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》。力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。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。

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。

习题1-4图

1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：

⑴发电机g、变压器t1t2t3t4、三相电动机d、单相电灯l等各元件的额定电压。

⑵当变压器t1在

+2.5%抽头处工作，t2在主抽头处工作，t3在-2.5%抽头处工作时，求

这些变压器的实际变比。

1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。

1-7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求：

⑴发电机g和变压器t1、t2、t3高低压侧的额定电压。

⑵设变压器t1工作于

+2.5%抽头， t2工作于主抽头，t3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。

1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。

1-9 什么叫三相系统中性点位移？它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加倍？

1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？ 1-11 什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？

1-12 架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？

1-13 架空线的电压在35kv以上应该用悬式绝缘子，如采用x—4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？

第二章电力系统各元件的参数及等值网络

2-1 一条110kv、80km的单回输电线路，导线型号为lgj—150，水平排列，其线间距离为4m，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。

2-2 某220kv输电线路选用lgj—300型导线，直径为24.2mm,水平排列，线间距离为6m，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。

2-3 某电力网由双回110kv的输电线向末端变电所供电，其接线如图2-3（a）所示，输电线长100km，用lgj—120型导线，在杆塔上布置如图2-3（b）。末端变电所装两台110/11kv、20000kva的三相铝线变压器，其型号为lgj—20000/110。试求：

⑴用查表法计算40℃时，每公里架空线路的参数。

⑵求末端变压器折到110kv侧的参数。

⑶求并联运行后的等值参数，并画出其等值电路图。

⑷校验此线路在t=25℃正常大气压下是否会发生电晕。

110kv 10kv

【篇二：电力系统分析课后答案】

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: r1?

dm??5039.7(mm)

dm5039.7?0.0157?0.1445lg?0.0157?0.423(?/km)r7.6

?6?6?67.587.58b1??10??10?2.69?10?s?mlglg7.6rx1?0.1445lg g1?0.

r1?r1l?0.2625?60?15.75(?)

x1?x1l?0.423?60?25.38(?)

则 b1?b1l?2.69?10

b1?0.807?102

g1?0.?4?6?60?1.614?10?4(s) (s)

b1?1.805?102

g1?0.?6(s/km)

2-19.三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,pk?234.4kw,uk(%)?11,p0?93.6kw,

i0(%)?2.315,求该变压器的参数,并作等值电路。

pkun2234.4?103?(10.5?103)2?2??1.57?10(?) 解:

`rt?(40500?10)sn

un(%)un211?(10.5?103)2

xt???0.3(?)3100sn100?40500?10

p093.6?103

gt?2??8.49?10?4(s)32(10.5?10)un

i0(%)sn2.315?40500?103?3bt???8.5?10(s)232100?(10.5?10)100 un

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,pk(1?2)?601kw,

pk(1?3)?182.5kw,pk(2?3)?132.5kw,uk(1?2)(%)?14.85,uk(1?3)(% )?28.25,uk(2?3)(%)?7.96,p0?135kw,i0(%)?0.663,求该变压器的参数,并作等值电路。解: i: pk(1?2)?601(kw)

pk(1?3)?4pk(1?3)?730(kw)

pk(2?3)?4pk(2?3)?530(kw)

1pk1?(pk(1?2)?pk.5(kw)(1?3)?pk(2?3))?4002

1pk2?(pk(1?2)?pk?p.5(kw) (2?3)k(1?3))?2002

1pk3?(pk?p.5(kw)(1?3)k(2?3)?pk(1?2))?3292

rt1

rt2

rt32pk1un400.5?103?(220?103)21???1.346(?)2sn(12?104?103) 22pk2un200.5?103?(220?103)21???0.674(?)

sn(12?10?10)2pk3un329.5?103?(220?103)21???1.107(?)2sn(12 ?104?103)2

ii：uk(1?2)(%)?14.85,uk(1?3)(%)?28.25,uk(2?3)(%)?7.96

1uk1(%)?(uk(1?2)(%)?uk(1?3)(%)?uk(2?3)(%))?17.572

1uk2(%)?(uk(1?2)(%)?uk(2?3)(%)?uk(1?3)(%))??2.722

1uk3(%)?(uk(1?3)(%)?uk(2?3)(%)?uk(1?2)(%))?10.682

2uk1(%)un17.57?(220?103)21xt1???70.866(?)100sn100?12?104 ?103

xt2

xt32uk2(%)un?2.72?(220?103)21????10.971(?)100sn100?12?1 04?1032uk3(%)un10.68?(220?103)21???43.076(?)100sn100?12 ?104?103

p0135?103?6 iii：gt?2??2.79?10(s) 32un1(220?10)

i0(%)sn0.663?12?104?103

iv：bt???1.644?10?5(s) 232100un1100?(220?10)

2-22.双水内冷汽轮同步发电机的型号为tqfs-125-2,pn?125mw,

cos?n?0.85,un?13.8kv,xd?1.867,xd?0.257,xd?0.18,试计算该发电机的直

轴同步电抗xd,暂态电抗xd,直轴次暂态电抗xd的有名值.

