电力系统分析基础作业及其答案
资料说明：
本资料由华北电力大学在校学生提供，为方便外校学生考研复习，我们整理了所有的专业课考研资料，上传了所有内部资料（视频除外）。
我们是由一群“勇闯北京、热爱华电”的华电本校热血学生组成，本科时有本校的、外校的和跨专业的，现在全部考上华电研究生。
为了方便“立志考华电”学生交流，我们建立QQ群276540388，为大家免费答疑，分享华电最新消息，提高最新内部试题，各种疑难问题，我们都进最大努力帮助，只为“大华电，大电力，中国梦，梦华电！”
第一次作业参考答案
1、、电能生产的主要特点有哪些？
答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。
2、对电力系统运行的基本要求是什么？
答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。
3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？
答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大
小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。
I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电；
II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电；
III类负荷可以停电。
4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压）
答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下：
G：10.5KV ；T1：10.5/242KV ；T2：220/121/38.5KV ；T3：35/6.3KV
5、为什么110KV及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？
答：因为110KV及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的机会，提高220KV电力系统的供电可靠性。
35KV及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电
线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。
6、在下图所示的电力系统中已知KV U 10=φ，A U C 3530=φω,如要把单相接地时流过接地点的电流补偿到20A ，请计算所需消弧线圈的电感系数。
解：
单相接地故障时的相量图如下：
根据消弧线圈应采用过补偿方式的要求，可知单相接地时流过消弧线圈的电流应为：
)(553520A L
U I L =+==
ωφ
则： )(334.01000314
35510H I U L L =???=
=
ω
φ
答：所需消弧线圈的电感系数为0.334(H)。
7、消弧线圈的工作原理是什么？电力系统中为什么一般采用过补偿方式？
答：消弧线圈的作用是单相接地故障时，以电感电流补偿流过短路点的电容电流，将接地点电流减小到规定值以下，从而防止接地点电弧的出现。其工作原理如下图所示
电力系统之所以一般采用过补偿方式，是因为全补偿方式在正常运行方式下可能引起串联谐振，是应避免出现的补偿方式；欠补偿方式在系统运行方式变化时可能成为全补偿方式，因此也不能采用，过补偿方式在系统运行方式不会全补偿的情况。
第二次作业参考答案
1、中等长度输电线路的集中参数等值电路有那两种形式？电力系统分析计算中采用哪一种？为什么？
答：中等长度输电线路的集中参数等值电路有τ型等值电路和π型等值电路两种，电力系统分析计算中采用π型等值电路。因为电力系统分析计算通常采用节点电压法，为减少独立节点的数目，所以采用π型等值电路。
2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影响？
答：采用分裂导线是为了减小线路的电抗，但分裂导线将使电晕临界电压降低，需要在线路设计中予以注意。
3、输电线路进行全换位的目的是什么？
答：输电线路进行全换位的目的是使输电线路各相的参数（电抗、电纳）相等。
4、变压器的τ形等值电路和T形等值电路是否等效？为什么？
答：变压器的τ形等值电路和T形等值电路不等效，τ形等值电路是将T形等值电路中的励磁值路移到一端并用相应导纳表示所得到的等值电路，是T形等值电路的近似电路。
5、已知110KV 架空输电线路长度为80km,三相导线平行布置，线间距离为4m ，导线型号为LGJ －150，计算其参数并画出其等值电路。（LGJ-150导线计算外径为17mm ）
解：由于线路为长度小于100km 的短线路，线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只需计算其电抗和电阻。
)(5426.1m D m ≈?=＝500（cm ），导线计算半径)(5.82
17
cm r
==,标称截面为)(1502mm S =，取导线的电阻率为km mm /.5.312Ω=ρ。
)/(21.0150
5.311km S r Ω===ρ
)/(416.00157.05
.8500
lg 1445.01km x Ω=+=
输电线路的总电阻和总电抗分别为：
)(8.168021.01Ω=?==l r R 、)(28.3380416.01Ω=?==l x X
输电线路的单相等值电路如图
6、已知220KV 同杆双回架空输电线路长度为200km,三相导线平行布置，导线之间的距离为6.0m ，导线型号为LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。（LGJ-300导线计算外径24.2mm ）
解：
忽略双回路之间的相互影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为m D m 5.7626.1≈?=，
)(21.12
42
.2cm r ==
，标称截面为)(3002mm S =，取导线的电阻率为km mm /.5.312Ω=ρ。 则单位长度线路的电抗和电纳分别为)/(105.0300
5
.311km r Ω==、
)/(419.021
.1750lg 1445.01km x Ω==、)/(1071.21021
.1750lg 58
.7661km S b --?=?=.
取1=δ、9.0=m ，则输电线路的电晕临界相电压为：
)(54.171KV =
大于线路的最高工作相电压)(37.1333
05
.1220KV =?，所以线路不会发生电晕现象，输电线
路单位长度的电导01=g
线路的集中参数为：
)(5.102200105.021Ω=?=?=
l r R 、)(9.412
200
419.021Ω=?=?=l x X 、 )(1084.1022001071.224
61S l b B --?=???=??=、021=??=l g G
线路的等值电路为：
21.1750lg
)0
.121.1298.01(21.10.19.0388.44lg )298.01(388.44??+????=+
=r D r r m U m cr δδ
7、长度为600Km 的500KV 电力线路的结构如下：LGJ －4×400分裂导线，导线直径28mm ，分裂间距450mm ，三相导线水平排列，相间距离13m ，如下图所示。作出近似考虑电力线路分布参数特性时的Π形等值电路。（LGJ-400导线计算外径为28mm ）
解：
先计算电力线路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。
)/(01969.0400
45
.311km S r Ω=?=
=
ρ
)(1638013000213000130003mm D m =???=
)(1.20645024504501444141312mm d d rd r eq =????==
)/(279.04
0157
.01.20616380lg 1445.00157.0lg
1445.01km n r D x eq m Ω=+=+= )/(10989.3101.20616380
lg 58.710lg 58.76661km S r D b eq
m
---?=?=?=
计算电晕临界电压cr U 。取24.4,4,0.1,9.0====βδn m ，则电晕临界电压为 eq
m cr r D d
r
n
r r m U lg
1)
298.01(388.44βδδ++
=
61.201638lg
45
4.124.414)0
.14.1298.01(4.10.19.0388.44??+
?
