电力系统分析整合

SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYSHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYShanDongUniversityofTechnology108:51:54电力系统分析习题1-1.配电线路上有两个负荷，线电压为380V，第一个负荷：Y形接线，功率为10kW，功率因数cosφ1=0.85(感性)；第二个负荷：△形接线，功率为20kW，功率因数为cosφ2=0.8(感性)，求：①电源的线电流；②电源的视在功率、有功功率和无功功率及功率因数。1-2.什么是动力系统、电力系统及电力网？1-3.电力系统运行的基本要求是什么？1-4.良好的电能质量是指什么？第一章电力系统概述ShanDongUniversityofTechnology208:51:541-5.为什么要规定额定电压等级？系统各元件的额定电压是如何确定的？电力系统分析习题1-6.什么是电气设备的额定电压？1-7.220kV和380V是线电压还是相电压？1-8.在我国kV及以上的系统中性点直接接地；kV及以下系统中性点不接地。1-9.标出（或列出）图1-9所示发电机、电动机及变压器高、低压绕组的额定电压（图中箭头为功率方向）。ShanDongUniversityofTechnology308:51:54电力系统分析习题图1-9电力系统接线图1-10.电力系统部分接线方式如图1-2所示，各级电网的额定电压及功率方向已标于图中。试求：ShanDongUniversityofTechnology408:51:56(1)发电机、电动机及变压器高、低压绕组的额定电压；(2)设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3高、中压分别工作于-2.5%抽头，T4工作于-5%抽头，试求这些变压器的实际变比。电力系统分析习题图1-2电力系统接线图ShanDongUniversityofTechnology508:51:561-11.什么叫最大负荷利用小时数Tmax？已知图1-11中所示的负荷持续曲线，试求Tmax的值。电力系统分析习题图1-11负荷持续曲线1-12.220kV、35kV架空输电线路的导线型号、规格相同，哪一个电压级的电抗值大？1-13.架空输电线路为什么要换位？1-14.耐张杆塔的作用是什么？在结构上有什么特点？ShanDongUniversityofTechnology608:51:57电力系统分析习题1-15.公式计算的电抗是一相电抗还是三相电抗？是自电抗还是互感电抗？kMrDxm/0157.0lg1445.011-16.分裂导线对输电线路的电抗和电纳有何影响？1-17.三绕组变压器的分接头一般设置在（）侧；(a)高、中侧(b)中、低侧(c)三侧都有1-18.有两台变压器并列运行。⑵当他们的变比不同时，会出现什么情况？有什么坏处？⑴试分析在什么条件下，可以认为并列运行的变压器负荷分配与他们的容量成正比？ShanDongUniversityofTechnology708:51:581-19.在中性点不接地系统中使用消弧线圈的作用是什么？在实际应用中为什么消弧线圈一般采用过补偿运行方式？电力系统分析习题1-20.为什么变压器的二次侧的额定电压与其连接的输电线路额定电压不一致？1-21.负荷特性是怎样定义的？1-22.电力系统中升压变压器能否当作降压变压器使用？为什么？1-23.什么是综合用电负荷、供电负荷及发电负荷？负荷曲线有几种类型？ShanDongUniversityofTechnology808:51:581-24.什么是开式网和闭式网？他们各有什么特点？电力系统分析习题1-25.电力系统中功率平衡的意义是什么？1-26.组成联合电力系统的优越性是什么？1-27.说明最大负荷损耗小时数τmax的意义，它有什么作用？第二章电力系统参数及等值电路2-1.一回6kV架空输电线路，长度为4公里，导线型号是LJ-25。三相导线排列如图2-1所示（单位为mm），导线直径为6.3mm，试计算此线路的电阻及电抗，并画出等值电路。ShanDongUniversityofTechnology908:51:59电力系统分析习题2-2.某架空输电线路，额定电压为220kV，长为180公里，导线型号为LGJ-400，水平排列，线间距离为7米，导线完全换位。试求：⑴该导线的参数R、X及B，并作出等值电路图。⑵线路对地产生的容性无功功率是多少？⑶若以100MVA为基准容量，求R、X及B的标幺值；（导线直径为27.8mm）2-3.双回110kV架空线路，导线水平排列，线路长为100公里，导线型号LGJ-150，线间距离为4米，试求：⑴等值电路及其参数；ShanDongUniversityofTechnology1008:51:59电力系统分析习题⑵环境温度为40℃时的参数；⑶当m1=0.85，m2=0.95，δ=1.0时，求电晕临界电压。（导线直径为17mm）2-4.一回500kV架空输电线路，每相由三根各相距40cm的LGJJ-400导线组成，三相导线水平排列（如图2-4所示，图中单位为mm），线间距离12米，试求：⑴此架空线的每公里电路参数；⑵若线路长500公里，画出此线路的等值电路，并标注参数。（分别用近似法和精确法计算参数，每根导线半径为14.5mm）。ShanDongUniversityofTechnology1108:52:00电力系统分析习题2-5.降压变压器型号为SFL1-20000/110，电压110±2×2.5%/11kV，空载损耗P0=22kW，空载电流I0%=0.8，短路损耗Pk=135kW，短路电压Uk=10.5%，试求变压器的等值电路及其参数（参数归算到高压侧）。2-6.