电力系统分析试题与答案

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1、细心整理一. 计算题例2-6 确定， 试求出图中变压器不含励磁支路的型等值电路。解：变压器阻抗折算到高电压侧时，含志向变压器的等值电路示于图，因此图中各支路阻抗为，例2-8 试计算如下图输电系数各元件电抗的标幺值。确定各元件的参数如下，发电机SG(N)=30MVA，VGN=10.5kV，XGN=0.26；变压器T-1 ST1(N)=31.5MVA，VS%=10.5，kT1=10.5/121；变压器T-2 ST2(N)=15MVA，VS%=10.5，kT2=110/6.6；电抗器 VR(N)=6kV，IR(N)=0.3kA，XR%=5；架空线路长80km，每公里电抗为0.4；电缆线路长2.5km

2、，每公里电抗为0.08。解：首先选择基准值，取全系统的基准功率SB=100MVA。各元件电抗的标幺值为习题1-2 电力系统的局部接线示于题图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。试求：1发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；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发电机：，比同电压级网络的额定电压高5%变压器T-1为升压变压器：，等于发电机额定电压；，比同电压级网络的额定电压高10%变压器T-2为降压变压器：，等于同电压及网络的额定电压；和，分别比同电压级网络的额定电压高10%。同理，

3、变压器T-3：和。变压器T-4：和。(2) T-1：T-2：，T-3：，T-4：3T-1：T-2：，T-3：，例6-2 在例2-8的电力系统中，电缆线路的未端发生三相短路，确定发电机电势为10.5kV。试分别按元件标幺值计算短路点的电流的出名值。解：取SB=100MVA， (，)， ，例3-2 确定同步电机的参数为：，。试求在额定满载运行时的电势和。解：用标幺值计算，额定满载时V=1.0，I=1.01先计算。由图的相量图可得2确定的相位，相量和间的相角差和的相位差为：(3)计算电流和电压的两个轴向重量，4计算空载电势：例4-1 某电力系统的等值网络示于。各元件阻抗、导纳均以标幺值标于图中，求节

4、点导纳矩阵。解：习题4-1系统接线示于题图4-1，确定各元件参数如下：发电机G-1：SN=120MVA， ；G-2：SN=60MVA， 。变压器 T-1：SN=120MVA， ；T-2：SN=60MVA， 。线路参数： ， 。线路长度L-1：120km，L-2：80km，L-3：70km。取SB=120MVA，VB=Vav，试求标幺制下的节点导纳矩阵。解：选，接受标幺参数的近似算法，即忽视各元件的额定电压和相应电压级的的差异，并认为全部变压器的标幺变比都等于1。1计算各元件参数的标幺值， ， ， ， ， 2计算各支路导纳。 3计算导纳矩阵元素。a对角元(b)非对角元导纳矩阵如下习题5-1 供电

5、系统如图5-1所示，各元件参数如下。线路L：长50km，x=0.4/km；变压器T：SN=100MVA，VS=10.5%，kT=110/11。假定供电点电压为106.5kV，保持恒定，当空载运行进变压器低压母线发生三相短路。试计算：1短路电流周期重量，冲击电流，短路电流最大有效值及短路功率等的出名值；解：按出名值计算，(1)短路电流和短路功率计算(a)基频重量短路点的电流(b)冲击电流取(c)短路电流最大有效值(d)短路功率习题5-3 一台无阻尼绕组同步发电机，确定：PN=50MW，。发电机额定满载运行，试计算电势，和，并画出相量图。解：确定，设，那么，习题6-3系统接线示于题图6-3，确定各

6、元件参数如下：发电机G：SN=60MVA，；变压器 T：SN=30MVA， ；线 路 L：=20km，x=0.38/km。试求f点三相相短路时的起始次暂态电流，冲击电流、短路电流最大有效值和短路功率等的出名值。解：选，那么，取，1起始次暂态电流2求冲击电流，取冲击系数有：3短路电流最大有效值：4短路功率：或 习题9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率，最小负荷系数以及峰谷差。解：1日平均负荷2负荷率 题图9-1 日负荷曲线3最小负荷系数4峰谷差9-2假设题图9-1作为系统全年平均日负荷曲线，试作出系统年待续负荷曲线，并求出年平均负荷及最大负荷利用小时数Tmax题图9

7、-2年持续负荷曲线解：年持续负荷数据如题表9-2所示。题表9-2年持续负荷有功功率/MW持续时间/h1204365=14601004365=1461904365=1462804365=1463704365=1464504365=14651系统年持续负荷曲线如题图9-2所示。2年平均负荷3最大负荷利用小时数 9-3某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。解：1全年平均负荷题图9-3年持续负荷曲线2全年耗电量3最大负荷利用小时数 习题10-1：一条100KV架空输电线路，长100km，忽视线路对地电容，确定线路未端运行电压VLD=

