电力系统第2章参考答案
电力系统暂态分析(第二、四章习题答案)资料
第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a。
转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。
这些量均为自由分量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。
电力系统基础第二章习题答案
第二章电力系统的接线一、填空题1．有母线的主接线的形式有单母线和双母线。
其中单母线分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等，双母线分为普通双母线、双母线分段、3/2断路器、双母线带旁路母线等。
3．开关电器按功能分为断路器、隔离开关、熔断器、负荷开关以及自动重合器和自动分段器。
4．高压断路器按所采用的灭弧介质分为油断路器、压缩空气断路器、和真空断路器、六氟化硫断路器。
5．SF断路器灭弧室的结构分为单压式和双压式。
66. 电力系统的中性点接地方式有直接接地，不接地，经消弧线圈接地。
7. 电力网接线方式通常按供电可靠性分为无备用接线和有备用接线。
二、判断题1．电气主接线图是反映电气一次设备连接情况的图纸。
( √ )2．电气主接线图中所有设备均用单线代表三相。
( × )3．隔离开关与断路器在操作时应满足“隔离开关先通后断”原则。
( √ )4．一台半断路器接线当任意一组母线发生短路故障时 , 均不影响各回路供电。
( √) 5．单母线带旁路母线接线中旁路母线的作用是作为母线的备用。
( × )6．桥形接线与单母不分段接线相比节省了一台断路器。
(√)7．内桥接线适用于变压器需要经常切换的发电厂。
(×)8．内桥接线适用于线路有穿越功率的发电厂。
(×)9．主接线方案的经济比较主要是比较综合投资和年运行费用。
(√)10．发电厂和变电站的自身用电量很小 , 因此不重要。
(×)11、保护接零是在 380/220 低压系统中 , 将电气设备的金属外壳与工作零线相连。
(√)12、开关电器分为以下四类:: 断路器、隔离开关、负荷开关、接触器。
（×）13、高压断路器在电网中起控制与保护作用。
（√）14、高压断路器既能开断负荷电流又能开断短路电流。
（√）15、断路器在工作过程中的合、分闸动作是由操动系统来完成的。
（√）16、六氟化硫断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧和绝缘介质。
《电力系统分析》第2章习题答案
第二章 思考题及习题答案2-1 架空线路的参数有哪些？这几个参数分别由什么物理原因而产生？答：架空线路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。
电阻反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应；电抗反映载流导线周围产生的磁场效应；电导反映电晕现象产生的有功功率损失效应；电纳反映载流导线周围产生的电场效应。
2-2 分裂导线的作用是什么？如何计算分裂导线的等值半径？答：分裂导线可使每相导线的等效半径增大，并使导线周围的电磁场发生很大变化，因此可减小电晕损耗和线路电抗。
分裂半径计算公式为ni ni eq d r r 12=∏=2-3 电力线路一般以什么样的等值电路来表示？答：短线路一般采用一字型等值电路，中等长度线路采用π型等值电路，长线路采用修正值表示的简化π型等值电路。
2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示？变压器的导纳支路与电力线路的导纳支路有何不同？答：双绕组和三绕组变压器通常采用Γ型等值电路，即将励磁支路前移到电源侧。
变压器的导纳支路为感性，电力线路的导纳支路为容性。
2-5 发电机的等值电路有几种形式？它们等效吗？答：发电机的等值电路有两种表示形式，一种是用电压源表示，另一种是以电流源表示，这两种等值电路是等效的。
2-6 电力系统负荷有几种表示方式？答：电力系统负荷可用恒定的复功率表示，有时也可用阻抗或导纳表示。
2-7 多级电压电网的等值网络是如何建立的？参数折算时变压器变比如何确定？答：在制定多电压等级电力网的等值电路时，必须将不同电压级的元件参数归算到同一电压级。
