7 X T1=U k1%*U N 2/(100S N )=11*1212/(100*20)=80.53(Ω) X T2=U k2%*U N 2/(100S N )=-0.5*1212/(100*20)=-3.66(Ω) X T3=U k3%*U N 2/(100S N )=7*1212/(100*20)=51.24(Ω) G T =P 0/(1000U N 2)=75/(1000*1212)=5.123*10-6(s)B T =I 0%*S N /(100U N 2)=4.1*20/(100*1212)=5.60*10-5(s) 2-1-2 解：（a ）ρ=31.5Ω.mm 2/kM S=150 mm 2 r1=ρ/S=0.21Ω/kM D m =68mm .50398*4*4D D D 33bc ac ab == r=17.0/2=8.5mmx1=0.1445lg(D m /r)+0.0157=0.4164Ω/kM b1=7.58/lg(D m /r)*10-6=2.7335*10-6s/kM (b)因为为双回输电线路R=r1*l/2=0.21*100/2=10.5(Ω) X=x1*l/2=0.4164*100/2=20.8198(Ω) B/2=2*b1*l/2=2*2.7335*10-6*100/2=2.734*10-4 (S) (c) Q=U 2*B=1102*2.734*10-4*2=2*3.308=6.616Mvar 2-1-6解：因为为分裂导线r1=ρ/S=31.5/(2*300)=0.0525Ω/kMΩD m =0794m .1016*8*8D D D 33bc ac ab == 5691mm .70400*12.45d *r r 12eq ===x1=0.1445lg(D m /r eq )+0.0157/2=0.3192Ω/kM b1=7.58/lg(D m /r eq )*10-6=3.5177*10-6s/kM R=r1*l=0.0525*300=15.75(Ω) X=x1*l=0.3192*300=95.7665(Ω) B/2=b1*l/2=0.5277*10-3 (S) 2-4-1解：G ：S N =P N /cos φN =50/0.85=58.8235MV AXd ”=0.15*10.52/58.8235*(242/10.5)2=149.3382(Ω) T: R T =P k *U N 2/(1000S N 2)=300*2422/(1000*602)=4.8803(Ω) X T =U k %*U N 2/(100S N )=12.5*2422/(100*60)=122.0083(Ω) G T =P 0/(1000U N 2)=90/(1000*2422)=1.5368*10-6(s) B T =I 0%*S N /(100U N 2)=2*60/(100*2422)=2.049*10-5(s)L :R=r1*l=0.08*200=16(Ω) X=x1*l=0.406*200=81.2(Ω)B/2=b1*l/2=2.81*10-6*200/2=2.81*10-4 (S) 2-4-3解：X 线路=x1*l=0.4*70=28(Ω)U B =110kV ,S B =20MV A,且变压器的变比为110/6.6kV ，所以： X T*=U k %/100*(U N 2/S N )/（U B 2/S B ）=0.105 X T*/2=0.0525 X 线路*=28/（1102/20）=0.0463X R*=2121.020/6.6/3.0*3/6*04.0S U /I 3U *100%X 2B 26.B6NNR ==）（）（）（ 因为为双回线X 电缆*=1/2*x1*l/（U B 2/S B ）=1/2*0.08*2.5/(6.62/20)=0.0918/2=0.0459R 电缆*=1/2*ρ/S *l/（U B 2/S B ）=1/2*18.8/70*2.5/(6.62/20)=0.3083/2=0.15415第三章 简单电力系统的分析和计算3-1-1解：首先求出线路的参数：D=6.5m D m =1895m .813*5.6*5.6D D D 33bc ac ab == 查表得单位线路参数：r1=0.079Ω/kM x1=0.412Ω/kM b1=2.77*10-6S/kM 线路的等值电路为π型等值电路R=r1*l=0.079*230=18.17Ω X=x1*l=94.76Ω B/2=3.1855*10-4S 进行潮流计算：P 2=120MW cos φ=0.92 ⇒Q 2=51.1198MVar线路末端的注入功率： Q 2l =1/2*U 22*B=3.1855*10-4*2092=13.9146MVar S 2’=S 2-Q 2l =120+j51.1198-j13.9146=120+j37.2052 MV A 线路阻抗支路的功率损耗：ΔS Z =（P 2’2+Q 2’2）/U 22*(R+jX)=6.5658+j34.2417 MV A S 1’=S 2’+ΔS Z =126.5658+j71.4469 