电力系统暂态分析(第三版） 李光琦 习题解答
第一章 电力系统分析基础知识
1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法：
选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：
9.5kV kV 110121
5
.10211=?=
=B B U k U kV 6.66
.6110110
2
23===
k U U B B 电流基准值：
kA U S I B B B 8.15.9330
311=?==
kA U S I B B B 16.0110
330
322=?==
各元件的电抗标幺值分别为：
发电机：32.05.930
305.1026.0221=??
=*x 变压器1T ：22212130
0.1050.12111031.5
x *=?
?= 输电线路：079.0110
30
804.02
3=?
?=*x 变压器2T ：21.011030
15110105.02
224=??=*x 电抗器：4.03
.062.26.6605.05=??=*x 电缆线路：14.06.630
5.208.026=??=*x 电源电动势标幺值：1
6.15
.911
==*E ②近似算法：
取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：
kV U B 5.101=，kA I B 65.15
.10330
1=?=
kV U B 1152=，kA I B 15.0115330
1=?=
kV U B 3.63=，kA I B 75.23
.6330
1=?=
各元件电抗标幺值：
发电机：26.05.1030
305.1026.0221=??
=*x 变压器1T ：11.05
.3130
115121105.02
22=??=*x 输电线路：073.0115
30
804.02
3=?
?=*x 变压器2T ：21.01530
115115105.0224=??
=*x 电抗器：44.03
.075.23.6605.05=??
=*x 电缆线路：151.03.630
5.208.02
6=??=*x 电源电动势标幺值：05.15
.1011
==*E 1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )c o s (3.62αω+?=t U s a
)120cos(3.62 -+?=αωt U s a
)120cos(3.62 ++?=αωt U s a
在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时
30=α。 试计算：
（1）每条电缆中流过的短路电流交流分量幅值； （2）每条电缆三相短路电流表达式；
（3）三相中哪一相的瞬时电流最大，并计算其近似值； （4）α为多少度时，a 相的最大瞬时电流即为冲击电流。
解：（1）由例题可知：一条线路的电抗Ω=797.0x ，电阻Ω=505.0r ，阻抗943.022=+=
x r Z ，衰减时间常
数s T 005.0505
.0314797
.0=?=
α
三相短路时流过的短路电流交流分量的幅值等于： kA Z U I m fm 45.9943
.03
.62=?==
（2）短路前线路空载，故00=m I
s T a 005.0505
.0314797
.0=?=
64.57arctan ==r
x ?
所以
t a e t i 20064.27cos 45.9)64.27cos(45.9---= ω t b e t i 20064.147cos 45.9)64.147cos(45.9---= ω t b e t i 20036.92cos 45.9)36.92cos(45.9---= ω
(3)对于abc 相：64.27=-a ?α，64.147=-b ?α，36.92=-c ?α， 可以看出c 相跟接近于
90，即更与时间轴平行，所以c 相的瞬时值最大。
kA i t i c c 72.10)01.0()(max ==
（4） 若a 相瞬时值电流为冲击电流，则满足 90=-a ?α，即64.14736.32或-=α。
第二章 同步发电机突然三相短路分析
2-2-1 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。试计算变压器
高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值m
I ''。 发电机：MW S N 200=，kV U N 8.13=，9.0cos =N ?，92.0=d x ，32.0='d
x ，2.0=''d x 变压器：MVA S N 240=，kV kV 8.13/220，13(%)=S U 解： 取基准值kV U B 8.13=，MVA S B 240= 电流基准值kA U S I B B B 04.108
.133240
3=?==
则变压器电抗标幺值13.0.8
13240
240.81310013100%2
222
=??=??=*B B N TN S T U S S U U x 发电机次暂态电抗标幺值216.08
.132409.02008.132.0cos 22222
=??=??''=''*B B N
N N
d d U S S U x x ? 次暂态电流标幺值86.222
.013.01
1=+=''+=''***
d T x x I 有名值kA I m
05.3804.1086.22=??='' 2-3-1 例2-1的发电机在短路前处于额定运行状态。
（1）分别用E ''，E '和q
E '计算短路电流交流分量I ''，I '和d I '； （2）计算稳态短路电流∞I 。
解：（1）
010∠=?
U ，
32185.0cos 110-∠=-∠=-?
I
短路前的电动势： 4.7097.132167.010
∠=-∠+=''+=''?
?
j I x j U E d
3.11166.132269.01000∠=-∠+='+='?
?
j I x j U E d
957.0)321.41sin(10=+?= d I
754.01.41cos 10=?= q U
01.1957.0269.0754.0000=?+='+='d d q q
I x U E 92.2957.026.2754.0000=?+=+=d d q q I x U E
所以有：
57.6167.0/097.10==''''=''d x E I 33.4269.0/166.10
==''='d
x E I 75.3269.0/01.10==''='d q d
x E I （2）29.126.2/92.2/0===∞d q x E I
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
第四章 对称分量法即电力系统元件的各序参数和等值电路 4-1-1 若有三相不对称电流流入一用电设备，试问：
（1）改用电设备在什么情况下，三相电流中零序电流为零？
（2）当零序电流为零时，用电设备端口三相电压中有无零序电压？
用电设备
a I ?
b I ?c
I ?)
0(?
I )
0(?
U )
0(Z +
-
答：（1）①负载中性点不接地； ②三相电压对称；
③负载中性点接地，且三相负载不对称时，端口三相电压对称。
（2）
4-6-1 图4-37所示的系统中一回线路停运，另一回线路发生接地故障，试做出其零序网络图。
~
L 311
-T 1-G 1
n x L 3
2~
2-T 2
-G 2
n x
解：画出其零序等值电路
)
0(U }
}
第五章 不对称故障的分析计算
5-1-2 图5-33示出系统中节点f 处不对称的情形。若已知1=f x 、10
=f U ，由f 点看入系统的1)2()1(==∑∑x x ，
系统内无中性点接地。试计算c b 、、fa I
?
