第三章 电力系统潮流分布计算
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 ，无功功率负荷为165 MVAR 。试求始端功率因数。
3-2 解：
62.2610
5.52204
22=??=?-y Q (MVAR)
83.33105.5248421=??=?-y Q (MVAR)
38.13822062.261652202j j j S +=-+='?
(MVA)
求Z 12中的功率损耗：
21
.194165.23183.55165.1138.13822083
.55165.11)408(22038.13822012
2212
j j j S j j S +=+++='+=++=??
?
38.160165.23183.3321.194165.2311j j j S +=-+=?
(MVA) 8216.038
.160165.231165.231cos 2
2
=+=
?
3-8 额定电压110 kV 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121 kV ，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 δ）。
3-8 解：
设?∠=?∠=?
01100N C U U
220kV
习题解图3-2
40+j30MVA ·
10+j8MVA
习题解图
3-8
P 2=220MW 2=165MVAR
习题图 3-2
40+j30MVA 10+j8MVA
习题图 3-8
083
.27545.32676.4338.2407.22207.30676.4338.2)4020(110
407.22207.30407.22207.30953.7793.93040593.7793.9407.0271.0)810(407.0271.0)3020(1108102
2
22
22j j j S S S j j S j j j S S S j j j S S S j j S AB B A AB
B B B B
C C B
BC
+=+++=?+'-=+=++=?+=--+=''+='--=++--=?+-=''+=++=??
?
???
?
?
?
?
?
?
已知U A =121kV
332.14121
40
083.2720545.32=?+?=
?AB U kV
668.106332.14121=-=?-=AB A B U U U kV
972.3668
.10630
)593.7(20)793.9(-=?-+?-=
?BC U kV
64.110972.3668.106=-=?-=BC B C U U U kV
3-13 由A 、B 两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图3-13示。试求当A 、
B 两端供电电压相等（即U A =U B ）时，各段线路的输送功率是多少（不计线路的功率损耗）
3-13 解：
1、 4支路合并，
等值电路如图3-13a 所示。
习题解图3-13a
·
S a =30+j15MVA S b =20+j10MVA
U A
U b
习题图 3-13
510)
63()126(6
3)1530(1020)
63()126(12
6)1530()
510()1530(102015
30168)84)(1530()126)(1020(10
2016
8)42)(1020()84)(1530()(42)63(32
4111411414j j j j j Z Z Z S S j j j j j Z Z Z S S j j j S S S j j j j j j S j j j j j j S j Z B B a A ab B A +=-+--+=+=+=-+--+=+=+-=+-+=-=+=--++-+=+=--++-+=Ω+=+=
*
**?
?
*
**?
?
?
?
?
??
输送功率分布如图3-13b 所示。
3-16 发电厂C 的输出功率、负荷D 及E 的负荷功率以及线路长度参数如图3-16所示。
当?∠=?
0112C U kV ，B A U U ?
?
=，并计及线路CE 上的功率损耗，但不计
其它线路上功率损耗时，求线路AD 、DE 、及BE 上通过的功率。
3-16 解：
965.910112501002
2
242
2
2=?+=+=?R U Q P P C C C CE 93.1920112501002
2242
22=?+=+=?X U Q P Q C C C CE
)
530()201050100(2560)(20
1095.19965.9j j j j S S S S j j S CE C E E CE +-=--+-+=?--=''+≈+=??
?
?
?
?
如图3-16所示
U A
30+j15 20+j10
B
习题解图3-13b
S D =40+j30
A B
〞
S E =-(30+j5) 习题解图3-16
习题图 3-16
)
1428()3040()1612(25
1092161225
109
210
5)
63)(530()42)(3040()(16
12)
424(212)
42)(530()63)(3040()(3
212113
21332j j j S S S j j j S S j S S j j j j j j Z Z Z Z Z S Z S S j j j j j j Z Z Z Z S Z Z S S D DA DE BE AD E D E
D B
E E
D AD +-=+-+=-=+=+-+=++=''++-=----+-+=
+++''+=
+=+++++---+-+=
++''++=
?
?
?
?
?
?
?
*
*
*
*
*
*
?
?
*
*
*
*
**??
则
3-18 如图3-18所示，已知闭式网参数如下：
Ω+=421j Z Ω+=632j Z Ω+=843j Z 101=L km 152=L km 203=L km
负荷参数：B S ?
