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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。二、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+j20（
2、忽略并联支路），末端有功功率为 10MW，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？三、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%抽头，T-2 工作于主抽头，T-3 高压侧工作于-5%抽头，求各变压器实际变比。CY L-2 L-335kV 110kV220kV T-3 T-2 10kVT-1 G L-1 四、有一台双绕组变压器，电压比为 110kV/10.5k
3、V,额定容量为 25MV.A,欲通过试验确定参数，受试验条件限制，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 R、X、G、B。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：Ps(1-2)=560 千瓦，Ps(2-3)=178 千瓦，Ps(3-1)=363 千瓦，VS（1-2）%=13.15,VS（2-3）%=5.7,VS（3-1）%=20.4
4、,P0=187 千瓦，I0%=0.856。试求归算到 220 千伏侧的变压器参数。（注：功率值未归算，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)Uk%Pk(kW)I0%P0(kW)31.5 10.5/121 10.5 200 0.5 50 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：2121000kNNPURS 21%100kNNUUXS 302110SmNPGU 021%S100NmNISBU 1、试计算变压器绕组电阻、漏抗的有名值；10kV 35kV T-3 T-2 110kV 10kV T-1 G 2、设SB=10
5、0MVA，110kV 级为基本级，UB=121kV，试计算变压器绕组电阻、漏抗的标幺值。七、如图所示电网。其元件导纳参数为：y12=0.5-j3,y23=0.8-j4,y13=0.75-j2.5。1、根据给定的运行条件，确定图 2 所示电力系统潮流计算时各节点的类型和待求量；2、求节点导纳矩阵 Y；3、给出潮流方程或功率方程的表达式；4、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。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)Xd”X2 50 0.3 0.35 表 4 变压器 接
6、线类别 额定容量(MVA)额定电压(kV)Uk%YNd11 50 10.5/121 10.5 0 1 0.5 1.02+j 1.1 2 3 y13 y23 y12 D G表 5 线 路 额定电压（kV）x1(/km)x0(/km)线路长度(km)110 0.4 x03.5 x1 50 1、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
7、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 图 2 十、如图所示的简单电力系统，节点导纳矩阵为：3-j9 -2+j6 -1+j3 0-2+j6 3.666-j11 -0.666+j12 -1+j3 -1+j3 -0.666+j12 3.666-j11 -2+j6 0 -1+3j -2+j6 3-j9 节点 2、3 的注入功率已知，节点 1 为平衡节点，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 10。(图中各值3 j0.3 0.1+j0.4
8、0.12+j0.5 j0.25 j0.25 2 4 0.08+j0.4 1 1:1.1 j0.3 3 4 均为标么值)。十一、10kV 线路的等值电路如图所示，已知末端电压为 10.4kV。求始端电压。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。十三、一台向 10kV 网络供电的 SFL1-31500/110 型降压变压器，其技术参数为：电压110kV/11kV，Ps=180kW，P0=31 kW，Us%=10.5%，I0%=0.8。试计
9、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3 2 4 1 U4=1.05 P4=0.3-1+j0.5 1U=1.040。0.5-j0.2 1+j3 10.4kV 2j1MVA 1U 30MVA Xd=0.22 dE=1.08 10.5kV 31.5MVA Ud%=10.5 10.5/121 kV 200km 0.4/km(每回)d(3)31.5MVA Ud%=10.5 110/10.5 kV T1 T2 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
10、的正序、负序、零序网络。L Nx f G-1 G-2 B-1 B-2 G1 G2 115kVkT2NjxT1lG1G2 电力系统分析答案 一、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）
11、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。8、二、1、G 10.5kV 2/112Y2YZRjXmGmjB1U1I/2I11RjXmmmYGjB1U/2U1I/2I/22RjXmI/2U/2T-1 10.5 kV/242 kV T-2 220 kV/121 kV T-3 110 kV/38.5 kV L-1 220 kV L-1 110 kV L-1 35 kV CY 35 kV 2、1mY2mY3mY1TZ2TZ3TZ2lZ1lZ3lZ12lBj12lBj22lBj22lBj32lBj32lBjCYLSGS
