电力系统分析习题和答案解析.docx
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1、电力系统分析 目 录第一局部 电力系统稳态分析第一章 电力系统的根本概念第二章 电力系统的元件参数与等值电路第三章 简洁电力系统的计算和分析第四章 电力系统潮流的计算机算法第五章 电力系统的有功功率和频率调整第六章 电力系统的无功功率和电压调整第二局部 电力系统暂态分析第七章 电力系统故障分析的根本学问第八章 同步发电机突然三相短路分析第九章 电力系统三相短路的好用计算第十章 对称重量法与元件的各序参数和等值电路第十一章 不对称故障的分析、计算第十二章 电力系统各元件的机电特性第十三章 电力系统静态稳定第十四章 电力系统暂态稳定第十五章 探讨生入学考试试题附录第一局部 电力系统稳态分析电力系统
2、稳态分析,探讨的内容分为两类,一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算,另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。第一章 电力系统的根本概念1-1 什么叫电力系统、电力网与动力系统?电力系统为什么要承受高压输电?1-2 为什么要规定额定电压?电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的?1-3 我国电网的电压等级有哪些? 1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。10kV 220kV 110kV 35kV 10kV 380/220kV6kV110kV 35kV 6kV 380/220kV380/220kVDD123DD123DD习题1-4图123DL35kVGT1T2T
3、3T410kV110kV6kV380V10kV单相习题1-5图1-5 请答复如图15所示电力系统中的二个问题: 发电机、变压器、三相电动机、单相电灯等各元件的额定电压。 当变压器在+2.5%抽头处工作,在主抽头处工作,在-2.5%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。D1D2T1T2T46kV10kV110kV35kV3kVGT3习题1-6图220kV1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压与变压器的额定变比。1-7 电力系统结线如图1-7所示,电网各级电压示于图中。试求:发电机和变压器、凹凸压侧的额定电压。设变压器工作于+2.5%抽头, 工作于主抽头,工
4、作于-5%抽头,求这些变压器的实际变比。T3G10kV110kV35kV10kVT1T2习题1-7图1-8 比拟两种接地方式的优缺点,分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移?它在什么状况下发生?中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加倍?1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么?1-11 什么叫分裂导线、扩径导线?为什么要用这种导线?1-12 架空线为什么要换位?规程规定,架空线长于多少公里就应进展换位?1-13 架空线的电压在35kV以上应当用悬式绝缘子,如承受X4.5型绝缘子时,各种电压等级应运用多少片绝缘子?第二章 电力系统各元件的参数与等
5、值网络2-1 一条110kV、80km的单回输电线路,导线型号为150,程度排列,其线间间隔 为4,求此输电线路在40时的参数,并画出等值电路。2-2 某220kV输电线路选用300型导线,直径为24.2mm,程度排列,线间间隔 为6,试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳,并校验是否发生电晕。2-3 某电力网由双回110kV的输电线向末端变电所供电,其接线如图2-3(a)所示,输电线长100km,用120型导线,在杆塔上布置如图2-3(b)。末端变电所装两台110/11kV、20000kVA的三相铝线变压器,其型号为20000/110。试求:用查表法计算40时,每公里架空线路的参数。求末端变压器
6、折到110kV侧的参数。求并联运行后的等值参数,并画出其等值电路图。校验此线路在t=25正常大气压下是否会发生电晕。110kV10kV2LGJ-120100km2SFL-20000/1106 m5 m4 m3.5m3.5m习题2-3图(a)(b)2-4 某220kV线路,选用2240分裂导线,每根导线直径为22.4mm,分裂间距为400mm,导线程度排列,相间间隔 为8m,光滑系数取0.85,气象系数取0.95,空气相对密度为1.0。试求输电线每公里长度的电阻、电抗、电纳与电晕临界电压。2-5 有一回500kV架空线路,承受型号为4400的分裂导线,长度为250km。每一导线的计算外径为27.
