電力系統(tǒng)分析試題與答案匯編

1、.計(jì)算題例2-6已知ZT=（4.08j63.52）ii,k=110/1仁10試求出圖中變壓器不含勵(lì)磁支路的n型等值電路。Zt10門=(0.408j63.52),1-k=(-0.453-j7.058)門1-10Ztk(k-1)(0.0453j0.706)門10(10-1)例2-8試計(jì)算如圖所示輸電系數(shù)各元件電抗的標(biāo)幺值。Xg（n）=0.26;變壓器T-1Stkn）=31.5MV.A,Vs%=10.5,5=10.5/121;變壓器電抗器VR（N）=6kV,lR（N）=0.3kA,Xr%=5;架空線路長(zhǎng)80km,每公里電抗為為0.08Q。已知各元件的參數(shù)如下，T-2發(fā)電機(jī)Sg(n)=30MV.A,V

2、g(N)=10.5kV,St2(n)=15MVA,Vs%=10.5,“2=110/6.6;0.4Q;電纜線路長(zhǎng)2.5km,每公里電抗Sb=100MV.A。III解：首先選擇基準(zhǔn)值，取全系統(tǒng)的基準(zhǔn)功率VB(n)-VB(i)1=10.51kV10.5/121=121kVkB(in)Vb(皿)=Vb(n)kB(n)各元件電抗的標(biāo)幺值為X1=Xg(B)*=Xg(B)*vG(n)SG(N)_XT1(B)*一X3X4BkB（2畑）1=10.5kV=1217.26kV(10.5/121)(110/6.6)(110/6.6)宴=0.2610.5VB(I)単=0.873010.522Vs%Vt1(ni)Sb21

3、00ST1(N2)VB(I)2止竺単=0.33B100=Xl(b)*=XlV=0.480面巾22-XT2(B)*SBV%沢江過丄=遊過遊過他=058100St2(N2)vB(n)100151212X5=XR(B)*Vr%VR(N)100.31R(N)VB(n)X6=XC(B)*-X-SVB(皿)10021007.262=0.38=1.09習(xí)題1-2電力系統(tǒng)的部分接線示于題圖1-2，各電壓級(jí)的額定電壓及功率輸送方向已標(biāo)明在圖中。試求：（1）發(fā)電機(jī)及各變壓器高、低壓繞組的額定電壓；（2）各變壓器的額定變比；（3）設(shè)變壓器T-1工作于+5%抽頭、T-2、T-4工作于主抽頭，T-3工作于2.5%抽頭時(shí)

4、，各變壓器的實(shí)際變比。12弟堆接圾圖解(1)發(fā)電機(jī)：Vgn=10.5kV，比同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%變壓器T-1為升壓變壓器：Vn2-10.5kV,等于發(fā)電機(jī)額定電壓；Vn1=242kV,比同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%變壓器T-2為降壓變壓器：Vn1=220kV，等于同電壓及網(wǎng)絡(luò)的額定電壓；Vn2=121kV和Vn3=38.5kV，分別比同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%。同理，變壓器T-3：Vn1=35kV和Vn2=11kV。變壓器T-4：Vn220kV和Vn2=121kV。T-1：kT1N=242/10.5=23.048T-2:kT2(2)=220/121=1.818,kT2(1,)=2

5、20/38.5=5.714,kT2(2)=121/38.5=3.143T-3:kT3N=35/11=3.182,T-4:“4n=220/121=1.818(3)T-1:kT1=(10.05)242/10.5=24.2T-2:kT2(1,)=220/121=1.818,心2(1/)=220/38.5=5.714,kT2(2d)=121/38.5=3.143T-3:kT3=(1-0.025)35/11=3.102,kT4=220/110=210.5kV。試分別按元件標(biāo)幺值計(jì)算10.5kV。試分別按元件標(biāo)幺值計(jì)算例6-2在例2-8的電力系統(tǒng)中，電纜線路的未端發(fā)生三相短路，已知發(fā)電機(jī)電勢(shì)為短路點(diǎn)的電流

6、的有名值。短路點(diǎn)的電流的有名值。解：取Sb=100MV.A,Vb二Vav(Vb(Z)=10.5kV,Vb(H)=115kV,Vb(皿)=6.3kV)x1=xd=0.26Sb.0.26型Sgn30=0.87,X2XtiVs%Sb100St1(N)10.5100黑心3X3二Xl2=0.24,=空過魚=空過型=0710015x100ST2X5=Xr二Vr%Vr(N)車1003Ir(n)Vb(皿)100/30.3呀1.46,6.3X6X6理=0.504VB(皿)6.32X,“=4.104E=匹二空詔丄二丄心44,IfVbi10.5Xt4.104E=匹二空詔丄二丄心44,IfVbi10.5Xt4.104