。
a b c
f
f
x f x f
x
)
1(∑x )
1(f ')
1(n 0
f U
?)
1(f U
?f
x )
2(∑x )
2(f ')
2(n )
2(f U
?
f
x )
1(∑x )
0(f ')0(n )
2(f U ?f
x f
x x //)1(∑)
1(f ')
1(n 0
f U
?
)
1(f U
?
)
2(f ')
2(n )
2(f U
?
f x x //)2(∑戴维南等值
)
0(f ')
0(n )
2(f U
?
f
x f
x x //)1(∑)
1(f ')
1(n 0
f U
?
)
1(f U
?
)
2(f ')
2(n )
2(f U
?
f x x //)2(∑)
0(f ')0(n )
2(f U
?
f
x ）（a ）
（b ）
（c
解：正负零三序网如图（a ），各序端口的戴维南等值电路如图（b ） （a ）单相短路，复合序网图如图（c ） 则：5.01
5.05.01
////)2()1(0
)0()2()1(=++=
++===∑∑f
f f f
x x x x x U I I I
（b ）
5-1-3 图5-34示出一简单系统。若在线路始端处测量a ag a I U Z ?
?
=、b bg b I U Z ?
?
=、c cg c I U Z ?
?
=。试分别作出
f 点发生三相短路和三种不对称短路时a Z 、b Z 、c Z 和λ（可取0、0.5、1）的关系曲线，并分析计算结果。
~
f
T
G 1
n x λ
l
解：其正序等值电路：
a
E G x T x l
lx λ
5-2-1 已知图3-35所示的变压器星形侧B 、C 相短路的f I ?。试以f I ?
为参考向量绘制出三角形侧线路上的三相电流相量：
（1）对称分量法； （2）相分量法。
A
B C
a b
c
x y z
a I ?
b
I ?
c
I ?
f
I ?
1、对称分量法
????
??????-??????????=????
?
?
?????????
????
??
?=?????
???????????
???
?f f C B A A A A I I a a a a I I I a a a a I I I 0111113111111312
222
)0()2()1(
)
1(A I ?
)
1(b I ?)1(c I ?
)
1(a I ?
f
I ?
)
2(A I ?
)
2(a I ?
)
2(b I ?
)
2(c I ?
f
c a I I I ?
?
?
-==3
3f
b I I ?
?
=3
32
三角侧零序无通路，不含零序分量， 则：
???
?
?
????-=+==+=-=+=????????
?
???f c c c f b b b f a a a I I I I
I I I I I I I I 3333233)2()1()2()1()2()1( 2、相分量法
① 电流向量图：其中相电流?'a
I 与相电流?A I 同相位，?'b I 与?B I 、?'c I 与?
C I 同相位。 且?
?
='A a I I 31、??='B b I I 31、??='C c I I 31。原副边匝数比1321：：=N N 。
?
'a
I ?
'b
I ?
'c
I ?
A
I ?
B
I ?
C
I ?
a
I
化为矩阵形式为：
??????????-??????????---=??????
????????????????---=?????
???????'''??????????---=???????????????????????f f C B A c b a c b a I I I I I I I I I I I 01011100113110111001131101110011
第六章 电力系统稳定性问题概述和各元件的机电特性 6-2-2 若在例6-2中的发电机是一台凸极机。其参数为：
MW S N 300=，kV U N 18=，875.0cos =N ?，298.1=d x ，912.0=q x ，458.0='d x
试计算发电机分别保持0q E ，0q
E '，0q U 为常数时，发电机的功率特性。 ~
1
-T 1
-G L
2
-T kV
U 115=0
0cos ,?P
d
U
?
d
I ?
?
U
?
I
q
I ?
δ
δ'
G
δG
U ?
?
'
E q
U ?
q E ?'q E ?
Q
E ?
∑
?
q q x I j )
(L T e x x I j x I j +=?
?∑?
'd
x I j ∑
?
q x I j d
q
)
(q d d x x I j -?
解：（1）取基准值MVA S B 250=，kV U B 115)110(=，kV U B 209121
220
115)220(=?
=，则阻抗参数如下： 260.1209242875
.0300250289.12
=??
?
????=d x
892.020*******.0300250912.02
=??
?
????=q x
448.020*******
.0300250458.02=??
? ????='d x 130.020924236025014.02
1=???
????=T x
108.020922036025014.02
2=??
?
????=T x
235.0209
25020041.0212=???=
L x 系统的综合阻抗为：
473.0235.0108.0130.021=++=++=T L T e x x x x 733.1473.0260.1=+=+=∑e d d x x x 365.1473.0892.0=+=+=∑e q q x x x
921.0473.0448.0=+=+'='∑e d d
x x x （2）正常运行时的0G U ，0E '，0q E ，0q
E '：
12502500==
P ，2.0)98.0(cos 110=?=-tg Q ，1115
115
==U ①由凸极机向量图得：
令
01∠=?
S U ，则：3099.110198
.101)2.01()(00-∠=∠-=-=?
?
j U jQ P I S
9974.468665.1)2.01(365.1010∠=-?+∠=+=?
∑??j j I jx U E q S Q
8677.0)3099.119974.46sin(0198.1)sin(=+=+= ?δI I d
1858.2)365.1733.1(8677.08665.1)(00=-?+=-+=?
?
q d d Q q x x I E E
8736.375002.1)2.01(921.0010∠=-?+∠='+='?
∑?j j I x j U E d s
4812.1)8736.3700.47cos(5002.1)cos(0=-='-'=' δδE E q
3702.231924
.1)2.01(473.0010∠=-?+∠=+=?