?+
????=
)(1.470KV =
中间相电晕临界相电压为)(6.44695.01.470KV =?，假设500KV 线路运行相电压为
)(1.3033/525KV =，由于1.3036.446>，输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以01=g 。
近似考虑输电线路参数分布特性
866.03
60010989.3279.013126
211=???-=-=-l b x k r
6
600)279.010989.301969.010989.3279.0(16)(12626
2112111?
??-??-=--=--l x b r b x k x 934.0=
033.112
60010989.3279.0112126
211=???+=+=-l b x k b
)(23.1060001969.0866.01Ω=??=l r k r )(35.156600279.0934.01Ω=??=l x k x
)(10472.260010989.3033.1361S l b k b --?=???=
)(10236.110472.22
1
2331S l b k b --?=??= 近似考虑输电线路参数分布特性的Π形等值电路如图所示
8、已知某110KV 双绕组变压器铭牌数据为：
006300121/10.59.7652% 1.1%10.5N K K S KVA KV P KW P KW I U =?=?===、、、、、
① 计算变压器的参数（归算到110KV ）； ② 画出变压器的τ形等值电路。
解：
① 计算变压器参数（归算到110KV ）
)(2.193.6121100052100022
22
Ω=?=??=n n K T S U P R
)(2443.61211005.10100%2
2Ω=?=?=n n K T S U U x
)(1067.01211100076.9100062
220S U S P G n n T -?=?=??= )(107.4121
3.61001.1100%62
20S U S I B n n T -?=?=?= ② 变压器τ形等值电路
9、已知三绕组变压器型号为SFSL 1-15000/110,容量比为100/100/100，短路电压为
17(%)31=k U 、6(%)23=k U 、5.10(%)12=k U ，短路损耗为KW P K 12031=?、
KW P K 12012=?、KW P K 9523=?，空载损耗为KW P 7.220=?，短路电流3.1(%)0=I 。试求
归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。 解：
1）变压器参数计算 ①电阻计算 KW P P P P K K K K 5.72)95120120(21
)(212312311=-+=?-?+?=
? KW P P P P K K K K 5.47)12095120(21
)(211323122=-+=?-?+?=?
KW P P P P K K K K 5.47)12095120(2
1
)(211223313=-+=?-?+?=?
)(899.315
11010005.72100022
22
11Ω=?=??=n n K T S U P R
)(554.21511010005.4710002222
22
Ω=?=??=n n K T S U P R )(554.215
11010005.471000222233
Ω=?=??=n n K T S U P R ② 电抗计算
25
.6)5.10617(2
1
(%)](%)(%)[21(%)025.0)1765.10(21
(%)](%)(%)[21(%)75
.10)6175.10(21
(%)](%)(%)[21(%)122331331231222331121=-+=-+=≈-≈-+=-+==-+=-+=K K K K K K K K K K K K U U U U U U U U U U U U
)(72.8615
10011075.10100(%)2
2
11Ω=??=?=n n K T S U U X
)(42.5015
100110
25.6100(%))
(0100(%)2
2
33222
Ω=??=?=
Ω=?=n n
K T n
n K T S U U X S U U X
③ 电纳、电导计算 )(10611.1110100153.1100(%)6
2
20S U S I B n n T -?=??==
)(10876.1110
10007.2210006
2
20S U P G n T -?=?=?= 2）变压器等值电路
10、 已知自耦变压器型号为OSFPSL-120000/220，容量比为100/100/50，额定电压为220/121/11KV ，变压器特性数据为：短路电压为1.33(%)31=k U 、6.21(%)23=k U 、
35.9(%)12=k U （说明短路电压已归算到变压器额定容量之下），KW P K 36631=?、
KW P K 45512=?、KW P K 34623=?，空载损耗为KW P 25.730=?，短路电流346.0(%)0=I 。
试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。
解：
1）变压器参数计算 ① 电阻计算
KW KW P P K K
1464366443131=?=?='?、KW P P K K 4551212=?='?、 KW KW P P K K
1384346442323=?=?='? KW P P P P K K K
K 5.267)1384455146421
()(212312311=-+='?-'?+'?=? KW P P P P K K K
K 5.187)14641384455(21
)(211323122=-+='?-'?+'?=? KW P P P P K K K
K 5.1196)45513841464(2
1
)(211223313=-+='?-'?+'?=? )(899.0120
22010005.26710002
2
22
11Ω=?=??=n n K T S U P R )(63.012022010005.1871000222222Ω=?=??=n n K T S U P R
)(02.4120
22010005.11961000222233
Ω=?=??=n n K T S U P R
② 电抗计算
675
.22)35.96.211.33(2
1
(%)](%)(%)[21(%)0075.1)1.336.2135.9(21
(%)](%)(%)[21(%)425
.10)6.211.3335.9(21
(%)](%)(%)[21(%)122331331231222331121=-+=-+=≈-=-+=-+==-+=-+=K K K K K K K K K K K K U U U U U U U U U U U U
)
(488.91120
100220675
.22100(%))
(0100(%))
(044.42120100220425.10100(%)
2233
222
22
11
Ω=??=?=Ω=?=Ω=??=?=n n K T n
n K T n n K T S U U X S U U X S U U X
③ 电纳、电导计算 )(10578.8220100120346.0100(%)6
2
20S U S I B n n T -?=??==
)(10513.1220
100025.7310006
2
20S U P G n T -?=?=?= 2） 变压器等值电路
11、某电力系统，接线如图 所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、导纳和输电线路导纳，画出其等值电路，并计算
①按变压器额定变比归算到220KV 侧的有名制参数 ②按变压器平均额定变比归算到220KV 侧的有名制参数 ③按变压器额定变比确定的标幺制参数 ④按变压器平均额定变比确定的标幺制参数
【LGJQ-400的单位长度参数为：)/(406.008.011km j jx r Ω+=+；LGJ-120的单位长度参数为：)/(408.027.011km j jx r Ω+=+；SSPL-120000/220的额定变比为220/38.5KV 、短路损耗
KW P K 5.932=?、短路电压14(%)=K U ；SFPSL-63000/220的额定变比220/121/11;短路损耗KW P K 1.37721=?-、KW P K 04.46013=?-、KW P K 06.25232=?-；短路电压15.15(%)21=-K U 、
8.25(%)13=-K U 、77.8(%)32=-K U 】
解：
1、按变压器额定变比计算参数有名制 ①输电线路
220KV 架空线路：
线路1l ：)(2.8116200)406.008.0(Ω+=?+=+j j jX R
线路2l ：)(9.6012150)406.008.0(Ω+=?+=+j j jX R 线路3l ：)(9.6012150)406.008.0(Ω+=?+=+j j jX R 35KV 架空线路：
线路4l ：)(16.84.540)408.027.0(2
1
Ω+=?+?=
+j j jX R 归算到220KV 侧：)(45.26633.176)5
.38220()16.84.5(2
Ω+=?+='+'j j X j R
电缆线路5l ：)(24.035.13)08.045.0(Ω+=?+=+j j jX R
归算到220KV 侧：)(96540)11
220()24.035.1(2
Ω+=?+='+'j j X j R
②变压器 变电站B ：
归算到220KV 侧的变压器参数为：
)(56.112022010005.932212
2
Ω=??=T R )(23.28120
22010014212
Ω=??=T X
变电站C ：
变压器各绕组的短路损耗和短路电压为:
)
(5.167)1.37704.46006.252(2
1
)
(56.84)04.4601.37706.252(21)
(54.292)06.25204.4601.377(21
121KW P KW P KW P K K K =-+?=?=-+?=?=-+?=?