MV A 求线路上的首端电压：173kV .j513.236U R Q X P j U X Q R P U U j U U U 2'2'22'2'222221+=-+++=+∆+=δ U 1=241.7788kV 线路首端注入电容功率：Q1l=1/2* U 12*B=18.6215Mvar线路首端功率：S 1=S 1’-Q1l=126.5658+j52.8255 MV A 3-1-2解：末端注入功率：Q 2l =1/2*U 22*B=5.5*10-4*2202=26.62Mvar 设末端功率因数为cos φ2，则有：S 2’=S 2-Q 2l =P 2+jQ 2-jQ 2l =220+j(Q 2-Q 2l )=220+j(Q2-26.62)=P 2’+jQ 2’2'2'22'2'222221U R Q X P j U X Q R P U U j U U U -+++=+∆+=δ 22'2'222'2'22222221)U R Q X P ()U X Q R P U ()U ()U (U U -+++=+∆+=δ解得Q 2’=95.2162，所以Q 2=121.8362Mvar 8748.0Q P /P cos 22222=+=ϕ 3-1-14解： 线路参数为：R=r1*l=0.82*2=1.64Ω X=x1*l=0.38*2=0.76Ω 忽略电压降落横分量有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯+≤⨯≤+%10*)R U )cos /(P P (R U )cos /(P U %10U X Q R P 22222222222N222ϕϕ 将R ，X, cos φ,U N 带入得561MW .1P 561MW .1P 629MW.1P 222≤⎩⎨⎧⇒≤≤ 当P 2=1.561MW 时，10%p%9.58%U U X Q R P %U N222=∆=+=∆3-1-15解：Ω=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=====≤+ 1.5R 600kW P 3kV,U U ,X R ,0Q U %10U XQ R P 22N 2N222 342.86kW P 8.0cos ,X R U %10U X Q R P '2N 2'22'≤⇒⎪⎩⎪⎨⎧==≤+ϕ 3-1-17解1(a)首先求出系统的等值电路，计算各个元件的参数LGJ-185： D=4m ， 0397m .52*4D 3m ==，查表得：r1=0.17Ω/kMx1=0.409Ω/kM b1=2.79*10-6S/kM因为为双回线，有：R=r1*l/2=100*0.17/2=8.5Ω, X=x1*l/2=0.409*100/2=40.9/2Ω B=2*b1*l=2*2.79*100*10-6=2*2.79*10-4S计算变压器的参数：查表得：P k =190kW,P 0=31.05kW,Uk%=10.5,I 0%=0.7 归算至高压侧的阻抗和导纳参数为：X T =40.3333Ω，R T =2.317Ω，G T =2.5661*10-6S ，B T =1.8223*10-5S 因为两台变压器并列运行，所以并列运行后的参数为X ’T = X T /2= 40.3333/2Ω，R T =2.317/2Ω，G T =2*2.5661*10-6S ，B T =2*1.8223*10-5S 又因为：P2=40MW, 8.0cos 2=ϕ，所以Q 2=30MVar 系统的等值电路为：变压器低压侧U 21=10.5kV ,归算到高压侧为U 2=k*U 21=110/11*10.5=105kV (1)j7.3515kV111.2032 j7.3515kV2032.6105U R Q X P j U X Q R P U U j U U U 2'T 2'T 22'T 2'T 222222'+=++=-+++=+∆+=δ U ’2=111.446kV变压器损耗：AyTmaxyTmax 'T 'T 2'2yT ZTmaxZTmax 'T 'T 222222ZT Q j P 4527MV A .j00637.0)jB G (U S ~Q j P j4.5729MV A 2627.0)jX R (U Q P S ~∆+∆=+=+=∆∆+∆=+=++=∆（或者用下式计算变压器的损耗441MVA.j00621.0)31.5*0.007*j 03105.0(*2)jQ P (2S ~j4.1667MVA0.239431.5)*10010.5j (0.19*)5.31*2(3040*2)jQ P ()2S S (2S ~yT yT yT 222kT kT 2N ZT +=+=+=∆+=++=+=∆）线路注入功率： 4652MV ar .3446.111*10*79.2U *B *2/1Q 242'22l -=-=-=- 所以5604MVA .j313264.40jQ S ~S ~S ~S ~2l yT ZT 2'1+=+∆+∆+=线路的首端电压j12.918kV119.72 j5.5667kV 