电力系统稳态分析课后答案.docx

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电力系统稳态分析课后答案

【篇一：

电力系统稳态分析课后习题答案】

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？

1-5请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：

⑴发电机g、变压器t1t2t3t4、三相电动机d、单相电灯l等各元件的额定电压。

⑵当变压器t1在

+2.5%抽头处工作，t2在主抽头处工作，t3在-2.5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。

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g和变压器t1、t2、t3高低压侧的额定电压。

⑵设变压器t1工作于

+2.5%抽头，t2工作于主抽头，t3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。

2-1一条110kv、80km的单回输电线路，导线型号为lgj—150，水平排列，其线间距离为4m，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。

2-9三相双绕组变压器的型号为sspl—63000/220，额定容量为63000kv

a，额定电压为242/10.5kv，短路损耗pk?

404kw，短路电压uk%?

14.45，空载损耗po?

93kw，空

载电流io%?

2.41。

求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。

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pk?

152.8kw,pk?

52kw，pk?

47kw，空载电流为io%?

4.1，空载损耗po?

75kw，短路电压为uk?

10.5，uk?

18，

uk?

6.5。

试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。

2-17简单电力系统结线如图2-17所示，有关参数标于图中。

试求此系统的等值电路（参数均以有名值

表示）。

g2-18某系统接线如图2-18所示，如果已?

242/10.5kv

l=200km知变压器t1归算至121kv侧的阻抗为2.95+j48.7?

，t2归算至110kv侧的阻抗为

cos

ug=10.5kvxd〞=0.15

uk%=12.5

pk=300kwp0=90kwi0%=2

习题2-17图

4.48?

j48.4?

，输电线路的参数已标于图中，t3归算至35kv侧的阻抗为1.127?

j9.188?

，

试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。

10.5/121kv35/11kv110/38.5kv

习题2-18图

2-20简单电力结线如图2-20所示。

6kv1.5ka

uk%=10.5习题2-20图

试作出该系统的等值电路（不计电阻，导纳）。

⑴所有参数归算到110kv侧；⑵所有参数归算到10kv侧；

⑶选取sb?

100mva，ub?

uav时以标么值表示的等值电路。

3-2

已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kv、220kv，末端有功功率负荷为220mw

，无功功率负

2=165mvar

端功率因数。

习题图3-2

3-3

单回220kv架空输电线长200km，线路每公里参数为r1?

0.108?

/km，

x1?

0.426?

/km，b1?

2.66?

10?

6s/km，线路空载运行，末端电压u2为

205kv，求线路送端电压u1。

习题图

3-3

lgj-95

习题图3-4

3-7有一回电压等级为110kv，长为140km的输电线路，末端接一台容量为31.5mva的降压变压器，变比为110/11kv。

如图3-7所示，当a点实际电压为115kv时，求a、c二点间的电压损耗及b点和c点的实际电压。

（注：

pk?

190kw，uk%?

10.5，po?

31.05kw，io%?

0.7）

3-8

习题图3-7

习题图3-8

额电

定压

习题图3-23

110kv的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8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

8+j6mva

习题图3-21

习题图3-23

5-2某火电厂装设两套发电设备，其耗量特性分别为：

f1=2+0.2pg1+0.001pg12（t/h）f2=4+0.2pg2+0.002pg22（t/h）

两台发电机的额定容量均为200mw，而最小有功功率为pg1min=pg2min=50mw。

若该电厂承担负荷为300mw，试求负荷的最优分配方案。

5-4设有三个火电厂并列运行，各电厂的耗量特性及有功功率的约束条件如下：

f1=4+0.3pg1+0.0007pg12（t/h）100mw≤pg1≤200mw

f2=3+0.32pg2+0.0004pg22（t/h）120mw≤pg2≤250mwf3=3.5+0.3pg3+0.00045pg32（t/h）150mw≤pg1≤300mw当总负荷为700mw，试确定发电厂间的最优分配方案。

5-16三个电力系统联合运行如图5-16所示。

已知它们的单位调节功率为：

习题5-16图

5-17a、b两系统并列运行，a系统负荷增大500mw时，b系统向a系统输送的交换功率为300mw，如这时将联络线切除，切除后a系统的频率为49hz，b系统的频率为50hz，试求：

