电力系统分析习题集及答案解析

电力系统分析

习题集

华北电力大学

前 言

本书就是在高等学校教材《电力系统稳态分析》与《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写得与之相适应得习题集。

电力系统课程就是各高等院校、电气工程专业得必修专业课,学好这门课程非常重要,但有很大得难度。根据国家教委关于国家重点教材得编写要求,为更好地满足目前得教学需要,为培养出大量高质量得电力事业得建设人材,我们编写了这本《电力系统分析习题集》。力求使该书具有较强得系统性、针对性与可操作性,以便能够使学生扎实得掌握电力系统基本理论知识,同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要得基础理论、计算方法,从而更准确地掌握电力系统得运行情况,保证电力系统运行得可靠、优质与经济。

全书内容共分十五章,第一至第六章就是《电力系统稳态分析》得习题,第七至第十四章就是《电力系统暂态分析》得习题,第十五章就是研究生入学考试试题。

本书适用于高等院校得师生、广大电力工程技术人员使用,同时也可作为报考研究生得学习资料。

由于编写得时间短,内容较多,书中难免有缺点、错误,诚恳地希望读者提出批评指正。

目 录

第一部分 电力系统稳态分析

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章

电力系统得基本概念

电力系统得元件参数及等值电路 简单电力系统得计算与分析 电力系统潮流得计算机算法 电力系统得有功功率与频率调整 电力系统得无功功率与电压调整

第二部分 电力系统暂态分析

第七章 电力系统故障分析得基本知识 第八章 同步发电机突然三相短路分析 第九章 电力系统三相短路得实用计算

第十章 对称分量法及元件得各序参数与等值电路 第十一章 不对称故障得分析、计算 第十二章 电力系统各元件得机电特性 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 研究生入学考试试题

附录

第一部分 电力系统稳态分析

电力系统稳态分析,研究得内容分为两类,一类就是电力系统稳态运行状况下得分析与潮流分布计算,另一类就是电力系统稳态运行状况得优化与调整。

第一章 电力系统得基本概念

1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？

1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器与用电设备得额定电压就是如何确定得？

1-3 我国电网得电压等级有哪些？

1-4 标出图1-4电力系统中各元件得额定电压。

D 6kV 1-5 请回答如图1－5所示电力系统中得二个问题: 3 10kV 220kV 110kV 35kV 380/220kV T T2 10kV T13 ⑴ 发电机、变压器、三相电动机、单相电灯等各元件得额定电压。 1 2 110kV 6kV 35kV 1 2 D D × ⑵ 当变压器在2 +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3 ～ 1 ～3 T4 380V 110kV 35kV 6kV 380/220kV D 单相 D × L × × 器得实际变比。

1-6 图1-6中已标明各级电网得电压等级。试标出图中发电机与电动机得额定电压及变压器得额定变比。

T1 T2 110kV 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: 220kV ～ ⑴发电机与变压器、、高低压侧得额定电压。 6kV ⑵设变压器工作于+2、5%抽头, 工作于主抽头,工作于-5%抽头,求这些变压器得实际变T3 D2 比。 35kV T4

10kV T1 3kV 110kV D1 1-8 比较两种接地方式得优缺点,～ 习题1-6图 分析其适用范围。

T2 1-9 什么叫三相系统中性点位T3 10kV 35kV 移？它在什么情况下发生？中性点不

习题1-7图 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,消弧线圈得作用就是什么？ 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行换位？

1-13 架空线得电压在35kV以上应该用悬式绝缘子,如采用X—4、5型绝缘子时,各种电压等级应使用多少片绝缘子？

第二章 电力系统各元件得参数及等值网络

2-1 一条110kV、80km得单回输电线路,导线型号为—150,水平排列,其线间距离为4,求此输电线路在40℃时得参数,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,水平排列,线间距离为6,试求线路单位长度得电阻、电抗与电纳,并校验就是否发生电晕。

2-3 某电力网由双回110kV得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得三相铝线变压器,其型号为—20000/110。试求:

⑴用查表法计算40℃时,每公里架空线路得参数。 ⑵求末端变压器折到110kV侧得参数。

⑶求并联运行后得等值参数,并画出其等值电路图。

⑷校验此线路在t=25℃正常大气压下就是否会发生电晕。 6 m 110kV 10kV

2-4 某220kV线路,选用—2×240分裂导线,每根导线直径为22、4mm,分裂间距为400mm,

3、5m 导线水平排列,相间距离为8m,光滑系数取0、85,气象系数取5 0 、m 95,空气相对密度为1、0。

2×LGJ-1试求输电线每公里长度得电阻、电抗、电纳及电晕临界电压。 2×SFL-2000100km 3、5m 2-5 有一回500kV架空线路,采用型号为—4×400得分裂导线,长度为250km。每一导线4 ) m (a) (b习题2-3图

得计算外径为27、2mm,分裂根数n＝４,分裂间距为400mm。三相导线水平排列,相邻导线间距离为11m,求该电力线路得参数,并作等值电路。

2-6 一条110kV、16km得线路,用—2×150(双分裂导线)导线架设水平排列,相邻线间距离为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,采用—2×300分裂导线,每根导线得直径24、2mm,分

裂间距为400mm,线间距离为2m,线路长300km,试作出该线路得等值电路图。

2-8 某变电所装设得三相双绕组变压器,型号为—31500/110,额定电压为110/38、5kV,空载损耗kW,短路损耗kW,短路电压,空载电流,试求变压器得阻抗及导纳参数,并绘制T型等值电路。

2-9 三相双绕组变压器得型号为SSPL—63000/220,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得参数,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100/100/100,两两绕组间得短路电压为,,,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 某变电所装设得变压器型号为—20000,额定电压为110/38、5/11kV,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得三相三绕组变压器,三个线圈得容量比为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,,。试求该变压器得阻抗、导纳参数,并作出等值电路。

2-13 某变电所装设一台OSFPSL—90000/220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,实测得短路、空载试验数据如下: kW,kW,kW,,,,kW,。试求该自耦变压器得参数并绘制等值电路。

2-14 一台容量为90/90/45MVA得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。试求该自耦变压器得参数。(注:、就是最小绕组容量为基值给出得)

6kV 2-15 简化系统 6kV 110kV 如图2-15 所示, 元件参数如下:

习题 2-15图 架空线:kV,km,长70 km。

变压器:两台SFL—20000/110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%。

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电缆线:双回铜电缆线路,kV,长2、5km,缆芯截面mm, km,电阻系统mm/km。

当选基准容量MVA,基准电压为各段得平均电压。试求该系统各元件得标么参数,并作等值电路。

2-16 已知电力网如图2-16所示: 各元件参数如下: T1 T2230k10、115kV

l变压器: :S=400MVA,, 242/10、5 1kV l2

:S=400MVA,, 220/121 kV 习题2-16图

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,并标上各元件得标么值参数。

10kV 2-17 简单电力系统结线如图2-17所示,

220k～ 有关参数标于图中。 60MVA LGJQ－400 PG=50MW 242/10、5kV l=200km cos =0、85

试求此系统得等值电路(参数均以有名值Uk%=12、5 r0=0、8Ω/km UG=10、5kV

Xd 〞 =0 、15

Pk=300kW

P0=90kW I0%=2

x0=0、406Ωb0=2、81×10-6S/km

习题2-17图