22ununcos?n解: zn???1.295(?) snpn

xd?1.867zn?1.867?1.295?2.418(?)

xd?0.257zn?0.257?1.295?0.333(?)

x?0.18zn?0.18?1.295?0.233(?)

2-23.电抗器型号为nkl-6-500-4,un

试计算该电抗器电抗的有名值. ?6kv,in?500a,电抗器电抗百分数

xl(%)?4.

xl(%)un4?6?103

??0.277(?) 解: xl?in3?500

chapter 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?

pi2?qi2答:?sl??pl?j?ql?(rl?jxl) ui2

b1?sc1??ju12l

22 12bl?sc2??ju222

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。

解: r1??

s?31.5?0.2625(?/km) 120

15.2?7.6(mm) 2dm?5m?5000(mm),r?

x1?0.1445lgdm5000?0.0157?0.1445lg?0.015?70.42(3?/km) r7.6 b1?7.587.58?10?6??10?6?2.69?10?6(s/km),g1?0 lglgm

7.6r

11rl?r1l??0.2625?150?19.687(?)22

11(?)xl?x1l??0.423?150?31.725 22

bl?2b1l?2?2.69?10?6?150?8.07?10?4(s)

gl?0.

bl8.07?10?42)?(30?j15)?(?j106?)?30?j10.466(mva)

s2?s2?(?ju22.2

p2?q2302?10.4662

?sl??pl?j?ql?(rl?jxl)??(19.687?j31.725) 2u21062.22

?1.769?j2.85(mva)

...s1?s2??sl?(30?j10.466)?(1.769?j2.85)?31.769?j13.316(mva) p2rl?q2xlp2xl?q2rldu2??u2?j?u2??ju2u2.

?30?19.687?10.466?31.72530?31.725?10.466?19.687?j 106106 ?8.7?j7.03(kv)

。u1?u2?du2?106?8.7?j7.03?114.7?j7.03?114.9?3.5（kv) ..

bl8.07?10?42s1?s1?(?ju)?(31.769?j13.316)?(?j114.9?) 22.2

?31.769?j7.99(mva)

设u2?106?0（kv),?u2?8.7(kv),?u2?7.03(kv),则

u?114.9?3.5.(kv) 。.

3-9.220kv单回架空电力线路,长度为200km,导线型号lgj—300,导线计算外径为24.2mm,三相导线几何平均距离为7.5m,已知其始端输出的功率为120?j50mva,始端的电压为240kv.求末端电压及功率,并作出电压向量图.

解:r1??

s?31.5?0.105(?/km) 300

dm?7.5m?7500(mm)

r?24.29?12.1(mm) 2

x1?0.1445lg

?0.1445lgdm?0.0157 r7500?0.0157?0.419(?/km) 12.1

【篇三：电力系统分析练习题及其答案(何仰赞)上册】

功率输送方向表于

图中。

试求：（1）发电机及各变压器高低绕组的额定电压；

（2）各变压器的额定变比；

（3）设变压器t－1工作于+5%抽头，t－2,t－4工作于主抽头，t－3工作于－2.5%抽头时，各变压器的实际变比。

解：(1) 总的原则：发电机的额定电压比同电压级网络的额定电压高5％；变压器一次侧额

定电压等于同电压级网络的额定电压高，二次侧额定电压比同电压级网络的额定电压高10％。其中，变压器受功率侧为一次侧，输功率侧为二次侧。发电机： vgn?10.5kv

变压器t—1: vn1?10.5kv,vn2?242kv.

变压器t—2: vn1?220kv,vn2?121kv,vn3?38.5kv.

变压器t—3: vn1?35kv,vn2?11kv. 变压器t—4:

vn1?220kv,vn2?121kv. (2) 各变压器的额定变比

变压器t—1: kt1n?

vn1

n2vn1

?10.n2

?0.0434. ?1.818 ?5.714 ?3.143

变压器t—2: kt2n(1?2)?

?220??kt2n(1?3)?kt2n(2?3)?

变压器t—3: kt3n? 变压器t—4: kt4n?

vn1

n3n3

.5.5

vn2

vn1vn1

n2n2

??3.182. ?1.818.

变压器t—1: kt1?

?10.2

?(1?5%)

?0.0431.

变压器t—2: kt2(1?2)?

??1.818

kt2(1?3)?kt2(2?3)?

变压器t—3: kt3? 变压器t—4: kt4?

??.5.5

?5.714 ?3.143

v1v1

?35?(1?2.5%)?3.102. 22

??1.818.

