电力系统分析试题与答案汇编.docx
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电力系统分析试题与答案汇编
.计算题
例2-6已知ZT=（4.08「j63.52）ii,k=110/1仁10试求出图中变压器不含励磁支路的n型等值电路。
Zt4.08j63.52
10
门=（0.408j63.52）「,
1-k
4.08j63.52「=（-0.453-j7.058）门
1-10
Zt
4.08j63.52
k（k-1）
（0..0453j0.706）门
10（10-1）
例2-8试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。
Xg（n）=0.26;变压器T-1Stkn）=31.5MV.A,Vs%=10.5,5=10.5/121;变压器电抗器VR（N）=6kV,lR（N）=0.3kA,Xr%=5;架空线路长80km,每公里电抗为
为0.08Q。
已知各元件的参数如下，
T-2
发电机Sg（n）=30MV.A,Vg（N）=10.5kV,
St2（n）=15MVA,Vs%=10.5,“2=110/6.6;
0.4Q;电缆线路长2.5km,每公里电抗
Sb=100MV.A。
III
解：
首先选择基准值，取全系统的基准功率
VB（n）-VB（i）
1—=10.51kV
10.5/121
=121kV
kB（in）
Vb（皿）=Vb（n）'
kB（n』）
各元件电抗的标幺值为
X1=Xg（B）*=Xg（B）*
vG（n）
SG（N）
_XT1（B）*一
X3
X4
B⑴kB（2畑』）
1
=10.5kV=1217.26kV
（10.5/121）（110/6.6）（110/6.6）
宴=0.2610.5
VB（I）
単=0.87
3010.52
2
Vs%Vt1（ni）Sb
2
100ST1（N2）VB（I）
2
止竺単=0.33
10031.510.5
_B100
=Xl（b）*=XlV^=0.480面巾22
-XT2（B）*
SB
V%沢江过丄=遊过遊过他=058
100St2（N2）vB（n）100151212
X5=X
R（B）*
Vr%
VR（N）
100.31
R（N）
VB（n）
X6=X
C（B）*-X
-S|^=0.082.5
VB（皿）
100
100,30.37.262
100
7.262
=0.38
=1.09
习题1-2电力系统的部分接线示于题图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
试求：
（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；
（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。
12弟堆接圾图
解
（1）发电机：
Vgn=10.5kV，比同电压级网络的额定电压高5%
变压器T-1为升压变压器：
Vn2-10.5kV,等于发电机额定电压；Vn1=242kV,比同电压级网络的额定电压高10%
变压器T-2为降压变压器：
Vn1=220kV，等于同电压及网络的额定电压；Vn2=121kV和Vn3=38.5kV，分别比
同电压级网络的额定电压高10%。
同理，变压器T-3：
Vn1=35kV和Vn2=11kV。
变压器T-4：
Vn^220kV和Vn2=121kV。
⑵T-1：
kT1N=242/10.5=23.048
T-2:
kT2
（2）=220/121=1.818,kT2（1,）=220/38.5=5.714,kT2（2^）=121/38.5=3.143
T-3:
kT3N=35/11=3.182,T-4:
“4n=220/121=1.818
（3）T-1:
kT1=（10.05）242/10.5=24.2
T-2:
kT2（1,）=220/121=1.818,心2（1/）=220/38.5=5.714,kT2（2d）=121/38.5=3.143
T-3:
kT3=（1-0.025）35/11=3.102,kT4=220/110=2
10.5kV。
试分别按元件标幺值计算
例6-2在例2-8的电力系统中，电缆线路的未端发生三相短路，已知发电机电势为
短路点的电流的有名值。
X6
=X^^|^=0.082.5理=0.504
VB（皿）6.32
X,“=0.870.330.240.71.460.504=4.104
例3-2已知同步电机的参数为：
Xd=1.0,Xq=0.6,COS，=0.85。
试求在额定满载运行时的电势Eq和EQ。
解：
用标幺值计算，额定满载时V=1.0，1=1.0
Eq=
（VxqIsin）2（xqIcos:
）2
二.（10.60.53）2（0.6
（2）确定Eq的相位，相量Eq和V间的相角差
xqICOS:
r.…0.6985…
=arctgarctg21
V+xqlsin®1+0.6953
Eq和I的相位差为：
