电力系统稳态分析考试习题及答案

1、第二次作业1、中等长度输电线路的集中参数等值电路有那两种形式？电力系统分析计算中采用哪一种？为 什么？2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影响？3、输电线路进行全换位的目的是什么？4、变压器的t形等值电路和T形等值电路是否等效？为什么？5、 已知110KV架空输电线路长度为 80km,三相导线平行布置，线间距离为4m,导线型号为LGJ150,计算其参数并画出其等值电路。(LGJ-150导线计算外径为17mm6、 已知220KV同杆双回架空输电线路长度为200km,三相导线平行布置，导线之间的距离为6.0m，导线型号为LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。(LGJ-

2、300导线计算外径24.2mm)7、 长度为600Km的500KV电力线路的结构如下：LGJ 4 X 400分裂导线，导线直径 28mm ,分裂间距450mm,三相导线水平排列，相间距离13m，如下图所示。作出近似考虑电力线路分布参数特性时的n形等值电路。(LGJ-400导线计算外径为28mm)ncaa4I口n1300031300018、已知某110KV双绕组变压器铭牌数据为：SN =6300KVA、121/10.5 KV、 ：F0 =9.76KW、 ：Pk=52KW、10%=1.1、UK%=10.5 计算变压器的参数(归算到110KV ); 画出变压器的.形等值电路。9、已知三绕组变压器型号

3、为SFSL-15000/110,容量比为100/100/100，短路电压为Uk31(%) -17、 Uk23(%)=6、 Uk12(%) -10.5 ,短路 损耗为：PK31 =120KW 、PK1120KW、 ：PK23 =95KW，空载损耗为Po 22.7KW，短路电流 10(%) =1.3。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。10、已知自耦变压器型号为 OSFPSL-120000/220，容量比为100/100/50，额定电压为 220/121/11KV，变压器特性数据为：短路电压为 Uk31(%) =33.1、Uk23(%)=21.6、Uk12(%) =9.35 (说明短路

4、电压已归算到变压器额定容量之下)，：Pk3 366KW、PK12 =455KW、：氐23 =346KW，空载损耗为F0 =73.25KW，短路电流 10(%) =0.346。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。11、 某电力系统，接线如图所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、导纳和输电线路导纳，画出其等值电路，并计算 按变压器额定变比归算到220KV侧的有名制参数 按变压器平均额定变比归算到220KV侧的有名制参数 按变压器额定变比确定的标幺制参数 按变压器平均额定变比确定的标幺制参数35KV LGP120 Em =4mE-gth-SSPL-120000/220SFPS

5、L-63000/220 容星比 100/100/100lEOJtm1OKVZLQz-3X170 a -0.0E(n/hn) r -0.45(fi/hn)*1 勿 QSn 220KVLGJiq-40D -7【LGJQ-400的单位长度参数为：匚jxi =0.08 j 0.406(.】/km) ； LGJ-120 的单位长度参数为：rijXi =0.27j0.408(i/km) ； SSPL-120000/220 的额定变比为 220/38.5KV、短路损耗PK =932.5KW、短路电压 UK(%) =14 ； SFPSL-63000/220 的额定变比 220/121/11;短路损耗PK12

6、=377.1KW、.:PK3丄=460.04KW、.:PK2； = 252.06KW ；短路电压 UK1/%) 5.15、U K3 J (%) =25.8 、U K2 J3 (%) =8.77 】第二次作业参考答案1、中等长度输电线路的集中参数等值电路有那两种形式？电力系统分析计算中采用哪一种？为 什么？答：中等长度输电线路的集中参数等值电路有型等值电路和二型等值电路两种，电力系统分析计算中采用二型等值电路。因为电力系统分析计算通常采用节点电压法，为减少独立节点的数目，所以采用二型等值电路。2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影响？答：采用分裂导线是为了减小线路的电抗，但分裂导

7、线将使电晕临界电压降低，需要在线路设 计中予以注意。3、输电线路进行全换位的目的是什么？答：输电线路进行全换位的目的是使输电线路各相的参数(电抗、电纳)相等。4、变压器的t形等值电路和T形等值电路是否等效？为什么？答：变压器的T形等值电路和T形等值电路不等效，T形等值电路是将 T形等值电路中的励磁 值路移到一端并用相应导纳表示所得到的等值电路，是T形等值电路的近似电路。5、已知110KV架空输电线路长度为 80km,三相导线平行布置，线间距离为4m,导线型号为LGJ150,计算其参数并画出其等值电路。(LGJ-150导线计算外径为17mm解：由于线路为长度小于 电抗和电阻。100km的短线路，