=10+j5MVA C S ?
=30+j15MVA 电源参数：U A =110 kV
试求闭式网上的潮流分布及B 点电压值（计算时，不计线路上的功率损耗）。
3-18 解：
如图3-18a 等值电路.
30+j1S C
10+j5
习题指导图3-18a
S B
S C B 习题图 3-18
·
8+j6MVA
习题图 3-21
56
.1011.21)56.511.11()510(56.511.11)44.989.18()1530(44.989.1845
10
)510(25)1530(10152010)510()1015)(1530(j j j S S S j j j S S S j j j j j S BC B AB AC C BC Ac +=+++=+=+=+-+=-=+=?++?+=
++?++++=
?
?
?
?
???
▽C 点为功率分点。于是网络从C 点打开，变成两个辐射网如图3-18b 所示。
3.015.0)84(110
44.989.182
2
23j j S +≈++=??
6365.101483.210765.00383.056.511.115100765
.00383.0)63(0127558.0)63(11056.511.1174
.904.1930.015.044.989.1822
2
223j j j j S S S S j j j S j j j S S S BC B B
AC A +=+++++=?++='+=+?=++=?+=+++=?+=?
?????
?
?
82.1024.218218.102409.211853.00926.06365.101483.211853.00926.0)
42(0463.0)42(1106365.101483.2112
221j j j j S S S j j j S B A +≈+=+++=?+'='+=+?=++=??
???
78.07769.0110
28
.4348.42110482.10224.211≈=+=?+?=+=
?A U QX PR U
22.10978.01101=-=?-=U U U A B kV
3-21 如图3-21所示电力系统，已知Z 12、Z 23、Z 31均为1+j3Ω，U A =37kV ，若不计线路上的功率损耗及电压降落的横分
量，求功率分布及最低点电压。
+ + 10+j5
习题解图3-18b
8+j6MVA
习题图 3-21
3-21 解：
⑴功率分布：
9
13)46()57(46)11()35(11)57()68(5
710
101010
)35(20)68(12131232121332313j j j S S S j j j S S S j j j S S S j j j S A +=+++=+=+=+-+=+=+=+-+=-=+=++?++?+=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
3点为功率分点，电压最低。 ⑵电压分布：
43.356104.0041.366104
.0041
.363
517041.36959.037959
.037
25
9113131313111=-=?-==?+?=
?=-=?-==?+?=
?U U U U U U U U A A A
功率分布如图3-21所示。
8+j6MVA
习题解图3-21
电力系统分析（大题部分） 14年和15年考过的题应该不会再考，今年考 调压的可能性非常的大，其次是潮流计 算，最优 网损，最优有功分配。不过每个专题的大题都应该掌握，以下列出最经典的题， 记住做题步骤，理解做题方法，掌握以后基本可以应试。 14年15年的考题的解答放在了 相应的板块中。 一.元件参数： 本节本质：只需要把公式记下来会算即可，知道算出来以后 变压器的等值电路、线路的n 型等值电路 如何画。 1. 线路参数计算： 如果考会给这些已知量：电阻率p （铝31.5），导线截面积S （如LGJ-400,截面积 就是 400），导线长度（km ）,直径d 或者半径r （公式里是半径），三相导线的几何平 均距离Dm （Dm 是三根导线互相之间距离乘积，开个三次根号，如ABC 三相相邻间隔4 米, 那么Dm=U X 4 X 8）。有了上述这些可以算出导线的等值电路。 先算出每千米导线的电阻r ，电抗X ，电纳b ，最后乘以长度。 公式如下： 电阻：r = p / S 亠丄、 Dm 电抗：x = 0.1445lg + 0.0157 r 用算出来的乘以长度，得出线路参数 R,X,B ，单位是欧姆Q 和西门子S 。 等值电路: 2. 变压器参数计算: 如果考会给这些已知量：额定容量S N ,短路损耗P k ,阻抗电压百分数U%空载损耗 P 。，空载电流 电纳: 7.58 弄X10