71
.9)15.1577.88.25(2
1
(%)094.0)8.2515.1577.8(21
(%)09.16)77.88.2515.15(21
(%)321=-+?=≈-=-+?==-+?=
K K K U U U
归算到220KV 侧的变压器参数为：
)
(04.26322010005.167)(03.163220100056.84)(57.363220100054.29222
322
22
2
1Ω=?=Ω=?=
Ω=?=T T T R R R )(60.7463
22010071.90)
(61.12363
22010009.162
1
22
1Ω=?=≈Ω=?=T T T X X X
2、按变压器平均额定变比计算参数有名制
①输电线路
线路1l ：)(2.8116Ω+=+j jX R 线路2l ：)(9.6012Ω+=+j jX R 线路3l ：)(9.6012Ω+=+j jX R
线路4l ： )(31.31566.208)37
230()16.84.5(2
Ω+=?+='+'j j X j R 电缆线路5l ：)(16.11575.647)5
.10230()24.035.1(2
Ω+=?+='+'j j X j R
②变压器 变电站B ：
)(71.112023010005.932212
2
Ω=??=T R )(86.30120
23010014212
Ω=??=T X
变电站C ：
)
(13.163230100056.84)(90.363
230100054.29222
22
2
1Ω=?=Ω=?=T T R R
)(23.26323010005.1672
2
3Ω=?=T R )(53.8163
23010071.90)
(10.13563
23010009.162
1
22
1Ω=?=≈Ω=?=T T T X X X
3、按变压器额定变比计算参数标幺制
①先将参数有名值按变压器额定变比归算到220KV 侧，然后利用220KV 侧基准值计算参数标幺制。
取220KV 侧基准值MVA S B 100=、KV U B 220=,则)(484100
2202
2Ω===B B B S U Z 。
利用前面按变压器额定变比求得的归算到220KV 侧的参数有名制和选定的基准值，计算系统参数标幺值。
线路1l ：168.0033.04842
.8116**j j jX R +=+=
+
线路2l ：126.0025.04849
.6012**j j jX R +=+=+
线路3l ：126.0025.0484
9
.6012**j j jX R +=+=+
线路4l ：551.0364.048445
.26633.176**j j jX R +=+=+
电缆线路5l ：198.0116.1484
96
540**j j jX R +=+=+
变电站B 变压器：058.0003.0484
23
.2856.1**j j jX R +=+=+
变电站C 变压器：255.0007.048461
.12357.3*1*1j j jX R T T +=+=+
0002.0484
03.1*2*2j j jX R T T +=+=+
154.0004.0484
60
.7404.2*3*3j j jX R T T +=+=+
②利用220KV 侧基准值和变压器的额定变比求其它电压侧的基准值，然后利用未归算的参数有名值求参数标幺值。
35KV 侧)(5.38220
5
.38220)35(KV U B =?=、)(8225.141005.382)35(Ω==
B Z ; 10KV 侧)(11220
11
220)10(KV U B =?=、)(21.1100112)10(Ω==B Z 。 线路1l ：168.0033.04842
.8116**j j jX R +=+=+
线路2l ：126.0025.04849
.6012**j j jX R +=+=+
线路3l ：126.0025.04849
.6012**j j jX R +=+=+
线路4l ：551.0364.08225
.1416
.84.5**j j jX R +=+=
+ 电缆线路5l ：198.0116.121
.124
.035.1**j j jX R +=+=+
变电站B 变压器：058.0003.0484
23
.2856.1**j j jX R +=+=
+ 变电站C 变压器：255.0007.0484
61
.12357.3*1*1j j jX R T T +=+=
+
0002.0484
03.1*2*2j j jX R T T +=+=+
154.0004.0484
60.7404.2*
3*3j j jX R T T +=+=+
4、按变压器平均额定变比计算参数标幺值 取KV U B 230)220(=、KV U B 3723037230)35(=?