??j j I jx U U e S G ②与例题6-2
193.1)473.0()473.02.01()()(222
0200=+?+=++
=U
x P U x Q U U e e G 5.1921.0)921.02.01(220=+?+='E
8665.1365.1)365.12.01(220=+?+=Q E
1858.23193.08665.1)(00=+=-+=q d d Q q x x I E E
99.46365
.12.01365
.11
0=?+=-tg δ
4809
.1921.0365
.199
.46cos 866.199.46cos 0
00000=?-+
='-+='+='∑∑
∑
d
q q Q q d d q q
x x U E U x I U E
(3)各电动势、电压分别保持不变时发电机的功率特性：
δδ2sin 2sin 20∑∑∑
∑∑-?+=
q d q d d q E x x x x U x U E P q
δδ2sin 2sin 20∑∑∑∑∑'''-?+''=
q d
d
q d
q E x x x x U x U E P q
??
??????????????'-'-''='''=∑∑-∑∑'δδδsin )1(sin sin sin 1d d d d E x x E U x U E x U E P
??
????????????????--==∑-δδδsin )1(sin sin sin 1q e G e G G e G U x x U U x U U x U U P q (4)各功率特性的最大值及其对应的功角
1）const E q =0。最大功率角为
0=δ
d dP q E
2）const E q
='0。最大功率角为 0='δ
d dP q E
3）const E ='0
。最大功率角为
90='δ，则有
4）const U G =0。最大功率角为 90=G δ，则有
第七章 电力系统静态稳定
7-2-1 对例7-1，分别计算下列两种情况的系统静态稳定储备系数： （1）若一回线停运检修，运行参数（?
U ，G U ，0P ）仍不变。 （2）发电机改为凸极机（1=d x ，8.0=q x ）其他情况不变。
~05
.1=?
G U s
T J 6=L
00.1,8.0∠==?
U P E
(1)一回线路停运，其等值电路为：
d x 1
T x 2
T x L
x
1）8.0sin 1
.06.01.005
.11sin 21=++?=++=
G G T L T G E x x x UU P δδ
求得： 56.37=G δ
2）
7.1483.08
.00156.3705.1)(21∠=∠-∠=++-=
?
??
j x x x J U U I T L T G 3）
6.665
7.1
8.17.1483.001∠=?∠+∠=+=∑?
??j x I j U E d q 4）功率极限872.08
.11
57.1=?=
=
=∑
d q M E M x U E P P q 5）静态稳定储备系数%98
.08
.0872.0=-=P K
（2）凸极机
1）8.0sin 1.03.01.005
.11sin 2
121=++?=++=
G G T L T G E x x x UU P δδ
求得： 4.22=G δ
2）
29.48.05.0014.2205.1)2
1(21∠=∠-∠=++-=?
??
j x x x J U U I T L T G
3）
36.4838.13.129.48.001∠=?∠+∠=+=∑?
??j x I j U E q Q
37.5251.1)29.436.48sin(29.48.036.4838.1)(∠=+∠+∠=-+=∑∑?
?? j x x I j E E q d d Q q 4）
δδδδ2sin 051.0sin 01.12sin 2sin 20+=-?+=
∑
∑∑
∑∑
q d q d d q E x x x x U x U E P q
由
0=δ
d dP q E 得 26.84=δ
5）015.1)26.84(== q q E M E P P
%89.268
.08
.0015.1=-=
P K
第八章 电力系统暂态稳定
8-2-2 在例8-1中若扰动是突然断开一回线路，是判断系统能否保持暂态稳定。
~
MW 360MW 300MW P 2200=kV
1885.0cos =?36.2==q d x x 32.0='d
x 23.02=x s
T J 6.0=kV 242/1814
(%)=S U kM
200kM x /41.01Ω=1
04x x =MW 360kV 121/22014
(%)=S U kV
U 115=98
.0cos 0=?
304.0j 130.0j 108.0j 470
.0j ?
'
E 0
.1=U 1
0=
P 2
.00=
Q 304.0j 130.0j 108.0j 470
.0j ?
'
E 0
.1=U 1
0=P 2
.00=Q 正常运行
a
断开一条线路后
b
a b
c
δ
P
T P d
e
m δ0δc δEI
P h
δEII
P
取基准值：S B =220MV A,U B =Uav 末端标幺值：1115115===
*
B U U U
，1220
2200===*B S P P ，2.0)sin(arccos sin 0====*??B B
B S S S Q Q ，
如未特殊说明，参数应该都是标幺值，省略下标*号
正常运行时：根据例6-2的结果
777.0='∑d
x ，3924.1777.0)777.02.01(22=+?+='E 功率最大值：7920.1777
.03924.1max ==''=
∑d x U E P Ⅰ
9201.33777
.02.01777
.0tan 1
0=?+=-δ此处有改动
1)9201.33sin(max 0==
ⅠP P T
切除一条线路012.1='∑d x ， 功率最大值3759.1012
.13924
.1max ==''=
∑d x U E P Ⅱ 6185
.461sin arc max
==ⅡP c δ，
3815
.1331sin arc -180max
==ⅡP h δ 加速面积0245.0)sin 376.11()sin (6185.469201.33max 6185.469201.330=-=-=
?
?
δδδδd d P P S T abc
Ⅱ
最大可能的减速面积：
3758.0)sin ()sin (0max 3815.1336185.460max 3815.1336185.46=-=-=?
?
δδδδd P P d P P S T T cde ⅡⅡ
cde abc S S ＜系统能保持暂态稳定
8-2-3 在例7-1中，已知3.0='d
x ，假设发电机C E ='，若在一回线路始端发生突然三相短路，试计算线路的极限切除角。
~05
.1=?
G U s
T J 6=L
00.1,8.0∠==?
U P E
0.1j 1
.0j 1.0j 6.0j ?
