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《电力系统分析》第三章
U 2 U 2 jU U 2 d U
. .
R X Q P2 2 j U2
'
P
' 2
X Q R
'
U
2
2
（3-6）
电压降落
纵分量
横分量
其中
P U
又有
R X Q 2 2 U2 ' ' X Q R P 2 2 U U2
'2 2
Q P Q U
Z 2 2
U
2 2 '2 2
R X
（3-1）
同理，电力线路阻抗中的功率损耗也可以用流入电力线路
~
S 及始端的相电压 U 1 ，求出电力 线路阻抗中一相功率损耗 S 的有功和无功功率分量为
阻抗支路始端的单相功率
1 ~
2
'
.
PZ
中在1年内的电能损耗的表达式为
W T P0 8760 t W ZT
变压器的 空载损耗
一年中退出 运行的时间
变压器电阻中 的电能损耗
3. 电力网的网损率和线损率
供电量：指在给定的时间（日、月、季、年）内，电力系 统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差W1。 电力网的网损电量：在所有送电、变电和配电环节中所损 耗的电量ΔWc。 电力网的网损率：在同一时间内，电力网的网损电量占供
~
. * 2
*
2 1 G jBU 2 2 2 2
2 2 1 1 GU 2 j BU 2 Py2 j Q y2 2 2
于是有
2 1 P y 2 G U 2 2 2 1 Q BU 2 y2 2
电力系统稳态分析第三章习题
第三章一、填空题1、在标么制中，只需选定两个基准，常选的是_________和___________。
2、已知线路末端电压复功率，用功率和阻抗表示的电压降落纵分量的表达式为____________横分量的表达式为______________。
3、标幺值计算方法中，线电压的标幺值与相电压的标幺值_________，线电压是相电压的______倍。
4、理想超高压线路输送电能时，输送的电能大于自然功率时，线路末端电压将_______首端，如果输送1500KM 时，线路电压偏移角度约为________度。
5、空载时末端电压高于始端电压在电缆中尤为突出，因为电缆的电抗常______于架空线，而电纳却比架空线_______。
二、计算题1、简单辐射型电力系统如下图参数，求图示网络始端输入首端功率1S 和电压1U •2、已知末端电压为10.2KV ，阻抗支路∆U=－0.39KV ，δU=2.16KV 。
求始端电压，末端复功率，并画出电压向量图。
3、辐射型网络各段阻抗及负荷如图所示。
已知电源C 的电压为110KV ，求A 点功率分布和B 点母线电压数量值。
B CAS 'B S "BS 20+j40Ω20+j30Ω40+j30MVA10+j8MVA4、如图三相配电线路。
B 点的负荷为3MW (cos ϕ=0.8 感性)，线路末端C 点负荷为1MW (cos ϕ=0.8 感性)，电压10kV 。
AB 间线路长2 km ， BC 间线路长4 km ，线路的参数为：00.63/r km =Ω, 00.4/x km =Ω，因短线路忽略容纳, 画出电网的等值电路，求线路AC 的电压损耗，计算线路AB 流过的功率？A8.03∠8.01∠BC5、电力网络如图所示，已知末端c 点电压110 kV ，c 点输出0.70.5c S j MVA =+，b 点输出11 4.8b S j MVA =+，该电力网络等值电路参数如图所示，计算电网始端功率a S 和末端电压a U •？MVA1611 4.8b S j MVA=+0.70.5C S j MVA=+c电力网络图~ 电力网络的等值电路~6、电力网络图如下所示。
电力系统分析第三章答案
5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？
6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？
7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了 网络中的功率损耗和电压降落？
17）220kV单回架空线路，长度为200kM,导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm三相导线几何平均距离为7.5m。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。
18）110kV单回架空线路，长度为80kM,导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm三 相导线几何平均距离为5m已知电力线路末端负荷为15+j10MVA始端电压为116kV，求 末端电压和始端功率。
3
16)始端电压为：U1=114.92 kV,$=3.5°
始端功率为：S1=31.7689+j7.9884 MVA
电压相量图如图3-5所示。
17)末端电压为：U2=209.715 kV,3=9.93°
始端功率为：S1=113.1793+j50.3043 MVA
电压相量图如图3-6所示。
18)末端电压为：U2=109.611 kV，3=1.28°始端功率为：S1=15.6599+j9.5734 MVA
19)始端电压为：U1=199.46 kV，3=0.41°
20)高压侧实际电压为：U1=109.69 kV
中压侧实际电压为：U1=37.648 kV
Zu =10+j17.3,Zl2=20+j34.6,Z3=25+j43.3,Zl4=10+j17.3;各点的运算负荷分别为:
（完整版）电力系统分析答案（吴俊勇）（已修订）
（完整版）电⼒系统分析答案（吴俊勇）（已修订）第⼀章电⼒系统的基础概念1-1 解:(1) 电⼒系统是由发电⼚、输电⽹、配电⽹和电⼒负荷组成的，包括了发电、输电、配电和⽤电的全过程。
(2) 发电⼚的功能是将⾃然界的⼀次能源通过发电动⼒装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电⼚辅助⽣产系统等）转化成电能，是电⼒系统的能量来源。
110kV 及以上的电⼒⽹称输电⽹，主要功能是将⼤量的电能从发电⼚远距离传输到负荷中⼼，并保证系统安全、稳定和经济地运⾏。
