1、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題第三部分電力系統(tǒng)分析習題集電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題1 .什么是動力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)及電力網？2 .試述電力系統(tǒng)的各類接線方式和它們的優(yōu)缺點。3 .我國電力網有哪幾種標準電壓等級？4 .電力系統(tǒng)中性點直接接地,不接地與經消弧線圈接地方式的適用有何規(guī)定？5 .電力系統(tǒng)運行的基本要求是什么？6.為什么要規(guī)定額定電壓等級？系統(tǒng)各元件的額定電壓是如何確定的？試標出圖中發(fā)電機和變壓器兩側的額定電壓（圖中電壓是電力線路的額定電壓）。10kv6kv2 / 187 .電力系統(tǒng)的部分接線如圖所示，各級電網的額定電壓示于圖中。試求:(1)發(fā)電機G和變壓器Tl,T2,T3高，低壓側繞組的額定電壓。(2)

2、設變壓器T1工作于+2.5%抽頭,T2工作于主抽頭,T3工作于-5%抽頭。試求這些變壓器的實際變比。8 .有一條長120Km,電壓為110KV的雙回輸電線路,導線型號為LGJ-185,水平排列,相間距離4m,用查表法求線路參數(shù),并繪制等值電路。9 .列出TJ-35,LJ-35,LGJ-70,LGJHL20,LGJ-300,導線每公里的電阻值，(1)用公式計算；(2)用查表法求得。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題10 .有一條110KV架空輸電線路,導線型號LGJ-150,水平排列,線間距離4m,試求線路參數(shù)八Xi.和。（p=32c?2/m,導線計算直徑d=17mm）11 .某110KV單回線，長度為llO

3、Km,導線型號為LGJ785,三相導線排列方式如圖。試求：（1）環(huán)境溫度為5（TC時的線路阻抗。線路的電納和電容充電功率。1.9m3.5m93nl2.3m題11圖12.110KV線路，長lOOKm,使用LGJ2x150雙分裂導線水平排列，相間距離4. 125mm,分裂間距為25cm。試求50°C時的線路阻抗。（導線外徑為17mm）13 .試決定一臺20MVA三相三繞組變壓器的參數(shù)，如果已知三個線圈的容量比為100/100/50,三個線圈的額定電壓為121/38.5/10.5KV,Pki-2=152.8KW,Pkt=52KW,Pg=47KW,Po=75KW,Wvi-2%=10.5,Uk

4、1-3%=18,Uk2-3%=6.5,/o%=4.Io14 .某發(fā)電廠，以三臺單相變壓器按Y/連接，組成三相變壓器組，每臺變壓器的容量為3500KVA,電壓為22.23±2x2.5%/6.3KV。其空載及短路試驗數(shù)據(jù)如表。試求用等值負荷和阻抗表示的變壓器等值電路及其參數(shù)。2 / 18電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題實驗數(shù)據(jù)123Pk（KW）27.628.929.4Uk%6.426.546.5511.058.410.6I。%2.01.421.8415.變電所使用的OSFPSL2-90000/220型三相三繞組自耦變壓器，額定電壓為3 / 18電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題220/121/38.5KV,容量比

5、為100/100/50,實測的空載及短路試驗數(shù)據(jù)如下:V：P'<ki-3）=265KW：U7*1-2）（%）=9.09：U或i-3）（%）=16.45；U'（K2-3）=10.75Po=59KW：/o（%）=0.332試求變壓器參數(shù)及等值電路。16.部分電網絡的結線如圖所示，導線的排列方式也示于圖中，試求：（1）40°。時每公里線路的參數(shù)；（2）變壓器參數(shù)（試驗數(shù)據(jù)查表）；（3）并聯(lián)運行時的等值參數(shù)和等值電路：（4）校驗電路是否會發(fā)生電暈。3 / 18題16圖17.有一系統(tǒng)如圖所示，如果已知變壓器T1歸算至121KV側的阻抗為2.95+j48.7Q,T2算至于1