采用有名制时，先确定基本级，再将不同电压级的元件参数的有名值归算到基本级。
采用标幺制时，元件标幺值的计算有精确计算和近似计算两种方法。
精确计算时，归算中各变压器的变比取变压器的实际额定变比；近似计算时，取变压器两侧平均额定电压之比。
2-8 有一条110kV 的双回架空线路，长度为100km ，导线型号为LGJ-150，计算外径为16.72mm ，水平等距离排列，线间距离为4m ，试计算线路参数并作出其π型等效电路。
（完整版）电力系统暂态分析（第二章习题答案）
（完整版）电⼒系统暂态分析（第⼆章习题答案）第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压⽅程组及磁链⽅程组进⾏派克变换？答：由于同步发电机的定⼦、转⼦之间存在相对运动，定转⼦各个绕组的磁路会发⽣周期性的变化，故其电感系数（⾃感和互感）或为1倍或为2倍转⼦⾓θ的周期函数（θ本⾝是时间的三⾓周期函数），故磁链电压⽅程是⼀组变系数的微分⽅程，求解⾮常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链⽅程组进⾏派克变换，可把变系数微分⽅程变换为常系数微分⽅程。
2-2 ⽆阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦和转⼦电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试⽤磁链守恒原理说明它们是如何产⽣的？答：⽆阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和⾃由分量)，基频⾃由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（⾃由分量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，⽆此量），其衰减时间常数为T a。
转⼦电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和⾃由分量)，⾃由分量的衰减时间常数为T d’。
b）基频分量（⾃由分量），其衰减时间常数为T a。
产⽣原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定⼦回路阻抗减⼩，定⼦电流突然增⼤，电枢反应使得转⼦f绕组中磁链突然增⼤，f绕组为保持磁链守恒，将增加⼀个⾃由直流分量，并在定⼦回路中感应基频交流，最后定⼦基频分量与转⼦直流分量达到相对平衡（其中的⾃由分量要衰减为0）.2)同样，定⼦绕组为保持磁链守恒，将产⽣⼀脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转⼦中感应出基频交流分量。
这些量均为⾃由分量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦和转⼦电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦电流和转⼦电流中出现的分量与⽆阻尼绕组的情况相同。
电力系统分析知到章节答案智慧树2023年山东建筑大学
电力系统分析知到章节测试答案智慧树2023年最新山东建筑大学第一章测试1.某低压配电系统采用单回路链式接线方式为负荷供电，此负荷一般为（）。
（）参考答案:三级负荷2.在某110kV降压变电所中，主变高压侧额定电压为（）。
（）参考答案:110kV3.（）是新能源发电厂。
（）参考答案:光伏电站;风力发电厂;地热能发电厂4.为了比较精确地掌握负荷，调度部门每天都进行短期负荷预测，以估计次日的连续型负荷曲线。
（）参考答案:错第二章测试1.用电气参数（）反映线路的磁场效应。
（）参考答案:电抗2.输电线路采用分裂导线可以（）。
（）参考答案:减小线路电抗;提高电晕临界电压，防止电晕。
;增大线路电纳3.当元件的电压、电流参考方向关联时，（）元件的阻抗呈容性。
（）参考答案:线路对地导纳;电流超前电压4.通过变压器空载试验，可以计算得到（）。
（）参考答案:电导;电纳5.在变压器短路试验中，短路电压百分数是指短路电压占（）的百分数（）。