'
E 0
.1=U 正常运行
a
6.0j 0.1j 1.0j 1
.0j 3.0j 负序和零序网络
b
1.0j 3.0j 1
.0j 0.1j 1.0j 1
.0j 3.0j 0.1j 1.0j 1
.0j 3.0j 故障中
c 故障切除后
d
解：正常运行时：8.0='∑d
x ， 由例7-1
29.480.0∠=?
I ，
计算电流①?
?-=U jQ P I )(00根据末端功率电压（此处未知末端参数） ②例7-1
8338.331462.18.029.480.01∠=?∠+='+='∑?
?
d x I j U E
4328.18
.01462.1max ==''=
∑d x U E P Ⅰ 9416.33arcsin
max
0==ⅠP P T
δ 8.0=T P
由于三相短路0=?x
故障中的∞=Ⅱx ，即三相短路切断了系统与发电机的联系。此时0max =ⅡP 。 故障切除后：1.1=Ⅲx ，0420.11
.11462
.1max ==
ⅢP 8473
.129sin
arc -180max
==ⅢP P T h δ
极限切除角：6444.0cos cos )(cos max
max 0
max max 0=--+-=
ⅡⅢⅡⅢP P P P P h h T cm δδδδδ
8793
.49=cm δ
第一章 1.短路的概念和类型 概念：指一切不正常的相与相与地（对于中性点接地的系统）之间发生通路或同一绕组之间的匝间非 正常连通的情况。类型：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路。 2.电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害？ 1）短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生巨大的机械应力，可能破坏导体和它们的支架。 2）比设备额定电流大许多倍的短路电流通过设备，会使设备发热增加，可能烧毁设备。 3）短路电流在短路点可能产生电弧，引发火灾。 4）短路时系统电压大幅度下降，对用户造成很大影响。严重时会导致系统电压崩溃，造成电网大面积停电。 5）短路故障可能造成并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成大面积停电。这是短路故障的最严重后果。 6）发生不对称短路时，不平衡电流可能产生较大的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，干扰附近的通信线路和信号系统，危及设备和人身安全。 7）不对称短路产生的负序电流和电压会对发电机造成损坏，破坏发电机的安全，缩短发电机的使用寿命。3．同步发电机三相短路时为什么进行派克变换？ 目的是将同步发电机的变系数微分方程式转化为常系数微分方程式，从而为研究同步发电机的运行问 题提供了一种简捷、准确的方法。 4.同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零？ 变数：因为定子绕组的自感系数、互感系数以及定子绕组和转子绕组间的互感系数与定子绕组和转子绕 组的相对位置θ角有关，变化周期前两者为π，后者为2π。根本原因是在静止的定子空间有旋转的转子。 常数：转子绕组随转子旋转，对于其电流产生的磁通，其此路的磁阻总不便，因此转子各绕组自感系数 为常数，同理转子各绕组间的互感系数也为常数，两个直轴绕组互感系数也为常数。 零：因为无论转子的位置如何，转子的直轴绕组和交轴绕组永远互相垂直，因此它们之间的互感系数 为零。 5.同步发电机三相短路后，短路电流包含哪些分量？各按什么时间常数衰减？ 1）定子短路电流包含二倍频分量、直流分量和交流分量；励磁绕组的包含交流分量和直流分量；D轴 阻尼绕组的包含交流分量和直流分量；Q轴阻尼包含交流分量。 2）定子绕组基频交流分量、励磁绕组直流分量和阻尼绕组直流分量在次暂态时按Td’’和Tq’’衰减，在暂 态情况下按Td’衰减；定子绕组的直流分量、二倍频分量和励磁绕组交流分量按Ta衰减。 6.用物理过程分析同步发电机三相短路后各绕组短路电流包含哪些分量？ 短路前，定子电流为iwo，转子电流为ifo；三相短路时，定子由于外接阻抗减小，引起一个强制交流 分量△iw，定子绕组电流增大，相应电枢反应磁链增大。励磁绕组为保持磁链守恒，将增加一个直流分 量△ifɑ，其切割定子使定子产生交流分量△iw’。 定子绕组中iwo，iw，iw’不能守恒，所以必产生一个脉动直流，可将其分解为恒定直流分量和二倍频 交流分量。由于励磁绕组切割定子绕组磁场，因此励磁绕组与定子中脉动直流感应出一个交变电流△ifw。 又因为D轴阻尼与励磁回路平行，所以同样含有交流分量和直流分量。 由于假设定子回路电阻为零，定子基频交流只有直轴方向电枢反应因此Q轴绕组中只有基频交流分量 而没有直流分量。 第四章 1.额定转速同为3000转/分的汽轮发电机和水轮发电机，哪一个启动比较快？ 水轮发电机启动较快。 2.水轮机的转动惯量比汽轮机大好几倍，为什么惯性时间常数Tj比汽轮机小？ 水轮机极对数多于汽轮机的极对数，由n=60f/p得水轮机的额定转速小于汽轮机的转速，又因为惯性时 间常数为Tj=2.74GD2n2/（1000S B），所以T正比于n2，所以水轮机的Tj比汽轮机小。 3.什么是电力系统稳定性？什么是电力系统静态稳定、暂态稳定？区别？ （1）电力系统稳定性：指当电力系统在某一运行状态下突然受到某种干扰后，能否经过一定时间后又
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 1-2 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。 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1T 2T 3T 4T 、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1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%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： 习题1-5图 习题1-6图 习题1-4图
⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。 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3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 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。 2-2 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/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示： 各元件参数如下： 变压器：1T ：S =400MVA ，12%=k U ， 242/ kV 2T ：S =400MVA ，12%=k U ， 220/121 kV 线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图
一、填空题(每空1分，共15分) 1、一只标有额定电压20V、额定功率1W的灯泡。现接在10V的电源下使用，则其阻值为，实际电流是，实际消耗的功率为。 2、电流源IS=5A，r0=2Ω，若变换成等效电压源，则U=，r0=. 3、b条支路、n个节点的电路，独立的KCL方程数等于，独立的个KVL方程数等于。 4、三相四线制供电线路可以提供两种电压，火线与零线之间的电压叫做，火线与火线 之间的电压叫做。 5、正弦周期电流的有效值与最大值之间的关系是。 6、某一正弦交流电压的解析式为u=102cos（200πt＋45°）V，则该正弦电流的有 效值U=_____________V，频率为f=H Z。当t=1s 7、线性电路线性性质的最重要体现就是性和性，它们反映了电路中激励与响应的内在 关系。 8、功率因数反映了供电设备的利用率，为了提高功率因数通常采用补偿的方法。 二、判断题(正确打“√”,错误打“×”)(每题1分，共10分) 1、受控源与独立源一样可以进行电源的等效变换，变换过程中可以将受控源的控制量 变异。（） 2、叠加定理适用于线性电路，电压、电流和功率均可叠加。（） 3、应用叠加定理和戴维宁定理时，受控源不能与电阻同样对待。（） 4、电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量越准确。（） 5、含有L、C元件的正弦交流信号电路，若电路的无功功率Q=0，则可判定电路发生谐 振 。 （ ） 6、电压和电流计算结果得负值，说明它们的参考方向假设反了。（） 7、电功率大的用电器，电功也一定大。（）