「=arctg
E*二arctg
Vcos：
0.85
（〔）先计算Eq。
由图的相量图可得
（3）计算电流和电压的两个轴向分量
Id=Isin（亠"J=Isin53=0.8，Iq=Icos（、「）=Icos53二0.6
Vd=Nsin"=Vsin21"=0.36，Vq=Vcosn、二Vcos21=0.93
（4）计算空载电势Eq:
Eq=Eq（xd—Xq）ld=1.41（1-0.6）0.8=1.73
1
j0.03
Y3
Y24
例4-1某电力系统的等值网络示于。
各元件阻抗、导纳均以标幺值标于图中，求节点导纳矩阵。
j003
--j33.3
-j33.3
1.05忙.7
j0.015
=-j66.67
Yt
Kj0.0151.05一j63.49
_j0.250.08j0.30.1j0.351.052j0.03一曲一j35.7
丫410.83j3.11
0.08j0.3
丫35=
0.1j0.35一0.75j2.64
■1
2
3
2
■3
2
3
4
5
5
0.03i
0.080.3i
0.015
0.10.35i
0.040.25i
0
0.5i
0
0
0.5i
1.05
1
1.05
1
1
0
0
1
0
0
习题4-1系统接线示于题图4-1，已知各元件参数如下：
发电机G-1:
Sn=120MV.A,xd=0.23;G-2:
Sn=60MV.A,Xd=0.14。
变压器T-1:
Sn=120MV.A,Vs=10.5%；T-2:
Sn=60MV.A,VS=10.5%。
线路参数：
Xj=0.40/km,b|=2.8"0-6S/km。
线路长度L-1:
120km,L-2:
80km,L-3:
70km。
取Sb=120MV.A,Vb=Vav,试求标幺制下的节点导纳矩阵。
解：
选Sb=120MVa,Vb=Vav，采用标幺参数的近似算法，即忽略各元件的额定电压和相应电压级的
av?
Vav的差
别，并认为所有变压器的标幺变比都等于1。
（1）计算各元件参数的标幺值
S120
Xd1二xdG1—二0.23——=0.23,
Sg1n120
Vs1
%
SB10.5
120
XT1
X
=
X
=0.105,
10
0St1n100
120
Xl1:
=刈1
_SB
—~2~
=0.4120
120
2-
=0.43554,
Sav
115
Xl2
=Xu
_|_2
=0.43554
80
0.2904,
l1
120
x「Xl1十“43554豈心541，
Sc
120
Xd2二
XdG2
B
0.14-
=0.28
SG2N
60
Vsa%
Sb
10.5
120
Xt2-
-=X-
0.21
100
St2N
100
60
1
1
v；
1
1152
-Bl1
bl1
2.810120
0.01852
21
21
Sb
2
120
丄Bla
」Bl1
l2_
1—
0.01852
80-0.01235
22
2
l1
120
如3Jb」=0.01852四0.0108
22l1120
（2）计算各支路导纳。
1.1
j-
jXd10.23
--j4.3478
1
畑一jXd2
1
丘^7514
yi3
jXT1
.1
T0.105
--j9.524
y341j1j2.296
jXn0.43554
y35—=-j1j3.444
jXi20.2904
1.1
y45jj3.936
jXi30.2541
11
y30=jBl1jBl2=j（0.18520.01235）=j0.03087
22
11
y40=j（—Bnj—B13）=j（0.18520.0108）=j0.0293222
11
y50=j（—Bl2j—Bl3）=j（0.012350.0108）=j0.0231522
（3）计算导纳矩阵元素。
（a）对角元
丫11=y10y13=-j4.3478-j9.524=-j13.872
丫22=y20y24H「j3.5714-j4.762=-j8.333
Y33=y30y31y34y34rj0.03087-j9.524-j2.296-j3.444=-j15.233
Y44=y40y42y45=j0.02932-j4.762-j2.296-j3.936=-j10.965
丫55二y50y53y54"0.02315-j3.444--j3.936=-j7.357
（b）非对角元
Y11=Y21=0.0
Y13二丫31=~y13=j9.524
Y14=Y41=0.0
丫15=丫51一0.0
Y24=丫42=_y24=j4.762
Y34=丫43一y34"2.296
Y35=丫53=_y35=j3.444
丫45=丫54=—y45
=j3.936
导纳矩阵如下
-
-j13.872
0.0
j9.524
0.0
0.0
0.0
-j8.333
0.0
j4.762
0.0
Y=
j9.524
0.0
-j15.233
j2.296
j3.444
0.0
j
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