12、3、QjP=)(222jXRUQP=2262(107.5)10(520)35j=（0.6378+j2.5510）MVA 10 57.5 2035PRQXUU=5.714kV 5、电压损耗、功率损耗会减少。三、四、五、六、1、22200 1212.95111000 31.5R 210.5 12148.8033100 31.5X 2、22.95110.020121 100R 248.80330.3333121 100X 七、1、节点 1：PQ节点 待求量：,U 节点2：PV节点 待求量：,Q 节点 3：平衡节点 待求量：,P Q 2、1112131.255.5Yyyj 2212231.37Yyyj
13、 3323131.556.5Yyyj 21120.53YYj 32230.84YYj 31130.752.5YYj 5.655.148.05.275.048.073.135.05.275.035.05.525.1jjjjjjjjjY 3、jnjijiiUYUS1 1,2,3i 或(cossin)(sincos)NiijijijijijjNiijijijijijjPUUGBQUUGB 1,2,3i 或11()Niiiijjjiiij iPjQUY UYU 1,2,3i 4 11112111221222121111121111PHHNPHHNQJJLUU 111112111221222121111
14、112111HHNPHHNPUUJJLQ (1)()()111(1)()()211(1)()()111kkkkkkkkkUUU 收敛条件：()11kU，()12k，()22k 八、1、取 50BS MVA，115BUkV dX =500.30.350 10.5500.10510050TX 22500.4 5020115BLBSXU=0.0756 以短路前 D 点电压为基准，则0EE（该值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）1211.052 0115DBUEU )0756.0105.03.0(052.1)(jXXXjEILTd
15、-j2.1889 有名值 2.18893BBSIU 0.5495（kA）2、105.012TTXX 0756.012LLXX dX =0.3 2500.350.3550X 0500.1050.10550TX 021.4 500.265BLBSXU 3 A 相接地短路，复合序网由 3 个序网络串联而成 11122200()GAdTLTLTLEIj XXXXXXXX =1.052 0(0.30.1050.07560.350.1050.07560.1050.265)j j0.762 正序网络 负序网络 零序网络 GEdjX1TZ1LZ1DAU1DAI2GjX2TZ2LZ2DAU2DAI0TZ0LZ0
16、DAU0DAIGEdjX1TZ1LZ1DAU2GjX2TZ2LZ2DAU0TZ0LZ0DAU1DAI2DAI0DAI 复合序网 120DADADAIII 132.286DADAIIj 有名值502.2862.2862.2860.57433 115BDABBSIIUkA（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、C 相各序分量，然后合成为各相量，也正确）221201221201(1)0(1)0DBDADADADADCDADADADAIa IaIIaaIIaIa IIaaI 从而0DBDCII kA 4 发电机提供的短路电流 3030121302301213030212131.3
17、200031.320jjGADADADAjjGBDADADAjjGCDADADAIeIeIIjIea IeaIIIeaIea IIj 有名值 501.3201.3203.6333 10.5BGAGCBSIIUkA 0GBI kA 九、十、十一、电压损耗 2 1 1 30.48kV10.4PRQXUU 1210.40.4810.40.4810.88kVUUU 十二、（1）用标幺值表示的等值网络（取100MVABS，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 (3)ddEdjX1TjXljX2TjX 1000.220.73330dX 11000.1050.
18、33331.5TX 21000.1050.33331.5TX 2100200 0.40.605115lX 回路总电抗为 120.7330.3330.3330.6052.004dTlTXXXXX （2）起始次暂态电流 1.080.5390.7330.3330.3330.605ddEIX 有名值为 1000.5390.5392.96kA33 10.5BdBSIU 短路容量为 1210049.9MVA0.7330.3330.3330.605BddTlTSSXXXX （3）短路冲击电流，取1.8chK 22 1.8 2.967.53kAchchZiK I （4）若电源容量为无限大，则 120.3330
19、.3330.6051.271TlTXXXX 10.787ZIX 有名值为 1000.7870.7874.33kA33 10.5BZBSIU 22 1.8 4.3311.01kAchchZiK I 十三、22122180 1102.2010001000 31.5kNPURS 221%10.511040.3100100 31.5kNNUUXS 33602213110102.56 10 S110mNPGU 50221%0.8 31.52.08 10 S100100110NmNISBU 十四、1E2E1,1BjX2,1BjX,1ljX1,1GjX2,1GjX1kU （a）正序网络 1,2BjX2,2BjX,2ljX1,2GjX2,2GjX2kU （b）负序网络 （c）零序网络 十五、1E2E1,1TjX2,1TjX,1ljX1,1GjX2,1GjX1kU （a）正序网络 1,0BjX,0lX3Nj X0kU1,2TjX2,2TjX,2ljX1,2GjX2,2GjX2kU （b）负序网络 1,0TjX2,0TX,0lX3Nj X0kU （c）零序网络