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电力系统分析习题集答案

【篇一：

电力系统分析练习题及其答案（何仰赞）上册】

功率输送方向表于

图中。

试求：

（1）发电机及各变压器高低绕组的额定电压；

（2）各变压器的额定变比；

（3）设变压器t－1工作于+5%抽头，t－2,t－4工作于主抽头，t－3工作于－2.5%抽头时，各变压器的实际变比。

解：

（1）总的原则：

发电机的额定电压比同电压级网络的额定电压高5％；变压器一次侧额

定电压等于同电压级网络的额定电压高，二次侧额定电压比同电压级网络的额定电压高10％。

其中，变压器受功率侧为一次侧，输功率侧为二次侧。

发电机：

vgn?

10.5kv

变压器t—1:

vn1?

10.5kv,vn2?

242kv.

变压器t—2:

vn1?

220kv,vn2?

121kv,vn3?

38.5kv.

变压器t—3:

vn1?

35kv,vn2?

11kv.变压器t—4:

vn1?

220kv,vn2?

121kv.

（2）各变压器的额定变比

变压器t—1:

kt1n?

vn1

n2vn1

10.n2

0.0434.?

1.818?

5.714?

3.143

变压器t—2:

kt2n（1?

2）?

220?

kt2n（1?

3）?

kt2n（2?

3）?

变压器t—3:

kt3n?

变压器t—4:

kt4n?

vn1

n3n3

.5.5

vn2

vn1vn1

n2n2

3.182.?

1.818.

变压器t—1:

kt1?

10.2

（1?

5%）

0.0431.

变压器t—2:

kt2（1?

2）?

1.818

kt2（1?

3）?

kt2（2?

3）?

变压器t—3:

kt3?

变压器t—4:

kt4?

.5.5

5.714?

3.143

v1v1

35?

（1?

2.5%）?

3.102.22

1.818.

1－3，电力系统的部分接线如图

1－3，网络的额定电压已经标明图中。

试求：

（1）发电机，电动机及变压器高，中，低压绕组的额定电压；

（2）设变压器t－1高压侧工作于+2.5%抽头，中压侧工作于+5%抽头；t－2工作于额定抽头；t－3工作于－2.5%抽头时，各变压器的实际变比。

解

（1）发电机：

网络无此电压等级，此电压为发电机专用额定电压，故vgn?

13.8kv。

变压器t—1：

一次侧与发电机直接连接，故其额定电压等于发电机的额定电压；二次侧额

定电压高于网络额定电压10％，故t—1的额定电压为.5.8kv。

变压器t—2：

一次侧额定电压等于网络额定电压，二次侧额定电压高于网络额定电压10％，

故t—2的额定电压为kv。

变压器t—3：

一次侧额定电压等于网络额定电压，二次侧与负荷直接连接，其额定电压应高

于网络额定电压5％，因此t—3的额定电压为

100.38?

（1?

5%）]kv?

100.4kv。

电动机：

其额定电压等于网络额定电压vmn?

0.38kv。

变压器t—1:

kt1（1?

2）?

121?

（1?

2.5%）

.5?

（1?

5%）

3.068

kt1（1?

3）?

kt1（2?

3）?

变压器t—2:

kt2?

变压器t—3:

kt3?

121?

（1?

2.5%）?

8.9873.8?

38.5?

（1?

5%）?

2.9293.8

3.182.

10?

（1?

2.5%）

24.375.

[例2-1]一条220kv的输电线,长180km,导线为lgj-400（直径2.8cm）,水平排列,相间距7m,求该线路的r,x,b,并画等值电路.解:

电阻:

r1?

31.5

0.08?

/kmr?

r1l?

0.08?

180?

14.4?

400

电抗:

deq?

700?

882cm

x1?

0.1445lg

deq0.8r

0.1445lg

882

0.42?

/km

0.8?

1.4

x1?

0.42?

180?

75.6?

电纳:

b1?

7.587.58

10?

2.7?

10?

6s/kmdeq882

lglg

1.4r

b1l?

2.7?

10?

180?

486?

10?

等值电路

[例2-2]220kv架空线,水平排列,相间距7m，每相为2?

lgjq?

240分裂导线，计算直径21.88mm，分裂间距400mm，求每相单位长度的电阻、电抗和电纳。

解:

电阻:

r1?

31.5

＝0.066?

/km

240

21.88

400?

62.7572

电抗:

dsb?

dsd?

0.9?

deq?

7000?

8820mm

x1?

0.1445lg

deqdsb

0.1445lg

8820

0.31?

/km

62.757

电纳:

req?

rd?

21.88

400?