⑴a、b两系统的系统单位调节功率ka、kb；

⑵a系统负荷增大750mw，联合系统的频率变化量。

5-18如图5-18所示，将两个系统用一条联络线连接起来，a系统的容量为2000mw，发电机的单位调节功率kga*=30，负荷的单位调

ab节功率kla*=2，b系统的容量为1000mw，

习题5-18图kgb*=20，klb*=1.2。

正常运行时联络线上没有交

换功率，当a系统负荷增加100mw，这时ab两系统的机组都参加一次调频，且a系统部分机

6-6某水电厂通过变压器sfl1—40000/110

小负荷时低压母线的电压不高于11kv，试选择变压器分接头。

smin=15+j10mva～115.45kv

1－40000

～11kv

习题6-6图

6-18如图6-18所示，有一区域变电所i，通过一条35kv郊区供电线向末端变电所j供电，35kv线路导线采用lgj—50，线间几何均距dm=2.5m,l=70km，末端变电所负荷为6.4+j4.8mva，若区域变电所电线电压为38.5kv，末端变电所母线要求维持在31kv，当采用串联电容器进行调压，试计算：

⑴在没装串联电容时，末端变电所的电压是多少？

⑵若要求末端变电所电压≥31kv时，要装多大容量的串联电容器？

当每个电容器unc=0.6kv,qnc=50kvar时，电容器应如何联接？

⑶能否采用并联电容器来达到同样的调压要求，你认为应装在哪里？

习题6-18

图

【篇二：

电力系统稳态分析部分习题答案】

txt>第一章电力系统的基本概念

1-2电力系统的部分接线示与图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。

题图1-2系统接线图

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）当变压器t-1工作于+5%抽头，t-2、t-4工作于主轴头，t-3工作于—2.5%轴头时，

各变压器的实际比？

解

（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压。

发电机：

vgn=10.5kv,比同电压级网络的额定电压高5%。

对于变压器的各侧绕组，将依其电压级别从高到低赋以标号1、2和3。

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为将压变压器：

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：

vn1=220kv和vn2=121kv

（2）各变压器的额定变比。

以比较高的电压作为分子。

t-1：

ktn1=242/10.5=23.048

t-2：

kt2n（1-2）=220/121=1.818

kt2n（1-3）=220/38.5=5.714

kt1n（2-3）=121/38.5=3.143

t-3：

kt3n=35/11=3.182

t-4：

kt4n=220/121=1.818

（3）各变压器的实际比。

各变压器的实际变比为两侧运行时实际整定的抽头额定电压之比。

t-2：

kt2（1-2）=220/121=1.818

kt2（1-3）=220/38.5=3.143

kt2（2-3）=121/38.5=3.143

t-4：

kt3=220/110=2

1-3电力系统的部分接线如题图1-3所示，网络的额定电压已在图中标明。

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）当变压器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；

题图1-3系统接线图

解

（1）发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组额定电压。

（a）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。

（b）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121/38.5/13.8kv。

（c）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35/11kv。

（2）各变压器的实际变比为

t-2：

kt2=35/11=3.182

2-1110kv架空线路长70km，导线采用lg-120型钢芯铝线，计算半径r=7.6mm,相间距离为3.3m，导线分别按等边三角形和水平排列，试计算输电线路的等值电路参数，并比较分析排列方式对参数的影响。

解取ds=0.8r.

（1）导线按三角形排列时

deq=d=3.3m

r0l?

l/s?

31.5?

70/120?

18.375?

x0l?

0.1445lgdeq

ds?

70?

0.1445lg3.3?

1000?

27.66?

0.8?

7.6

b0l?

（2）导线按水平排列时7.58?

l7.58?

70?

10?

6s?

10?

6s?

2.012?

10?

4sdeq3.3?

1000lglg7.6r

deq?

1.26d?

1.26?

3.3m?

4.158m

18.375?

x0l?

0.1445lg

b0l?

deqds?

70?

0.1445lg4.158?

1000?

28.676?

0.8?

7.6

（1）不计线路参数的分布特性；

（2）近似计及分布特性；

（3）精确计及分布特性。

并对三种条件计算所得结果进行比较分析。

解先计算输电线路单位长度的参数，查得lgjq-400型导线的计算半径r=13.6mm。

单根导线的自几何均距

ds?

0.8r?

0.8?

13.6mm?

10.88mm分裂导线的自几何均距

22d?

dd?

.88?

400mm?

120.296mmssb7.85?

l7.58?

70?

10?

1.938?

10?

4sdeq4.158?

1000lglg7.6r

分裂导线的等值计算半径

22r?

rd?

.6?

400mm?

129.584mmeq相间几何均距

deq?

1.26d?

1.26?

11m?

13.86m

r0?

31.5?

/km?

0.02625?

/km3s3?

400

deq13.86?

1000x0?

0.1445lg0.1445lg?

/km?

0.298?

/kmdsb120.296?