百分数I。％以及变比，如220kv/11kv。 直接带入公式计算： 厂P K U2 R T = X' 11000S N S N 2 7 U K% U N2 X T = X 1100 S N P0 S N Gr = X —2 I000S N U N2 I 0% S N B T = X —2 100 U N2 上述U N的选择：高压侧低压侧都可，按高压侧电压带入，算出来的参数是高压侧的，同理低压侧。比如220KV/11KV的变压器，如果末端电压10KV。变压器参数计算时，UN带入的是高压侧电压220,那么整条线路进行潮流计算的时候电压等级就是220，末端电压 需要归算，即乘以变压器的变比（归算只需看从这头到那头经过多少变压器，乘以变比即可），10X 220/11=200，在计算中，末端电压就是200kV。 等值电路： 注意是G-jB，线路是正的，这里是负的。 二?简单电力网潮流计算： 大纲中只要求开式网计算，但是14年15年都考了超纲内容，环网还是看一下比较好, 加了*号，有精力要看一下，实在没时间就舍弃吧。 本节本质：对于单电源线路运用三个公式求出每个节点的电压，功率。对于环网和双电源网络，还需掌握额外几个公式。有可能结合第一节的内容来考，考到可能性较高。 题型有三种，已知首端或末端电压及此节点的功率（即电压功率在一个节点）；已知首端电压和末端功率，或末端电压首端功率（即电压功率不在一个节点）；
【最新整理，下载后即可编辑】 3 简单电力系统潮流计算 3．1 思考题、习题 1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？ 2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？ 3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？ 5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？ 6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？ 9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？ 10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整
网络的什么参数？ 11）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？ 12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？ 13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？ 14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？ 15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？ 16）110kV双回架空线路，长度为150kM，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为30+j15MVA，末端电压为106kV，求始端电压、功率，并作出电压向量图。 17）220kV单回架空线路，长度为200kM，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm，三相导线几何平均距离为7.5m。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。 18）110kV单回架空线路，长度为80kM，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA，始端电压为116kV，求末端电压
电力系统分析题库 一、选择题 1、中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（ A ） A、线电压 B、倍相电压 C、倍线电压 D、根号2倍相电压 2、目前我国电能输送的主要方式是（ C ）。 A、直流 B、单相交流 C、三相交流 D、交直流并重 3、系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（ A ） A、正序、负序、零序并联 B、正序、负序并联、零序网开路 C、正序、零序并联、负序开路 D、零序、负序并联，正序开路 4、输电线路采用分裂导线的目的是（ A ）。 A、减小电抗 B、减小电阻 C、增大电抗 D、减小电纳 5、系统备用容量中，哪种可能不需要专门配置？（ A ） A、负荷备用 B、国民经济备用 C、事故备用 D、检修备用 6、电力系统潮流计算中，功率指（ C ）。 A、一相功率 B、两相功率 C、三相功率 D、四相功率 7、根据对称分量法，a、b、c三相的零序分量相位关系是（ D ） A、a相超前b相 B、b相超前a相 C、c相超前b相 D、相位相同 8、电力系统有功功率电源为（ B ）。 A、发电机、调相机 B、发电机 C、调相机 D、发电机、电容器 9、输电线路单位长度的电阻主要决定于（ D ） A、材料和对地高度 B、电晕损耗和电压 C、几何均距和半径 D、材料和粗细