35kV 及以下的电⼒⽹称为配电⽹，主要功能是向终端⽤户配送满⾜⼀定电能质量要求和供电可靠性要求的电能。
电⼒负荷是电⼒系统中的能量流向和被消费的环节，电⼒负荷通过各种设备再转换成动⼒、热、光等不同形式的能量，为地区经济和⼈民⽣活服务。
1-2解：(1) 电⼒系统的运⾏有以下特点：电能不能⼤量储存；过渡过程⾮常迅速；电能⽣产与国民经济各部门和⼈民⽣活关系密切。
(2) 对电⼒系统的基本要求有：保证供电的可靠性保证供电的电能质量保证电⼒系统运⾏的经济性满⾜节能与环保的要求1-3 解: （核⼼内容：P4 表1-1 P5 图1-2） (1) 发电机及各变压器⾼、低压绕组的额定电压：发电机：G ： ()kV kV5.10%5110=+? 变压器：T1:()()kV kV V N T 5.10%511011=+?=kV kV V N T 242%)101(220)2(1=+?=变压器：T2:kV V N T 220)1(2=kV kV V N T 121%)101(110)2(2=+?=kV kV V N T 5.38%)101(35)3(2=+?=变压器：T3:kV V N T 35)1(3=kV kV V N T 6.6%)101(6)2(3=+?=若考虑到3-10Kv 电压等级线路不会太长，T3也可以写为：kV V N T 35)1(3=()()kV kV V N T 3.6%51623=+?=标号注意：1、单位 2、下脚标写法 (2) 低压侧的额定电压⾼压侧的额定电压变压器的额定变⽐=：T1：5.10242)1(1)2(11==N T N T N V V K T2：121220)2(2)1(2)21(2==-N T N T N T V V K 5.38220)3(2)1(2)31(2==-N T N T N T V V K 2(2)2(23)2(3)12138.5T N T N T N V K V -==变压器的额定变⽐可记为：5.38/121/220T3：6.635)2(3)1(33==N T N T N V V K 或 3(1)33(2)356.3T N N T N V K V ==变⽐注意：1、顺序为⾼/中/低 2、不必计算结果 (3) 1T 变压器运⾏于%5+抽头时：T1(2))1T1(1)V 242(15%)254V 10.510.5T K ?+=== 2T 变压器运⾏于主抽头，变压器的实际变⽐等于额定变⽐，即5.381212203T 变压器运⾏于%5.2-抽头：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.6 6.6T K ?-===或：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.3 6.3T K ?-===1-4 解：（核⼼内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机、电动机及变压器⾼、中、低压绕组的额定电压：发电机G ：13.8kv注意：特殊发电机电压：13.8、15.75、18Kv 不⽤提⾼5%，直接为13.8、15.75、18Kv 。
《电力系统分析》第3章习题答案
第三章 思考题及习题答案3-1 电力线路和变压器的功率损耗如何计算？二者在导纳支路上的无功功率损耗有什么不同？答：线路阻抗上的功率损耗为：()jX R U Q P S Z +′+′=Δ222222~ 首、末端导纳支路中的功率损耗分别为：21121~BU j S Y −=Δ，22221~BU j S Y −=Δ 变压器阻抗支路的功率损耗为：()T T ZT jX R U Q P S +′+′=Δ222222~ 或 22k 22k 100%1000~⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛Δ=ΔN NNZT S S S U j S S P S 变压器导纳支路的功率损耗为：21)(~U jB G S T T YT +=Δ 或100%1000~0Y N T S I j P S +Δ=Δ 电力线路导纳支路的无功功率损耗为容性；而变压器导纳支路的无功功率损耗为感性。
3-2 电力线路和变压器阻抗元件上的电压降落如何计算？ 答：电力线路电压降落的纵、横分量分别为：222U X Q R P U ′+′=Δ，222U R Q X P U ′−′=δ变压器电压降落的纵、横分量分别为222U X Q R P U T T ′+′=Δ，222U R Q X P U T T ′−′=δ3-3 什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移？答：电压降落是指线路始末端电压的相量差，即 21U U U d −=电压损耗是指线路始末端电压的数值差。
电压损耗常以百分数表示：100%21×−=ΔNU U U U 电压偏移是指网络中某节点的实际电压与线路额定电压的数值差。
电压偏移也常以百分数表示。
始、末端电压偏移分别为：100%11×−=ΔN N N U U U U ，100%22×−=ΔNNN U U U U3-4 什么叫运算功率？什么叫运算负荷？如何计算变电所的运算功率和运算负荷？答：运算功率是指发电厂高压母线输入系统的等值功率，它等于发电机低压母线送出的功率，减去变压器阻抗、导纳中的功率损耗，再加上发电厂高压母线所连线路导纳无功功率为的一半。
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。
电力系统暂态分析第三章课后答案
电力系统暂态分析第三章课后答案1、什么是动力系统、电力系统、电力网？答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。
2、现代电网有哪些特点?答:1、由较强的超高压系统构成主网架。
2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。
3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。
4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。