7、Sb=If*3V(b皿)1002.24kA例3-2已知同步電機(jī)的參數(shù)為：Xd=1.0,Xq=0.6,COS，=0.85。試求在額定滿載運(yùn)行時(shí)的電勢(shì)Eq和EQ。解：用標(biāo)幺值計(jì)算，額定滿載時(shí)V=1.0，1=1.0()先計(jì)算Eq。由圖的相量圖可得Eq=Eq=(VxqIsin)2(xqIcos:)2二.(10.60.53)2(0.6(2)確定Eq的相位，相量Eq和V間的相角差xqICOS:,r.0.6985=arctgarctg21V+xqlsin1+0.6953Eq和I的相位差為：=arctgE*二arctgVcos：0.85(3)計(jì)算電流和電壓的兩個(gè)軸向分量Id=Isin(亠J=Isin53=0.

8、8，Iq=Icos(、)=Icos53二0.6Vd=Nsin=Vsin21=0.36，Vq=Vcosn、二Vcos21=0.93(4)計(jì)算空載電勢(shì)Eq:Eq=Eq(xdXq)ld=1.41(1-0.6)0.8=1.731j0.03Y3Y24例4-1某電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)示于。各元件阻抗、導(dǎo)納均以標(biāo)幺值標(biāo)于圖中，求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。j003-j33.3-忙.7j0.015=-j66.67Yt一j63.49_j0.252j0.03一曲一j35.7丫41丫35=一12323234550.03i0.0150.5i000.5i1.0511.051100100習(xí)題4-1系統(tǒng)接線示于題圖4-1，已知各元件參數(shù)如下

9、：發(fā)電機(jī)G-1:Sn=120MV.A,xd=0.23;G-2:Sn=60MV.A,Xd=0.14。變壓器T-1:Sn=120MV.A,Vs=10.5%；T-2:Sn=60MV.A,VS=10.5%。線路參數(shù)：Xj=0.40/km,b|=2.80-6S/km。線路長(zhǎng)度L-1:120km,L-2:80km,L-3:70km。取Sb=120MV.A,Vb=Vav,試求標(biāo)幺制下的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。解：選Sb=120MVa,Vb=Vav，采用標(biāo)幺參數(shù)的近似算法，即忽略各元件的額定電壓和相應(yīng)電壓級(jí)的av?Vav的差別，并認(rèn)為所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于1。(1)計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值S120Xd1二xdG1二0

10、.23=0.23,Sg1n120Vs1%SB10.5120XT1X=X=0.105,100St1n100120Xl1:=刈1_SB2=0.41201202-=0.43554,Sav115Xl2=Xu_|_2=0.43554800.2904,l1120 xXl1十“43554豈心541，Sc120Xd2二XdG2B0.14-=0.28SG2N60Vsa%Sb10.5120Xt2-=X-0.21100St2N1006011v；11152-Bl1bl12.8101200.018522121Sb2120丄BlaBl1l2_10.0185280-0.01235222l1120如3Jb=0.01852四0

11、.010822l1120(2)計(jì)算各支路導(dǎo)納。1.1j-jXd10.23-j4.34781畑一jXd21丘7514yi3jXT1.1T0.105-j9.524y341j1y35=-j1j3.444jXi2y45jj3.936jXi30.2541TOCo1-5hz11y30=jBl1jBl2=j(0.18520.01235)=j0.030872211y40=j(BnjB13)=j(0.18520.0108)=j0.029322211y50=j(Bl2jBl3)=j(0.012350.0108)=j0.0231522(3)計(jì)算導(dǎo)納矩陣元素。對(duì)角元丫11=y10y13=-j4.3478-j9.524

12、=-j13.872丫22=y20y24H=-j8.333Y33=y30y31y34y34rj0.03087-j9.524-j2.296-j3.444=-j15.233Y44=y40y42y45=j0.02932-j4.762-j2.296-j3.936=-j10.965丫55二y50y53y540.02315-j3.444-j3.936=-j7.357非對(duì)角元Y11=Y21=0.0Y13二丫31=y13=j9.524Y14=Y41=0.0丫15=丫51一0.0Y24=丫42=_y24=j4.762Y34=丫43一y342.296Y35=丫53=_y35=j3.444丫45=丫54=y45=j3

13、.936導(dǎo)納矩陣如下-j13.8720.0j9.5240.00.00.0-j8.3330.0j4.7620.0Y=j9.5240.0-j15.233j2.296j3.4440.0j4.762j2.296-j10.965j3.936-0.00.0j3.444j3.936-j7.357習(xí)題5-1供電系統(tǒng)如圖5-1所示，各元件參數(shù)如下。線路L:長(zhǎng)50km,x=0.4Q/km;變壓器T:Sn=100MVA,Vs=10.5%,kT=110/11。假定供電點(diǎn)電壓為106.5kV，保持恒定，當(dāng)空載運(yùn)行進(jìn)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路。試計(jì)算：(1)短路電流周期分量，沖擊電流，短路電流最大有效值及短路功率等的有名