5183.8UU RQ X P jU XQ R P U U j U U U 2'2'*'1'12'*'1'12'l l 2'1+=++=-+++=+∆+= δU 1=120.4165kV线路上的阻抗损耗和首端线路电容注入功率0455MVar.4120.4165*10*79.2U *B *2/1Q Q j P j4.3167MVA 7946.1)jX R (U Q P S ~2411l ZTm axZlm ax '22'21'21Zl -=-=-=∆+∆=+=++=∆-线路首端功率8325MVA .j3142.121jQ S ~S ~S ~1l Zl 1''1+=+∆+= （2）查表得3150max =τ121MW .27946.10637.02627.0P P P P yTmax Zlmax ZTmax Tmax =++=∆+∆+∆=∆全年总的电能损耗为：6824.5MW.h543.9965653.0827.5050 8760*0.06213150*1.79463150*0.2627 8760*P 3150*P 3150*P W yT Zlmax ZTmax =++=++=∆+∆+∆=∆2.当负荷变为原来的0.5倍和0.25倍时，变压器为单台变压器运行，线路仍为双回线运行，则等值电路为按上述过程计算得：当max 25P .0P =时4133MW .0P 0319.0P 1313.0P Zl yT ZT =∆=∆=∆，， 5765MW .0P 0.5pmax =∆ 当max 225P .0P =时0919MW .0P 03.0P 0328.0P Zl yT ZT =∆=∆=∆，， 1547MW .0P 0.25pmax =∆0MW.h.6975 6000-8760*P 20006000*P 2000*P W 0.25pmax 0.5plmax max =∆+-∆+∆=∆）（）（3-2-3解：等值电路图从左向右编号分别为1，2，3，4，则有： 变压器2的功率损耗为：0021.j0(-j0.0162)*12.03.0Z U S S ~222T232N 2B23B23-=+==∆（第2个变压器的第3个绕组） 0066.j0j0.131*11.02.0Z U S S ~222TB222N 2B22B22=+==∆ 3045.j05.0Z U S S ~S ~S ~S ~S ~TB222N 2B22B23B22B22B23'B2+==∆+∆++=34222TB212N'2B2B2l S ~092.j0j0.268*13045.05.0Z U S S ~∆==+==∆ 则节点3的运算负荷为： j0.2780.5j0.118-j0.0923045.j05.0S ~S ~S ~S ~30B21'B23+=++=∆+∆+= 变压器1的功率损耗：016.j0j0.32*11.02.0Z U S S ~222TB12N 2B1Bl =+==∆j0.00510098.j0j0.156)(0.0298*1278.05.0Z U S S ~222232N2323+=++==∆ 129.j0j0.118)-(-j0.011*1Y U S ~20*2N 20-===∆316.j07098.0S ~S ~S ~S ~S ~S ~Bl Bl 202332+=+∆+∆+∆+=j0.00850016.j0j0.014)(0.026*1316.07098.0Z U S S ~222122N 2212+=++==∆3245.j07114.0S ~S ~S ~122A '+=∆+=011.j0(-j0.011)*1Y U S ~10*2N 10-===∆3135.j07114.0S ~S ~S ~S ~10122A +=∆+∆+=然后由以上计算所得的功率和已知的o A01.1U ∠= 计算各点的电压：（以下电压的计算也可以不考虑横分量）kV435.00943.1 j0.0083kV 0057.0U UR Q X P j UX Q R P U U j U U U o 1A12'A 12'A A12'A 12'A 1l2l212-∠=--=-++-=-∆-= δ同理可以计算kV 3.59062.1 j0.0583kV 0339.0U U j U U U o 2B1B12B1-∠=--=-∆-= δkV 3.99037.1 j0.0638kV 0601.0U U j U U U o 2232323-∠=--=-∆-= δ kV 11.69992.0 j0.129kV 1023.0U U j U U U o 3343434-∠=--=-∆-= δ kV 11.38994.0 j0.0048kV 0032.0U U j U U U o 4B3B34B3-∠=++=-∆-= δ kV 12.97012.1U j U U U o B2B24B2-∠=-∆-=δ 同理：然后算出各点的有名值kV 3.59887.40k *U *U U kV 435.075.240 U o B1N *B1B1o 2-∠==-∠= kV 3.9914.228U o 3-∠= kV 11.38586.68k *U *U U o B13N *B3B3-∠== kV 12.97626.10k *U *U U o B12N *B2B2-∠==3-2-6解：因为求初步功率分布，只需计算两端电源供给负荷的功率即可。