=、KV U B 5.10230
5
.10230)10(=?=，MVA S B 100=。
则）（）、（）、（Ω==Ω==Ω==1025.1100
5.1069.13100375291002302
)10(2)35(2)220(B B B Z Z Z 。 线路1l ：153.0030.05292
.8116**j j jX R +=+=+
线路2l ：115.0023.05299
.6012**j j jX R +=+=+
线路3l ：115.0023.05299
.6012**j j jX R +=+=+
线路4l ：596.0394.069
.1316
.84.5**j j jX R +=+=+
电缆线路5l ：218.0224.11025
.124
.035.1**j j jX R +=+=+
变电站B 变压器：058.0003.0120100
100142112010010005.932212
**j j jX R +=????=+＋ 变电站C 变压器：255.0007.063100
10009.1663100100054.2922*2*1j j jX R T T +=??=+＋
0002.0063100
100056.842*2*2j j jX R T T +=?=+＋
154.0004.063
100
10071.96310010005.1672*3*3j j jX R T T +=??=+＋
按变压器额定变比确定的有名制等值电路如图 所示
第三次作业参考答案
1、证明高压电力系统中，无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输；而有功功率总是从电压相位超前的节点向电压相位滞后的节点传输。 证明：
设节点1电压为1U &，节点2的电压2U &，
节电1电压超前节点2电压的相角为δ，Q P 、分别为从节点1向节点2传输的有功功率和无功功率。
由于高压电力网络中R X >>，N
N U QX
U QX PR U U U
≈+≈
-=?21，
22
1
1
11
1
2
22
1
N
N N
N
U PX
U QR PX U U
U U
tg U U U tg U U U tg ≈-=
≈
≈?-=?+=---δδδδδ， 所以X
U U U Q N
)(21-=，X U P N 2
δ=，当21U U >时，0>Q ；当21U U <时，0 即无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输。当0>δ时，0>P ；当0<δ时， 0 2、两台容量分别为21N N S S 、，接线方式相同的降压变压器1T 和2T 并联运行时，试用多电压等级环网的功率分布计算方法，证明它们的功率按容量平均分配的原则为：①短路电压相等；②变比相同。 解： ①变比相同，功率分布与短路电压的关系 由于两台变压器的接线方式相同，变比相同，所以在两台变压器之间不存在循环功率，仅有供载功率，计算供载功率的等值电路如下图所示。 变压器电抗有名值分别为1211 100(%)N N K T S U U X ?=、2 222100(%)N N K T S U U X ? =；变压 器的功率分布为2121T T T X X SX S += 、2 11 2T T T X X SX S +=；两台变压器的功率之比为 2 1 121221(%)(%)N N K K T T S S U U X X S S ?==；两台变压器的负载率之比为 (%)(%) (%)(%)1212211212212211 21K K N N N N K K N N N N U U S S S S U U S S S S S S S S = ??=?==ββ，即两台变压器负载率相同（或者说负荷按容量平均分配）的条件为两台变压器的短路电压相等。 ②短路电压相等，功率分布与变压器变比的关系 由于两台变压器的短路电压相等，两台变压器的供载功率分布按变压器容量平均分布，循环功率（参考方向取图中顺时针方向,12K K K = ∑）为2 2 11N T T h U X X K S ?+-=∑。2 1K K >时，循环功率为逆时针方向，变压器T2供载功率与循环功率方向相同，变压器T1供载功率与循环功率方向相反，变压器T2负载率高于变压器T1；21K K <时，循环功率为顺时针方向，变压器T2供载功率与循环功率方向相反，变压器T1供载功率与循环功率方向相同，变压器T1负载率高于变压器T2；只有当两台变压器的变比相等时，循环功率为零，变压器的功率分布等于其供载功率分布，即两台变压器的功率分布按容量平均分配。 3、图示环网中变压器的变比均为实际变比，请指出是否存在循环功率？如存在循环功率，请指出循环功率的方向？若忽略电网各元件的电阻，请指出循环功率的性质。 答： 选择顺时针方向作为统计变比的绕行方向，则1.15 .38220 1105.38220121=??= ∑K ，由于1≠∑K ,所以环网中存在循环功率；由于1>∑K ，所以循环功率的方向与统计变比时选择 的绕行方向一致，即为顺时针方向；在不计电网元件电阻情况下， X U K j jX U K Z U K S N N N h 2 2* 2)1()1()1(~-=--=-=∑∑∑∑ ∑，即循环功率为纯无功功率。 4、已知500KV 架空输电线路长度为300Km ；单位长度的参数为 km S b km x /10768.3/297.0611-?=Ω=、。线路首端电压保持500KV 不变。计算下面三 种情况下输电线路的末端电压大小。①输电线路空载；②输送功率等于自然功率；③输送功率为1000MVA 。 解： 输电线路的集中参数为： 、 )(1.89300297.0Ω=?=X )(104.113030010768.366S B --?=??=。 输电线路的集中参数π型等值电路如下图， ①输电线路空载时 线路充电功率功率)(6.282500104.113026MVA Q L =??=-，线路末端电压 )(525500 1 .893.1415002)(12 112KV U U U U U ≈?--=-?-=δ。 ②输送功率等于自然功率时 线路的波阻抗)(75.28010768 .3297 .0/61 1 11Ω=?= ? = =b x C L Z c ω ω ; 自然功率)(5.89075 .2805002 2MW Z U P S C N n n ====; 输电线路末端电压为: )(500500 2) 5001.895.890( 5001.893.1415002)(2 12112KV U U U U U ≈??-?--=-?-=δ ③输送功率为1000MW 时 )(4.493500 2) 5001.891000(5001.893.1415002)(2 12 112KV U U U U U ≈??-?--=-?-=δ 5、电力系统接线图如下图所示，各元件的参数已标于图中，如要实现电网功率的经济分布，求需要接入的串联加压器的附加电动势。 解： ①计算电力网功率的自然分布 40 12401240154015)4015)(90120()40154015)(90120()401240154015)(90120(~ j j j j j j j j j j j j j S AB -+-+-+--++-+-++-+-+-+= =)(062.140334.178MVA j + ②计算电力网功率的经济分布 )(145333.19312 12151515)90120()1515)(90120()121515)(90120(~ .MVA j j j j S p AB +=+++?++++++++= ③计算经济功率分布与自然功率分布的差值 )(515)062.140334.178()145333.193(~ ~~.MVA j j j S S S AB p AB f +≈+-+=-= ④计算所需串入的附加电动势 )(682.9318.7220 ) 16054)(515(?..KV j j j U Z S E E E N f y f x f f +=+-= =+=∑&&& 第四次作业参考答案 1、电力系统潮流计算的数学模型为什么采用节点电压方程，而不采用回路电流方程？ 答：电力系统潮流计算中之所以采用节点电压方程而不采用回路电流方程，主要由于以下原因：①电力系统等值网络中独立节点数远远少于独立回路数（电力系统等值网络中有很多的接地支路，所以导致独立回路数远远多余独立节点数）；②对具有交叉跨接的非平面网络，建立独立节点电压方程式较建立独立回路电流方程式方便；③建立独立节点电压方程式前，不必将并联支路合并，而建立独立回路电流方程式前，需要将并联支路合并，以减少独立方程式数；④网络结构或变压器变比改变时，节点导纳矩阵的修改比较方便。 2、电力系统的节点按运行状态的不同分为哪几类？每类的节点的已知量和待求量是什 么？ 答：根据已知变量和待求变量的不同，电力系统的节点可以分为PQ 节点、PV 节点和平衡节点。PV 节点已知节点的发电机有功功率P G 、无功功率Q G 和负荷的有功功率P L 、无功功率Q L ,待求量为节点电压大小U 和电压相角δ；PV 节点已知节点的发电机有功功率P G 、节点电压大小U 和负荷的有功功率P L 、无功功率Q L ,待求量为电压相角δ和无功功率Q G ；平衡节点已知负荷的有功功率P L 、无功功率Q L ,和节点电压大小U 、电压相角δ＝0，待求量为发电机有功功率P G 、无功功率Q G 。 3、求下图所示等值网络的节点导纳矩阵（图中数值为标么阻抗）。 解： 各支路导纳为： 02.050110j j y == 、02.050120j j y ==、025.040130j j y ==、 4.2481.04.008.0112j j y -=+= 、891.1453.05.012.01 13j j y -=+=、 353.2588.04.01.0123j j y -=+= 、5.24 .01 34j j y -==。 各节点的自导纳和互导纳分别为： 271.4934.013121011j y y y Y -=++=、733.4069.123122022j y y y Y -=++=、 719.6041.134********j y y y y Y -=+++=、5.23444j y Y -==、 4.2481.0122112j y Y Y +-=-==、891.1453.0133113j y Y Y +-=-==、 04114==Y Y 、 353.2588.0233223j y Y Y +-=-==、04224==Y Y 、5.2344334j y Y Y =-==。 