参考答案:测量侧额定电压第三章测试1.变压器正在运行，若通过变压器的功率发生变化，可以近似认为不变的量是变压器的（）。
（）参考答案:铁心损耗2.已知放射式电力网末端负荷和首端电源电压，手工计算潮流的步骤是（）。
（）参考答案:先从末端向首端逐段计算功率，再从首端向末端逐段计算电压。
3.为了限制线路空载时末端电压升高，可以采用在线路末端加装（）。
（）参考答案:并联电抗器4.为了提高输电线路的最大传输功率，可以采用（）措施。
（）参考答案:串联电容器;采用分裂导线;提高线路的电压等级5.线路传输的无功功率一般由（）的一端向（）的一端流动。
（）参考答案:电压高，电压低第四章测试1.在电力系统潮流计算中，（）可以作为PQ节点。
（）既无负荷又无发电机的联络节点;纯负荷节点;有功功率和无功功率都给定的发电机节点2.在极坐标形式的牛顿-拉夫逊潮流算法中，收敛判据一般取（）。
（）参考答案:且3.某电力系统的等值电路如图1所示，节点5的自导纳为（）。
电力系统分析第二章习题
习题2－1 正三角形排列的架空输电线，若无架空地线。
设对于三相平衡正序电流，输电线每相等值电抗为1x ，试定性比较：（1）对于三相平衡负序电流，输电线的每相等值电抗比1x 大还是小？（2）三根输电线通入三个完全相同的电流，以大地为地线，此时的输电线每相等值电抗比1x 大还是小？（3）若有架空地线，则此时对于三相平衡正序电流，输电线的每相等值电抗比1x 大还是小？（4）三根输电线通入三个完全相同的电流，在有架空地线与无架空地线（以大地为地线）两种情况下，哪一种情况的输电线每相等值电抗大？简要说明理由。
2－2 双回110kV 架空线路、水平排列，线路长100km 。
导线型号为LGJ-150，线间距离为4m 。
（1）计算每公里线路的阻抗及电纳； （2）画出线路全长的等值电路并标上参数；（3）线路对地所产生的容性无功功率是多少（按额定电压计算）？2－3 某架空输电线，额定电压是220kV ，长为180km ，导线为LGJ-400，水平排列，线间距离为7m ，导线完全换位。
求该线路的参数R 、X 及B ，并作出等值电路图。
若以100MV A 、 220kV 为基准，求R 、X 、B 的标么值。
2－4 某6kV 电缆输电线路，长4km ，每公里长电缆的电路参数为 2.1r =Ω，0.1x =Ω，616010b −−=×Ω，计算此线路的参数。
若电缆输送电流为80A ，（1）计算线路电容的充电功率（按额定电压计算）与输送容量之比； （2）计算电抗与电阻之比， （3）画出等值电路。
2－5 一回500kV 架空输电线，长500km ，每相由三根各相距40cm 的LGJJ －400导线组成，三相导线水平排列（如图），相互间距12m ，按下列三种要求计算此架空线的电路参数，并画出相应的等值电路。
（1）不考虑分布参数特性； （2）近似考虑分布参数特性； （3）精确考虑分布参数特性。
题图2－52－6 某变压器额定容量为31.5MV A ，变比为110/38.5kV ，200kW S P Δ=，%10.5%S U =，86kW O P Δ=，% 2.7%O I =，试求变压器参数并画出等值电路。
【电力系统分析】第02章(1-2节) 电力系统各元件的等值电路和参数计算
本节学习要求
熟记计算公式和公式中各参数的含义、单 位。
学会查表计算线路等值参数电阻、电抗、 电导和电纳。
30
2-2 架空输电线路的等值电路
一、输电线路的方程式
长线的长度范围定义 架空线路：>300km 电缆线路：>100km
31
2-2 架空输电线路的等值电路
长线等值电路
z0 r0 jL0 r0 jx0 y0 g0 jC0 g0 jb0
影响因素：m1:材料表面光滑程度
m2:天气状况系数 空气的相对密度
2.89 103
p
材料半径
273 t
分裂情况
25
对于水平排列的线路，两根边线的电晕临界电压 比上式算得的值搞6%；而中间相导线的则低4%。
Vcr
49.3m1m2 r
lg
D r
kV
增大导线半径是减小电晕损耗的有效方法 220kV以下线路按照免电晕损耗选择导线半径 220kV以上采用分裂导线。
1
I 1
2
V 2
shl
Z c
2c
I Z chl 2c
36
ห้องสมุดไป่ตู้
将上述方程同二端口网络的通用方程相比 可得：
V1
AV
2
B
I2
I1 C V 2 D I2
A
D
ch
l,
B
Zc
sh
l和C
=