8、线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只需计算其Dm =1.26 4 : 5(m) = 500 ( cm),导线计算半径2 217r :2= 8.5(cm),标称截面为上 31.5= 0.21(“/km)治=0.1445lg 5000.0157 =0.416(门/km)8.5输电线路的总电阻和总电抗分别为：R=M=0.21 80=16.8()、X=x =0.416 80 = 33.28()输电线路的单相等值电路如图1680 J336、已知220KV同杆双回架空输电线路长度为200km，三相导线平行布置，导线之间的距离为6.0m，导线型号为LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。(LGJ

9、-300导线计算外径24.2mm)解：忽略双回路之间的相互影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为Dm = 1.26 67.5m ,r = 242 -1.21(cm)，标称截面为 S =300(mm2)，取导线的电阻率为22= 31.51 .mm /km 。31 50.105(“/km)、 3007507 5866x1 =0.1445lg0.419(/km)、b1 篙 10 =2.71 10 (S/km).1.21lg1.21取、：=1、m=0.9，则输电线路的电晕临界相电压为：则单位长度线路的电抗和电纳分别为r,Ucr =44388m r(10.298)|g DmJr r-44.388 0.

10、9 1.0 1.21 ( 0.298 ) |g 驱1.21x1.01.21=171.54(KV )大于线路的最高工作相电压220 汇 1 0522005 =133.37(KV)，所以线路不会发生电晕现象，输电线 3路单位长度的电导g0 线路的集中参数为：0.105 2002= 10.5()、0.419 2002= 41.9(门)、S =150(mm )，取导线的电阻率为：=31.5mm /km。2Gy l 2=0B 书 l 2=2.71 10200 2 =10.84 10*(S)、线路的等值电路为:10.5Q j41.9G11Q=F J 5.42X10.7j 5.42X107、长度为600Km

11、的500KV电力线路的结构如下：LGJ 4 X 400分裂导线，导线直径 28mm ,分裂间距450mm,三相导线水平排列，相间距离13m，如下图所示。作出近似考虑电力线路分布参口Elan13000口a 113000解：先计算电力线路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。P31.5r1 =-=0.01969(0/km)S 4 x 400Dm=#13000汉 13000汉 2 汉 13000= 16380(mm)req =二丁卍加加口 =翠14 汉 450 汉 450 汉 V2 汽 450 =206.1(mm)数特性时的n形等值电路。(LGJ-400导线计算外径为28mm)9、已知三绕组变压器型号为S

12、FSL-15000/110,容量比为100/100/100，短路电压为x0.1445lgDm 157 =0.1445lg16380 0.0157 = 0.279(门 / km)reqn206.14,7.58. _6b10.Dmlg -req计算电晕临界电压7 KQ10=3.989 10(S/km) ,16380lg206.1Ucr。取m =0.9,： =1.0, n =4,2 =4.24，则电晕临界电压为Ucr =44.388m卧(1+0!98)lg d- r1 . _Lreqd丄 0.29841638=44.388 0.9 1.0 1.4 (1 )lg4 0.0 + 4.24X1.420.6

13、145= 470.1(KV)470.10.95 = 446.6(KV )，假设 500KV线路运行相电压为446.6303.1，输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以中间相电晕临界相电压为525/ .3 =303.1(KV)，由于 g1 =0。近似考虑输电线路参数分布特性2 2kr -x1b1 11 -0.279 3.989 10“6000.86633kx =1 -(讣biXi)l 1 -(0.279 3.989 106O.。19692 3.989 E)吨0.2796=0.934l2_6 6002kb =1 x1b11 0.279 3.989 101.03312 12kml =0.866

14、0.01969 600 =10.23(kxX, = 0.934 0.279 600 = 156.35()kbb1l 1.033 3.989 10600 =2.472 10；(S)kbl1_3_32.472 10=1.236 10 (S)2 2近似考虑输电线路参数分布特性的n形等值电路如图所示10.23+j 156. 35jl.236X103jl,236X108、已知某110KV双绕组变压器铭牌数据为：Sn =6300KVA、121/10.5 KV、:F0 =9.76KW、.:Pk=52KW、1%=1.1、Uk%=10.5 计算变压器的参数（归算到 110KV）； 画出变压器的形等值电路。解：计