节点导纳矩阵为： 一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？ （p8-9） 答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为 ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY 《电力系统分析》课程设计 院（部）名称：电子信息与电气工程 专业班级：电气工程及其自动化2011级1班 学生姓名：王江平 学号：201111020067 8-42如图1所示电力系统中，有一个容量和内电抗不详的系统C；发电机G的额定容 量为250MVA，X'' d =0.12；变压器T的额定容量为240MVA，U K （%）=10.5；电力线 路L 1长为20km，x 1 =0.4Ω/km；L 2 长为10km，x 1 =0.4Ω/km。 在下述三种情况下，分别求K点三相短路时短路电流。 ①系统C的115kV母线上，断路器QF的断开容量为1000MVA；②系统C的变电所115kV母线三相短路时，由系统C供给的短路电流为1.5kA；③系统C是无限大容量电力系统。 解（1）参数计算。取S B =1000MVA，U B =U av n g =115kV，则得 I B 5.02 ==() kA（2-74） 各元件参数的标幺值为 12''112212 2210000.120.48250 (%)10.510000.438100100240 10000.4200.60511510000.4100.303115B G d N K B T N B L av n B L av n S X X S U S X S S X X L U S X X L U ==?===?===??===??=g g }（2-81） 将计算结果示与图2等值网络中，此为纯电抗电路，电抗前j 已略去，可按实数运算。 图1电力系统接线图 图2等值网络 （2）确定X C ，计算短路电流。 ①设在断路器QF 之后K ( )32点发生三相短路，则发电机G 、系统C 供给的电流都通过QF ， 其中发电机G 对K ( )32点的等值电抗为 X 1=0.48+0.438+0.605=1.523 则G 供给断路器QF 的短路容量为 ''*1110.6571.523 G S X ===（8-21） 所以''''*0.6571000657G G B S S S ==?=()MVA （2-72） 系统C 供给断路器QF 的短路功率为 由此可得系统C 的等值电抗为 一、填空题(每空1分，共15分) 1、一只标有额定电压20V、额定功率1W的灯泡。现接在10V的电源下使用，则其阻值为，实际电流是，实际消耗的功率为。 2、电流源IS=5A，r0=2Ω，若变换成等效电压源，则U=，r0=. 3、b条支路、n个节点的电路，独立的KCL方程数等于，独立的个KVL方程数等于。 4、三相四线制供电线路可以提供两种电压，火线与零线之间的电压叫做，火线与火线 之间的电压叫做。 5、正弦周期电流的有效值与最大值之间的关系是。 6、某一正弦交流电压的解析式为u=102cos（200πt＋45°）V，则该正弦电流的有 效值U=_____________V，频率为f=H Z。当t=1s 7、线性电路线性性质的最重要体现就是性和性，它们反映了电路中激励与响应的内在 关系。 8、功率因数反映了供电设备的利用率，为了提高功率因数通常采用补偿的方法。 二、判断题(正确打“√”,错误打“×”)(每题1分，共10分) 1、受控源与独立源一样可以进行电源的等效变换，变换过程中可以将受控源的控制量 变异。（） 2、叠加定理适用于线性电路，电压、电流和功率均可叠加。（） 3、应用叠加定理和戴维宁定理时，受控源不能与电阻同样对待。（） 4、电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量越准确。（） 5、含有L、C元件的正弦交流信号电路，若电路的无功功率Q=0，则可判定电路发生谐 振 。 （ ） 6、电压和电流计算结果得负值，说明它们的参考方向假设反了。（） 7、电功率大的用电器，电功也一定大。（） Ω100s i 1H F 18、结点电压法是只应用基尔霍夫电压定律对电路求解的方法。（） 9、非正弦周期量的有效值等于它各次谐波有效值之和。（） 10、实用中的任何一个两孔插座对外都可视为一个有源二端网络。（） 三、单项选择题(每小题1分，共20分) 1、一根粗细均匀的电阻丝，阻值为25Ω，将其等分成五段，然后并联使用，则其等效电阻是（） A.1/25Ω B.1/5Ω C.1Ω D.5Ω 2、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A 和30A 。当i1+i2的有效值为10A 时，i1与i2的相位差是（） A.0O B.180O. C.90O D.270O 3、在R 、L 、C 串联电路中，当总电流与总电压同相时，下列关系式正确的是（） A.ωL 2c =1 B.ωLC =1 C.ω2LC =1 D.ωLC 2=1 4、图示单口网络的等效电阻等于（） (A)2Ω (B)4Ω (C)6Ω (D)-2Ω 5、图示电路中电阻R 吸收的平均功率P 等于（） (A)12.5W (B)16W (C)32W (D)25W 6、示电路中电压u 等于（） (A)4V (B)-4V (C)6V (D)-6V 7、图示谐振电路的品质因（） (A)0.01 (B)1 (C)10 (D)100 8、5F 的线性电容的端口特性为（） (A)i u 5=(B)i 5=ψ(C)q u 2.0= 9、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是（）元件 (A)电感(B)电容(C)电阻 10、LC 并联正弦电流电路中， A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为（）A 。 (A) 8(B)5 (C) 4 Ω 2Ω2- 2V + u -+ 作业 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？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 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？ 答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电 机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定 电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电 压咼10%。 3、我国电网的电压等级有哪些? 答：0 . 22kv 、0 . 38kv 、3kv 、6kv 、10kv 、 3 5kv 、11 v 、 220kv 、 330kv 、 500kv 、7 5 0kv 、10 kv 答：：10 . 5kv 、121kv 、 2 4 2 kv kv 、 2 1kv 、 kv 、 .6kv 、38 . 5 kv v 、1 kv v 、4 0 kv 4、标出图 电力系统中各元件的额定电压。 1-7 E1-7 0 kv、.5kv kv、6 v、40 .5kv、400kv 作业二 1、一条110kV、的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为，导线的计算外径为，求输电线路在的参数，并画出等值电路。 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=。 于是有：半径r=17/2=， 单位XX的电阻: r i =「40 =「20 -20)]= 0.21* [1+0.0036(40-20)]= 0.225(0/km) 单位XX的电抗为 D 5040 捲=0.14451 Ig 4 +0.0157 = 0.14451 Ig + 0.0157 = 0.416( O / km ) r 8.5 单位XX的电纳为 首页 - 我的作业列表 - 《电力系统分析基础（Ⅰ）》第二次作业答案欢迎你，窦建华(FH112258006) 你的得分：85.0 完成日期：2014年01月23日09点14分 说明：每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案，标准答案将在本次作业结束(即2014年03月13日)后显示在题目旁边。 一、单项选择题。本大题共2个小题，每小题20.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. ( A ) A. B. C. 2. ( B ) A. B. C. 二、多项选择题。本大题共5个小题，每小题6.0 分，共30.0分。在每小题给出的选项中，有一项或多项是符合题目要求的。 1.电力系统中枢点的调压方式有( ) ( ACD ) A.顺调压 B.改变变压器的变比调压 C.逆调压 D.常调压 E.发电机调压 2.电力系统稳定性按干扰的大小可分为( ) ( AD ) A.静态稳定 B.电压稳定 C.动态稳定 D.暂态稳定 E.频率稳定 3.功角δ的物理意义为( ) ( ABC ) A.作为电磁参数代表发电机q轴电势之间的夹角 B.作为继续参数代表发电机转子之间的相对位置 C.各发电机机端电压之间的夹角 4.架空输电线路各序参数的特点有( ) ( AD ) A.正序参数与负序参数相等 B.正序参数大于负序参数 C.零序参数大于正序参数 D.零序参数大于负序参数 E.架空地线使等值的零序阻抗参数减小 5.电力系统中的无功功率负荷有( ) ( BCDE ) A.异步电动机 B.同步调相机 C.变压器 D.输电线路 E.电抗器 三、判断题。本大题共10个小题，每小题3.0 分，共30.0分。 1.采用自动重合闸将使最大可能的减速面积减小。（） (错误) 2.电力系统一般采用火电厂作为主调频厂。（） (错误) 3.电力系统电压大小主要受有功功率影响。（） (错误) 4.不对称故障一般采用对称分量法进行分析。（） (正确) 5.最大可能的减速面积大于加速面积，系统将失去暂态稳定。（） (错误) 6.