14、值;解：按有名值計(jì)算Xt一Vs%過VNT100StnXl=xl=0.450=20,110210127.05X一XlXt=(20門127.05門)=147.05門(1)短路電流和短路功率計(jì)算(a)基頻分量1=kA=0.4181kA-3147.05短路點(diǎn)的電流110Ip=lkT=0.4184kA=4.181kAp11(b)沖擊電流取kimp=1.8imp二、2IpKmp=24.1811.8kA=10.644kA短路電流最大有效值limpTp：12(kimp-1)4.181.12(1.8-1)2kA-6.314kA短路功率Sf二3VNIp=31.04.181MVA=72.424MVA習(xí)題5-3一臺(tái)無(wú)

15、阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，已知：PN=50MW,cos=0.8,VN=15.75kV,x1.04,x0.69,Xd=0.31。發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行，試計(jì)算電勢(shì)Xd=0.31。發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行，試計(jì)算電勢(shì)Eq,Eq和E，并畫出相量圖。解：已知VG=1.0,lG=1.0,COS=0.85,.=31.79,sin0.52678，設(shè)Vg=1.0.0，則Ig=1.0/-31.79=0.85j0.5268，Eq=VgjIgXq=23.275，Id=IgSin(、X)=1.0sin(23.27531.79)=0.81Eq二Eqld(xd-Xq)=1.484270.8197855(1.04-0.69)=1.7712

16、Eq：=Eq-ld(xq-Xd)=1.48427-0.819785(0.69-0.31)=1.17275E=VgjIGxdE=1.193，、=12.763習(xí)題6-3系統(tǒng)接線示于題圖6-3，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)G:Sn=60MV.A,xd=0.14;變壓器T:Sn=30MV.A,Vs=18%;線路L:l=20km,x=0.38Q/km。試求f點(diǎn)三相相短路時(shí)的起始次暫態(tài)電流，沖擊電流、短路電流最大有效值和短路功率等的有名值。-+GCH_F%呈=旦色=0.16100Stn10030解：選Sb=60MVA,VB二Vav，則IbB=kA-0.936kA，取E=1.05,x0.14,TOCo1-5h

17、zJ3Vb心37X,=xl-S=0.3820卑二0.333,X、二XdXtXi=0.140.160.33=0.633Vb2372起始次暫態(tài)電流E訊105lIB(2)求沖擊電流，取沖擊系數(shù)kimp=1.8有：imp21kimp二21.5531.8kA=3.953kA(3)短路電流最大有效值：limp=1.12(kimp-1)2-1.553.12(1.8-1)2kA=2.345kA(4)短路功率：匚訊105SfSB60MVA=99.526MVAX0.633或Sfh：3lVavfJ31.55337MVA=99.525MVA例6/0三相短路分別發(fā)生在血和左點(diǎn)計(jì)算短路電流的周期分量已知(1)系統(tǒng)對(duì)母線a

18、處的短路功率為1000M/A,(2)母線a的電壓為恒從值系統(tǒng)11.5kVTT_LrC解：取sb=ioomva,(1)第種情況，系統(tǒng)用電壓源表示，它到母線a的電抗標(biāo)幺值6必21000各元件的標(biāo)幺值為線路L：A；=0.4x40 xr=0.121115z電抗器：y3=0.04x100=10Y小Q12035在網(wǎng)絡(luò)的6.3kV電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流為當(dāng)f】點(diǎn)短路時(shí)變壓器：=0.105x=035電纜:X斗=0434122VW習(xí)題9-1:某系統(tǒng)典型日負(fù)荷曲線如題圖所示，試計(jì)算：日平均負(fù)荷；負(fù)荷率km，最小負(fù)荷系數(shù)a以及峰谷差A(yù)Pm。解：（1）日平均負(fù)荷PavMW=85MW24負(fù)荷率Pav85km-0.7083Pm

19、ax120最小負(fù)荷系數(shù)a=電50=0/167FJmax120峰谷差Pm二Pmax一Pmin=(120-50)MW=70MWPav85km-0.7083Pmax120最小負(fù)荷系數(shù)a=電50=0/167FJmax120峰谷差Pm二Pmax一Pmin=(120-50)MW=70MWISOP/MWr4&J?M2024題圖9-1日負(fù)荷曲線r/h9-2若題圖9-1作為系統(tǒng)全年平均日負(fù)荷曲線，試作出系統(tǒng)年待續(xù)負(fù)荷曲線，并求出年平均負(fù)荷及最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax有功功率/MW持續(xù)時(shí)間/h1204X365=14601004X365=1461904X365=1462804X365=1463更多精品文檔有功功率/