15、算变压器参数:（归算到110KV)RtPkU：521212= 19.2()X221000Sn10006.32Uk%un10.51212= 244()XtXSn1001006.3Gt厶p。sn9.761622= 0.67 10 (S)1000Un1000121Bt丨0%Sn1.16.3-62=X2 =4.7 10(S)100Un100121变压器形等值电路19.2( 口)j244(p)U k31 (%) -17、 U k23(%) = 6、 U k12 (%) -10.5 ，短路 损耗为匚 Pk31：PK12 =120KW、:PK23 =95KW，空载损耗为：P0 =22.7KW，短路电流 l0

16、（%）120KW、二1.3。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：1 ）变压器参数计算电阻计算1 C=Pk3121 .（匚 PK122-（匚 PK31厶PK1PkiP K12-P K23)lPK2lPK3lPK23PK 23U；一1000 Sn-Pk2 挂-1000SnU-1000 s2电抗计算1K1 (%)U K12 (%)21K2(%)U K12 (%)21K3 (%)U K31 (%)22Uk1(%) Un=A :100 Sn _Uk2(%) U： -100Sn2nRT1Rt2Rt3Pk3XT1XT2XT3电纳、汽 PK13 )-PK12 )_ 72.5110247.5 1

17、102_1000152!47.5 1102-1000152Uk3(%) U:X100 电导计算 l(%)Sn 100U 2SnG亠1000Un2)变压器等值电路1(120120 -95) =72.5KW21(120 95 -120) =47.5KW1(120 95-120) = 47.5 KW= 3.899(=2.554(门)= 2.554()1Uk31(%) -Uk23(%)(10.5 17-6) =10.7521U K23(%) -U K31 (%)(10.5 6 -17) ： -0.25 ： 021U K23(%) -UK12(%)(176-10.5) =6.25210.75 11021

18、00 15= 86.720= 0()26.25 110100 15二 50.42()1.3 152 =1.611 10“(S)100 1102227 2 =1.876 10*(S)1000 110GtRti JXti-j BtRTE jXT2Kt3 jXn2210、已知自耦变压器型号为 OSFPSL-120000/220 ,容量比为100/100/50,额定电压为220/121/11KV，变压器特性数据为：短路电压为 Uk31（%） =33.1、Uk23（%）=21.6、Uk12（%） =9.35 （说明短路电压已归算到变压器额定容量之下），厶Pk31 = 366KW、：PK12 =455KW

19、、.:PK23 =346KW，空载损耗为.F0 -73.25KW，短路电流 10（%） =0.346。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：1 ）变压器参数计算电阻计算二 455KW、lPk31 = 4二P31 = 4 366KW =1464KW、二PK1 = - ：PK12：Pk23 =4：P23 = 4 346KW =1384KWPk2Pk3RT1Rt2Rt31 .（=PK3121（ = PK1221 .C : PK 3122Fk1 Un=X 1000 s2-Pk2 U；_ 1000 Sn2n-Pk3 U-=Pk23*Pk231- ：PK23）=（一 1464455 -138

20、4）21-.: PK13）（455 1384 -1464）21-.：PK12）（1464 1384 - 455）2-267.5KW-187.5KW= 1196.5KW1000 S电抗计算1 U K12（%）21 Uk12（%）21 Uk31（%）267.5 2202 ccs、2 =0.899（）1000 1202187.5 2202、2 = 0.63（）1000 12021196.5 22022 = 4.02（）10001202K1（%）K2（%）K 3（%）Uk31（%）心23（%）Uk23（%） 7心（）Uk23（%） 7。2（%）1（9.35 33.1 - 21.6） =10.42521

21、（9.3521.6 - 33.1） = -1.075 ： 021（33.1 21.6 -9.35） = 22.6 7 5X T1Uki(%)100UnX10.425 2202100 120=42.044)uK2 (%)Un、X T2= 0（）100SnuK3 (%)u；222.675 220X T3=X =100Sn100 120Sn电纳、电导计算= 91.4 88)Btl(%)Sn2100Un0.346 12 =8.578 10(S)100 22051000U n2二晟芦513 10飞）Gt11、某电力系统，接线如图所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、导纳和输电线路导纳，画出其