电力系统分析课后习题及答案
电力系统分析课后习题及答案【篇一：电力系统分析习题集及答案】集华北电力大学前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》。
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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一章第二章第三章第四章第五章第六章电力系统的基本概念电力系统的元件参数及等值电路简单电力系统的计算和分析电力系统潮流的计算机算法电力系统的有功功率和频率调整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1-1 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。
电力系统分析系统习题答案
电力系统分析习题答案一、填空题1杆塔按所用材料分为：木杆、铁塔、钢筋混凝土杆。
2、导线在杆塔上的排列方式有：水平、三角、伞形、六角形等。
3、电缆的构造包括：导体、绝缘层、包护层。
4、输电线路的四个参数：电阻、电抗、电导、电纳。
5、电力变压器有：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器三种。
6、潮流计算的方法包括：解析法手算、计算机算法。
7、系统备用容量按其作用可分为：负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用。
8、同步调相机、静电电容器、静止补偿器称为无功补偿装置。
9、一般把中枢点的调压方式分为：逆调压、顺调压、常调压。
10、有载调压变压器的两种形式：本身就具有调压绕组的有载调压器、带有附加调压器的加压有载调压器。
二、名词解释1开式网：是指负荷只能从一个方向取用电能的网络，放射式、干线式、链式网属于这一类。
2、闭式网：是指负荷可从两个或两个以上的方向取用电能的网络，两端供电网和环形网属于这一类。
3、中等长度线路：是指长度在100—300km之间的架空线路和长度小于100km的电缆线路。
4、段线路：是指长度不超多100km的架空线路。
5、电压偏移：电力网中，某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。
6、运算电源功率：实际上就是发电厂高压母线输入系统的等值功率，它等于发电机压母线送出的功率，减去变压器阻抗、导纳的功率损耗，加上发电厂高压母线所连接线路导纳中无功功率损耗的一半。
7、运算负荷功率：实际上是变电所高压母线从系统吸取的等值功率，它等于变电所二次侧的集中负荷功率，加上变压器阻抗、导纳的功率损耗，减去变电所高压母线所连接线路导纳中无功功率的一半。
8、初步功率分布：是指忽略各线段上的功率损耗的近似功率分布。
9、自动调压系统根据测量环节的工作原理分为：机械液压调速系统、电气液压调速系统。
10、有功功率一频率静态特性：系统处于运行稳态时，系统中负荷的有功功率随频率的变化特性。
11、电力系统负荷：是指电力系统所用电设备消耗功率的总和。
电力系统分析课后习题解答
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 ，（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K T-1=254.1/10.5=24.2；T-2工作于主抽头：实际变比为K T-2(1-2)=220/121=1.818；K T-2(1-3)=220/38.5=5.714； K T-2(2-3)=121/38.5=3.143；T-3工作于-2.5%抽头：实际变比为K T-3=110×(1-2.5%)/11=9.75； T-4工作于-5%抽头：实际变比为K T-4=35×(1-5%)/6.6=5.038； T-5工作于主抽头：实际变比为K T-5=10.5/(3+3×5%)=3.333。
电力系统分析课后答案
2-17.某一回110kv 架空电力线路,长度为60km,导线型号LGJ-120,导线计算外径为15.2mm,三相导线水平排列,两相邻导线三相间的距离为4m,试计算该电力线路的参数,并作等效电路。
解:()km s r Ω===2625.01205.311ρ则.0)(10807.02)(10614.1601069.2)(38.2560423.0)(75.15602625.014146111111=⨯=⨯=⨯⨯==Ω=⨯==Ω=⨯==---G s B s l b B l x X l r R2-19.三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110,额定容量为40500KVA,额定电压为121/10.5KV,,4.234kw P k =,11(%)=k U ,6.930kw P =,315.2(%)0=I 求该变压器的参数,并作等值电路。
