電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析習題

1、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(wǎng)？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(wǎng)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(jīng)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(cè)的額定電壓(圖中電壓是電力線路的額定電壓)。7. 電力系統(tǒng)的部分接線如圖所示,各級電網(wǎng)的額定電壓示于圖中。試求：(1)發(fā)電機G和變壓器T1, T2, T3高，低壓側(cè)繞組的額定電壓。設變壓器T1工作于+2.5%抽頭，T2工作于主抽頭,T

2、3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, LGJ-120,LGJ-300,導線每公里的電阻值 ，用公式計算；用 查表法求得。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)2ri xi 和 bi。（p=32 Qmm /m,導線計算直徑 d=17mm）11某110KV單回線，長度為110Km,導線型號為LGJ-185,三相導線排列方式如圖。試求：（1）

3、環(huán)境溫度為50 C時的線路阻抗。線路的電納和電容充電功率。1.9m3.5m2.3m23m題11圖12.110KV線路，長100Km,使用LGJ 2 150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, Pk1 2 =152.8KW, PK1 3=52KW, P<2 3=47KW,P0=75KW , Uk1 2%=10.5, UK1 3%=18 , Uk2 3%=6.5, I

4、 0%=4.1。14. 某發(fā)電廠，以三臺單相變壓器按/連接，組成三相變壓器組，每臺變壓器的容量為3500KVA，電壓為22.232 2.5% 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)。實驗數(shù)據(jù)123pkKW27.628.929.4Uk%6.426.546.5511.058.410.6I。2.01.421.8415 .變電所使用的OSFPSL 2 -90000/220型三相三繞組自耦變壓器，額定電壓為220/121/38.5KV，容量比為100/100/50,實測的空載及短路試驗數(shù)據(jù)如下:P '(K1 3 =265KW ;U (ki 2) (

5、%) =9.09;U '(K1 3)( %)=16.45 ；U '(K2 3)=10.75I 0( %)=0.332P0 =59KW ；試求變壓器參數(shù)及等值電路。16部分電網(wǎng)絡的結(jié)線如圖所示，導線的排列方式也示于圖中，試求:(1)40°C時每公里線路的參數(shù);(2)(3)3m93.5m2.5mc 丄? T3.5m2m?X變壓器參數(shù)（試驗數(shù)據(jù)查表）； 并聯(lián)運行時的等值參數(shù)和等值電路;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(cè)的阻抗為2.95+j48.7 , T2算至于110KV側(cè)的阻抗值為 4.48+j48.4, T3歸算至35KV側(cè)的阻抗為1.1

6、27+j9.188,輸電線路的參數(shù)已注在圖中，試作出網(wǎng)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）。31.5MVA10.5；21kv3 20MVA11038.5 kV45 10MVA35nkv題17圖18有一 110KV網(wǎng)絡，其結(jié)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(wǎng)絡。T1 : 2 SFL 1-16000/110T2 : SFSL-20000/110LGJ-240A 120kmD=6m水平排列LGJ-120T1100kmD=6m水平排列11kv20+j10 MVA題18圖4 10+j18 MVA19某電力系統(tǒng)結(jié)

7、線如圖10.5kvT1248kvLGJ-300:T238.5kvLGJ-120150kmDm 7.5_121kv30kmDm 35m T46.3kv2多60Lg20LGJ-120T340kmDm '5m107.25kv-10.5kv19圖圖中標明的變壓器高低或高中側(cè)的電壓為其實際抽頭電壓,T511kv題各變壓器技術數(shù)據(jù)如下:T1:額定容量：90MVA ;額定電壓：242/10.5KV ；Pk =472.5KW ； P0 =92KW ；Uk%=13.75 ；I 0%=0.67 ；T2 :額定容量：90/90/90MV A ； 額定電壓 220/121/38.5KV ；Pk（1 2）=58

8、0KW ；FK（1 3）384KW ；FK（2 3 =704KW ；Uk（1 2）%=14.07 ；Uk（1 3）%=23.73 ；Uk（2 3）%=7.65 ；P0 =107.7KW ；l0%=0.82T3 :額定容量：2 40MVA ;額定電壓：120/10.5KV Pk =200KW ；P0 =42KW ；Uk%=10.5 ；I 0%=0.7T4 :額定容量：31.5MVA ;額定電壓：38.5/6.3KV Pk=180KW ；P0 =30KW ；Uk %=8 ；I 0%=0.7T5 :額定容量：15MVA ;額定電壓：110/11KV Pk=128KW ;Po =40.5KW ;Uk%