8、105kV，负荷PLD=42MW，cos=0.85。试计算：1输电线路的电压着陆和电压损耗；2线路阻抗的功率损耗和输电效率；3线路首端和未端的电压偏移。输电线路等效电路解：1，电压着陆相量图电压着陆：电压损耗：2)功率损耗输电效率：3未端电压偏移： 首端电压偏移： 10-2 假设上题的负荷功率因数提高到0.95，试作同样计算，并比拟两题的计算结果。电压着陆：电压损耗：2功率损耗输电效率：3未端电压偏移： 首端电压偏移：例题：电网构造如下图，额定电压10kV，确定各节点负荷及线路参数：S2=0.3+j0.2MVA，S3=0.5+j0.3MVA，S4=0.2+j0.15MVA，Z12=1.2+j2

9、.4，Z23=1.0+j2.0，Z24=1.5+j3.0，电源电压V1=10.5kV，试作功率和电压计算。 解：(1) 先假设各节点电压为额定电压进展功率损耗计算，以求得电源点始端功率。(2) 用确定的电压及第一步求得的功率分布，求出线路各点电压。(3) 依据求得的电压分布，重算功率分布。 (4) 比拟两次计算得到的电源点功率的差值，小于0.3%，那么可以完毕计算。否那么接着重算电压分布、功率分布直到误差足够小题图11-1简洁输电线路11-1 输电系统如图11-1所示。确定：每台变压器SN=100MWA，PO=450kW，QO=3500kvar，PS=100kW，VS=12.5%，工作在5%的

10、分接头；每回线路长250km，r1=0.08/km，x1=0.4/km，b1=2.810-6S/km；负荷PLD=150MW，cos=0.85。线路首端电压VA=245kV，试分别计算：1输电线路，变压器以及输电系统的电压着陆和电压损耗；2输电线路首端功率和输电效率；3线路首端A，未端B及变压器低压侧C的电压偏移。解：输电线路接受简化型等值电路，变压器接受励磁回路 11-10. 简洁电力系统如图11-10所示，确定各段线路阻抗和节点功率为：Z12=10+j16，Z13=13.5+j21，Z23=24+j22，SLD2=20+j15MVA，SLD3=25+j18MVA，节点1为平衡节点，V1=1

11、150kV。试用牛顿-拉夫逊法计算潮流：1形成节点导纳矩阵；2求第一次迭代用的雅可比矩阵；3列写出第一次迭代时的修正方程。解：1节点导纳矩阵图11-10 ，；，；，(2) 列写矩阵(3) 列写出第一次迭代时的修正方程，例12-3 降压变压器及其等值电路示于图a、b。确定在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=28j14MVA和Smin=10j6MVA ，高压侧的电压分别为V1max110kV和V1min113kV (a)(b)。要求低压母线的电压变更不超出66.6kV的范围，试选择分接头。解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗假定在最大/最小负荷时低压侧V2max6kV和V2mi

12、n6.6kV，那么取算术平均值V1tav=107.5kV 选最接近的分接头V1t=107.25kV并校验低压母线的实际电压 可见所选分接头是能满足电压要求的。 例13-2 某电力系统中，40%的容量已完全利用，其余30%为火电厂，有15%的备用容量，其单位调整功率为16；30%为水电厂，有18%的备用容量，其单位调整功率为18；系统有功负荷的频率调整效应系数为。试问：假设负荷变更的范围是10%，那么系统频率变更的范围是多少？计算必考解：1计算系统的单位调整功率，令系统中发电机组的总额定容量等1，即发电机组的等值单位调整功率为 ，系统负荷功率 系统备用系数 于是(2)系统负荷变更10%时的频率偏

13、移为：一次调整后的系统稳定频率变更的范围为 13-2 某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数=4%，额定频率fN=50Hz，系统总负荷为PD=320MW，负荷的频率调整效应系数KD=0。在额定频率运行时，假设系统增加负荷60MW，试计算以下两种状况下系统频率的变更值。计算必考140台机组原来平均担当负荷；2原来3台机组满载，1台带20MW。说明两种状况下频率变更不同的缘由。解：每一台发电机的单位调整功率14台发电机原来平均担当负荷每台发电机担当，因此，增加MW负荷后，每台发电机可担当，或2原来三台满载，一台带20MW负荷。此时，全部的负荷增量只能由一台发电机

14、负担，即，3两种状况下频率变更不同是因为第一种状况下，而其次种状况下变成，因而在一样的下，变大4倍。 习题14-9 两个火电厂并联运行，其燃料耗量特性如下：计算题必考F14+0.3PG1+0.0008P2G1t/h, 200MWPG1300MWF23+0.33PG2+0.0004P2G2t/h, 340MWPG2560MW。系统总负荷分别为850MW和550MW，试确定不计网损时各厂负荷的经济支配。解：1系统总负荷为850MW时PG2=850-PG1，各发电厂的燃料耗量微增率为令1=2，并将PG2=850-PG1代入，可解出PG1，即0.3+0.0016PG1=0.33+0.008850-PG10.0016+0.0008PG1=0.33-0.3+0.008，可得PG1=295.883MW，PG2=850-PG1=850-295.833MW=554.167MW2当系统总负荷为550MW时，即PG2=550- PG1，令1=2，并将PG2=550-PG1代入，便得0.0016+0.000810-3PG1=0.33-0.3+0.00855010-3由此可得PG1=195.833MW，但PG1的最小允许负荷PG1200MW，故PG1=200MW，PG2=550-200MW=350MW。