66.1512

b1?

7.587.58

10?

3.567?

10?

6s/kmdeq8820

lglg

66.151req

r1?

0.0187km,x1?

0.275km,b1?

4.05?

10?

6skm,g1?

0。

试计算该线路的?

形等值电路参数。

解

（1）精确计算。

jx?

（0.0187?

j0.275）?

km?

0.2756?

（86.11?

km）y?

jb?

4.05?

10?

90?

skm

（83.11?

90?

）?

0.6339?

88.06?

0.02146?

j0.6335

sh（?

l）?

0.5（e?

l）?

0.0173?

j0.5922?

0.5924?

88.33?

sh?

l0.5924?

88.33?

kz?

0.9345?

0.27

l0.6339?

88.06?

ch（?

l）?

0.5（e?

l）?

0.8061?

j0.0127

2（ch?

1）0.3886?

176.32?

ky?

1.035?

1.07

lsh（?

l）0.3755?

176.39?

计算?

形等效电路参数：

kzzl?

0.9345?

0.27?

0.2756?

86.11?

600?

154.53?

86038?

y2?

ky（jb2）l?

1.035?

0.07?

4.05?

10?

90?

300s

1.258?

10?

89.93?

j1.258?

10?

（2）使用近似算法计算。

xbl2?

0.275?

4.05?

6002?

10?

0.866331r22

kx?

b（x?

）l?

0.933

6x12

xbl?

1.033b

krrl?

jkxl?

（9.72?

j153.9）?

kr?

y2?

j4.05?

10?

300?

1.033s?

j1.255?

10?

与准确计算相比，电阻误差-0.4%，电抗误差-0.12%，电纳误差-0.24%，本例线路长度小于1000km，用实用近似公式计算已能够满足精确要求。

如果直接取

kz?

ky?

1,则

z=（r1+jx1）l?

（11.22?

j165）?

这时，电阻误差达15%，电抗误差7%，电纳误差-3.4%，误差已较大。

例2－4330kv架空线路的

参数

为

0.0579?

/km,

0x?

0.316?

/km,

值参数的近视值，修正值和精确值。

解首先计算100km线路的参数

（一）

（r

jx0）l?

（0.0579?

j0.316）?

100?

（5.79?

j31.6）?

（g?

jb0）l?

（0?

j3.55?

10?

6）?

100s?

j3.55?

10?

（二）修正参数计算

xbl

0.316?

3.55?

10?

1002?

0.99633

211

（xb0?

r00）l2?

[0.316?

3.55?

10?

0.05792?

3.55?

10?

6/0.316]?

1002

066x0

0.9982

【篇二：

电力系统分析复习题答案】

图1

-6

-4

36kv

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：

ufb?

0,ifa?

ifc?

0,其中：

z=j0.25,z=j0.14,z=j0.15,u=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。

图4

-6

-4

36kv

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

-4

-6

36kv

图3

3.电力网络如图2所示，各元件参数用纯电抗表示，试绘制该电力网正序、负序及零序等值电路，写出网络f-1故障时的正序、负序及零序等效电抗表达式，绘制该点单相接地短路时的三序网的连接关系图。

（n）

点发生单相接地

图2

4、如图3所示的某三相系统中k点发生单相接地故障，已知

z1∑=j0.4，z2∑=j0.5，z0∑=j0.25，zk=j0.35。

求a相经过阻抗zk接地短路时短路点的各相电流、电压。

（20分）

图3

5、额定电压110kv的辐射形电网各段阻抗及负荷如图4所示。

已知电源a的电压为121kv，求功率分布和各母线电压。

（注：

考虑

功率损耗，可以不计电压降落的横分量?

u）。

（15分）

图4

-6

-4

36kv

图3

7、在图4所示的电力网络中，当降压变电所10.5kv母线上发生了三相短路时，可将系统视为无限大容量电源，试求此时短路点的冲击电流iim，短路电流的最大有效值iim和短路容量st。

图4

电力系统分析复习题答案一、简答题

1.简述电力系统稳态运行的基本要求?

答:

1）平衡节点，一般一个系统只有一个平衡节点。

在潮流分布算出以前，网络中的功率损耗是未知的，因此，至少有一个节点的有功功率p和无功功率q不能给定。

另外必须选定一个节点，制定其电压相角为零，作为其它节点电压相位的参考，这个节点叫基准节点。

为了计算方便，常将平衡节点和基准节点设在同一个节点上。

平衡节点是电压参考节点，该母线的u1?

1是给定值，作为输入数据，典型取标幺值1.0?