7.587.58?

10?

6s/km?

3.735?

10?

6s/kmdeq13.86?

1000lglg129.584req?

b0?

（1）不计线路参数的分布特性。

r0l?

0.02625?

600?

15.75?

x0l?

0.298?

600?

178.8?

b0l?

3.735?

10?

600?

22.41?

10s

（2）近似计算及分布特性，即采用修正系数计算。

11kr?

x0b0l2?

0.298?

3.735?

10?

6002?

0.866433

112bkx?

（x0b0?

r00）?

l2?

（0.298?

3.735?

10?

0.026252

6x06

3.735?

10?

）?

6002?

0.93370.296

11kb?

x0b0l2?

0.298?

3.735?

10?

66002?

1.03341212

krr0l?

0.8664?

0.02625?

600?

13.646?

kxx0l?

0.9337?

0.298?

600?

166.946?

kbb0l?

1.0334?

3.735?

10?

6600s?

23.158?

10?

（3）精确计算及分布特性。

传播常数：

（g0?

jb0）（r0?

jx0）?

30j3.735?

10?

（0.02625?

j0.298）1/km?

1.057?

10?

87.4831/km?

（4.6419?

10?

j1.056?

103）1/km

波阻抗：

zc?

（r0?

jx0）0.02625?

j0.2980?

283.01?

2.517?

6（g0?

jb0）j3.735?

1.057?

10?

87.4830?

600?

0.6342?

87.4830

0.02785?

j0.6336?

利用公式

sh（x?

jy）?

shxcosy?

jchsinxych（x?

jy）?

chxcosy?

jchxsiny

sh?

1x1（e?

x）ch?

（ex?

x）22以及，，将?

jy的值代入

sh?

sh（0.02785?

j0.6336）?

sh（0.02785）cos（0.6336）?

jch（0.02785）sin（0.6336）?

0.02245?

j0.59233?

0.59266?

87.8290

ch?

ch（0.02785?

j0.6336）?

ch（0.02785）cos（0.6336）?

jsh（0.02785）sin（0.6336）?

0.80621?

j0.01649?

0.80638?

1.17170

zcsh（?

l）?

283.01?

2.5170?

0.59266?

87.8290?

167.729?

85.3120?

（13.708?

j167.169）?

[ch（?

l）?

1]2?

[0.80621?

j0.01649?

1]?

（7.124?

10?

j23.19?

10?

4）s0z167.729?

85.312

（4）三种算法中，后两种算法差别不大（除y增加了一个微小的g之外），说明修正系数法计算量小，并能保证在本题所给的输电距离内有足够的精度。

2-5型号为sfs-40000/220的三相三绕组变压器，容量比为100/100/100，额定比为220/38.5/11，查得△p0=46.8kw,i0=0.9%,△ps（1-2）=217kw,△ps（1-3）=200.7kw,△ps（2-3）=158.6kw,vs（1-2）=17%,vs（1-3）=10.5%,vs（2-3）=6%。

试求该算到高压侧的变压器参数有名值。

解

（1）各绕组的等值电阻

ps1?

11（?

ps（1?

2）?

ps（1?

3）?

ps（2?

3））?

（217?

200.7?

158.6）kw?

129.55kw22

11?

ps2?

（?

ps（1?

2）?

ps（2?

3）?

ps（1?

3））?

（217?

158.6?

200.7）kw?

87.45kw22

11?

ps3?

（?

ps（1?

3）?

ps（2?

3）?

ps（1?

2））?

（200.7?

158.6?

217）kw?

71.15kw22

ps1vn129.55?

2202

33r1?

10?

3.919?

2240000sn

r2?

ps2vn

sn2287.45?

22023?

10?

2.645?

2400003

r2?

或?

ps287.45?

3.919?

2.645?

ps1129.55

ps371.15?

3.919?

2.152?

ps1129.55

（2）各绕组的等值电抗r3?

11（vs（1?

2）%?

vs（1?

3）%?

vs（2?

3）%）?

（17?

10.5?

6）?

10.7522

11vs2%?

（vs（1?

2）%?

vs（2?

3）%?

vs（1?

3）%）?

（17?

10.5）?

6.2522

11vs3%?

（vs（1?

3）%?

vs（2?

3）%?

vs（1?

2）%）?

（10.5?

17）?

0.2522

22v%v10.75220x1?

s1?

103?

130.075?

100sn10040000vs1%?

vs2%6.25?

130.075?

75.625?

vs1%10.75

v%?

0.25x3?

x1?

s3?

130.075?

3.025?

v%10.75s1x2?

x1?