Ω100s i 1H F 18、结点电压法是只应用基尔霍夫电压定律对电路求解的方法。（） 9、非正弦周期量的有效值等于它各次谐波有效值之和。（） 10、实用中的任何一个两孔插座对外都可视为一个有源二端网络。（） 三、单项选择题(每小题1分，共20分) 1、一根粗细均匀的电阻丝，阻值为25Ω，将其等分成五段，然后并联使用，则其等效电阻是（） A.1/25Ω B.1/5Ω C.1Ω D.5Ω 2、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A 和30A 。当i1+i2的有效值为10A 时，i1与i2的相位差是（） A.0O B.180O. C.90O D.270O 3、在R 、L 、C 串联电路中，当总电流与总电压同相时，下列关系式正确的是（） A.ωL 2c =1 B.ωLC =1 C.ω2LC =1 D.ωLC 2=1 4、图示单口网络的等效电阻等于（） (A)2Ω (B)4Ω (C)6Ω (D)-2Ω 5、图示电路中电阻R 吸收的平均功率P 等于（） (A)12.5W (B)16W (C)32W (D)25W 6、示电路中电压u 等于（） (A)4V (B)-4V (C)6V (D)-6V 7、图示谐振电路的品质因（） (A)0.01 (B)1 (C)10 (D)100 8、5F 的线性电容的端口特性为（） (A)i u 5=(B)i 5=ψ(C)q u 2.0= 9、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是（）元件 (A)电感(B)电容(C)电阻 10、LC 并联正弦电流电路中， A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为（）A 。 (A) 8(B)5 (C) 4 Ω 2Ω2- 2V + u -+
电力系统分析练习题 一、简答题 1、电力线路的正序电抗与零序电抗是否相等？ 2、在220kV及以上的超高压架空线路上，普遍采用分裂导线，采用分裂导线后，线路电感、线路并联电容会增大还是变小？ 3、动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？ 4、电力变压器的主要作用是什么？ 5、采用标么值计算有什么优点？ 6、对电力系统运行的要求是什么？ 7、试画出单相变压器等值电路。 8、试画出电力线路等值电路。 二、如图所示的电力系统 1.确定发电机G，变压器T-1、T-2、T-3，线路L-1、L-2、L-3及电容器Y c的额定电压； 2.给出其稳态分析时的等值电路； 3.输电线路L-3阻抗为5+j20Ω（忽略并联支路），末端有功功率为10MW，功率因数为 0.80（感性），末端电压为35kV，计算线路L-3的功率损耗和电压损耗； 4.条件同3，但功率因数提高到0.90（感性），请问线路L-3的功率损耗和电压损耗会
增加还是减少？ 三、电力系统接线如下图所示，电网各级电压示于图中，求 1)发电机和各变压器高低压侧额定电压； 2)设T-1 高压侧工作于+2.5%抽头，T-2工作于主抽头，T-3高压侧工作于-5%抽头，求各变压器实际变比。 四 93kW,短路电压23.5kW G 、B 。 五、一容量比为90/90/60兆伏安，额定电压为220/38.5/11千伏的三绕组变压器。工厂给出试验数据为：ΔP s’(1-2)=560千瓦，ΔP s’(2-3)=178千瓦，ΔP s’(3-1)=363千瓦，V S （1-2）%=13.15, V S （2-3）%=5.7, V S （3-1）%=20.4, ΔP 0=187千瓦，I 0 %=0.856。试求归算到220千伏侧的变压器参数。（注：功率值未归算，电压值已归算） 六、已知某一变压器参数如表1所示。 表1
电力系统暂态分析李光琦习题答案 第一章电力系统分析基础知识 1-2-1 对例1-2，取U B2 110kV ，S B 30MVA ,用准确和近似计算法计算参数标幺值。解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取U B2 110kV ，S B 30MVA ，则其余两段的电压 基准值分别为：10.5 U B1 k1U B2 110kV 9.5kV 121 电流基准值： 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机：2 10.52 30 x1 0. 26 2 0.32 1 30 9.52 变压器T1： 2 1212 30 x2 0.105 2 2 0.121 2 1102 31.52 输电线路： x3 0.4 80 302 0.079 31102 变压器T2 ： 1102 30 x4 0.105 2 2 0.21 4 152 1102 电抗 器：x5 0.05 66.620..632 0.4 电缆线路：x6 0.08 2.5 302 0.14 6.6 电源电动势标幺值：11 E 91.15 1.16 ②近似算法： 取S B 30MVA ，各段电压电流基准值分别为：
各元件电抗标幺值： 发电机： x 1 0.26 10.52 30 2 0.26 1 30 10.52 变压器 T 1： 1212 30 x 2 0.105 2 0.11 2 1152 31.5 输电线路： 30 x 3 0.4 80 2 0.073 115 变压器 T 2 ： 2 1152 30 x 4 0.105 2 0.21 4 1152 15 电抗器： x5 0.05 6 2.75 0.44 5 6.3 0.3 电缆线路： 30 x 6 0.08 2.5 2 0.151 6.32 电源电动势标幺值： E 11 1.05 10.5 2 发电机： x1 0.26 10.5 30 2 0.32 1 30 9.52 变压器 T 1： 1212 30 x 2 0.105 2 2 0.121 2 1102 31.52 输电线路： x 3 0.4 80 30 2 0.079 3 1102 变压器 T 2 ： 2 1102 30 x 4 0.105 2 2 0.21 4 152 1102 电抗器： x5 0.05 6 2.62 0.4 5 6.6 0.3 电缆线路： x 6 0.08 2.5 302 U B1 10.5kV ， I B1 30 1.65kA 3 10.5 U B2 115kV ， I B1 30 0.15kA 3 115 U B3 6.3kV ， I B1 2.75kA 3 6.3
1、无限大功率电源的特点是什么？无限大功率电源供电情况下，发生三相短路时，短路电流中包含有哪些电流分量，这些电流分量的变化规律是什么？ 答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。 2、中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是那种短路？中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路；对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。 3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障 纵向故障指电力系统断线故障（非全相运行），它包括一相断线和两相断线两种形式。 2、负序分量 是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C －B －A －C 。 4、转移阻抗 转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。 5、同步发电机并列运行的暂态稳定性 答：同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后，发电机保持同步运行的能力，能则称为暂态稳定，不能则称为暂态不稳定。 6、等面积定则 答：在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。 8、在隐极式发电机的原始磁链方程中，那些电感系数是常数？哪些是变化的？变化的原因是什么？ 答：在隐极式发电机的原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数；定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的，变化的原因是转子旋转时，定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。 9、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些？ 答：提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”，具体的措施有： 1）采用分裂导线2）线路串联电力电容器；3）采用先进的励磁调节装置；4）提高输电线路的电压等级； 5）改善系统结构和选择适当的系统运行方式； 10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么？ 简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。 11、转移电抗与计算电抗有何异同？ 答：相同点是：转移电抗和计算电抗都是网络经化简消去除电源点和短路点之外的所有节点后，连接短路点与电源点的电抗标幺值。