电压降落是指首末端两点电压的相量差。（） (正确) 7.快速切除故障可以提高电力系统的暂态稳定性。（） (正确) 8.自动励磁调节器是提高电力系统静态稳定的有效措施。（） (正确) 9.电力系统二次调频可以实现无差调节。（） (正确) 10.短路冲击电流是短路电流的最大有效值。（） (错误) @Copyright2007 四川大学网络教育学院版权所有 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Y c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+j20Ω（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。 四 93kW,短路电压23.5kW 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：ΔP s’(1-2)=560千瓦，ΔP s’(2-3)=178千瓦，ΔP s’(3-1)=363千瓦，V S （1-2）%=13.15, V S （2-3）%=5.7, V S （3-1）%=20.4, ΔP 0=187千瓦，I 0 %=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 自测题（一）一电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题 2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷（ 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D—级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可 能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B ［、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、 电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配 电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的 1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建 设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减 少; 一 一、填空题 1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV 。 2．电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。 3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。 4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数值差。 5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。 6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。 7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。 8．减小输出电元件的电抗将 提高 系统的静态稳定性。 二、单项选择题 11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ） ①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定 12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ） ①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ） ①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ） ①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定 15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ） ①△P O ②△P K ③U K % ④I O % 16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为?）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ） ①?cos S P n ? ②?sin S P n ? ③n S P ④n S cos P ?? 17.环网中功率的自然分布是（ ④ ） ①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布 ③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布 18．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ② ） ①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率 19．电力系统的频率主要决定于（ ① ） ①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡 ③电压质量 ④电流的大小 20．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ） 练习二：单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10 B 10.5 C11 （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性 （答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组 （答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变 （答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C （答案：D） 7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 （答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 （答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 （答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 （答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗 B正序电抗＝零序电抗 C负序电抗＝零序电抗 （答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。 作业一 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？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 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？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。 3、我国电网的电压等级有哪些？ 答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ 答： 1 T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 2 T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 3 T：３５ｋｖ、１１ｋｖ 4 T：１０ｋｖ、４００ｋｖ 5 T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 6 7T ：３５ｋｖ、６６ｋｖ 8T ：６ｋｖ、４００ｋｖ 9T ：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ 作业二 1、一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为4m ，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数，并画出等值电路。 解： 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,km 2 mm 5.31Ω=ρ。 于是有：半径r=17/2=8.5mm ，mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???== 单位长度的电阻：2031.5 r 0.21(/)150 km s ρ == =Ω ()()()140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω???????? 单位长度的电抗为 m 15040 0.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5 D x lg lg km r =+=+=Ω 单位长度的电纳为 ()66617.587.58b *10*10 2.73*10/5040 lg lg 8.5m S km D r ---= == 集中参数为 ()1r 0.0225*8018R l ===Ω ()1x 0.416*8033.3X l ===Ω ()641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --=== ()41.09*102 B S -= 等值电路如图1所示 1833.3j +Ω 4S - 电力系统分析复习题 二、计算题 1．