电力系统分析试卷及答案

1、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。、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

2、有功功率为10MVV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-110kVL-1220kVT-2L-2110kVT-3GL-335kV口tYC、电力系统接线如下图所示，电网各级电压示于图中，求1）发电机和各变压器高低压侧额定电压；2）设T-1高压侧工作于+2.5%由头，T-2工作于主抽头，T-3高压侧工作于-5%f由头，求各变压器实际变比。G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

3、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RX、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：APs（1-2）=560千瓦，AR（2-3）=178千瓦,APs（3-1）=363千瓦，依1-2）%=13.15,VS（2-3）%=5.7,Vs（3-d%=20.4,AR=187千瓦，I0%=0.85&试求3算到220千伏侧的变压器参数。（注：功率

4、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_PkUi2nR1000sNGm=：010”SU1NB0%SNSm2100Uin1、试计算变压器绕组电阻、漏抗的有名值;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

5、流计算时各节点的类型和待求量；I2、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D点分别发生短路。图表3发电机额定容量(MVA)X'X2500.30.35表4变压器接线类别额定容量(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

6、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：/3-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，

7、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1/0。(图中各值均为标么值）1一、10kV线路的等值电路如图所示，已知末端电压为10.4kVo求始端电压。2+jlMVA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。30MVAXd'=0.22Ed=1.0810.5kV110/10.5kV10.5/121kV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：

8、电压110kV/11kV,Ps=180kWP0=31kW,U%=10.5%10%=0.&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）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。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

9、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）易于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、3、&Zt1Z11Zt2Z|2I11|-kZt3Z|3匕1,.B12B,c悟

10、奉Ym3BiP2Q2pjQ=j(Rjx)=(1027.52)106352(5-j20)=(0.6378+j2.5510)MVAPRQX1057.520一.U=5.714kV355、电压损耗、功率损耗会减少。(1)各设备的额定电压如下:G:不%：10(1+5%)=10.5kV10.5/110(1+10%)=10.5/121110/35(l+10°o)=110/38.535/10(1+10%)=35/11(2)各变压器实际变比以7里=心方KT210.5110=28138.5四、(1)推导阻抗参数c，心箱Pr93000一CPrf=Hi-R-'R=T=3.1Q宜宜3月3xl002U=

11、6通=X=-=5O.8Q忑及出X100(2)推导导纳参数弓=3U：q=守5nG&=""1V=°-xi0-3s°可64I。=耳*Zo/9.42x_3=Bf.=y3=2.04x10s48000110lo5=104-6均折算到一次健R=3AC1X=50SQ条3】17=3一l0%ck210.4762刍=23“6xw5°k210.462折算后的功率损耗,*旷砥豹=56。喂）=560kW比(2.3)=178xa:=401kW酝(i-3)=363x817kWMi各绕组短路损耗,=-(560+817-401i=488kW2=li401+560-817i

12、=72kW401+817-560=329kWR】2488220:"1000X"90r=2.920也X篁1000Sj3292202W00X9=1.97Q72220"A/1=x=0.43Q1000902L/w%=1(13.15+20.4-5.7.=13.932Z7w%=l(13.15+5.7-20.4i=-0.782%(5.7+20.4-13.15)=6.482X=13,93220100S#-0.782202x10090000x103=74.9Q10090000x103=-4.2Q空上=34.8Q10090Q.=4xlO-3=4xlQ-3=3.9x105U：2202六

13、、1、2001212R=2=2.9511J100031.510.51212X二10031.52、2.9511R曲=一2=0.0201212100JX_48.8033一1212100=48.8033，0.3333七、1、节点PQ节点待求量:U,u节点2:PV节点待求量:Q,口节点3:平衡节点待求量:P,Q2、Y11=yi2yi3=1.25-j5.5=y12y23=1.3-j7Y33y23y13=1.55-j6.5Y21=丫2-0.5j3Y32=丫23=-0.8j4Y31=丫3=0.75j2.51.25-j5.5Y=-0.5+j3-0.75+j2.5-0.5j31.3-j7-0.8j4-0.75j