7、2mm,分裂根数n,分裂间距为400mm。三相导线程度排列,相邻导线间间隔 为11m,求该电力线路的参数,并作等值电路。2-6 一条110kV、16km的线路,用2150(双分裂导线)导线架设程度排列,相邻线间间隔 为4.125m,分裂导线外径为17mm,分裂间距为250 mm,求50时线路阻抗欧姆值。2-7 有一条330kV单回输电线路,承受2300分裂导线,每根导线的直径24.2mm,分裂间距为400mm,线间间隔 为2m,线路长300km,试作出该线路的等值电路图。2-8 某变电所装设的三相双绕组变压器,型号为31500/110,额定电压为110/38.5kV,空载损耗kW,短路损耗kW
8、,短路电压,空载电流,试求变压器的阻抗与导纳参数,并绘制T型等值电路。2-9 三相双绕组变压器的型号为SSPL63000/220,额定容量为63000kVA,额定电压为242/10.5kV,短路损耗kW,短路电压,空载损耗kW,空载电流。求该变压器归算到高压侧的参数,并作出等值电路。2-10 某发电厂装设一台三相三绕组变压器,额定容量MVA,额定电压为121/38.5/10.5kV,各绕组容量比为100/100/100,两两绕组间的短路电压为,空载损耗kW。最大短路损耗kW,空载电流,试求变压器参数,并作等值电路。2-11 某变电所装设的变压器型号为20000,额定电压为110/38.5/11
9、kV,各绕组容量比为100/100/50,各对绕组短路电压为,空载损耗kW,最大短路损耗kW,空载电流,试求变压器参数,并作等值电路。2-12 有台容量为20MVA的三相三绕组变压器,三个线圈的容量比为100/100/50,额定电压为121/38.5/10.5kV,短路损耗为kW,kW,kW,空载电流为,空载损耗kW,短路电压为,。试求该变压器的阻抗、导纳参数,并作出等值电路。2-13 某变电所装设一台OSFPSL90000/220型三相三绕组自耦变压器,各绕组电压220/121/38.5kV,容量比为100/100/50,实测的短路、空载试验数据如下: kW,kW,kW,kW,。试求该自耦变
10、压器的参数并绘制等值电路。2-14 一台容量为90/90/45MVA的三相三绕组自耦变压器,额定电压为220/121/11 kV 。短路损耗为kW,kW,kW。短路电压为,空载损耗kW,空载电流。试求该自耦变压器的参数。(注:、是最小绕组容量为基值给出的)110kV6kV6kV习题 2-15图2-15 简化系统如图2-15 所示,元件参数如下:架空线:kV,km,长70 km。变压器:两台SFL20000/110型号变压器并联运行,短路电压为Uk %=10.5。电抗器:额定电压为6kV,额定电流为300A,电抗百分值为4%。电缆线:双回铜电缆线路,kV,长2.5km,缆芯截面mm2, km,电
11、阻系统mm2/km。中选基准容量MVA,基准电压为各段的平均电压。试求该系统各元件的标么参数,并作等值电路。2-16 已知电力网10.5kV230kV115kVT1 T2l1l2习题2-16图如图2-16所示:各元件参数如下:变压器: :S=400MVA, 242/10.5 kV :S=400MVA, 220/121 kV 线路:km, km (每回路)km, km其余参数均略去不计,取基准容量SB=1000MVA,基准电压,试作出等值电路图,并标上各元件的标么值参数。2-17 简洁电力系统结线如图2-17所示,有关参数标于图中。60MVA242/10.5kVPk=300kWP0=90kWI0
12、%=2Uk%=12.5G10kV220kVlT习题2-17图PG=50MWcos =0.85UG=10.5kVXd =0.15LGJQ400l=200kmb0=2.8110-6S/kmr0=0.8/kmx0=0.406/km试求此系统的等值电路(参数均以知名值表示)。 2-18 某系统接线如图2-18所示,假设已知变压器归算至121kV 侧的阻抗为2.95+j48.7,归算至110kV 侧的阻抗为,归算至35kV 侧的阻抗为,输电线路的参数已标于图中,试分别作出元件参数用知名值和标么值表示的等值电路。6T2G10kVT1 T3110kV35kV10kV习题2-18图31.5MVA10.5/12
13、1kV20MVA110/38.5kV10MVA35/11kV6.6+j810.5+j20.8123452-19 电力系统结线如图2-19所示:线路电抗均取km。试求各元件参数标么值,并作等值电路。l1220kVl3120kmT1 T2110kVl4180km50km90kmGT3ST2=31.5MVAUk%=14ST1=60MVAUk%=12.5习题2-19图l2SG=60MVAXd =0.15UG=10.5kVST3=20MVAUk%=14l2T1 T2110kVl1GT310kV30MVA10.5kVXd =0.2731.5MVA10.5/121kVUk%=10.5215MVA110/6.
