电力系统分析试题与复习资料.docx

一. 计算题例2-6 已知， 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，含理想变压器的等值电路示于图，因此图中各支路阻抗为例2-8 试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下，发电机(N)=30A，（N）=10.5，（N）=0.26；变压器1 1(N)=31.5A，10.5，1=10.5/121；变压器2 2(N)=15，10.5，2=110/6.6；电抗器 (N)=6，(N)=0.3，5；架空线路长80，每公里电抗为0.4；电缆线路长2.5，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100A。各元件电抗的标幺值为习题1-2 电力系统的部分接线示于题图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1工作于+5抽头、2、4工作于主抽头，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，变压器3：和。变压器4：和。(2) 1：2：，3：，4：（3）1：2：，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，已知发电机电势为10.5。试分别按元件标幺值计算短路点的电流的有名值。解：取100A， (，)例3-2 已知同步电机的参数为：，。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1.0，1.0（1）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分量（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，求节点导纳矩阵。解：习题4-1系统接线示于题图4-1，已知各元件参数如下：发电机1：120A， ；2：60A， 。变压器 1：120A， ；2：60A， 。线路参数： ， 。线路长度1：120，2：80，3：70。取120A，试求标幺制下的节点导纳矩阵。解：选，采用标幺参数的近似算法，即忽略各元件的额定电压和相应电压级的的差别，并认为所有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 供电系统如图5-1所示，各元件参数如下。线路L：长50，0.4；变压器T：100，10.5%，110/11。假定供电点电压为106.5，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）短路电流周期分量，冲击电流，短路电流最大有效值及短路功率等的有名值；解：按有名值计算(1)短路电流和短路功率计算(a)基频分量短路点的电流(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，已知：50，。发电机额定满载运行，试计算电势，和，并画出相量图。解：已知，设，则习题6-3系统接线示于题图6-3，已知各元件参数如下：发电机G：60A，；变压器 T：30A， ；线 路 L：=20，0.38。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有名值。解：选，则，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ü 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若题图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题图9-2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持续时间1204×365=14601004×365=1461904×365=1462804×365=1463704×365=1464504×365=1465（1）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ü 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。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ü 习题10-1：一条100架空输电线路，长100，忽略线路对地电容，已知线路未端运行电压105，负荷42，=0.85。试计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（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），电压降落相量图电压降落：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：ü 10-2 若上题的负荷功率因数提高到0.95，试作同样计算，并比较两题的计算结果。电压降落：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：电网结构如图所示，额定电压10，已知各节点负荷及线路参数：S2=0.30.2，S3=0.50.3，S4=0.20.15，Z12=1.22.4，Z23=1.02.0，Z24=1.53.0，电源电压V1=10.5，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行功率损耗计算，以求得电源点始端功率。(2) 用已知的电压及第一步求得的功率分布，求出线路各点电压。(3) 根据求得的电压分布，重算功率分布。(4) 比较两次计算得到的电源点功率的差值，小于0.3%，则可以结束计算。（否则继续重算电压分布、功率分布直到误差足够小）题图11-1简单输电线路11-1 输电系统如图11-1所示。已知：每台变压器100，450，3500，100，12.5%，工作在5%的分接头；每回线路长250，r1=0.08，x1=0.4，b1=2.8×10-6；负荷150，=0.85。线路首端电压245，试分别计算：（1）输电线路，变压器以及输电系统的电压降落和电压损耗；（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：输电线路采用简化型等值电路，变压器采用励磁回路ü 11-10. 简单电力系统如图11-10所示，已知各段线路阻抗和节点功率为：Z12=1016，Z13=13.521，Z23=2422，2=2015，3=2518，节点1为平衡节点，V1=1150°。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）。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为（28j14）和（10j6） ，高压侧的电压分别为V1110和V1113 (a)(b)。要求低压母线的电压变化不超出（66.6）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V26和V26.6，则取算术平均值V1107.5 选最接近的分接头V1107.25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。ü 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，其单位调节功率为16；30%为水电厂，有18%的备用容量，其单位调节功率为18；系统有功负荷的频率调节效应系数为。试问：若负荷变化的范围是±10%，则系统频率变化的范围是多少？（计算必考）解：（1）计算系统的单位调节功率，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节功率为 ，系统负荷功率 系统备用系数 于是(2)系统负荷变化±10%时的频率偏移为：一次调整后的系统稳定频率变化的范围为ü 13-2 某电力系统有4台额定功率为100的发电机，每台发电机的调速器的调差系数=4%，额定频率50，系统总负荷为320，负荷的频率调节效应系数0。在额定频率运行时，若系统增加负荷60，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。（计算必考）（1）40台机组原来平均承担负荷；（2）原来3台机组满载，1台带20。说明两种情况下频率变化不同的原因。解：每一台发电机的单位调节功率（1）4台发电机原来平均承担负荷每台发电机承担，因此，增加负荷后，每台发电机可承担，或（2）原来三台满载，一台带20负荷。此时，所有的负荷增量只能由一台发电机负担，即（3）两种情况下频率变化不同是因为第一种情况下，而第二种情况下变成，因而在相同的下，变大4倍。ü 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）F1（4+0.31+0.0008P2G1）, 2001300F2（3+0.332+0.0004P2G2）, 3402560。系统总负荷分别为850和550，试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。解：（1）系统总负荷为850时2=8501，各发电厂的燃料耗量微增率为令1=2，并将2=8501代入，可解出1，即0.3+0.00161=0.33+0.008（8501）（0.0016+0.0008）1=0.33-0.3+0.008，可得1=295.883，2=8501=（850-295.833）554.167（2）当系统总负荷为550时，即2=550- 1，令1=2，并将2=5501代入，便得（0.0016+0.0008）×10-31=0.33-0.3+0.008×550×10-3由此可得1=195.833，但1的最小允许负荷1200，故1=200，2=（550-200）350。第 6 页