1－3，电力系统的部分接线如图

1－3，网络的额定电压已经标明图中。试求：（1）发电机，电动机及变压器高，中，低压绕组的额定电压；

（2）设变压器t－1高压侧工作于+2.5%抽头，中压侧工作于 +5%抽头； t－2工作于额定抽头；t－3工作于－ 2.5% 抽头时，各变压器的实际变比。

解 (1) 发电机：网络无此电压等级，此电压为发电机专用额定电压，故vgn?13.8kv。

变压器t—1：一次侧与发电机直接连接，故其额定电压等于发电机的额定电压；二次侧额

定电压高于网络额定电压10％，故t—1的额定电压为.5.8kv。变压器t—2：一次侧额定电压等于网络额定电压，二次侧额定电压高于网络额定电压10％，

故t—2的额定电压为kv。

变压器t—3：一次侧额定电压等于网络额定电压，二次侧与负荷直接连接，其额定电压应高

于网络额定电压5％，因此t—3的额定电压为

100.38?(1?5%)]kv?100.4kv。

电动机：其额定电压等于网络额定电压vmn?0.38kv。

变压器t—1: kt1(1?2)?

?121?(1?2.5%)

.5?(1?5%)

?3.068

kt1(1?3)?kt1(2?3)?

变压器t—2: kt2?变压器t—3: kt3?

?121?(1?2.5%)?8.987 3.8?38.5?(1?5%)?2.929 3.8

?3.182.

?v1

?10?(1?2.5%)

?24.375.

[例2-1]一条220kv的输电线,长180km,导线为lgj-400(直径

2.8cm),水平排列,相间距7m,求该线路的r,x,b,并画等值电路. 解: 电阻:r1?

31.5

?0.08?/km r?r1l?0.08?180?14.4? 400

电抗:deq?

700?700?2?700?882cm

x1?0.1445lg

deq0.8r

?0.1445lg

882

?0.42?/km

0.8?1.4

x?x1?l?0.42?180?75.6? 电纳:b1?

7.587.58

?10?6??10?6?2.7?10?6s/km deq882

lglg

1.4r

b?b1l?2.7?10?6?180?486?10?6s

等值电路

[例2-2]220kv架空线,水平排列,相间距7m，每相为2?lgjq?240分裂导线，计算直径21.88mm，分裂间距400mm，求每相单位长度的电阻、电抗和电纳。

解: 电阻:r1?

31.5

＝0.066?/km

2?240

21.88

?400?62.757 2

电抗:dsb?dsd?0.9?

deq?7000?7000?2?7000?8820mm

x1?0.1445lg

deqdsb

?0.1445lg

8820

?0.31?/km

62.757

电纳:req?

rd?

21.88

?400?66.151 2

b1?

7.587.58

?10?6??10?6?3.567?10?6s/km deq8820

lglg

66.151req

r1?0.0187km,x1?0.275km,b1?4.05?10?6skm,g1?0。试计算该线路的?

形等值电路参数。

解（1）精确计算。

z?r?jx?(0.0187?j0.275)?km?0.2756?(86.11??km)y?jb?4.05?10? 6?90?skm

?l??(83.11??90?)?0.6339?88.06??0.02146?j0.6335

sh(?l)?0.5(e?l?e??l)?0.0173?j0.5922?0.5924?88.33?

sh?l0.5924?88.33?

kz???0.9345?0.27

?l0.6339?88.06?

ch(?l)?0.5(e?l?e??l)?0.8061?j0.0127

2(ch?l?1)0.3886?176.32??

ky???1.035??1.07

?lsh(?l)0.3755?176.39?

计算?形等效电路参数：

z??kzzl?0.9345?0.27??0.2756?86.11??600??154.53?86038?? y2?ky(jb2)l?1.035??0.07??4.05?10?6?90??300s

?1.258?10?3?89.93?s?j1.258?10?3s

（2）使用近似算法计算。

xbl2?1??0.275?4.05?6002?10?6?0.866331r22

kx?1?b(x?)l?0.933

6x12

k?1?xbl?1.033 b

z?krrl?jkxl?(9.72?j153.9)?kr?1?

y2?j4.05?10?6?300?1.033s?j1.255?10?3s

与准确计算相比，电阻误差-0.4%，电抗误差-0.12%，电纳误差-0.24%，本例线路长度小于1000km ，用实用近似公式计算已能够满足精确要求。如果直接取

kz?ky?1,则

z=（r1+jx1)l?(11.22?j165)?

这时，电阻误差达15%，电抗误差7%，电纳误差-3.4%，误差已较大。例2－4330kv架空线路的

参数

为

r?0.0579?/km,

0x?0.316?/km,

g?0,

值参数的近视值，修正值和精确值。解首先计算100km线路的参数（一）

z??(r

?jx0)l?(0.0579?j0.316)?100??(5.79?j31.6)?

?(g?jb0)l?(0?j3.55?10?6)?100s?j3.55?10?4s

(二) 修正参数计算

?1?

xbl

?1?

?0.316?3.55?10?6?1002?0.9963 3

211

?1?(xb0?r00)l2?1?[0.316?3.55?10?6?0.05792?3.55?10?6/0.316 ]?1002

066x0

?0.9982