电力系统分析试卷及答案

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+j20Q（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？GT-110kVT-1L-1220kV、电力系统接线如下图所示，电网各级电压示丁图中，求1）发电机和各变压器高低压侧额定电压；2）设T-1高压侧工作丁+2.5%由头,T-2工作丁主抽头，T-3高压侧工作丁-5%f由头,求各变压器实际变比四、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、GB。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：Ps（1-2）=560千瓦，PS（2-3）=178千瓦，Ps（3-1）=363千瓦，农化）%=13.15,VS（2-3）%=5.7,Vs（3-1）%=20.4,P0=187千瓦，I0%=0.85&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）U%Pk(kW)Io%Po(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:R=KUi1000SNX=Uk%Ui2n”100SnGmSBSnsm2100Uin1、试计算变压器绕组电阻、漏抗的有名值;I 2、设SB=100MVA110kV级为基本级，UB=121kV,试计算变压器绕组电阻、漏抗的标幺其元件导纳参数为：y12=0.5-j3,y23=0.8-j4,y13=0.75-j2.5。11、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；I|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；14、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。I:八、如图所示电力系统，元件参数如表35所示。故障前线路空载，D点电压=121kV,在DI点分别发生短路。图表3发电机额定容量(MVA)XX2500.30.35表4变压器接线类别定定容量(MVA)额定电压(kV)Uk%YNd115010.5/12110.5表5线路额定电压(kV)X1(Q/km)X0(Q/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1十、如图所示的简单电力系统，节点导纳矩阵为：r3-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1Z0(图中各值均为标么值）10.4kV。求始端电压。10kV线路的等值电路如图所示，已知末端电压为2+j1MVA30MVA31.5MVA200km31.5MVAXd=O.22Ud%=10.50.4Q/km（每回）Ud%=10.5._，一.一-Ed=1.0810.5/121kV110/10.5kV10.5kV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SFL-31500/110型降压变压器，其技术参数为：电压110kV/11kV,Ps=180kVVP0=31kW,U%=10.5%I。=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）G-1G1B-1fB-2Xn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。G1_T1_115kV,G2jXN电力系统分析答案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）易丁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。1、G10.5kVT-110.5kV/242kVT-2220kV/121kVT-3110kV/38.5kVL-1220kVL-1110kVL-135kVYc35kV2、RZt1Z11Zt2Z|2I11|kZt3Z|3B1rh.Bi2B-沽Ym20十本岫辛丫m3.B3.Bl3、/J方牛J方丰幸YcBl3、P2Q2(1027.52)106352FjQ=顼(RJX)=T(5-J20)=(0.6378+J2.5510)MVAPRQX1057.520.U=5.714kVU35(1)各设备的额定电压如下！G:罕矿5、电压损耗、功率损耗会减少。10(l+5%)=10.5kV10.5/110(1+10%)=10.5/121110/35(1+10a)=110/38.535/10(1+10%)=35/11(2)各变压器实际变比121(1+2.5%)10.5T110、5=28138.51K门一11.0&疽皂芦*四、(1)推导阻抗参数c，总nnPR93000Prf=Hi-RR=T=3.1Q丑*3*3x100，U=4iXIRnX=-=建=5O.8Q急姊JJxlOO(2)推导导纳参数nG。=M23.EO=0.3-xlO%甬64I.=劣*=BqZo厂9.42x_3=Bf.=y3=2.04x10sUQ8000lc=10.4610,5均折算到一次侧R=3AC1AT=5O.8Q宾=W=3冲ck210.4762典=2.04.1了小6小7k210.462五、折算后的功率损耗、崟-2)&一3)J560kW=遍史食)60x祭)=178x|I=401kW=363x|I=817kW各绕组短路损耗,AR,=-(560+817-401i=488kW租27也=li401+560-817)=72kW=-i401+817-560.=329kW748!x22=292Q1000902&=驾=_X=0.43G21000X100090232922O2/?,=x2L=i.