某降压变电所装设一台SFSL-31500/110三绕组变压器，额定变比为110/38.5/11kV，容量比为100/100/66.7，空载损耗为80kW，ShanDongUniversityofTechnology1208:52:00电力系统分析习题激磁功率为850KVAR，短路损耗△PS(1-2)=450kW，△PS(2-3)=270kW，△PS(1-3)=240kW，短路电压VS(1-2)=11.55%，VS(2-3)=8.5%，VS(1-3)=21%，试计算变压器归算到各电压级的参数，并对结果中出现的负电抗作出分析。2-7.某一型号为SFPSL-120000/220的三绕组变压器，容量比为120/120/120MVA，额定电压为220/121/11kV，已知出厂试验数据为：△P0=133.5kW，I0%=0.858，△Pk(1-2)=580kW，△Pk(1-3)=714kW，△Pk(2-3)=465kW，UK(1-2)%=14.47，Uk(1-3)%=25.9，Uk(2-3)%=9.09，试计算变压器的参数，并作出等值电路图（参数归算到220kV侧）。ShanDongUniversityofTechnology1308:52:01电力系统分析习题2-8.某变电所装设的变压器型号为SFSL-20000/110，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：Uk(1-2)=10.5%，Uk(3-1)=17%，Uk(2-3)=6%，空载损耗P0=75千瓦，最大短路损耗Pkmax=163千瓦，空载电流百分值为I0%=3.5，试求变压器的参数，并作等值电路（各参数归算到高压侧）。2-14.一变压器的额定容量是31.5MVA，额定电压是121/10.5kV，高压侧及低压侧绕组的电抗分别为24.3Ω和0.185Ω，试求：①折合到高压侧和低压侧变压器电抗的有名值；②折合到高压侧和低压侧变压器电抗的标幺值。（取其额定值为基准）ShanDongUniversityofTechnology1408:52:01电力系统分析习题2-16.图2-16所示网络，试用近似计算公式计算网络各元件参数标幺值，并作等值电路。图2-162-15.某一电路中安装一台电抗器，其参数为：Ue=6kV，Ie=150A，Xp=5%，现用另一台Ie=300A，额定电压分别为(a)Ue=6kV，(b)Ue=10kV的电抗器代替，若电路的电抗值须保持不变，问后两种电抗器的电抗百分值应是多少？ShanDongUniversityofTechnology1508:52:01电力系统分析习题2-19.已知图2-19所示电力网络，发电机G的容量为171MVA，xd″(%)=24，变压器T容量为180MVA，Uk%=14，线路L长度为150kM，r1=0.08Ω/kM，x1=0.406Ω/kM，b1=2.81S/kM，试按标幺值计算电力网参数并绘制出其等值电路。取SB=1000MVA，220kV侧的电压基准为230kV，按平均额定电压的比值进行计算。GT13.8kV～220kVLShanDongUniversityofTechnology1608:52:02电力系统分析习题第三章电力系统稳态运行分析3-1.对于一架空输电线路，线路首端功率为：P1+jQ1，末端功率为P2+jQ2，由于线路存在功率损耗的原因，有人得出一个结论：P2/P11，Q2/Q11。这个结论对吗？为什么？3-2.一条高压架空输电线路，线路中始末端导纳的功率损耗是否相等？为什么？3-3.一条220kV线路，长150kM，单位长度的电阻、电抗、和电纳分别为0.131Ω/kM，0.394Ω/kM，和2.89×10-6S/kM。当线路始端电压为225kV，求线路空载时的末端电压；ShanDongUniversityofTechnology1708:52:02电力系统分析习题当线路始端电压为225kV，末端功率为S2=20+j30MVA时，求线路末端电压；当线路末端功率为S2=20+j30MVA时，末端电压为209KV，求线路首端的电压和功率。ShanDongUniversityofTechnology1808:52:02电力系统分析习题3-4.某220kV架空输电线路长120公里，导线型号为LGJQ-300，三相导线在杆塔上作三角排列，并经完全换位。已知线间距离为：DAB=6.46m，DAC=6.24m，DBC=7.57m，导线计算直径为：d=23.7mm，现已知受端的负荷功率为：120+j80MVA，问：①若受端母线电压UB=220kV，则送端母线电压UA=？，若UA=230kV，则UB=？②当UA=230kV且无功负荷不变时，线路受端有功负荷增加10MW，问UB为多少？③当UA=230kV且有功负荷不变时，线路受端无功功率负荷增加10MVAR，问UB为多少？④通过上述计算所得体会。ShanDongUniversityofTechnology1908:52:03电力系统分析习题VA=230KVSL=120+j80MVA120KMLGJQ-300VB图3-4(提示：为简单计，在进行比较时刻忽略电压降落横分量的影响)3-5.某35/10kV降压变电所有一台5600kVA的变压器，由于负荷增长后增加一台2400kVA的变压器与之并联运行，变压器的阻抗与负荷功率的数值均标明在图3-5中，试求：①两变压器变比相同时，通过两变压器的视在功率；②当K1=34.13/10.5KV，K2=35/10.5KV时，通过两变压器的视在功率。（图中Z参数已归算到高压侧）ShanDongUniversityofTechnology2008:52:03电力系统分析习题35kV10.5kVT1T2ZT1=2.22+j16.4ΩZT2=6.7+j33.2Ω6.2+j4.75MVA图3-53-6.长3公里的三相输电线路（设线路电阻值与电抗值相等），受端电压是3千伏，当受端负荷PL=600千瓦、cos=1时，电压损耗率为10%。如果负荷的功率因数为0.8时，要想把电压损耗控制在10%以下，问受端的有功功率允许多少千瓦？ShanDongUniversityofTechnology2108:52:03电力系统分析习题