。

潮流程序计算p1和q1。

因为平衡节点的p、q事先无法确定，为使潮流计算结果符合实际，常把平衡节点选在有较大调节裕量的发电机节点，潮流计算结束时若平衡节点的有功功率、无功功率和实际情况不符，就要调整其他节点的边界条件以使平衡节点的功率满足实际允许范围。

2）pq节点，pi和qi是输入数据。

这类节点的有功功率pi和无功功率qi是给定的，潮流计算程序计算节点电压幅值ui和相角?

i。

负荷节点和无功功率注入的联络节点都属于这类节点。

有些情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂母线也可以作为pq节点。

在一个典型的潮流程序中绝大多数母线作为pq节点。

3）pu节点（电压控制母线），pi和ui是输入数据。

这类节点的有功功率pi和节点电压幅值ui是给定的，潮流程序计算节点的无功功率qi和电压相角?

i。

这类节点必须具有足够的无功可调容量，用以保持给定的节点电压幅值。

在电力系统中这类节点的数目较少。

3.简述电力系统有功功率对频率有什么影响？

系统为什么要设置有功功率备用容量？

答：

当电力系统中负荷增大时，频率下降，负荷减小时，频率升高，负荷的变化将导致系统频率的偏移，频率变化超出允许范围时，对用电设备的正常工作和系统稳定运行都会产生影响，甚至造成事故，因此应对发电功率作相应调整，以使系统在要求的频率下达到新的平衡。

为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统需要具有一定的备用容量，只有在具备系统备用容量的情况下，才有可能进行系统的频率调整与厂间负荷的最优分配。

系统电源容量大于发电负荷的部分称为系统的备用容量，即备用容量=系统可用电源容量-发电负荷。

4.简述我国常用的额定电压等级，各电气设备额定电压是如何规定的？

答：

我国常用的额定电压等级有：

6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500kv和750kv,800kv,1000kv。

输电线路的额定电压取线路首末两端电压平均值，u=（ua＋ub）/2。

各用电设备的额定电压：

取与线路的额定电压相等，从而使所有用电设备在额定电压的附近处运行。

用电设备容许的电压偏移一般为5%，沿线电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压为额定值的1.05倍，并使末端电压不低于额定值的0.95倍。

发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的1.05倍。

ugn＝un（1＋5％）

变压器一次侧额定电压：

取等同于用电设备额定电压，对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压即：

u＝u＝u（1＋5％）

1ngnn

变压器二次侧额定电压：

取比线路额定电压高5%，因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。

为使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高5%，变压器二次侧额定电压取比线路额定电压高10%。

5.电能质量的三个主要指标是什么？

各有怎样的要求？

6．简述电力系统标幺值的定义及基准值的选定原则。

标么值：

采用其实际值（有名单位值）与某一选定的值的比值表示：

标么值＝

实际值基准值

选择基准值的规则:

在电气量中可先选定两个基准值，通常先选定基准功率sb和基准电压ub，一个系统中只选定一个功率基准值，变压器高、低压侧基准电压之比等于额定变比。

7．简述采用标幺制的好处以及选择基准值的规则。

答：

采用标幺制的好处:

采用适当的基准值，可简化变压器等值电路，在高、低压侧变压器标幺等值电路参数相同，采用标幺值计算避免差生误差。

当采用设备额定值作为基准值时，设备的标幺阻抗在某一数值范围内，便于检查计算误差。

选择基准值的规则:

8．简述电力系统短路的种类及危害。

答：

电力系统短路故障有时也称为横向故障，因为它是相对相或相对地的故障，（三相短路）,（单相短路）,（两相短路）,（两相接地短路）.还有一种称为纵向故障的情况，即断线故障。

危害：

短路电流很大，引起导体及绝缘体的严重发热而损坏.导体、母线受到强大的电流动力，也可造成损坏。

短路致使电网电压突然降低，影响用电设备正常工作。

最严重的后果是系统解列。

另外，断路故障对通信也有影响。

9.简述电力系统频率变动时，对用户的影响有哪些?