不同的是：转移电抗是以统一的功率基准值BS 为基准的电抗标幺值；计算电抗是以电源的额定容量NS 为基准的电抗标幺值。 12、简述应用对称分量法计算不对称短路故障处短路电流的步骤。 答：（1）绘制三序等值电路，计算三序等值电路参数； ② 对三序等值电路进行化简，得到三序等效网络（或三序电压平衡方程）； ③ 列故障处边界条件方程； ④ 根据边界条件方程绘制复合序网，求取故障处基本相的三序电流分量（或利用三序电压方程和边界条件方程求解故障处基本相三序电流分量） ⑤ 利用对称分量法公式，根据故障处基本相三序电流分量求故障处各相电流。 2、短路的危害 答：短路的主要危害主要体现在以下方面： 1）短路电流大幅度增大引起的导体发热和电动力增大的危害； 2）短路时电压大幅度下降引起的危害； 3）不对称短路时出现的负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。 1、短路电流最大有效值出现在（1）。A 、短路发生后约半个周期时； 2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时，应选（2）相作为分析计算的基本相。B 、特殊相 3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量，下述说法中正确的是（3）。C 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。 4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（2）。 B 、正序分量和负序分量； 5、在简单电力系统中，如某点的三序阻抗021∑∑∑==Z Z Z ,则在该地点发生不同类型短路故障时，按对发电机并列运行暂态稳定 性影响从大到小排序，应为（2）。B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路； 6、发电机－变压器单元接线，变压器高压侧母线上短路时，短路电流冲击系数应取（2）。B 、1.8； 7、电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数(%)P K 的要求是（）。C 、(%)P K ≧10。 8、下述各组中，完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是（2）。 B 、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障； 9、对于三相三柱式变压器，其正序参数、负序参数和零序参数的关系是（2）。 B 、正序参数与负序参数相同，与零序参数不同； 10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质而言都是为
自测题（一）一电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题 2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷（ 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D—级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可 能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B ［、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、
电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配 电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的 1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建 设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减 少;
第一章 1-2-1 对例1-2，取kV 1102 =B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺 值。 解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为： 9.5kV kV 110121 5 .10211=?= =B B U k U kV 6.66 .6110 110 223=== k U U B B 电流基准值： kA U S I B B B 8.15 .9330 311=?== kA U S I B B B 16.0110 330 322=?== 3 2.62B I kA = == 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机： 32.05.930305.1026.0221=??=*x 变压器1T ： 121.05.3130 110121105.02222=??=*x 输电线路： 079.011030 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ： 21.011030 15110105.02224=??=*x 电抗器： 4.03 .062.26.6605.05=?? =*x 电缆线路： 14.06.630 5.208.026=??=*x
电源电动势标幺值： 16.15 .911 == *E ②近似算法： 取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为： kV U B 5.101=，kA I B 65.15.10330 1=?= kV U B 1152= ，20.15B I kA = = kV U B 3.63= ，3 2.75B I kA = = 各元件电抗标幺值： 发电机： 26.05.1030 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ： 230 0.1050.131.5x *=? = 输电线路： 073.011530 804.023=??=*x 变压器2T ： 430 0.1050.2115 x *=?= 电抗器： 44.03 .075 .23.6605.05=??=*x 电缆线路： 151.03.630 5.208.026=??=*x 电源电动势标幺值： 05.15.1011 ==*E 习题2 解：（1）准确计算： 3(110)115B B U U kV == 322220 115209.1121 B B U U kV k = =?= 312122010.51159.1121242 B B U U kV k k = =??= 各段的电流基准值为：
第一章 电力系统故障分析的基础知识 1.(短路)故障 电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接 类型 横向故障：短路故障；纵向故障：断线故障 危害 (1)短路时，由于回路阻抗减小及突然短路时的暂态过程，使短路电流急剧增加（短路 点距发电机电气距离愈近，短路电流越大） (2)短路初期，电流瞬时值最大，将引起导体及绝缘的严重发热甚至损坏;同时电气设备 的导体间将受到很大的电动力，可能引起导体或线圈变形以致损坏 (3)引起电网电压降低，靠近短路点处电压下降最多，影响用户用电设备的正常工作 (4)改变电网结构，引起系统中功率分布的变化，从而导致发电机输入输出功率的不平 衡，可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成系统解列，引起大 面积停电（短路造成的最严重后果） (5)短路不平衡电流产生不平衡磁通，造成对通信系统的干扰 2.标幺值的计算 P6 3.无穷大功率电源 电源的电压和频率保持恒定，内阻抗为零 三相短路电流分量(1)稳态对称交流分量(2)衰减直流分量（衰减时间常数T a =L/R ，空载条件下短 路角满足/α - ? /=90 ? 时，直流分量起始值最大） 短路冲击电流 i M = K M I m ，K M :冲击系数 K M =1~2 短路电流最大有效值 ()2M m M 1-K 212 I +=I ； K M =1.8时，??? ??=252.1m I I M ；K M =1.9时，??? ? ?=262.1m I I M 第二章 同步发电机突然三相短路分析 1.三相短路电流分量 定子侧：直流分量，(近似)两倍基频交流分量，基频交流分量（两个衰减时间常数，暂态T d ''、次暂态T d '）转子侧：直流分量，基频交流分量 （暂态过程中，定子绕组中基频交流分量和转子中直流分量衰减时间常数相同，定子侧直流分 量和转子中基频交流分量衰减时间常数相同） 2.分析中引入的物理量及其物理意义 P27-P34 3.基频交流分量初始值的推导 (1)空载P34(2)负载P41 4.Park 变换 交流量→对称直流分量 将静止的abc 三相绕组中的物理量变换为旋转的dq0等值绕组中的物理量 5.