电力系统分析试卷及答案..

G 10kV T-1
～
110kV
T-2 35kV
T-3 10kV
四 、有一台双绕组变压器， 电压比为 110kV/10.5kV, 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
PR QX 10 5 7.5 20
U
=5.714kV
U
35
5、电压损耗、功率损耗会减少。
三、
四、 五、
六、
1、 R
200 1212 1000 31.5 2
2.9511
10.5 1212
X
48.8033
100 31.5
2、 R
2.9511 1212 100
0.020
X
48.8033 1212 100
＝－ j 0.762
jX d
ZT 1
Z L1 I DA1
EG
U DA1
jX G2
ZT 2
Z L 2 I DA2
U DA2
正序网络 ZT 0
ZL 0 I DA0
U DA0
零序网络
负序网络
jX d
ZT 1
ZL 1 I DA1
EG
U DA1
jX G 2 ZT 2
ZL 2 I DA2
U DA2
ZT 0
ZL 0 I DA0
八、如图所示电力系统，元件参数如表 3~5 所示。故障前线路空载， D点电压 =121kV,在 D 点分别发生短路。
D
G
图
表3 发电机
额定容量 (MVA) 50
表4 变压
器
接线类 别
YNd11
额定容量 (MVA) 50
Xd” 0.3
额定电压 (kV) 10.5/121
X2 0.35
Uk% 10.5
表5
j
N
U iU j (Gij sin ij
j
Bij sin ij ) Bij cos ij )
i 1,2,3
或Ui
1 ( Pi jQi
Yii
Ui
N
Yij U j )
j1 ji
i 1,2,3
4
P1
H 11 H 12 N11
1
P2
H 21 H 22 N 21
2
Q1
J 11 J12 L11 U 1 1 U 1
I 1 R1 jX 1
R2/
jX
/ 2
I
/ 2
I1
R jX
I
/ 2
U1
Im
Ym Gm jBm
U
/ 2
U1 Gm
jBm
/
U2
8、
Z
1
2
Y
Y
2
2
1/
2/
二、 1、 G 10.5kV
T-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
G
T-1
10kV
L-1 220kV
T-2
L-2
T-3 L-3
110kV
35kV
YC
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。
50
X 2 0.35
0.35
50
50
XT0
0.105 50
0.105
X L0
1.4
50
SB
U
2 B
0.265
3 A 相接地短路，复合序网由 3 个序网络串联而成
I A1
EG j ( X d XT1 X L1 X 2 XT 2 X L 2 XT 0 X L0 )
=
1.052 0
j (0.3 0.105 0.0756 0.35 0.105 0.0756 0.105 0.265)
50
X d =0.3
0.3
50
X T 10.5 50 0.105 100 50
XL
0.4
50
SB
U
2 B
50 20 1152 =0.0756
以短路前 D点电压为基准，则 E E 0
（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）
九、 试求如图 1 所示的等效电路的节点导纳矩阵，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。
1
2
0.08+j0.4 j0.25
j0.25
0.12+j0.5
0.1+j0.4 j0.3
4 3
图1
1:1.1
j0.3
4 3
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
Gm
P0
U
2 1N
10 3
S
Bm
I 0 % SN
100
U
2 1N
S
1、试计算变压器绕组电阻、漏抗的有名值；
2、设 SB=100MV，A 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。
10
3
y 23
0.5 2
1.0
y13
y 12
1 .
2+j 1
其元件导纳参数为： y12=0.5-j3, y 23=0.8-j4, y 13=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。
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
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） 。
G-1
B-1
L
G1
xN
f
B-2
G-2
G2
十五、已知系统如图所示。 k 点发生不对称接地短路，试画出图示系统的正序、负序、零 序网络。
G1
T1 115kV l
0.3333
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、
Y11 y12 y13 1.25 j 5.5
Y22 y12 y23 1.3 j 7 Y33 y23 y13 1.55 j 6.5 Y21 Y12 0.5 j3
线 额定电压
x1
路
（ kV） ( Ω /km)
110
0.4
x0 ( Ω/km) x0＝3.5 x 1
线路长度 (km) 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。
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 Ω（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？
。
1
U 1 =1.04∠ 0
0.5-j0.2 2
3
-1+j0.5
4 U4 =1.05 P4=0.3
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。
U1
1+j3 Ω
10.4kV
2＋j1MV A
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。
(3)
d
T1
T2
30MV A X d’=’0.22 Ed'' =1.08
10.5kV
31.5MV A Ud %=10.5
10.5/121 kV
200km 0.4Ω/km( 每回 )
31.5MV A Ud %=10.5
110/10.5 kV
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%， I 0%=0.8。试计算归算到高压侧的参数。
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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：Δ Ps’(1 -2) =560 千瓦，Δ Ps’(2 -3) =178 千瓦，ΔPs’(3 -1) =363 千瓦，VS（1-2）%=13.15, VS（2-3）%=5.7, VS（3-1 ）%=20.4, ΔP0=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 ）
(k 1) 1 (k 1) 2
U (k 1) 1
(k)
1
(k)
1
U
( 1
k
)
(k)
1
(k)
1
U
( 1
k
)
1
→
2
U1 1 U1
－1
H 11 H 12 N11
P1
H 21 H 22 N 21
P2
J 11 J12 L11
Q1
收敛条件：
U
( 1
k
)
1，
(k ) 1
2，
(k) 2
2
八、
1、取 SB 50 MVA， U B 115 kV
k
T2
G2
jx N
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。
六、已知某一变压器参数如表 1 所示。
表1
额定容量 额定电压
Uk %
(MVA)
(kV)
31.5
10.5/121
10.5
Pk (kW) 200
I0 % 0.5
P0 (kW)
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：
R
Pk
U
2 1N
1000 SN2
X
U k%
U
2 1N
100 SN
YC 35 kV
2、
SG ZT1
Zl1
ZT 2
Zl 2
ZT 3
Zl 3
SL
Ym1
j Bl 1 2
j Bl1 2
Ym2
j Bl 2 2
j Bl 2 2
Ym3
j Bl 3 2
j Bl 3 2
YC
3、
P
P2 Q2
j Q=
2 (R
U
jX ) = (102
7.52 ) 106
352
(5
j 20)
=（0.6378+j2.5510 ）MVA
U DA0
复合序网
I DA1 I DA 2 I DA0
I DA 3I DA1 j 2.286
有名值 I DA 2.286 I B 2.286 SB
E
UD
121 1.052 0
U B 115
I
E
1.052
＝-j2.1889
j ( X d X T X L ) j (0.3 0.105 0.0756)
有名值
I 2.1889 SB ＝0.5495 （kA） 3U B
2、
X T 2 X T1 0.105
X L 2 X L1 0.0756
X d =0.3
-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 1∠0。( 图中各值
均为标么值 ) 。
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。
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）
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。
Y32 Y23 0.8 j 4
Y31 Y13 0.75 j 2.5
1.25 j 5.5
0.5 j 3
Y
0.5 j 3
1.3 j 7
0.75 j 2.5 0.8 j 4
0.75 j 2.5 0.8 j 4 1.55 j6.5
3、
~
n
S i U i Y ij U j
j1
i 1,2,3
Pi 或
Qi
N
U iU j (Gij cos ij