答：

用户使用的电动机的转速与系统频率有关。

频率变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品质量。

例如，纺织工业、造纸工业等都将因频率变化而出现残次品。

近代工业、国防和科学技术都已广泛使用电子设备，系统频率的不稳定将会影响电子设备的工作。

雷达、电子计算机等重要设施将因频率过低而无法运行。

频率变动对发电厂和系统本身也有影响：

火力发电厂的主要厂用机械—风帆和泵，在频率降低时，所能供应的风量和水量将迅速减少，影响锅炉的正常运行。

低频率运行还将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，缩短叶片的寿命，甚至使叶片断裂。

低频率运行时，由于磁通密度的增大，变压器的铁芯损耗和励磁电流都将增大。

频率降低时，系统中的无功功率负荷将增加，而无功功率负荷的增大又将促使系统电压水平的下降。

总之。

由于所有设备都是按系统额定频率设计的，系统频率质量的下降将影响各行各业。

而频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。

10.试说明潮流计算中如何对节点进行分类？

其特点如何？

答:

1）平衡节点，一般一个系统只有一个平衡节点。

在潮流分布算出以前，网络中的功率损耗是未知的，因此，至少有一个节点的有功功率p和无功功率q不能给定。

另外必须选定一个节点，制定其电压相角为零，作为其它节点电压相位的参考，这个节点叫基准节点。

为了计算方便，常将平衡节点和基准节点设在同一个节点上。

平衡节点是电压参考节点，该母线的u1?

1是给定值，作为输入数据，典型取标幺值1.0?

。

潮流程序计算p1和q1。

2）pq节点，pi和qi是输入数据。

这类节点的有功功率pi和无功功率qi是给定的，潮流计算程序计算节点电压幅值ui和相角?

i。

负荷节点和无功功率注入的联络节点都属于这类节点。

有些情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂母线也可以作为pq节点。

在一个典型的潮流程序中绝大多数母线作为pq节点。

3）pu节点（电压控制母线），pi和ui是输入数据。

这类节点的有功功率pi和节点电压幅值ui是给定的，潮流程序计算节点的无功功率qi和电压相角?

i。

这类节点必须具有足够的无功可调容量，用以保持给定的节点电压幅值。

在电力系统中这类节点的数目较少。

11.简述影响电力系统的负载能力的因素有哪些？

答:

影响线路带负载能力的三个重要因素为：

（1）热极限，

（2）电压降落极限，（3）稳态稳定性极限。

对于短电力线路，导体的最大温度取决于热极限；对于中等长度电力线路，线路负载能力主要取决于电压降落的限制；对于远距离输电线路，稳态稳定性则是最重要的限制因素。

12.电力系统的故障类型都有哪些？

答：

短路故障称为电力系统的横向故障，因为它们是电力系统相与相或相与地的问题，而相与相或相与地的关系认为是横向关系。

还有一种常见的故障是断线造成的故障，称为电力系统纵向故障。

所谓断线，通常是发生一相或两相短路后，故障相开关跳开造成非全相运行的情况。

短路故障分为三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路四种。

三相短路时三相系统仍然保持对称，故称为对称短路，其余三种类型的短路发生时，三相系统不再对称，故称不对称短路。

13.简述短路发生的原因和危害有哪些？

答：

所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相或相与地（或中性线）之间的连接。

在正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。

产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被破坏。

正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。

但架空输电线路的绝缘子可能由于受到过电压（例如由雷击引起）而发生闪络或者由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电；其它电气设备如发电机、变压器、电缆等载流部分的绝缘材料在运输、安装及运行中削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路；运行人员在设备（线路）检修后未拆除地线就加电压或者带负荷拉刀闸等误操作也会引起短路故障；此外，鸟兽跨接在裸露的载流部分以及大风或导线覆冰引起架空线路杆塔倒塌所造成的短路也屡见不鲜。

短路故障对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，主要表现在如下几方面:

发生短路时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路的暂态过程，使短路回路中的短路电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍。

短路点距发电机的电气距离越

【篇三：

电力系统分析试题与答案（经典题目）】

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、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

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（①）

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△po②△pk③uk%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）①pp②③p④p?

cos?

snsn?

cos?

sn?

sin?

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．电力系统中pq节点的数量（②）

①全都是②大量的③少量的④必有且一般只设一个

19．潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（④）

①｜?

i-?

j|｜?

i-?

j|min②｜?

i-?

j|｜?

i-?

j|min

③｜?

i-?

j|｜?

i-?

j|max④｜?

i-?

j|｜?

i-?

j|max

20．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

21．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

22．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（②）

①高峰负荷时允许中枢点电压略低

②低谷负荷时允许中枢点电压略低

③适用于用户对电压要求不高的场合

④适用于供电线路不长的场合

23．通过改变变压器变比，实质上（③）

①改变了电压损耗的数值②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度

③改变了电力网的无功功率分布④增加了整个电力系统的无功功率容量

24．三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（①）

①一相中出现②同时在两相中出现

③三相均不出现④只有故障相出现其它相不出现

25．同步机的各种电抗间关系为（③）

①xd?

xq?

xd?

xd②xq?

xd?

③xd?

xq?

xd?

xd④xd?

xd?

xq?

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