解:`)(1057.1)1040500()105.10(104.23422323322Ω⨯=⨯⨯⨯⨯==-NN K T S U P R 2-20.三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220,额定容量为120000/120000/60000KVA,额定电压为220/121/11KV,,601)21(KW P K =-,5.182)31(KW P K =-,25.28(%),85.14(%),5.132)31()21()32(===---K K K U U KW P ,663.0(%),135,96.7(%)00)32(===-I KW P U K 求该变压器的参数,并作等值电路。
解:I:)(601)21(KW P K =-II ：96.7(%),25.28(%),85.14(%))32()31()21(===---K K K U U UIII ：)(1079.2)10220(101356233210S U P G N T -⨯=⨯⨯== IV ：)(10644.1)10220(100101012663.0100(%)52334210S U S I B N N T -⨯=⨯⨯⨯⨯⨯== 2-22.双水内冷汽轮同步发电机的型号为TQFS-125-2,,125MW P N =,18.0,257.0,867.1,8.13,85.0cos ''=====d d d N N X X X KV U ϕ试计算该发电机的直轴同步电抗d X ,暂态电抗'd X ,直轴次暂态电抗''d X 的有名值.解:22cos 1.295()N N NN N NU U Z S P ϕ===Ω2-23.电抗器型号为NKL-6-500-4,,500,6A I KV U N N ==电抗器电抗百分数.4(%)=L X 试计算该电抗器电抗的有名值. 解:)(277.0500310010643100(%)3Ω=⨯⨯⨯==NN L L I U X XChapter 三3-1.电力系统阻抗中的功率损耗表达式是什么?电力线路始.末端的电容功率表达式是什么?答:)(222L L i i i L L L jX R U Q P Q j P S ++=∆+∆=∆3-8．110kv 双回架空电力线路，长度为150km ，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm,三相导线几何平均距离为5m,已知电力线路末端负荷为30+j15MVA,末端电压为106kv,求始端电压、功率,并做出电压相量图。
电力系统分析课后答案
2-17.某一回110kv 架空电力线路,长度为60km,导线型号LGJ-120,导线计算外径为15.2mm,三相导线水平排列,两相邻导线三相间的距离为4m,试计算该电力线路的参数,并作等效电路。
解: ()km sr Ω===2625.01205.311ρ)(6.722.15mm r ==)(7.503940002400040003mm D m =⨯⨯⨯=()s r D b km r D X m m 666111069.2106.77.5039lg 58.710lg58.7)/(423.00157.06.77.5039lg 1445.00157.0lg1445.0---⨯=⨯=⨯=Ω=+=+= .01=g则 .0)(10807.02)(10614.1601069.2)(38.2560423.0)(75.15602625.014146111111=⨯=⨯=⨯⨯==Ω=⨯==Ω=⨯==---G s B s l b B l x X l r R.0)/(10805.12161=⨯=-g km s b2-19.三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110,额定容量为40500KV A,额定电压为121/10.5KV,,4.234kw P k =,11(%)=k U ,6.930kw P =,315.2(%)0=I 求该变压器的参数,并作等值电路。
解: `)(1057.1)1040500()105.10(104.23422323322Ω⨯=⨯⨯⨯⨯==-NN K T S U P R)(105.8)105.10(1001040500315.2100(%))(1049.8)105.10(106.93)(3.010********)105.10(11100(%)3233204233203232S U S I B S U P G S U U X NN T NT N N N T --⨯=⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯==Ω=⨯⨯⨯⨯==2-20.三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220,额定容量为120000/120000/60000KV A,额定电压为220/121/11KV ,,601)21(KW P K =-,5.182)31(KW P K =-,25.28(%),85.14(%),5.132)31()21()32(===---K K K U U KW P ,663.0(%),135,96.7(%)00)32(===-I KW P U K 求该变压器的参数,并作等值电路。