5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。
3、区域电网互联的意义与作用是什么?答：1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。
2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。
3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。
4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。
5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。
6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。
4、电网无功补偿的原则是什么?答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。
5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么?答：电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。
(完整版)电力系统分析答案(吴俊勇)(已修订)
第一章 电力系统的基础概念1-1 解:(1) 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力负荷组成的，包括了发电、输电、配电和用电的全过程。
(2) 发电厂的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，是电力系统的能量来源。
110kV 及以上的电力网称输电网，主要功能是将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心，并保证系统安全、稳定和经济地运行。
35kV 及以下的电力网称为配电网，主要功能是向终端用户配送满足一定电能质量要求和供电可靠性要求的电能。
电力负荷是电力系统中的能量流向和被消费的环节，电力负荷通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。
1-2解：(1) 电力系统的运行有以下特点： 电能不能大量储存；过渡过程非常迅速；电能生产与国民经济各部门和人民生活关系密切。
(2) 对电力系统的基本要求有：保证供电的可靠性 保证供电的电能质量保证电力系统运行的经济性 满足节能与环保的要求1-3 解: （核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2） (1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压： 发电机：G ： ()kV kV 5.10%5110=+⨯ 变压器：T1:()()kV kV V N T 5.10%511011=+⨯=kV kV V N T 242%)101(220)2(1=+⨯=变压器：T2:kV V N T 220)1(2=kV kV V N T 121%)101(110)2(2=+⨯=kV kV V N T 5.38%)101(35)3(2=+⨯=变压器：T3:kV V N T 35)1(3=kV kV V N T 6.6%)101(6)2(3=+⨯=若考虑到3-10Kv 电压等级线路不会太长，T3也可以写为：kV V N T 35)1(3=()()kV kV V N T 3.6%51623=+⨯=标号注意：1、单位 2、下脚标写法 (2) 低压侧的额定电压高压侧的额定电压变压器的额定变比=：T1：5.10242)1(1)2(11==N T N T N V V K T2：121220)2(2)1(2)21(2==-N T N T N T V V K 5.38220)3(2)1(2)31(2==-N T N T N T V V K 2(2)2(23)2(3)12138.5T N T N T N V K V -==变压器的额定变比可记为：5.38/121/220T3：6.635)2(3)1(33==N T N T N V V K 或 3(1)33(2)356.3T N N T N V K V ==变比注意：1、顺序为 高/中/低 2、不必计算结果 (3) 1T 变压器运行于%5+抽头时：T1(2))1T1(1)V 242(15%)254V 10.510.5T K ⨯+=== 2T 变压器运行于主抽头，变压器的实际变比等于额定变比，即5.381212203T 变压器运行于%5.2-抽头：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.6 6.6T K ⨯-===或：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.3 6.3T K ⨯-===1-4 解：（核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压：发电机G ：13.8kv注意：特殊发电机电压：13.8、15.75、18Kv 不用提高5%，直接为13.8、15.75、18Kv 。
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3 简单电力系统潮流计算
3．1 思考题、习题
1）电力线路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？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？
2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？
3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？
4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？
5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？
