电力系统分析习题集及答案.doc
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第83页共83页
电力系统分析
习题集
华北电力大学
前言
本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录
第一部分电力系统稳态分析
第一章电力系统的基本概念
第二章电力系统的元件参数及等值电路
第三章简单电力系统的计算和分析
第四章电力系统潮流的计算机算法
第五章电力系统的有功功率和频率调整
第六章电力系统的无功功率和电压调整
第二部分电力系统暂态分析
第七章电力系统故障分析的基本知识
第八章同步发电机突然三相短路分析
第九章电力系统三相短路的实用计算
第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路
第十一章不对称故障的分析、计算
第十二章电力系统各元件的机电特性
第十三章电力系统静态稳定
第十四章电力系统暂态稳定
第十五章研究生入学考试试题
附录
第一部分电力系统稳态分析
电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
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？
电力系统为什么要采用高压输电？
1-2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？
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。
10kV220kV110kV35kV10kV380/220kV
6kV
110kV35kV6kV380/220kV
380/220kV
×
D
D
×
～
1
2
3
D
×
D
1
2
3
×
D
D
习题1-4图
1
2
3
～
D
×
×
L
35kV
G
T1
T2
T3
T4
10kV
110kV
6kV
380V
10kV
单相
习题1-5图
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、变压器、三相电动机、单相电灯等各元件的额定电压。
⑵当变压器在+2.5%抽头处工作，在主抽头处工作，在-2.5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。
～
D1
D2
T1
T2
T4
6kV
10kV
110kV
35kV
3kV
G
T3
习题1-6图
220kV
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发电机和变压器、、高低压侧的额定电压。
⑵设变压器工作于+2.5%抽头，工作于主抽头，工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。
～
T3
G
10kV
110kV
35kV
10kV
T1
T2
习题1-7图
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？
1-11什么叫分裂导线、扩径导线？
为什么要用这种导线？
1-12架空线为什么要换位？
规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？
1-13架空线的电压在35kV以上应该用悬式绝缘子，如采用X—4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？
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—150，水平排列，其线间距离为4，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。
2-2某220kV输电线路选用—300型导线，直径为24.2mm,水平排列，线间距离为6，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。
2-3某电力网由双回110kV的输电线向末端变电所供电，其接线如图2-3（a）所示，输电线长100km，用—120型导线，在杆塔上布置如图2-3（b）。
末端变电所装两台110/11kV、20000kVA的三相铝线变压器，其型号为—20000/110。
试求：
⑴用查表法计算40℃时，每公里架空线路的参数。
⑵求末端变压器折到110kV侧的参数。
⑶求并联运行后的等值参数，并画出其等值电路图。
⑷校验此线路在t=25℃正常大气压下是否会发生电晕。
110kV
10kV
2×LGJ-120
100km
2×SFL-20000/110
6m
5m
4m
3.5m
3.5m
习题2-3图
（a）
（b）
2-4某220kV线路，选用—2×240分裂导线，每根导线直径为22.4mm，分裂间距为400mm，导线水平排列，相间距离为8m，光滑系数取0.85，气象系数取0.95，空气相对密度为1.0。
试求输电线每公里长度的电阻、电抗、电纳及电晕临界电压。
2-5有一回500kV架空线路，采用型号为—4×400的分裂导线，长度为250km。
每一导线的计算外径为27.2mm，分裂根数n＝４，分裂间距为400mm。
三相导线水平排列，相邻导线间距离为11m，求该电力线路的参数，并作等值电路。
2-6一条110kV、16km的线路，用—2×150（双分裂导线）导线架设水平排列，相邻线间距离为4.125m，分裂导线外径为17mm，分裂间距为250mm，求50℃时线路阻抗欧姆值。
2-7有一条330kV单回输电线路，采用—2×300分裂导线，每根导线的直径24.2mm，分裂间距为400mm，线间距离为2m，线路长300km，试作出该线路的等值电路图。
2-8某变电所装设的三相双绕组变压器，型号为—31500/110，额定电压为110/38.5kV，空载损耗kW，短路损耗kW,短路电压，空载电流，试求变压器的阻抗及导纳参数，并绘制T型等值电路。
2-9三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242/10.5kV，短路损耗kW，短路电压，空载损耗kW，空载电流。
求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。
2-10某发电厂装设一台三相三绕组变压器，额定容量MVA，额定电压为121/38.5/10.5kV，各绕组容量比为100/100/100，两两绕组间的短路电压为，，，空载损耗kW。
最大短路损耗kW，空载电流，试求变压器参数，并作等值电路。
2-11某变电所装设的变压器型号为—20000，额定电压为110/38.5/11kV，各绕组容量比为100/100/50，各对绕组短路电压为，，，空载损耗kW，最大短路损耗kW，空载电流，试求变压器参数，并作等值电路。
2-12有台容量为20MVA的三相三绕组变压器，三个线圈的容量比为100/100/50，额定电压为121/38.5/10.5kV，短路损耗为kW,kW，kW，空载电流为，空载损耗kW，短路电压为，，。
试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。
2-13某变电所装设一台OSFPSL—90000/220型三相三绕组自耦变压器，各绕组电压220/121/38.5kV，容量比为100/100/50，实测的短路、空载试验数据如下：
kW，kW，kW，，，，kW，。
试求该自耦变压器的参数并绘制等值电路。
2-14一台容量为90/90/45MVA的三相三绕组自耦变压器，额定电压为220/121/11kV。
短路损耗为kW,kW，kW。
短路电压为，，，空载损耗kW，空载电流。
试求该自耦变压器的参数。
（注：
、是最小绕组容量为基值给出的）
110kV
6kV
6kV
习题2-15图
2-15简化系统
如图2-15所示，
元件参数如下：
架空线：
kV，km，长70km。
变压器：
两台SFL—20000/110型号变压器并联运行，短路电压为Uk%=10.5。
电抗器：
额定电压为6kV，额定电流为300A，电抗百分值为4%。
电缆线：
双回铜电缆线路，kV，长2.5km，缆芯截面mm2，km，电阻系统mm2/km。
当选基准容量MVA，基准电压为各段的平均电压。
试求该系统各元件的标么参数，并作等值电路。
2-16已知电力网10.5kV
230kV
115kV
T1
T2
l1
l2
习题2-16图
如图2-16所示：
各元件参数如下：
变压器：
：
S=400MVA，，242/10.5kV
：
S=400MVA，，220/121kV
线路：
km,km（每回路）
km,km
其余参数均略去不计，取基准容量SB=1000MVA，基准电压，试作出等值电路图，并标上各元件的标么值参数。
2-17简单电力系统结线如图2-17所示，有关参数标于图中。
～
60MVA
242/10.5kV
Pk=300kW
P0=90kW
I0%=2
Uk%=12.5
G
10kV
220kV
l
T
习题2-17图
PG=50MW
cos=0.85
UG=10.5kV
〞
Xd=0.15
LGJQ－400
l=200km
b0=2.81×10-6S/km
r0=0.8Ω/km
x0=0.406Ω/km
试求此系统的等值电路（参数均以有名值表示）。
2-18某系统接线如图2-18所示，如果已知变压器归算至121kV侧的阻抗为2.95+j48.7，归算至110kV侧的阻抗为，归算至35kV侧的阻抗为，输电线路的参数已标于图中，试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。
6
T2
G
10kV
T1
T3
110kV
35kV
10kV
习题2-18图
31.5MVA
10.5/121kV
20MVA
110/38.5kV
10MVA
35/11kV
6.6+j8Ω
10.5+j20.8Ω
1
～
2
3
4
5
2-19电力系统结线如图2-19所示
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