有一台110/11，容量为20000KVA 的三相双绕组变压器，名牌给出的实验数据为：△P K =135KW, P 0=22KW ，U k %=10.5，I 0%=0.8，试计算折算到一次侧的Γ型变压器参数，画出等值电路。 2. 无穷大电源供电系统如图1所示，在输电线中点发生三相短路，求短路冲击电流最大有效值和短路功率，已知：Ug=110kV,降压变压器参数为Z T =0.5003+j7.7818Ω，Z L =1.1+j402Ω。 图1 3.电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=1.1*10-4 S ，线路额定电压为110KV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5KV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)*10-6 S ，变压器低压侧负荷为15+j11.25MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为117.26KV 。试画出网络等值电路，计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 4．计算图3网络导纳矩阵（图中数据是阻抗值） 图 3 5.单相对地短路故障如图4所示，故障边界条件为：. . . 0,0fb fa fc U I I ===, 其中：Z 0 =j0.25, Z 1 =j0.14, Z 2 =j0.15, U F =1.05∠0 （a ）画出序网络的连接关系图，(b)写出正、负、零序故障电流、电压计算式。 T 1 L 23 S 36KV 图4 电力线路长100km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =27+j41.2Ω，B l /2=j1.38×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为：Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)×10-6 S ，变压器低压侧负荷为10+j5MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为118kV 。（1）试画出网络参数为有名值时的等值电路；（2）计算各元件标幺值并绘制标幺值等值电路；（3）计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 图3 三、综合题 1. 某一网络进行潮流计算后的数据如图5所示，说明该系统中发电机、变压器及负载个数，利用图中数据说明发电机总的发电功率，负荷总的用电功率，计算网络损耗和效率，网络中各节点电压是否满足稳态运行要求，若要增大节点电压可采取哪种措施？ 图5 2、电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=j1.1×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω， T 1 L 23 S 36KV 第一章 电力系统的基本概念 1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统 1-2 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。 1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题： ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。 1-6 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及变压器的额定变比。 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： ⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 习题1-4图 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。 1-8 比较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情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3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 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ —150，水平排列，其线间距离为4m ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kVA ，额定电压为242/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示： 各元件参数如下： 变压器：1T ：S =400MVA ，12%=k U ， 242/ kV 2T ：S =400MVA ，12%=k U ， 220/121 kV 线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 602=l km, /4.01Ω=x km 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（ ）。 A 、一级负荷； B 、二级负荷； C 、三级负荷； D 、特级负荷。 4、衡量电能质量的技术指标是（ ）。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率； B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（ ）。 A 、配电线路； B 、直配线路； C 、输电线路； D 、输配电线路。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（ ）。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建设投资、网损率； C 、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（ ）。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（ ）。 A 、交流500kv ，直流kv 500±； B 、交流750kv ，直流kv 500±； C 、交流500kv ，直流kv 800±；； D 、交流1000kv ，直流kv 800±。 10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（ ）。 A 、220kv 、110kv ； B 、220kv 、115kv ； C 、242Kv 、121Kv ； D 、220kv 、121kv 。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（ ）。 A 、单电源双回路放射式； B 、双电源供电方式； C 、单回路放射式接线； D 、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（ ）。 A 、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B 、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D 、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（ ）。 A 、交流500kv 通常用于区域电力系统的输电网络； B 、交流220kv 通常用于地方电力系统的输电网络； C 、交流35kv 及以下电压等级通常用于配电网络； D 、除10kv 电压等级用于配电网络外，10kv 以上的电压等级都只能用于输电网络。 14、110kv 及以上电力系统应采用的中性点运行方式为（ ）。 A 、直接接地； B 、不接地； C 、经消弧线圈接地； D 、不接地或经消弧线圈接地。 16、110kv 及以上电力系统中，架空输电线路全线架设避雷线的目的是（ ）。 电力系统分析基础 目录 稳态部分 一．电力系统的基本概念 填空题 简答题 二．电力系统各元件的特征和数学模型 填空题 简答题 三．简单电力网络的计算和分析 填空题 简答题 四．复杂电力系统潮流的计算机算法 简答题 五．电力系统的有功功率和频率调整 1．电力系统中有功功率的平衡 2．电力系统中有功功率的最优分配 3．电力系统的频率调整 六．电力系统的无功功率和频率调整 1．电力系统的无功功率平衡 2．电力系统无功功率的最优分布 3．电力系统的电压调整 暂态部分 一．短路的基本知识 1.什么叫短路 2.短路的类型 3.短路产生的原因 4.短路的危害 5.电力系统故障的分类 二．标幺制 1.数学表达式 2.基准值的选取 3.基准值改变时标幺值的换算 4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三．无限大电源 1.特点 2.产生最大短路全电流的条件 3.短路冲击电流im 4.短路电流有效值Ich 四．运算曲线法计算短路电流 1．基本原理 2.计算步骤 3.转移阻抗 4.计算电抗 五．对称分量法 1.正负零序分量 2.对称量和不对称量之间的线性变换关系 3. 电力系统主要元件的各序参数 六．不对称故障的分析计算 1.单相接地短路 2.两相短路 3.两相接地短路 4.正序增广网络 七．非故障处电流电压的计算 1.电压分布规律 2.对称分量经变压器后的相位变化 稳态部分 一 一、填空题 1、我国国家标准规定的额定电压有3kv 、6kv、10kv、35kv 、110kv 、220kv 、330kv、500kv 。 