电力系统分析课后习题答案
电力系统分析课后习题答案第一章电力系统概述和基本概念1－1 电力系统和电力网的定义是什么？答：通常将生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电电力线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体，称为电力系统。
电力系统中，各种电压等级的输配电力线路及升降变压器所组成的部分称为电力网络。
1－2 电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？答：地理接线图：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。
地理接线图不能更加详细地反映电力系统各电气设备之间的连接关系。
电气接线图：电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。
电气接线图并不侧重反映系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。
1－3 对电力系统运行的基本要求是什么？电能生产的基本特点是什么？答：对电力系统运行的基本要求是：（1）保证系统运行的安全可靠性（2）保证良好的电能质量（3）保证运行的经济性。
另外，环境保护问题日益受到人们的关注。
火力发电厂生产的各种污染物质，包括氧化硫、氧化氮、飞灰等排放量将受到严格限制，也将成为对电力系统运行的要求。
电能生产的特点是：（1）电能与国民经济各个部门、国防和日常生活之间的关系都很密切。
（2）电能不能大量储存。
（3）电力系统中的暂态过程十分迅速（4）对电能质量的要求比较严格。
1－4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？答：电力系统额定电压的确定，首先应从电力系统输送电能的经济性上考虑。
因为电力线路的三相输送功率S和线电压U、线电流I之间的关系为S＝sqrt(3)UI，当输送功率S一定时，输电电压U越高，则电流I越小，因此选用的导线截面积可相应减小，投资也就越小。
但电压U越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等的绝缘的投资也越大。
电力系统分析课后习题参考答案
电力系统分析课后习题参考答案第1章1-1.选择填空1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）A.厂用电负荷B.发电负荷C.工业负荷D.供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为UN=110kV，则这个电压表示的是（C）1A. 相电压B.相电压3C.线电压D.3线电压3）以下（A）不是常用的中性点接地方式A. 中性点通过电容接地B中性点不接地C．中性点直接接地 D. 中性点经消弧线圈接地4)我国电力系统的额定频率为（C）A．30Hz B. 40HzC. 50HzD. 60Hz5）目前，我国电力系统中占最大比例的发电厂为（ B ）A．水力发电厂 B.火力发电厂C．核电站 D.风力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求A. 提高电力系统运行的经济性B. 安全可靠的供电C. 保证电能质量D. 电力网各节点电压相等7）以下说法不正确的是（B）A．火力发电需要消耗煤、石油 B.水力发电成本比较大C．核电站的建造成本比较高 D. 太阳能发电是理想的能源8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A．输电的电压越高，则传输的电流越小B．输电的电压越高，线路上的损耗越大C．输电的电压越高，则传输的电流越大D．线路损耗与输电电压无关9）对（ A ）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。
A．一级负荷 B. 二级负荷C．三级负荷 D. 以上都不是10）一般用电设备满足（ C ）A．当端电压减小时，吸收的无功功率增加B．当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加C．当端电压增加时，吸收的有功功率增加。
D．当端电压增加时，吸收的有功功率减少1-2.填空题1）电力系统由(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)三部分构成。