22、等值电路，并计算按变压器额定变比归算到220KV侧的有名制参数 按变压器平均额定变比归算到220KV侧的有名制参数 按变压器额定变比确定的标幺制参数35KV LGJ120 Dm =4mE-GDd-SSPL-120000/220SFPSL-63000/220 容量比 100/100/100*1 如OKm 220KVDGjq-400 %)=7lEOKm 按变压器平均额定变比确定的标幺制参数系统l5 3iKm?- r*lOKY1-3X170 jt = 0.0S(Q/hn) r-0.45(Q；Jhn)【LGJQ-400的单位长度参数为： jx1 = 0.08 j 0.406（i.】/ km） ； LG

23、J-120的单位长度参数为：r1jX1 =0.27 j0.408（门/km） ； SSPL-120000/220 的额定变比为 220/38.5KV、短路损耗：PK =932.5KW、短路电压 UK（%） =14 ； SFPSL-63000/220 的额定变比 220/121/11;短路损耗PK1 377.1 KW、FK34、=460.04KW、:PK2； = 252.06KW ；短路电压 U K1, (%) =15.15、Uk3() =25.8、Uk2(%) =8.77 】解:1、按变压器额定变比计算参数有名制输电线路220KV架空线路：线路 h :RjX=(0.08j0.406)200=1

24、6j81.2(线路 12 :RjX=(0.08j0.406)150=12j60.9()线路 13 :RjX=(0.08j0.406)150=12j60.9()35KV架空线路：1线路 14 : R jX (0.27 j 0.408) 40 =5.4j8.16(2220归算到 220KV侧：R jX =(5.4j8.16) ()2 =176.33j266.45(38.5电缆线路 15 : R jX =(0.45j0.08) 3 =1.35j0.24(门)220归算到 220KV侧：R jX =(1.35 j 0.24) ()211=540j96(变压竺 变电站 归算到器B:220KV侧的变压器参

25、数为:1 932.5 2202尺Rt2 = 1.56(；-)2 1000 1201 142202XT =丄丄4 22028.23()2 100 120C：变电站变压器各绕组的短路损耗和短路电压为：1.-：Pk1(377.1 460.04 252.06) =292.54(KW)2A1.Pk2(252.06 377.1 -460.04) =84.56(KW)1.：Pk1(252.06 460.04 -377.1) =167.5(KW)21U K1(%)(15.1525.8 -8.77)=16.0921U k2(%)(8.77 15.15 - 25.8) = -0.94 ： 021U K3(%)(2

26、5.8 8.77 -15.15) =9.712归算到220KV侧的变压器参数为：制。RT1RT2RT3Xt1XT2292.54 22022 =3.57() 100063284.56 2202X 100063167.5 2202厂1000 63216.092202123.61(63=1.03(门)=2.04(门)220274.60（门） 100632、按变压器平均额定变比计算参数有名制输电线路线路线路线路线路XT1 9.7111 :2 :13 :14 :电缆线路R jXR jXR jX=16j81.2()=12 j 60.9(门)=12 j 60.9(门)230 2R jX=(5.4 j8.16

27、) ()2 =208.66j315.31()3715 : R jX ： =(1.35j0.24)(空)210.5变压器 变电站B:变电站C:RtXtRT1Rt2RT3XT1Xt21 932.5230222 1000 120221 14230=x: X2 100 120二 30.86()292.54 23021000 6384.56 2302X100063167.5 2302厂10006316.092302X63100：0= 3.90()= 1.13()二 2.23(= 135.10()23029.71=X100633、按变压器额定变比计算参数标幺制先将参数有名值按变压器额定变比归算到Xt181

28、.53()220KV侧，然后利用220KV侧基准值计算参数标幺484U 2 取 220KV侧基准值 SB = 100MVA、U B = 220KV ,则 ZBBSB按变压器额定变比求得的归算到220KV侧的参数有名制和选定的基准值,16 + j81.2R*jX*0.033 j0.16848412j60.948412j60.94842202484（）。利用前面100计算系统参数标幺值。线路线路线路线路ll:I3 :14 :电缆线路变电站变电站R*R*R*jX*jX*jX*R*B变压器:C变压器:利用名值求参数标幺值。= 0.025j0.126= 0.025 j0.126176.33 j 266.450.364j0.551jX*R*RT1*RT2*RT3*484540j961.116j0.1984841.56+ j28.23jX*0.003 j0.058jX T1*jX T2*jX T3*4843.57j123.61 =0.007 . j 0.255484103 卫=0.002 j0 4842O4 j74.60 = eg j0.154484220KV侧基准值和变压器的额定变比求其它电压侧的基准值，然后利用未归算的参数有QQ C35KV侧 ub（35） = 220 -22011 = 22011（KV）、ZbO0）220