10、有备用接线方式的优、缺点是（ D ）。 A、优点：供电可靠性高。缺点：电压低 B、优点：供电可靠性低。缺点：造价高 C、优点：供电可靠性高，调度方便。缺点：造价高 D、优点：供电可靠性和电压质量高。缺点：造价高和调度复杂 11、电力系统的有功功率电源是（ A ） A、发电机 B、变压器 C、调相机 D、电容器 12、电力网某条线路的额定电压为UN=110kV，则它表示的是（ D ）。 A、相电压 B 相电压 C线电压 D、线电压 13、衡量电能质量的指标有（ D ） A、电压和功率 B、频率和功率 C、电流和功率 D、电压大小，波形质量，频率 14、解功率方程用的方法是（ A ）。 A、迭代法 B、递推法 C、回归法 D、阻抗法 15、电力系统短路故障计算主要求取的物理量是（ A ） A、电压，电流 B、电阻，电抗 C、电阻，功率 D、电流，电抗 16、线路始末两端电压的数值差是（ C ）。 A、电压降落 B、电压调整 C、电压损耗 D、电压偏移 17、在下列各种故障类型中，属于纵向故障的是（ D ） A、两相短路 B、两相断线 C、单相接地短路 D、两相短路接地 18、在电力系统标么制中，只需选定两个基准量，常选的是（ B ）。 A、电压、电流 B、电压、功率 C、电压、电抗 D、电流、阻抗 19、对电力系统运行的基本要求是（ C ）
电路分析试题（Ⅰ） 二. 填空（每题1分，共10分） 1．KVL体现了电路中守恒的法则。 2．电路中，某元件开路，则流过它的电流必为。 3．若电路的支路数为b，节点数为n，则独立的KCL方程数 为。 4．在线性电路叠加定理分析中，不作用的独立电压源应将 其。 5．若一阶电路电容电压的完全响应为uc(t)= 8 - 3e-10t V,则电容电压的零输入响应为。 7．若一个正弦电压的瞬时表达式为10cos(100πt+45°)V,则它的周期T 为。 8．正弦电压u1(t)=220cos(10t+45°)V, u2(t)=220sin(10t+120°)V, 则相位差φ12＝。 9．若电感L＝2H的电流i =2 cos(10t+30°)A (设u ,i为关联参考方向)，则它的电压u为。三．求下图单口网络的诺顿等效电路，并画等效电路图。(15分) a b 四．用结点分析法，求各结点电位和电压源功率。(15分) 1 2
五．一阶电路如图，t = 0开关断开，断开前电路为稳态，求t ≥0电感电流i L(t) ,并画出波形。(15分) 电路分析试题（Ⅱ） 二. 填空（每题1分，共10分） 1．电路的两类约束 是。 2．一只100Ω，1w的电阻器，使用时电阻上的电压不得超过 V。 3．含U S和I S 两直流电源的线性非时变电阻电路，若I S单独作用时，R 上的电流为I′，当U S单独作用时，R上的电流为I"，（I′与I" 参考方向相同），则当U S和I S 共同作用时，R上的功率应 为。 4．若电阻上电压u与电流i为非关联参考方向，则电导G的表达式 为。 5．实际电压源与理想电压源的区别在于实际电压源的内 阻。 6．电感元件能存储能。 9．正弦稳态电路中, 某电感两端电压有效值为20V，流过电流有效值为2A，正弦量周期T =πS , 则电感的电感量L ＝。 10．正弦稳态L，C串联电路中, 电容电压有效值为8V , 电感电压有效值 为12V , 则总电压有效值为。 11．正弦稳态电路中, 一个无源单口网络的功率因数为0. 5 , 端口电压u(t) ＝10cos (100t +ψu) V，端口电流i(t) = 3 cos(100t - 10°)A (u,i 为
电力系统分析习题集（第三章） 【例3-1】某发电系统有2台发电机组，其容量分别为30MW 和40MW ，强迫停运率FOR 分别为0.04和0.06。试求该发电系统的停运表。 【解】发电系统的停运表是指指整个系统各种容量状态的概率表，是由各发电机组的停运表按上节的递推公式求出的。因此，应首先建立各发电机组的停运表。取步长X ?=10MW ，可以得到这2台发电机组的停运表，见表3–2和表3-3。 有了各发电机组的停运表后，就可利用递推公式形成发电系统的停运表，如表3–4所示。 30.0976P =为例介绍递推公式的具体应用。令30MW 发电机组为元件a ，40MW 发电机组为元件b 。则知3a n =，因此根据式（3-51）可以写出组合后等效机组c 在3k =时的累积概率为： 3 (3)()() (0)(3)(1)(2)(2)(1)(3)(0) c a b i a b a b a b a b P p i P k i p P p P p P p P ==-=+++∑ 将30MW 及40MW 发电机组停运表中相应的数值代入上式，得 (3)0.960.0600.0600.060.04 1.00.0976c P =?+?+?+?=