6、10KV側的阻抗值為4.48+j48.4Q,T3歸算至35KV側的阻抗為1.127+j9.188Q,輸電線路的參數(shù)已注在圖中，試作出網絡的等值電路，分別用有名值及標么值算出歸算至同一電壓級的參數(shù)（不計導納）。kd 5 10MVA %kv/7C、J?5+j2呈/x20MVA吸kv31.5MVA2-%kv題17圖18.有一11OKV網絡，其結線圖如下，線路長度，導線型號及線間距離，變壓器型號以及負荷值均已示于圖中，試決定其運算網絡。Tl：2XSFL,-16000/110,T2：SFSL-20000/110電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題16 / 18248kvLGJ-30038.5kvLGJ-120150km

7、.Dm=75lIIDg§-121kVLGJ-120j，E?3IZ40km10.5kv- 107.25kv>C>T5( j一llkv°Dm=5，題19圖圖中標明的變壓器高低或高中側的電壓為其實際抽頭電壓，各變壓器技術數(shù)據(jù)如下:T1：額定容量：90MVA：額定電壓：242/10.5KV；&=472,5KW：Po=92KW：Uk%=13.75；/o%=0.67：T2：額定容量：90/90/90MVA：額定電壓220/121/38.5KV：Pa(i-2)=580KW：Pkj-3)384KW：Pa(2-3)=7O4KW：Uk(”2=14.07：Uaf-3)=23.

8、73：Uk2-3)%=7.65：Po=1O7.7KW；/o%=0.82T3：額定容量：2x40MVA：額定電壓：120/10.5KV&=200KW：Po=42KW；Uk%=10.5：/o%=0.7T4：額定容量：31.5MVA；額定電壓：38.5/6.3KV&=180KW：Po=3OKW；Uk%=8：Zo%=O.7T5：額定容量：15MVA：額定電壓：110/11KV&=128KW：Po=4O.5KW：Uk%=10.5；/o%=3.5各電壓的基準電壓取為：220KV級Ub=220KVUOKV級Ub2=110KV35KV級Ub3=35KV1OKV級”4=1O.5KV6KV

9、級"s=6.3KV基準功率S=100MVA要求作出考慮非標準變比的以有名值表示的和以標幺值表示的網絡的等值電路。20 .某11OKV架空線路長60KM,所用導線型號為LGJ-185,水平排列,線間距離為4m,已知線路末端接有40MW的負荷，負荷功率因數(shù)為0.8,線路末端電壓為110KV,試求線路首端功率和電壓。21 .試計算變電所使用的SFPSL-63000/220型變壓器的參數(shù)（容量比為100/100/100）及當變壓器低壓繞組開路中壓繞組承擔額定負荷時變壓器的總有功功率損耗。22 .一臺三繞組變壓器額定電壓為U0/38.5/6.6KV,其等值電路（歸算至高壓側）和所供負荷如圖，當

10、變比為110/38.5（1+5%）/6.6KV,低壓母線電壓保持6KV時，試求高壓和中壓母線的實際電壓。題22圖23 .系統(tǒng)如圖所示，始端電壓248KV,末端電壓220KV,末端有功負荷220MW,試求始端功率因數(shù)cos8+j40 Q5 一p, - 220mwj5.5xio4s，®9zj5.5xlOis題23圖24 .10KV線路的等值電路如圖所示，已知末端電壓為10.2KVo試求始端電壓并作出電壓10.2kv相量圖。II2+j4Q4-j3MVA題24圖25 .題16所示電力網中，變壓器低壓側負荷為S=3O+j2OMVA.試求：（1）低壓母線電壓為1OKV時，始端電壓和始端輸出功率：

11、（2）始端電壓為116KV時，變壓器低壓側的電壓及電壓偏移百分數(shù)；（3）始端電壓為116KV,變壓器全部退出運行時，線路末端的電壓。26 .設題25中，變壓器低壓側的日負荷曲線（視在功率）如圖所示，該電力網每年工作305天，試求：（1）該網絡的年電能投耗：（2）設電能損耗價格為0.04元/千瓦小時，試計算該網絡因電能損耗而需要的年運行費用。題26圖27 .兩端供電網如圖所示，線路參數(shù)為Zm=15+/20。，ZCD=12+J18Q,ZAC=10+J16Q,當AT電壓為U5N0KZ,BJ電壓為112N0*V時，試算網絡功率分布及各點電壓.DB20+jl516+jl2題27圖28 .一座35/11K