sh
Zc
l
输电线就是对称的无源二端口网络，并可用
对称的等值电路来表示。
37
线路的传播常数和波阻抗
对于高压架空线输电线
lg Deq r
(S/km)
• 分裂导线
电力系统经济学原理习题解 第二章
dP
2
2
2
2
于是该企业恰好实现利润最大化的生产量为 y =110 。 (b)短期成本函数改变后，计算该企业利润 P = 2400 y − 10 y 200 y 200000 =−10 [y −110 7900 ] 7
2 2
第 2 章经济学基础 由于对于任何产量 y ，都有 P 0 ，所以该企业不可能获利。 可见，成本函数的变化反映出该企业在变动成本不变的条件下，固定成本上升了 2 倍 （从 100000 上升到 200000），由于固定成本太高，该企业无法获利。当 y = 110 时，该企业 亏损最少。 从上面还可以得出，该企业的固定成本在小于 110 =12100 美元时，可以通过调整产量 获利；如果固定成本超过 12100 美元，则无论怎么调整产量，都不能获利。
(g)由 =−10 q 2000 可知，对于给定的某一消费量 q ，对应一个价格 ；此时总消费 者剩余为 A B |q = 1 / 2 2000 × q =1 / 2000− 10 q 2000 × q =−5q 2000 q 净消费者剩余则为
A |q =1 / 2 2000 −×q =1 / 2 2000 10 q − 2000 ×q = 5 q
q = 200 −
分别计算需求等于 0、50、100、150 与 200 时的价格，以及对应的需求价格弹性。 如果需求函数变成如下所示的表达式，重复上述计算： q= 10000
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第二章 思考题参考答案
1-7 综合用电负荷、供电负荷和发电负荷这三者的区别是什么
答：综合用电负荷：电力系统中工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民等用户
所消耗功率的总和。
供电负荷：各发电厂提供给综合用电负荷和网络中损耗的功率之和。
发电负荷：系统中各发电厂的发电机为供电负荷和发电厂厂用电供电所发出的功率之和。
区别：发电负荷包括发电厂厂用电、网络中的功率损耗和综合用电负荷；供电负荷包括网络
中的功率损耗和综合用电负荷，而不包括厂用电。
1-13 说明图1-27所示220kV 线路在空载时有无电流，以及送、受端电压是否相等。
图1-27 220kV输电线
答：空载时线路中有电流，受端电压高于送端电压。
线路的П型等值电路如图所示，
U B B
2
y S ∆
图中，2
2
2
y B B S P jQ S j U =+=∆=-%%。
电压降落的纵分量2B B BXU PR QX U U +∆=
=-，横分量2
B B BRU PX QR U U δ-==
220kV 线路，X >>R ，则 U U δ∆>>，电压相量图如图所示：
A
U B
&
可见B A U U >，即受端电压高于送端电压。
1-17 改变变压器分接头，其参数会发生变化吗
答：由于变压器低压侧只有一个接头，而高（中）压侧有多个分接头，因此，当改变变比，归算到低压侧的参数不变，而归算到高（中）压侧的参数将发生变化。
1-18 在升压和降压三相三绕组变压器中，哪一绕组的漏电抗很小，可视为零值为什么 答：升压三绕组变压器低压绕组的漏抗很小，降压三绕组变压器中压绕组的漏抗很小。
三绕组变压器按三个绕组的排列方式分为升压结构和降压结构。
升压结构变压器的中压绕组最靠近铁芯，低压绕组居中，高压绕组在最外层；降压结构变压器的低压绕组最靠近铁芯，中压绕组居中，高压绕组在最外层。
以升压结构变压器为例，由于高、中压绕组相隔最远，二者间的漏抗最大，从而短路电压%)21(-k U 最大，而%)32(-k U 、%)13(-k U 较小，因此低压绕组的短路电压
%)%%(2
1
%)21()13()32(3----+=
k k k k U U U U 最小，从而低压绕组的漏抗最小。
同理，降压结构变压器位于中间位置的中压绕组的漏抗最小。
第二章 习题参考答案
1-5 解：
(a)等值参数 )(04.526.123m D D D D D sb ==⋅⋅=
)/(21.0150/5.31/1km s r Ω===ρ )/(416.00157.05.85040