2）电力系统的常用额定电压等级有( 500kV、220kV、110kV、35 kV 10kV ) (至少写出三个)。
3）发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压与系统的额定电压的关系为（发电机的额定电压规定比系统的额定电压高5%或7.5%）4）电力系统的运行特点是（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）。
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2008年春季学期《电力系统分析》课程考试试卷(A 卷)参考答案及评分标准命题教师 李咸善 审题教师 杨力森一、简答题(每小题5分，共40分)1、高压输电线路的电路参数有哪些？各描述什么物理现象？ 答：电阻、电抗、电导、电纳 （1分） 1、电阻 反映了通电导线的热效应。
（1分）2、电抗 导线中流过交流电流，在导线周围产生的磁场效应。
（1分）3、电导 反映线路的泄漏和电晕现象。
（1分）4、电纳 反映导线间、导线与大地间的电容，即电场效应。
（1分）2、电压降落、电压损耗、电压偏移是如何定义的？答：电压降落 ：指的是线路始末两端的电压相量差12()U U -或dU 。
（1分）电压损耗 ：指的是线路始末两端的电压数值差12()U U -（2分）电压偏移 ：指的是线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差1()N U U -或2()N U U -，也常以百分值表示。
（2分）3、电力系统常见的调压措施有哪些？ 答：1、改变发电机端电压调压（1.5分）2、改变变压器变比调压（1.5分）3、补偿设备调压：如并联电容器、调相机、静止补偿器等。
（2分）4、P-Q 分解法的修正方程对牛顿-拉夫逊法的修正方程做了哪些简化？对计算精度有无影响？答：第一个简化是：计及高压电力网络中各元件的电抗一般远大于电阻，以致各点电压相位角的改变主要影响各元件中的有功功率潮流从而各节点的注入有功功率；各节点电压大小的改变主要影响各元件中的无功功率潮流从而各节点的注入无功功率。
（2分）第二个简化是：由于状态变量i δ的约束条件是max ||||i j i j δδδδ-<-，即||||i j ij δδδ-<不宜过大。
计及ij G <<ij B ，认为cos 1ij δ≈；ij ij δsin G <<ij B ；在上述两个简化下，原来的功率修正方程可分解成相互独立的有功功率修正方程和无功功率修正方程。
（2分）这种简化不影响计算的精度，因为采用这种方法时，迭代收敛的判据仍是i i P Q εε∆≤∆≤、，其中i i P Q ∆∆、仍是和牛顿-拉夫逊法一样。
（1分）5、为什么要进行派克变换？其物理意义？答：在abc 三相系统中，发电机的电压方程都是一组时变系数的微分方程，用这种方程分析发电机的运行状态十分困难。
（2分）物理意义：在任一瞬间，将abc 三相绕组等值成为d 、q 两个绕组，并分别放置在该瞬间转子的d 轴方向和q 轴方向上，使发电机的电压方程转换为常系数的方程，便于分析问题。
（3分）6、什么是电力系统的一次调频和二次调频？答：一次调频：当系统负荷发生波动时，首先，系统中发电机的转子动能发生变化（通过转速变化），维持系统的功率平衡，发电机转速的变化导致了系统的频率变化，进一步通过发电机调速系统的调节作用和负荷本身的调节作用，使系统频率向着靠近初始频率变化，由于调速器的有差调节，系统频率不能恢复到额定值。
（2.5分）二次调频：在一次调频的基础上，人为或自动指定调频机组或调频厂，强制性的增发或少发功率，完全或部分承担系统的负荷变化，使系统的频率恢复到要求的范围内。
（2.5分）7、什么是对称分量法？序阻抗的基本概念如何？答：在三相系统中，任何一组不对称的三个相量（电流、电压）可分解为三组分别对称的分量（正序、负序和零序分量），再利用线性电路的叠加原理，对这三组对称分量分别按三相对称电路进行求解，然后对其结果进行叠加。
正序分量：a 、b 、c 三相幅值相等，相位为a 相超前b 相120°，b 相超前c 相120° 负序分量：a 、b 、c 三相幅值相等，相序与正序相反零序分量：a 、b 、c 三相幅值、相位均相等 （3分）三相对称元件各序的许阻抗分别为元件两端同一序的电压降与电流的比值（2分）8、什么是电力系统的静态稳定？如何根据系统的特征值判断系统的静态稳定性？答：电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。
（2分）如果所有的特征值都为负实数和具有负实部的复数，则系统是稳定的。
若改变系统的运行方式或参数，使得特征值中出现一个零根或实部为零的一对虚根，则系统处于稳定的边界。
只要特征值中出现一个正实数或一对具有正实部的复数，则系统是不稳定的。