6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？
9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？
10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整
网络的什么参数？
11）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？
12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？
13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？
14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？
15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？
16）110kV双回架空线路，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，并作出电压向量图。
17）220kV单回架空线路，长度为200kM，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm，三相导线几何平均距离为7.5m。
已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。
18）110kV单回架空线路，长度为80kM，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm，三相导线几何平均距离为5m。
已知电力线路末端负荷为15+j10MVA，始端电压为116kV，求末端电压
和始端功率。
19）220kV 单回架空线路，长度为220kM ，电力线路每公里的参数分别为：
kM S b kM x kM r /1066.2,/42.0,/108.06111-⨯=Ω=Ω=、线路空载运行，当线路末端电压为205kV ，求线路始端的电压。
20）有一台三绕组变压器，其归算至高压侧的等值电路如图3-1所示，其中
,68~,45~,8.3747.2,5.147.2,6547.232321MVA j S MVA j S j Z j Z j Z T T T +=+=Ω+=Ω-=Ω+=当变压器
变比为110/38.5（1+5%）/6.6kV ，U 3=6kV 时，试计算高压、中压侧的实际电压。
图
3- 1
图3-2
21）某电力线路导线为LGJ-185，长度为100kM ，导线计算外径为19mm ，线路末端负荷为90+j20MVA 。
该电力线路由110kV 升至220kV 运行，假设升压前后导线截面和负荷大小保持不变，而且不考虑电晕损失的增加，导线水平排列，升压前后导线间距由4m 增加到5.5m 。
试问升压前后电力线路的功率损耗减少了多
少？电压损耗的百分数减少了多少？
22）对图3-2所示的环行等值网络进行潮流计算。
图中各线路的阻抗参数分别为：
;3.1710,3.4325,6.3420,3.17104321j Z j Z j Z j Z l l l l +=+=+=+=各点的运算负
荷分别为：
;
1540~,3050~,4090~432MVA j S MVA j S MVA j S +=+=+=而且U1=235kV 。
23） 某35kV 变电所有二台变压器并联运行，其参数分别为：T 1：
,58,8MW P MVA S k N ==5.7%=k U ； T 2：,24,2MW P MVA S k N ==5.6%=k U 。
两台变压
器均忽略励磁支路。
变压器低压侧通过的总功率为MVA j S 3.55.8~+=。
试求：①当变压器变比为kV K K T T 11/3511==时，
每台变压器通过的功率为多少？②当kV K T 11/125.341=，kV K T 11/352=时，每台变压器通过的功率为多少？
3．2 习题解答
16） 始端电压为：U 1=114.92 kV ，δ=3.5°
始端功率为：S 1=31.7689+j7.9884 MVA 电压相量图如图3-5所示。
17） 末端电压为：U 2=209.715 kV ，δ=9.93°
始端功率为：S 1=113.1793+j50.3043 MVA 电压相量图如图3-6所示。
18） 末端电压为：U 2=109.611 kV ，δ=1.28°
始端功率为：S 1=15.6599+j9.5734 MVA
19）始端电压为：U1=199.46 kV，δ=0.41°
20）高压侧实际电压为：U1=109.69 kV
中压侧实际电压为：U1=37.648 kV
21）110kV运行，功率损耗△S1=101.8704+j45.2263MVA
电压损耗△U1%=22.1
220kV运行，功率损耗△S2=92.9146+j14.2263MVA
电压损耗△U2%=4.64
功率损耗减少△S=8.9558+j30.6905MVA
电压损耗减少△U%=17.46
22）由节点1流入线路l1的功率为112.4934+j57.9522MVA 由线路l1流入节点2的功率为109.4453+j52.6729MVA
由节点2流入线路l2的功率为19.4453+j12.6729MVA
由线路l2流入节点3的功率为19.23+j12.3MVA
由节点4流入线路l3的功率为31.4209+j18.8273MVA
由线路l3流入节点3的功率为30.77+j17.7MVA
由节点1流入线路l4的功率为72.7112+j36.0622MVA
由线路l4流入节点4的功率为71.4209+j33.8273MVA
节点2的电压为226.017 kV
节点3的电压为222.36 kV
节点4的电压为229.5 kV
23）变压器变比相等时，S T1=6.539+j4.253MVA，
S
=1.961+j1.047MVA
T2
变压器变比不等时，S T1=6.6349+j4.8342MVA，S
=1.5941+j0.4628MVA
T2
24）非标准变压器用导纳和阻抗表示的П形等值电路分别如图3-7(a)、(b)所示。