空载短路电流表达式 P68 式(2-131) ()()000000'002t cos 1'12cos 1'12t cos 'θθθ+??? ??--??? ??+-+??????+??? ??-=---a a d T t q d q T t q d q d q T t d q d q a e x x E e x x E x E e x E x E i 6.自动调节励磁装置对短路电流的影响 自动调节励磁装置的动作将会使短路电流的基频交流分量增大，但由于励磁电流的增加是 一个逐步的过程，因而短路电流基频交流分量的初始值不会受到影响 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 1.简单系统短路电流交流分量初始值计算P82 2.计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理及计算过程 P95 3.转移阻抗 即消去中间节点后网形网络中电源与短路点间的连接阻抗 第四章 对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路 1.对称分量法 将三组不对称电流唯一地分解成三组对称的电流来处理 正序（1）：幅值相等，相位相差 ，a 超前b 负序（2）：幅值相等，相位与正序相反 零序（0）：幅值相位相同 ()()()()()()()()()?????++=++=++=021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ()()()???? ????????????????=??????????0a 2a 1a 22c b a 1a 1a 111F F F a a F F F
八、某简单系统如图若在K点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。 2 2 九、某电厂有两台机容量均为50MW ,耗量特性分别F1= 0.01P1+ 1.2P1+ 10 , F2= 0.02P 2+ P2+ 12 ,最小技术负荷为其容量的25% ,求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？
10.75 10.56 10.75 27.晨小技术员荷为：5O 敦 忑二12,5 0.02P l + 1,2 = 0.04P ； ÷ 1 2P 1 + 120 = 4P- ÷ Ioo O-12 A : PZ = 15 - P l 2P 1 =4(15 - P ； ) 一 20 4?: P I =X 6.7 P 1 ττ 8.3 VP L = I5只館同一台机运行 故取 P I =O P 2 = 15 12 - 24点电=80 -片 2P 1 =4(80 -P l )- 20 得：PL= 50 P i = 30 满足不芍约束条件 十、有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为 4.93 + j63.525 Ω已知变压器母线在任何方式下 均维持电压为107.5KV ,其低压侧母线要求顺调压， 若采用静电电容器作为补偿设备， 试选择变压器分接头 和无功 补偿设备容量。 VL∏?κ 二 HP. 5 - -?(J I3 ? ■525 = 98.7 KV 107 5 f2!∣S?小负苛时无补糅常祝衰逻择变压薛分接头 U^-=IQ2.96X J 17^ = 105.35KV 选用 1102-5% 3P 107.25/IIKV (2?) ?fi≠Z??时调压要衷礁宇Q ：：客说 Qt:=書X (U)-25 - 98" X Jθ7? t 勺弩产 ^ 1,95M??u 补黑迓? ?码投人 1? X 4.93j√B ■5 "J .95J X 63.325 舲 拓相一 107.5 UI = 99.8$ 冥詰‘劳=10-24KV 100? ms. S√!v?I ftl !■: U ra ' - ω2.96×n∕107.Λ? - tβ^6K ?' 102.96KV (3 ?) 解 X 100%
电力系统分析复习题 二、计算题 1．有一台110/11，容量为20000KVA 的三相双绕组变压器，名牌给出的实验数据为：△P K =135KW, P 0=22KW ，U k %=10.5，I 0%=0.8，试计算折算到一次侧的Γ型变压器参数，画出等值电路。 2. 无穷大电源供电系统如图1所示，在输电线中点发生三相短路，求短路冲击电流最大有效值和短路功率，已知：Ug=110kV,降压变压器参数为Z T =0.5003+j7.7818Ω，Z L =1.1+j402Ω。 图1 3.电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=1.1*10-4 S ，线路额定电压为110KV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5KV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)*10-6 S ，变压器低压侧负荷为15+j11.25MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为117.26KV 。试画出网络等值电路，计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 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：. . . 0,0fb fa fc U I I ===, 其中：Z 0 =j0.25, Z 1 =j0.14, Z 2 =j0.15, U F =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。 T 1 L 23 S 36KV
图4 电力线路长100km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =27+j41.2Ω，B l /2=j1.38×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为：Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)×10-6 S ，变压器低压侧负荷为10+j5MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为118kV 。（1）试画出网络参数为有名值时的等值电路；（2）计算各元件标幺值并绘制标幺值等值电路；（3）计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 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 2、电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=j1.1×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω， T 1 L 23 S 36KV
电力系统暂态分析李光琦 习题答案 第一章 电力系统分析基础知识 1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 110121 5 .10211=?= =B B U k U kV 6.66 .6110110 2 23=== k U U B B 电流基准值： kA U S I B B B 8.15.9330 311=?== kA U S I B B B 16.0110 330 322=?== 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机：32.05.930 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ：121.05 .3130 110121105.02 222=??=*x 输电线路：079.011030 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.0110 30 15110105.02224=??=*x 电抗器：4.03 .062.26.6605.05=?? =*x
电缆线路：14.06.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：16.15 .911 ==*E ②近似算法： 取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为： kV U B 5.101=，kA I B 65.15.10330 1=?= kV U B 1152=，kA I B 15.0115330 1=?= kV U B 3.63=，kA I B 75.23 .6330 1=?= 各元件电抗标幺值： 发电机：26.05.1030 305.1026.0221=?? =*x 变压器1T ：11.05 .3130 115121105.0222=? ?=*x 输电线路：073.011530 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.015 30 115115105.0224=??=*x 电抗器：44.03 .075.23.6605.05=?? =*x 电缆线路：151.03.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：05.15 .1011 == *E 发电机：32.05 .930 305.1026.0221=??=*x