（3）变压器的导纳

i%s0.940000?

7bt?

10?

10s?

74.38?

10s2100vn100220

100/100/66.7，空载损耗80kw，激磁功率850kvar,短路损耗gt?

p02?

10?

46.8?

10?

3s?

9.669?

10?

7s22202-6一台sfsl-34500/110型三绕组变压器，额定变比为110/38.5/11，容量比为?

ps（1?

2）?

450kw，?

ps（2?

3）?

270kw，?

ps（1?

3）?

240kw，v?

11.5%，vs（2?

3）?

8.5%短路电压s（1?

2）

21%，试计算变压器归算到各电压及的参数。

s（1?

3）

解

（1）归算到110kv侧参数

gt?

p0vn2?

10?

80?

10?

3s?

6.612?

10?

6s2110

【篇三：

电力系统稳态分析学习指导-习题集】

业电类基础课程学习指导系列丛书是本着促进教学，提高教学质量和教学效率，依据国家教育部教学指导委员会制定的相关课程的教学基本要求，并结合我校教学实际和《新疆大学电气工程学院主干课教学大纲（第四版）》的具体要求，以教育部普通高等教育“九五”国家级重点教材和国家级面向世纪重点教材为背景，组织多年从事教学工作的富有经验的教师编写而成。

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即：

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本指导与习题集的编写凝聚了许多人的辛勤汗水，编者在此一并表示衷心的感谢。

由于时间仓促，加之水品有限，不妥甚至有错之处再所难免，恳请读者批评指正。

第一部分电力系统稳态分析

第一章电力系统的基本概念

一、基本要求

掌握电力系统的组成和生产过程、电力系统运行的特点和基本要求；了解电力系统负荷的构成；掌握电力系统结线方式、电力系统的电压等级、电力系统中性点运行方式。

二、重点内容

1、电力系统运行的特点

电能具有易于转换、输送，便于实现自动化控制的优点；电能传输速度非常快；电能在电网中不能大量储存，只能转化成其它能量达到储存的目的（如蓄电池）。

2、电力系统运行的基本要求是：

可靠、优质、经济。

3、电力系统结线方式

电力系统结线方式分为无备用和有备用结线两类。

无备用结线包括单回路放射式、干线式和链式网络，有备用结线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络。

4、电力系统的电压等级

国家标准规定的标准电压等级主要有：

3kv、6kv、10kv、35kv、110kv、220kv、330kv、500kv、750kv?

。

5、电力系统中性点运行方式

中性点运行方式主要分为两类：

中性点直接接地和不接地，其中中性点不接地还包含中性点经消弧线圈接地。

中性点直接接地系统称为大电流接地系统；中性点不接地系统称为小电流接地系统。

综合考虑系统供电的可靠性以及设备绝缘费用的因素，在我国110kv及以上电压等级的系统采用中性点直接接地，35kv及以下电压等级的系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地（35kv及以下电压等级的系统当单相接地的容性电流较大时，中性点应装设消弧线圈）。

三、例题分析

例1-1:

举例说明无备用结线和有备用结线的优缺点。

解:

（1）无备用结线：

每一个负荷只能由一回线供电，因此供电可靠性差；其优点在于简

单、经济、运行方便。

图1-1无备用结线

图1.1中，发电机额定容量为30mva，输出电压等级为10kv。

经过升压变压器t-1，将电压等级升高到110kv。

l-1为110kv电压等级的高压输电线路，长度为80km。

t-2是降压变压器，将电压等级由110kv降为6kv。

l-2为6kv电压等级的输电线路。

电网中，a和b为负荷点，都是由发电机g向它们供电。

（2）有备用结线：

每一个负荷都能由两回线供电，因此供电可靠性高；其缺点在于不够经济。

有备用结线中的环式结线和两端供电网络供电可靠性高，也较为经济，缺点在于运行调度较复杂。

负荷i

图1-2有备用结线

图1.2中，节点①是电源节点，节点④和节点⑥是负荷节点。

输电线路l-1、l-2、l-3构成了一个闭环。

这是一个环式结线网络，负荷Ⅰ可以由线路l-1和线路l-2供电，负荷Ⅱ可以由线路l-2和线路l-3供电。

供电可靠性大大提高。

负荷ii

第二章电力网络各元件的参数和等值电路

一、基本要求

掌握电力线路的结构；掌握电力线路的电阻、电抗、电导和电纳，电力线路的方程及等值电路；掌握变压器的参数及等值电路，电力网络的等值电路；掌握标幺值的计算。

二、重点内容

1、电力线路的参数和等值电路

（1）电阻

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