20、MW持續(xù)時(shí)間/h1204X365=14601004X365=1461904X365=1462804X365=1463更多精品文檔解：年持續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)如題表9-2所示。題表9-2年持續(xù)負(fù)荷學(xué)習(xí)-好資料7050電壓損耗：乂-VLD=120.4551-105=15.4551KV(2)功率損耗p=i2rPldQldvLd224226.02912.09二2.6767MW1052：Q=I2XPldQldvLd4222評(píng)48560MW“00%=_42_000%=94.01%P422.68輸電效率:(3)未端電壓偏移：105一110100%4.545%110首端電壓偏移：120.4551-110，100%=9.

21、505%110_PldPld10-2若上題的負(fù)荷功率因數(shù)提高到0.95,試作同樣計(jì)算，并比較兩題的計(jì)算結(jié)果。Qld=PLdtan=PLD-c$=4一0.95PldRQldXVld105=10.095KVPldXQldR105=14.4105KV電壓降落：y-Vld二Vj、.y=,(VLdvfV2=(10510.095)214.41052=115.994KV電壓損耗：y_VLd=115.994_105=10.994KVVld(2)功率損耗p-i2rpLDg：Vl2d42213.80472105212.09=2.1434MWQ=|2XPLDQLDXVLd42213.80472105240=7.09

22、14MW輸電效率：pldPld+P100%42422.1434100%=95.14%(3)未端電壓偏移:首端電壓偏移:105110100%=-4.545%110115.994-110110100%=5.449%學(xué)習(xí)-好資料例題：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖所示，額定電壓10kV,已知各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷及線路參數(shù)：S2=0.3+j0.2MVA,S3=0.5+j0.3MVA,S4=0.2+j0.15MVA,Z12=1.2+j2.4Q,Z23=1.0+j2.0Q,Z24=1.5+j3.0Q,電源電壓V=10.5kV,試作功率和電壓計(jì)算。ViZl2V3V2Z23S2V4Z24S4解:(1)先假設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓為額定電壓進(jìn)行功率損

23、耗計(jì)算，以求得電源點(diǎn)始端功率。F32+Q；0.52+0.32：S233聲(甩jX23)2(1TOCo1-5hzVn10P42+q2.0.22+0.152一S242(R24jX24)2Vn10S23二S3.S23S24二S4：S24=0.2009j0.1519S12=S2S23S3=02P122Q122(R12jX12)-1.004320.65872102S12=S12用已知的電壓及第一步求得的功率分布，求出線路各點(diǎn)電壓。M2=(P12R12Q12X12)/V1=0.2752V201-V12=10.2248kVV23=(P23R23Q23X23)/V2=0.1100V372-V23=10.040

24、8kVV24=(P24R24Q24X24)/V2=0.0740V4“2-V24-10.1508kV根據(jù)求得的電壓分布，重算功率分布。S2322210.04(1j22210.152(1.5j3)=0.0009j0.0018S23二S3$23S24二S4S24=0.2009j0.1518S12=S2S23S2422021.004320.65862210.22S12二S1202比較兩次計(jì)算得到的電源點(diǎn)功率的差值，小于0.3%，則可以結(jié)束計(jì)算。(否則繼續(xù)重算電壓分布、功率分布更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料到誤差足夠?。?1-1輸電系統(tǒng)如圖11-1所示。已知：每臺(tái)變壓器Sn=100MWA,Po=450kW，Q

25、o=3500kvar，Ps=100kW，Vs=12.5%，工作在5%的分接頭；每回線路長(zhǎng)250km,m=0.08Q/km,X1=0.4Q/km,b1=2.8x10-s/km;負(fù)荷Pld=150MW,cos$=0.85。線路首端電壓VA=245kV，試分別計(jì)算：（1）輸電線路，變壓器以及輸電系統(tǒng)的電壓降落和電壓損耗；（2）輸電線路首端功率和輸電效率；（3）線路首端A，未端B及變壓器低壓側(cè)C的電壓偏移。11-1輸電系統(tǒng)如圖11-1所示。已知：每臺(tái)變壓器Sn=100MWA,Po=450kW，Qo=3500kvar，Ps=100kW，Vs=12.5%，工作在5%的分接頭；每回線路長(zhǎng)250km,m=0.08Q/km,X1=0.4Q/km,b1=2.8x10-s/km;負(fù)荷Pld=150MW,cos$=0.85。線路首端電壓VA=245kV，試分