12、V變電所，原是一臺5600KVA變壓器。由于低壓負荷的增加，需擴建一臺2400KVA容量的變壓器，其接線如圖所示。變壓器的阻抗已歸算至35KV側。試求：（1）當兩自變壓器的變比都為35/11時，各變壓器分別輸出的視在功率；（2）若一臺5600KVA的變比為33.25/11,而2400KVA的變比仍為35/11,再求各變壓器輸出的視在功率；35kv（3）以變壓器實際電壓損耗校驗（2）的計算結果。10kv6.2+j4.75 MVA2400KVA/-u%=6.52r：=6：7+j33.2Q乙杉科64c，no5600KVA>Uk%=7.5題28圖29 .某一由發(fā)電廠A供電的220KV環(huán)形網絡，線

13、路參數(shù)，負荷的兆伏安數(shù)和自然功率的分布如圖所示，試計算：（1）該環(huán)形網絡的經濟功率分布；（2）實現(xiàn)經濟功率分布后每年節(jié)約的電能。（計算電能損耗時取其平均的Tmax=5000小時,COS=0.9可查得t=3200小時）168.8+162.7【j 7題29圖30 .環(huán)形網絡及其等值網絡如下圖，圖中歸算至220KV側的各元件阻抗分別為：Zi=4+j40Q；Z2=6+j50Q：Z3=39+j75Q；Z4=38+j80Q：Zn=2+jl20Q；Zi2=l+j25Q；變壓器變比分別為：A：ri=231/110：TCra=209/110；各點負荷分別為：Sa=5O+j3OMVA：Sc=30+jl0MVA：S

14、h=150+jl00MVA；試求網絡中的功率分布。計算時可略去功率損耗。電源 ZhZ1OOZ4Z2O-OZ3口 Z,2題30圖31 ,有一臺三相繞組變壓器，額定電壓為110/38.5/11KV,其等值電路如圖所示。中壓側的負荷為5.l+j2.89MVA,最大負荷利用小時數(shù)為4500h,低壓側的負荷為14+j6.78MVA,最大負荷利用小時數(shù)為55001】，試求：（1）該變壓器在額定功率時的功率損耗：（2）輸電效率：（3）全年電能損耗：（4）變壓器的損耗率。題31圖32 .電力網結線如圖所示，是一個額定電壓為UOKV的閉式區(qū)域電力網，已知發(fā)電廠A（調頻發(fā)電廠）高壓母線電壓等于118KV.發(fā)電廠B

15、（按規(guī)定的負荷曲線運行）裝有額定電壓為6.3KV,容量25MW,COS=0.8的發(fā)電機一臺，滿載運行，除了廠用電10%外，其余的功率經一臺SFLi-31500/110的升壓變壓器送入電力網。變電所a裝有兩臺SFL.315OO/UO的降壓變壓器，低壓側電網的額定電壓為10KV,負荷為40+j30MVA：變電所b裝有一臺SFLi-16000/110的降壓變壓器，低壓側電網的額定電壓為6KV,負荷為12+j7MVA；電力網中全部線路均用單回路架設，導線為LGJ-150,水平排列,線間幾何均距為5m。試作該電力網的功率分布及電壓計算。2x315Ml3100KM40+j30題32圖33 .施用網絡變換法

16、將下圖所示的網絡變?yōu)閮啥斯╇娋W（其中A,B,C,D為電源，H為負荷）。題33圖34.110KV環(huán)形網絡如圖所示。Sb和Sc的最大負荷利用小時數(shù)分別為55OOh和45001】，導線擬采用鋼芯鋁線，幾何均距為5m。試選擇各段導線的截而積。80km100km3O + jl5 MVA40 + jl5 MVA36 .如圖所示的網題34圖35.一條10KV的架空線路，試計算總的電壓損耗是否超過5%的允許值。=10kvACJ-70CJ-35CJ-25444110.6+j0.45MVA0.3+jO.25MVA0.1+j0.07MVA絡。圖中標出了各線段的標號和各節(jié)點的電流。設Zi=l,Z2=2,Z3=i,Z4