9、=10.5 ;I o%=3.5各電壓的基準電壓取為：220KV 級Ubi =220KV110KV 級Ub2=110KV35KV 級Ub3=35KV10KV 級Ub4=10.5KV6KV 級Ub5=6.3KV基準功率3=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(wǎng)絡的等值電路。20某110KV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100/10

10、0/100）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110/38.5/6.6KV，其等值電路（歸算至高壓側(cè)）和所供負 荷如圖，當變比為 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。5+j4 MVA2.4+j658+j6 MVA22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)COSyi8+j40y2P2220 mwj5.510 4sj5.510 4s題23圖10.2KV。試求始端電壓并作出電壓10.2kv24. 1

11、0KV線路的等值電路如圖所示，已知末端電壓為相量圖。丿12 j44-j3MVA題24圖25題16所示電力網(wǎng)中，變壓器低壓側(cè)負荷為S=30+j20MVA,試求：（1 ）低壓母線電壓為10KV時，始端電壓和始端輸出功率；（2）始端電壓為116KV時，變壓器低壓側(cè)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(cè)的日負荷曲線（視在功率）如圖所示，該電力網(wǎng)每年工作 305天，試求：（1 ）該網(wǎng)絡的年電能損耗；（2）設電能損耗價格為 0.04元/千瓦小時，試計算該網(wǎng)絡因電能損耗而需要的年運行費用。27.兩端供電網(wǎng)如圖所示，線路參數(shù)為Za

12、c 15j20, Zcd 12j18,ZAc 10 j16 ，當AT電壓為115 0°kV , BJ電壓為112 0° kV時，試算網(wǎng)絡功率分布及各點電壓。16+j1220+j15題27圖28座35/11KV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(cè)。試求：（1） 當兩臺變壓器的變比都為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；（3）以變壓器實際電壓損耗校驗

13、（2）的計算結(jié)果。題28圖29. 某一由發(fā)電廠 A供電的220KV環(huán)形網(wǎng)絡，線路參數(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(wǎng)絡的經(jīng)濟功率分布；（2）實現(xiàn)經(jīng)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T max =5000小時,COS =0.9可查得t=3200小時）168.8 j62.7題29圖30. 環(huán)形網(wǎng)絡及其等值網(wǎng)絡如下圖，圖中歸算至220KV側(cè)的各元件阻抗分別為：乙=4+j40 ； Z2 =6+j50 ； Z3=39+j75 ； Z4 =38+j80 ； ZTi=2+j120 ； Zt2 =1+j25 ； 變壓器變比分別為：Kti=231/110 ；

14、 Kt2=209/110 ;各點負荷分別為：S =50+j30MV A ；足=30+j10MV A ； Sb=150+j100MV A ;試求網(wǎng)絡中的功率分布。計算時可略去功率損耗。SbASaT1T2口 Zr1Z1OZ4oZ3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(cè)的負荷為5.1+j2.89MVA，最大負荷利用小時數(shù)為4500h，低壓側(cè)的負荷為14+j6.78MVA，最大負荷利用小時數(shù)為 5500h，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。0.0468j0.28 MV

15、A5.1j2.89 MVAS i題31圖32. 電力網(wǎng)結(jié)線如圖所示，是一個額定電壓為110KV的閉式區(qū)域電力網(wǎng)，已知發(fā)電廠A （調(diào)頻發(fā)電廠）高壓母線電壓等于118KV。發(fā)電廠B （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(jīng)一臺 SFL 1-31500/110的升壓變壓器送入電力網(wǎng)。變電所a裝有兩臺SFL 1-31500/110的降壓變壓器，低壓側(cè)電網(wǎng)的額定電壓為10KV，負荷為40+j30MVA ;變電所b裝有一臺SFL1-16000/110的降壓變壓器，低壓側(cè)電網(wǎng)的額定電壓為 6KV，負荷為12+j7