14、6kVUk%=10.5100kmx0=0.4/km6kV1.5kAXr%=8习题2-20图2-20 简洁电力结线如图2-20所示。试作出该系统的等值电路(不计电阻,导纳)。全部参数归算到110 kV 侧;全部参数归算到10 kV 侧;选取MVA,时以标么值表示的等值电路。第三章 简洁电力系统的计算和分析P2=220MWQ2=165MVARU2U18+j40C1 j5.510-4 S C2 j5.510-4S习题图 3-23-1 今有一条220kV电力线路供应地区负荷,承受LGJJ400型号的导线,线路长230km,导线程度排列,线间间隔 为6.5m,线路末端负荷为120MW、,末端电压为209
15、kV。试求出线路始端电压与功率。3-2 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV、220kV,末端有功功率负荷为220MW,无功功率负荷为165 MVAR。试求始端功率因数。U1U2L=200kmS=0习题图 3-3U1U2SLLGJ-9580km习题图 3-43-3 单回220kV架空输电线长200km,线路每公里参数为km,km,S/km,线路空载运行,末端电压为205kV,求线路送端电压。3-4 如图3-4所示,某负荷由发电厂母线经110kV单线路供电,线路长80 km,型号为LGJ95,线间几何均距为5m,发电厂母线电压kV,受端负荷MVA,求输电线路的功率损耗与受端电压 。
16、Al=100km20+j10MVAr=0.125kmx=0.4/kmB习题图 3-53-5 有一条110 kV输电线路如图3-5所示,由A向B输送功率。试求: 当受端B的电压保持在110kV时,送端A的电压应是多少?并绘出向量图。 假设输电线路多输送5MW有功功率,则A点电压如何变更? 假设输电线路多输送5MVAR无功功率,则A点电压又如何变更?110kV 100km LGJ15040+j30MVA习题图 3-63-6 一条额定电压为110 kV 的输电线路,承受LGJ150导线架设,线间几何平均间隔 为5m,线路长度为100km,如图3-6所示。已知线路末端负荷为MVA,线路首端电压为115
17、 kV 。试求正常运行时线路末端的电压。3-7 有一回电压等级为110kV ,长为140km的输电线路,末端接一台容量为31.5MVA的降压变压器,变比为110/11 kV 。如图3-7所示,当A点实际电压为115 kV 时,求A、C二点间的电压损耗与B点和C点的实际电压。(注:kW, , kW, )A 20+j40 B 20+j30 C40+j30MVA 10+j8MVA习题图 3-8SFL131500/110110/11kV习题图3-7Dm=4m20+j15MVAABCLGJ150140km3-8 额定电压110 kV 的辐射形电网各段阻抗与负荷如图3-8所示。已知电源A的电压为121 k
18、V ,求功率分布和各母线电压。(注:考虑功率损耗,可以不计电压着陆的横重量)。5+j4MVA1.47-j1.510.7+j6.5高低3128+j6MVA2.47+37.8习题图 3-90中3-9某变电所装设一台三绕组变压器,额定电压为110/38.5/6.6kV,其等值电路(参数归算至高压侧)和所供负荷如图3-9所示,当实际变比为110/38.5(1+0.05)/6.6kV时,低压母线为6 kV ,试计算高、中压侧的实际电压。3-10 今有110 kV 、100km的双回线路,向区域变电所供电,线路导线型号为LGJ185,程度排列,线间间隔 为4m,变电所中装有两台31500kVA、额定电压为
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