17、=4,試求該網絡的節(jié)點導納矩陣（以節(jié)點A為參考廿點工題36圖37 .如圖所示的網絡，各支路阻抗以標幺值表示，試列出其導納矩陣，并用支路追加法求網絡的結點阻抗矩陣。38 .如圖所示的網絡，各線段的阻抗值已注在圖中，試列出其導納矩陣，并用求逆法求阻抗矩陣。題38圖39 .如圖（a）所示的網絡支路阻抗以標幺值表示于圖中（1）求該網絡的節(jié)點導納矩陣Y。（2）當支路34改變?yōu)橐粭l變壓器支路時（如圖（b）所示）求網絡的行點導納矩陣（網絡其余部分都不改變），40 .如圖所示的網絡。圖中標出了各線段的編號及阻抗，Zi=hZ2=2,Z3=LZ4=4,Zs=4,試用支路追加法確定網絡的打點阻抗矩陣（以自點A為參考

18、打點工題40圖41 .試用題40所示的節(jié)點阻抗矩陣，其中八=2,/2=1,13=3,節(jié)點A的電壓為10,試求其他各個節(jié)點的電壓。42 .己知非線形方程為f1(XiXi)=2Xi+XiX:-l=0f2(Xi,Xi)=2X:-XiXz+l=0取初值x7=o,x，'=o進行迭代求解，用高斯一塞德爾迭代法迭代一次，并用其結果作為牛頓一拉夫遜法的初始值，迭代兩次。43 .三臺發(fā)電機組共同承擔負荷，它們的能量微增率分別為：dFi/dPG=0A5Pgi+10元/兆瓦小時(100<Pg<200MVA)dFildPa=0.10Pg2+10元/兆瓦小時(100<Pg2<3OOMVA

19、)dFi!dPG=0.05Pg3+10元/兆瓦小時(200<Pg3<500MVA)試求：(a)負荷為750MW時，每臺發(fā)電機組所承擔的負荷(b)負荷在400MW至1000MW范圍內能量微增率與負荷曲線丸二f(R).44 .某電力系統(tǒng)中有水電廠，火電廠各并聯(lián)運行，火電廠的能量特性為：F=4+0.3Pg+0.0003P：噸/小時水電廠的耗水特性為：W=3+Ph+0.002P；立方米/秒設水電廠給定的日用水量為l(f立方米，系統(tǒng)的日負荷曲線如圖所示，火電廠的容量為800MW,水電廠為500MW,試求在給定的日用水量條件下，水，火發(fā)電廠的經濟功率分布。800600400200Au48224

20、題44圖45 .兩臺容量為60MW的發(fā)電機共同承擔負荷，它們的調差系數(shù)分別為4%,3%,若若空載時并聯(lián)運行，其頻率八為50凡，試求：（1）總負荷為100MW時，這兩臺發(fā)電機組發(fā)出的功率：（2）為使總負荷為1OOMW時，兩臺機組能平均分擔負荷，它門的轉速應分別增減多少？46.A.B兩系統(tǒng)并聯(lián)運行，A系統(tǒng)負荷增大500MW,B系統(tǒng)向A系統(tǒng)輸送的交換功率為300MW,如這時將聯(lián)絡線切除，則切除后，A系統(tǒng)的頻率為49從，B系統(tǒng)的頻率為50Hz,試求：（1）A,B兩系統(tǒng)的系統(tǒng)單位調節(jié)功率Ki,Kk；（2）A系統(tǒng)負荷增大75OMW,聯(lián)合系統(tǒng)的頻率變化量。47.U0KV干線網絡如圖所示。每一變電所中裝設20

21、MVA,11O/11KV雙組變壓器兩臺，共同承擔負荷24+jl8MVA,現(xiàn)為了提高電力網運行的經濟性，在變電所低壓側裝設靜電電容器8MVA«試求靜電電容器在兩個變電所的合理分布（按M最小原則分配）。變壓器的特性數(shù)據(jù)如下:&=163KW,Po=6OKW,Ux%=10.5,/o%=3070km710km岑耍口1>24+jl8MVA2xLGJ-95<X、2xLGJ-15OL“二乂,二乂變電所IVV>24+jl8MVA題47圖48.某35KV降壓變電所，裝有容量為2X10MVA,變比為35/11KV變壓器，兩臺變壓器并聯(lián)運行。變壓器的特性數(shù)據(jù)：Po=12.3KW,尸k=65KW,Uk%=1.5,/o%=0.8,變壓器低壓側最大負荷為S=10+j4.8M