14、2.5-0.8+j41.55-j6.53、n_Si=UYijUjj1i=1,2,3NP='、UiUj(GijNcos、1.BijSinji=1,2,3Qi八UUj(Gjsin、j-Bjcos、j)或u'K”1iiNYjjj)i=123j17-PIIH11,F2H21a3111222121)1)收敛条件:八、1121H11L11jjj6入1H21_J11122212攵(k)a5"(k),:U11N11IAPJN21L11Jlaq1_可(k)*1(k)1、取Sb=50MVAUb=115kVXd=0.350=0.35010.550Xt-=0.10510050、，八八Sb-5

15、0Xl=0.4502=205=0.0756Ub115.(k)-2:二；2以短路前D点电压为基准，则E"=EN0°（该信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）U=1.052.0,UB1151.052j(XdXTXL)j(0.30.1050.0756)=-j2.1889有名值sI”=2.1889M-；=0.5495(kA)3Ub2、XT2=XT1=0.105Xl2=Xl1=0.0756Xd=0.3、，CCL50cCLX2=0.35=0.355050XT0=0.105=0.10550XL0=1.450SBuB=0

16、.265“a13A相接地短路，复合序网由3个序网络串联而成j(XdXt1Xl1X2Xt2Xl2Xt0Xl0)1.0520j(0.30.1050.07560.350.1050.07560.1050.265)=j0.762jXZt1Zl1Ia1UDA1jXG277jDA2ZT2ZL2UDA20负序网络正序网络序网络UdA1=I'DA2IDA=3"dA1EgUDA2¥-9-ZT0UDA0="dA0=-j2.286有名值IdaSB50=2.286IB=2.286xB=2.2860.574kA,3Ub3115（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B

17、、C相各序分量，然后IDb=a2IDai,aIl合成为各相量，也正确）Da2'IaO=(1,a1"dAI=0c=aIDaiaIDa0(aa1)Idai-0从而IDB=IDC=0kA4发电机提供的短路电流iGa=ej30iDaie-j30,l1DA2与dai=-jl.3201GbiGc=曰30LeaIDAI=ej30alieaIDAIeT30"aIlA2=0a1=0-j30，；2.eaIDA2=，"dA1=jl.320有名值SB50一Iga=Igc=1.320rB=1.3203.63kA3Ub310.5Igb=0kA九、兀二为二一必2一=-0.481+72.

18、40474,0450.08十70.41I；=K=-0,454+jl8911331'130.12+J0.5兀=3°当2二九1+y23+y2。=LO69-，4.5°7】24二%=。33=>31+%+T弘=1.042-j7.577&二】史=屣-J，333】必=1编=333（2）修改后jO31111-k=)32+J31+J34+J3口=0.12+JO.50.1+j0.4kZ7k2ZT=L042-4&277解二kZT=73,66744=143+140=-73.333设5=5=l_0'邛*一（与_匕评管F用1o.y-jo?3.666-7111(-2

19、+j6)xl.O4"(-O,666+;12)xl-(-l+3j)xl.O5=1.8509-70.226噂丁;(一专口一看。，一)史啰1-1-XJ5)=-(-l+3;)xl.(M-(-O.(®5+jl2)xaS3jO冽-卜2电)>1肉3.666-jll106593-期355*寸，=inL(%耳+次邛+y省州+7)74655戋"二-W-n-弓管AL0056-70J33y44嵋)卜一、电压损耗PRQXU211310.4=0.48kVU1=U2U=10.40.48=10.40.48=10.88kV(1)用标幺值表示的等值网络(取SB=100MVA,用平均额定电压进行计算),把以自身容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值EdjXdJXtijXljXT2ydXd=0.22100=0.73330Xt1=0.1051000.33331.5XT2=0.1051000.33331.5Xl=2000.4=0.605115回路总电抗为X:XdXT