2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。 3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。 4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络。 5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。 6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种， 其中直接接地为大接地电流系统。 7、我国110kv及以上的系统中性点直接接地，35kv及以下的系统中性点不接地。 二、简答题 1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 2、电力系统是指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。 3、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定百功功率的总和。 电力系统分析（第2版）_在线作业_3 交卷时间：2017-04-25 19:48:51 一、单选题 1. (5分)用户降压变电所母线为平衡节点。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析2. (5分)已知节点1的U1=1.03和δ1=0，待求注入功率P1和Q1，该节点属于（）节点。 ? A. PQ ? B. PV ? C. 平衡 ? D. 负荷 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案C 解析3. (5分)某一点的短路容量S f等于该点短路的次暂态电流乘以该点额定电压的倍。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案A 解析4. (5分)电力系统二次调频由发电机组的调频器完成。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案A 解析5. (5分)在电力系统的发电机功-角特性曲线中，最大减速面积小于加速面积就能保持系统暂态稳定。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析6. (5分)架空线路换位可以降低线路电阻。（）? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析7. (5分)1000kV为（）压。 ? A. 低 ? B. 中 ? C. 超高 ? D. 特高 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案D 解析8. (5分)用电设备的额定电压为（）kV。 ? A. 11 ? B. 10 ? C. 10.5 ? D. 9 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析9. (5分)对于三绕组升压变压器，其等值电抗最小的是（）。 ? A. X T1 ? B. X T2 ? C. X T3 ? D. X T1-2 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 三、简答题 31．电力变压器的主要作用是什么？ 答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。 32．简单闭式网分为哪些类网络？ 答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。 33．为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？ 答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。 34．为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？ 答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。 四、简算题 35．某三相单回输电线路，采用LGJ －300型导线（计算外径25.2mm ），已知三相导线正三角形布置，导线间距离D ＝6m ，求每公里线路的电抗值。 解：计算半径：m 106.12mm 6.122 2.25r 3-?=== 几何均距：D m =D=6m /km 403.0 0157.010 6.126 lg 1445.0 0157.0r D g l 1445.0x 3 m 1Ω=+?=+=- 36。.110KV 单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV ，末端负荷为15＋j10MVA ，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。 解： 37．某系统发电机组的单位调节功率为740MW/Hz，当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz，求负荷的单位调节功率。 解： 38．网K点发生两相短路接地，求K点短路电流值。 东北农业大学网络教育学院 电力系统分析作业题参考答案 作业题一参考答案 一、填空题 1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为231KV。 2．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。 3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。 4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。 5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。 6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。 7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。 8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角 元素为零。 9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流 的3倍。10．减小输出电元件的电抗 将提高（改善）系统的静态稳定性。 二、单项选择题 11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系 （②） ①否②是③不一定④根据发电机的形式定12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（③） ①内层②中间层③外层④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是 （③） ①全补偿②欠补偿③过补偿④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（②） ①越大②越小③不变④无法确定 15．变压器的电导参数GT，主要决定于哪一个实验数据（①） ①△PO ②△PK ③UK% ④IO% 16.当功率的有名值为s＝P＋jQ时（功率因数角为）取基准功率为Sn，则有功功率的标么值为（③） ①P ②P ③P④Pcos S n cos S n si n S n S n 17.环网中功率的自然分布是 （④） 一、单选题 1. (5分)一班制企业的最大负荷利用小时数一般（）三班制企业最大负荷利用小时数。 ? A. 等于 ? B. 大于 ? C. 小于 ? D. 大于等于 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案C 解析 2. (5分)对于三绕组降压变压器，其等值电抗最小的是（）。 ? A. X T1 ? B. X T2 ? C. X T3 ? D. X T1-3 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析 3. (5分)节点导纳矩阵的自导纳Y ii的绝对值一般小于互导纳Y ij的绝对值。（）? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析 4. (5分)电压中枢点的调压方式有3种：（）调压、顺调压、常调压。 ? A. 恒 ? B. 逆 ? C. 非 ? D. 负 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析 5. (5分)两台同容量发电机组并列运行，机组1#的调差系数小于机组2#的调差系数，如果系统负荷增加时两台机组均未满载，则（）。 ? A. DP G1=DP G2 ? B. DP G1 6. (5分)对于三绕组升压变压器，其短路电压最大的是（）%。? A. U k3 ? B. U k2-3 ? C. U k3-1 ? D. U k1-2 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案D 解析 7. (5分)平均额定电压U av包括（）kV。 ? A. 525 ? B. 230 ? C. 115 ? D. 37 ? E. 10.5(完整版)电力系统分析基础知识点总结
电力系统分析大作业
电路分析试题及其答案
电力系统分析作业答案
《电力系统分析基础(Ⅰ)》第二次作业答案
电力系统分析试卷及答案
电力系统分析试题答案(完整试题)
电力系统分析作业题答案
电力系统分析(本)网上作业二及答案
电力系统分析作业答案
电力系统分析复习题答案
电力系统分析课后作业题及练习题
电力系统分析试题答案(全)
最新电力系统分析基础知识点总结
电力系统分析(第2版)_在线作业_3
电力系统分析试题与答案(经典题目)
电力系统分析作业题参考答案
电力系统分析第2版在线作业2