$r7Q1000902L/w%=1(13.15+20.4-5.7=13.932Z7w%=l(13.15+5.7-20.4，=-0.782%=-(5.7+20.4-13.15)=6.482vUkl%Um313.932202m3Xi=_x里_xlO=xxlO=74.9Q100100900002=x103=-4.2Q210090000-0.782202Q,=4X10-3=4X10-3=3.9x105U；2202密汐虾=锵、嘉=六、1、2001212R=2.9511100031.510.51212X=10031.52、2.9511R*=-=0.0201212100JX_48.8033一1212100=48.80330.3333七、1、节点1:PQ节点待求量:U,u节点2:PV节点待求量:节点3:平衡节点待求量:P,Q2、Y11=yi2yi3=1.25j5.5Y2-y2y23=1.3-j7Y33y23y13=1.55-j6.5Y21=丫2=-0.5j3Y3223=-0.8j4Y31=Yn=0.75j2.51.25-j5.5Y=-0.5+j30.75+j2.5-0.5j31.3-j7-0.8j4-0.75j2.5-0.8+j41.55-j6.53、n_Si=UiYijUjj1i=1,2,3rNP=，UiUj(GijNi=1,2,3Qi=LUiUj(Gijsin、一Bcos、节)或u(Qi1iiN、W)i=1,2,3j4jPi|P2AQijHii|H21-J11H12N11-1-1IH11H22N21A&2TA&2H21.1.J12Ln_1AU1-u1AU1-J、H12H22J12一一1_NnAPJN21AP2L1J-gjU（k）)l)收敛条件:Ail)代m(k)(k)AU1&2,AL2&2八、1、取Sb=50MVAUb=115kVXd=0.350=0.350X10550=0.10510050、，-Sb一50XL=0.450=202=0.0756以短路前D点电压为基准，贝Ud=EW0口（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）121115=1.0520j(XdXtXl)1.052j(0.30.1050.0756)=-j2.1889有名值2、I=2.1889Sb一=0.5495(kA)XT2=XT1=0.105Xl2=Xl1=0.0756Xd=0.3X2=0.3550=0.355050XT0=0.105=0.10550SBXL0=1.450-B2=0.265UbEgA相接地短路，复合序网由3个序网络申联而成a1j(XdXt1Xl1X2Xt2Xl2Xt0Xl0)1.0520j(0.30.1050.07560.350.1050.07560.1050.265)=一j0.762负序网络正序网络dA1=IdA21DA=3IDA1EgUDA2*-9-ZtoZl0idaoUDA0=dAO=-j2.286有名值IdaSB50=2.286IB=2.286*十;一=2.2860.574kAB、C相各序分量，然后（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合成为各相量，也正确）Db=/板aI，DA2Dc-alDaiaIdaoDA2IDA0=（下2aWdAI=0=（a，a，1）Idai=0从而IDB-IDC=0kA4发电机提供的短路电流iGa=ej30iDai.ej30、I）DA2=J3Idai=-j1.320Gb=e0a2DA1e-j30aIDA2=DA1=0iGc=ej30alDA1ej30a2llDA2=fDA1=j1.320LISifrlto.7项+空+row690T旻+*+一H、寸.Of+so.0roru+TSFOI，Inr.M+so.osf+mM口rm二彳0Tr#6oHH*f+HIW+EW+S%H一宵3+ufag.oLX弓WCO9CO;XOCXICOLHogtn也mXOCXICO.T渺OHs00-H3.667上+=-/3.333kZTkZT解设U2=S=1_0二膺二0,飞（竺_*区_乌骨_写评）3.666-yll1=18509-;0.226一产I（一2+j6）xLO4-T.666+jU）xl-（-l+3j）d.OS叩二；(竺金-KV】-&码-与评)*1-i-jjqr(-1+3力蜘04_(用606+朋(1削一川酉-顾xLOj*或J=hi(uf(Ya1q+鼻玛+备普)+=-14,655W-005630.13344卜一、电压损耗PRQX2113=0.48kV10.4U1=U2U=10.40.48=10.40.48=10.88kV(1)用标幺值表示的等值网络(取&=100MVA，用平均额定电压进行计算),把以自身为量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值(3)EdjXdJXtijXljXT2ydXj=0.22100=0.73330100Xt1=0.1050.33331.5100XT2=0.1050.33331.5Xl=2000.4竺2=0.605115回路总电抗为X、=XdXT1XXT2=0.7330.3330.3330.605=2.004(2)起始次暂态电流Ed1.08Id%=0.539X、0.7330.3330.3330.605有名值为Id=0.53S=0.539*1003Ub=2.96kA.310.5短路容量为SbSdXdXtiX|Xt2100=49.9MVA0.7330.3330.3330.605(3)短路冲击电流，取Kch=1.8ich=、242=、21.82.96=7.53kA(4)若电源容量为无限大，则X：XT1XlXT2=0.3330.3330.605=1.2711Iz=1=0.787X-有名值为IzSb100=0.787rB=0.7874.33kA3Ub310.5ich=；2KchIZ=;21.84.33=11.01kAccPkUi2nR21000S1801102-2100031.5=2.20x=5UA100SN_210.5110210031.5-P03313八Gmr10=210=2.5610SUin110Bm=2.0810罗SIo%Sn.2100Uin0.831.5十四、jXG1,1jXB1,1jXl,1jXB2,1jXG2,1EiUkiTE2(a) 正序网络*Uk2FjXB2,2jXG2,2jXG1,2jXB1,2jXl，2负序网络j3XNjXB1,oX|,o零序网络Ei1L1L_JL_J1Uk1C-T_E2JXT2,1jXG2,1jXG1,1jXT1,1jXl,1(a) 正序网络jXG1,2jXT1,2jX|,2jXT2,2jXG2,2I1IIII1FUk2负序网络j3XNJXti,0X|,oXt2,0(b) 零序网络_2100110