（3分）二、110kV 输电线路，长50km ，r=0.21Ω/km ，x=0.409Ω/km ，b=2.74×10-6S/km ，线路末端功率5MW ，cos ϕ=0.95滞后，已知末端电压110kV,试求始端电压大小及相位。
（以末端电压为参考相量）（12分） 解：输电线路的等值电路如下图参数计算：R=0.21×50=10.5(Ω)；X=0.409×50=20.45(Ω)；B=2.74×10-6×50=1.37×10-4(S)（1分） 线路末端功率：Φ=arccos0.95=18.195°。
P2=5MW ，Q2=5tg18.195°=1.6445(Mvar) （1分） S2=P2+jQ2=5+j1.6445(MVA))(65815.0511021037.1j 6445.j15U 2B j S S S S 24222ly 222MVA j +=⨯⨯-+=-=∆+='- （2分）电压降落的纵分量及横分量：kV 0.62911020.450.815655.105U X Q R P U 2222=⨯+⨯='+'=∆（2分）kV 0.85171105.100.8156520.455U R Q X P U 2222=⨯-⨯='-'=δ（2分）始端电压：63kV .110)8517.0()629.0110()()(22222221=++=+∆+=U U U U δ（2分）始端电压相位： 4412.0699arctg0.007629.01108517.0arctgU U U arctg222==+=∆+=δδ（2分）三、写出下图的节点导纳矩阵？若节点2为PQ 节点，其节点注入功率为P+jQ ，写出极坐标下该节点的有功功率和无功功率方程（12分）解：1、网络的节点导纳矩阵 以大地为参考节点，j6j3j5j2y y y y 13121011-=--=++= (1分) j3j5j2y y y 212022-=-=+=（1分）； j1j3j2y y y 313033-=-=+=（1分）12125y y j =-=（1分）；13133y y j =-=（1分）；⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=j10j30j3j5j3j5j6Y （2分） 2、节点2的功率方程节点2的注入功率为P+jQ ，该节点的功率方程为3,2,1,sin )sin cos (P 2222222222==+=∑∑∈∈j B U U B G U U j j j j j j j j j j θθθ（2分）3,2,1,cos )cos sin (Q 2222222222=-=-=∑∑∈∈j B U U B G U U j j j j j j j j j j θθθ（2分）带入导纳值后，2112sin 5P θU U =；211222cos 53Q θU U U -=（2分）四、三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为：()()()MW P hMW /P .dP dF MW P h MW /P .dP dFMW P h MW /P .dP dF 003100100500031001010020010010150333332222211111≤≤⋅+==≤≤⋅+==≤≤⋅+==元元元λλλ当系统负荷为750MW 时，试求每台发电机组所承担的负荷。
（12分）解：根据等微增率准则，有321λλλ==，即105.01010.01015.0321+=+=+P P P ，并且，MW P P P 750321=++（3分）解得，MW P MW P MW P 1.409,6.204,4.136321===（2分） 比较可知，3P 超出了其上限值，因而取MW P 3003=（2分）进一步剩下两台机组优化分配，有21λλ=，即1010.01015.021+=+P P ，并且，MW P P 45030075021=-=+（3分）解得：MW P MW P 270,18021==（2分） 结果是：MW P MW P MW P 300,270,180321===五、试画出图示系统K 点发生不对称短路后的正序、负序和零序网络。
（12分） 解：2-j5j2 j21 3 -j3 P+jQ j21、 正序网络等值电路（4分）2、 负序网络等值电路（4分）3、 零序网络等值电路（4分）六、某发电机通过网络向一无穷大母线输送的功率P 0=1.0，正常运行时的功率极限P IM =1.8，发生故障后的功率极限P IIM =0.4，故障切除后的功率极限P IIIM =1.4，试计算为保持暂态稳定时的极限切除角δcm 。
(12分)解：1001sin33.7491.8δ-== (2分) 0101180sin 134.421.4h δ-=-= （2分）00()cos cos cos T h IIIM h IIM cm IIIM IIMP P P P P δδδδδ-+-=- （5分）1.0**(134.4233.749) 1.4*cos134.420.4*cos33.7491800.44451.40.4π-+-==-063.61cm δ= （3分）0U •。