16、MV A ；電力網(wǎng)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(wǎng)的功率分布及電壓計算。? ? ? b16MVA題32圖33施用網(wǎng)絡變換法將下圖所示的網(wǎng)絡變?yōu)閮啥斯╇娋W(wǎng)（其中 荷）。A，B，C，D為電源，H為負34.110KV環(huán)形網(wǎng)絡如圖所示。Sb和S的最大負荷利用小時數(shù)分別為擬采用鋼芯鋁線，幾何均距為5m。試選擇各段導線的截面積。5500h 和 4500h，導線80km100km30j15 MVA80km40j15 MVA題34圖35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。Dm=1m。10kvACJ 70CJ 35CJ 2541

17、44卜 10.6 j0.45 MVA0.3 j0.25 MVA 0.1j0.07 MVAZ1=1，Z2 =2，Z3 =1，36.如圖所示的網(wǎng)絡。圖中標出了各線段的標號和各節(jié)點的電流。設 Z4 =4，試求該網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣（以節(jié)點A為參考節(jié)點）IllZ4ZiZ2+I2Z5I3題36圖37如圖所示的網(wǎng)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(wǎng)絡的結(jié)點阻抗矩陣。38如圖所示的網(wǎng)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(wǎng)絡支路阻抗以標幺值表示于圖中（1） 求該網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣。b）所示）求網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣（網(wǎng)（

18、2）當支路34改變?yōu)橐粭l變壓器支路時（如圖（ 絡其余部分都不改變）。3廠 0.9:1廠 j0.30(b)40.如圖所示的網(wǎng)絡。圖中標出了各線段的編號及阻抗，乙=1，Z2=2，Z3=1，Z4 =4，Z5=4，試用支路追加法確定網(wǎng)絡的節(jié)點阻抗矩陣（以節(jié)點A為參考節(jié)點）。aIi2I 1=2， I 2 =1， I 3 =3，節(jié)點A的電壓為10，試求41. 試用題40所示的節(jié)點阻抗矩陣，其中 其他各個節(jié)點的電壓。42. 已知非線形方程為f 1 （ X1， X2）=2 X1 + X1 X2-1=0f 2 ( X1， X2)=2 X2-X1 X2 +1=0取初值x10)0，x20) 0進行迭代求解，用高斯一

19、塞德爾迭代法迭代一次，并用其結(jié)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：dF1/dPG1=0.15 PG1+10 元/兆瓦小時(100 PG1 200MVA)dF2/dPG2 =0.10 PG2+10 元/兆瓦小時(100 PG2 300MVA)dF2/dPG3=0.05 PG3+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(nèi)能量微增率與負荷曲線=f( P1).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：2F=4+0.

20、3 Pg +0.0003 P 噸/小時水電廠的耗水特性為：2W=3+ Ph +0.002 FH 立方米 /秒設水電廠給定的日用水量為107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(jīng)濟功率分布。P8000600400200481216 2024題44圖4%，3%，若若空載45兩臺容量為60MW的發(fā)電機共同承擔負荷，它們的調(diào)差系數(shù)分別為時并聯(lián)運行，其頻率 f °為50Hz，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100MW時，兩臺機組能平均分擔負荷，它門的轉(zhuǎn)速應分別增

21、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 Hz , B系統(tǒng)的頻 率為50 Hz， 試求：（1） A，B兩系統(tǒng)的系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率Ka，Kb ；（2）A系統(tǒng)負荷增大750MW，聯(lián)合系統(tǒng)的頻率變化量。47.110KV干線網(wǎng)絡如圖所示。每一變電所中裝設20MVA，110/11KV雙組變壓器兩臺，共同承擔負荷24+j18MVA，現(xiàn)為了提高電力網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，在變電所低壓側(cè)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 P最小原則分配）。變壓器的特性數(shù)據(jù)如下：Pk=163KW， P0=60KW，Uk %= 10.5， I。=3。70km10km2 LGJ 95LGJ 150 Io變電所I24j18 MVA變電所n-CD24j18 MVA題47圖48某35KV降壓變電所，裝有容量為2 10MVA，變比為35/11KV變壓器，兩臺變壓器并聯(lián)運行。變壓器的