2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（ ）。 A 、一级负荷； B 、二级负荷； C 、三级负荷； D 、特级负荷。 4、衡量电能质量的技术指标是（ ）。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率； B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（ ）。 A 、配电线路； B 、直配线路； C 、输电线路； D 、输配电线路。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（ ）。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建设投资、网损率； C 、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（ ）。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（ ）。 A 、交流500kv ，直流kv 500±； B 、交流750kv ，直流kv 500±； C 、交流500kv ，直流kv 800±；； D 、交流1000kv ，直流kv 800±。 10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（ ）。 A 、220kv 、110kv ； B 、220kv 、115kv ； C 、242Kv 、121Kv ； D 、220kv 、121kv 。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（ ）。 A 、单电源双回路放射式； B 、双电源供电方式； C 、单回路放射式接线； D 、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（ ）。 A 、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B 、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D 、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（ ）。 A 、交流500kv 通常用于区域电力系统的输电网络； B 、交流220kv 通常用于地方电力系统的输电网络； C 、交流35kv 及以下电压等级通常用于配电网络； D 、除10kv 电压等级用于配电网络外，10kv 以上的电压等级都只能用于输电网络。 14、110kv 及以上电力系统应采用的中性点运行方式为（ ）。 A 、直接接地； B 、不接地； C 、经消弧线圈接地； D 、不接地或经消弧线圈接地。 16、110kv 及以上电力系统中，架空输电线路全线架设避雷线的目的是（ ）。
电力系统暂态分析习题答 案 Last revision on 21 December 2020
电力系统暂态分析李光琦 习题答案 第一章 电力系统分析基础知识 1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 110121 5 .10211=?==B B U k U 电流基准值： 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机：32.05.930 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ：121.05 .3130 110121105.02 222=??=*x 输电线路：079.0110 30 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.0110 30 15110105.02224=??=*x 电抗器：4.03 .062.26.6605.05=?? =*x 电缆线路：14.06.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：16.15 .911 ==*E ②近似算法： 取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：
kV U B 5.101=，kA I B 65.15.10330 1=?= kV U B 1152=，kA I B 15.0115330 1=?= kV U B 3.63=，kA I B 75.23 .6330 1=?= 各元件电抗标幺值： 发电机：26.05.1030 305.1026.0221=?? =*x 变压器1T ：11.05 .3130 115121105.0222=? ?=*x 输电线路：073.0115 30 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.015 30 115115105.0224=??=*x 电抗器：44.03 .075.23.6605.05=?? =*x 电缆线路：151.03.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：05.15 .1011 == *E 发电机：32.05.930 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ：121.05 .3130 110121105.02 222=??=*x 输电线路：079.0110 30 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.0110 30 15110105.02224=??=*x
作业一 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？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。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？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。 3、我国电网的电压等级有哪些？ 答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 答：1T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 2 T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 3 T：３５ｋｖ、１１ｋｖ 4 T：１０ｋｖ、４００ｋｖ 5 T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 6
7T ：３５ｋｖ、６６ｋｖ 8T ：６ｋｖ、４００ｋｖ 9T ：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ 作业二 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 ，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数，并画出等值电路。解： 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,km 2mm 5.31Ω=ρ。 于是有：半径r=17/2=8.5mm ，mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???==单位长度的电阻：2031.5r 0.21(/)150 km s ρ===Ω()()() 140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω????????单位长度的电抗为 m 150400.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5D x lg lg km r =+=+=Ω单位长度的电纳为()66617.587.58b *10 2.73*10/5040lg lg 8.5m S km D r ---===集中参数为 () 1r 0.0225*8018R l ===Ω() 1x 0.416*8033.3X l ===Ω() 641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --===()41.09*102 B S -=等值电路如图1 所示