lg 1445.00157.05.0lg
1445.01km d D x sb Ω=+=+= )/(107335.25
.85040lg 1058.75.0lg 10
58.766
6
1km S d
D b sb ---⨯=⨯=⨯=
(b)对于100km 的双回输电线
)(5.101002
21
.01002Ω=⨯=⨯=
r R )(8.201002416.010021Ω=⨯=
⨯=x X 0=G )(10467.5100241S b B -⨯=⨯=
(c)等值电路
10.520.8j +Ω
42.733510j S -⨯42.733510j S
-⨯∏型
型
T
5.2510.4j +Ω
5.2510.4j +Ω
45.46710j S
-⨯
(d)充电功率
var)(615.611010467.5242
M BU Q N c =⨯⨯==-
1-12解： 因 kW P k 434)21(=-
)(114028544)32()32(kW P P k k =⨯='=-- )(10065.25144)13()13(kW P P k k =⨯='=--
有： )(1502/)11401006434(2/][)32()13()21()1(kW P P P P k k k k =-+=-+=---
)(2842/)10061140434(2/][)13()32()21()2(kW P P P P k k k k =-+=-+=--- )(8562/)43410061140(2/][)21()13()32()3(kW P P P P k k k k =-+=-+=---
电阻： )(61.0120
100024215010002
222
1
11Ω=⨯⨯==N N k T S U P R )(155.11201000242284222
Ω=⨯⨯=T R ， )(481.3120
1000242856223Ω=⨯⨯=T R 又因 2.12%)21(=-k U
86.1793.82%2%)32()32(=⨯='=--k
k U U 0.120.62%2%)13()13(=⨯='=--k
k U U 有： 17.32/)86.17122.12(2/%]%%[%)32()13()21()1(=-+=-+=---k k k k U U U U
03.92/)1286.172.12(2/%]%%[%)13()32()21()2(=-+=-+=---k k k k U U U U 83.82/)2.121286.17(2/%]%%[%)21()32()31()3(=-+=-+=---k k k k U U U U
电抗： )(47.15120
10024217.3100%22111
Ω=⨯⨯==N N k T S U U X
)(07.4412010024203.922
Ω=⨯⨯=T X ， )(09.4312010024283.823Ω=⨯⨯=T X 导纳： )(10254.2242
100013210006
2
20S U P G N T -⨯=⨯==
)(105469.2242
100120243.1100%5
2
20S U S I B N N T -⨯=⨯⨯==
等值电路： 1-15解： 线路L 1、L 2：
)(92045.01Ω=⨯==l r R
)(64.720382.01Ω=⨯==l x X )(1099.2201099.22
1
212561S l b B --⨯=⨯⨯⨯== 由上可知L 1、L 2的B 可忽略不计 变压器T 1、T 2：
)(858.0101000357010002
2
22
Ω=⨯⨯==N N k T S U P R
)(188.910100355.7100%2
2
Ω=⨯⨯==N N k T S U U X
)(10795.935100012
100062
20S U P G N T -⨯=⨯== )(10224.135
100105.1100%42
20S U S I B N N T -⨯=⨯⨯== 线路L 3：
)(118.73)6.635(
552.02
3Ω=⨯⨯=R )(108.11)6
.635
(5079.023Ω=⨯⨯=X
)(10245.9)35
6
.6(5101042126263S B --⨯=⨯⨯⨯⨯= 等值电路如下：
1
3
支路ACE 的参数与支路ABD 的参数相同。
×10S。