对于并联的输电线路或变压器也可以形成其停运表。有了电力系统元件的停运表，就可以简化系统运行可靠性的评估过程。 【例3-2】应用蒙特卡洛模拟法对图2.6所示的5节点系统进行可靠性评估。该系统元件的容量与可靠性参数如表3-5和表3-6所示。 【解】该系统由5个节点、7条支路组成，共2个发电厂，以标幺值表示的总装机容量11，负荷为7.3。 表3-5 发电元件可靠性参数 发电厂G1 发电厂G2 可用容量(p.u.) 累积概率可用容量(p.u.) 累积概率 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 --- 1.00 0.06 0.04 0.02 0.01 0.01 --- 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 1.00 0.08 0.06 0.04 0.02 0.01 0.01 表3-6 输电元件可靠性参数 支路节点号容量FOR 1—2 2.0 0.05 1—3 2.0 0.05 2—3 2.0 0.05 2—4 5.0 0.05 3—5 5.5 0.05 表中FOR为强迫停运率。 根据图3-5所示的流程计算所示系统的可靠性指标。 首先，应用蒙特卡洛模拟法抽样系统状态 i x。对每个元件，我们用计算机产生一个随机数，利用此随机数按照3.4.2节的方法确定该设备的状态。表3-7和表3-8给出了某次系统状态选择过程中，对每个元件所生成的 随机数及由随机数所确定元件的状态向量 i x。 表3-7 根据均匀分布(0,1) U随机数所确定的发电厂出力 发电厂 (0,1) U随机数x发电厂可用容量 （p.u.） G1 0.6502 5.0 G2 0.1325 6.0 表3-8根据均匀分布(0,1) U随机数所确定的支路状态 支路节点号1-2 1-3 2-3 2-4 3-5 (0,1) U随机数0.32 0.2 0.46 0.75 0.017 支路故障率0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 支路状态运行运行运行运行故障
全国2002年10月高等教育自学考试 电力系统分析试题 课程代码：02310 一、填空题(每小题1分，共10分) 1.依据一次能源的不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 2.采用分裂导线的目的是减小电流和电抗。 3.电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电可靠性要求。 4.潮流计算中的电压数值约束条件是由电压质量标准决定的。 5.发电机定子三相短路时为维持定子绕组的磁链守恒在定子绕组产生直流分量电流。 6.从发电厂电源侧的电源功率中减去变压器的功率损耗，得到的直接连接在发电厂负荷侧母线上的电源功率称为等值电量标准。 7.电力系统零序等值电路与正序等值电路不同。 8.短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流。 9.简单系统静态稳定依据为______。 10.减少原动机出力将提高系统的暂态稳定性。 二、单项选择题(每小题1分，共20分)从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。 11.在有名单位制中，功率的表达式为( 1 ) ①S=1.732×V×I ②S=V×I ③S=3×V×I ④S=VICOS? 12.电力系统的中性点是指( 4 ) ①变压器的中性点②星形接线变压器的中性点 ③发电机的中性点④②和③ 13.我国电力系统的额定电压等级为( 4 ) ①3、6、10、35、110、220(KV) ②3、6、10、35、66、110、220(KV) ③3、6、10、110、220、330(KV) ④3、6、10、35、60、110、220、330、500(KV) 14.有备用电源接线方式的优缺点是( 3 ) ①可靠性高、电压高 ②可靠性高、造价高 ③供电可靠性和电压质量高、造价高、调度复杂 ④供电可靠性高、调度方便、造价高 15.电能质量是指( 4 ) ①电压的大小②电压的大小和波形质量 ③电压大小，电流大小④电压大小，波形质量，频率 16.牛顿—拉夫逊迭代的主要优点是( 2 ) ①简单②收敛快 ③准确④占用内存少 17.无限大功率电源供电系统，发生三相短路，短路电流非周期分量起始值( 2 ) ①iap=ibp=icp ②iap≠ibp≠icp ③iap=ibp≠icp ④iap≠ibp=icp
4-2 试用外施电源法求图题4-2 所示含源单口网络VCR ，并绘出伏安特性曲线。 解：图中u 可认为是外加电压源的电压。 根据图中u 所示的参考方向。可列出 (3)(6)(5)20(9)50u i i A V A i V =Ω+Ω++=+ 4-5试设法利用置换定理求解图题4-5所示电路中的电压0u 。何处划分为好？置 换时用电压源还是电流源为好？ 解：试从下图虚线处将电路划分成两部分，对网路N 1有（节点法） 11 11967 (11)u u u u i ???+-=? ?+????-++=-? 整理得： 1511714u i =- 对网络2N 有 2 5 1133u i i i =?+?= 解得3i A =，用3A 电流源置换N 1较为方便，置换后利用分流关系，可得： ()121031V 1V u +=??=
4-9 求图题4-7所示电路的输入电阻R i ，已知0.99α= 解： 施加电源t u 于输入端可列出网孔方程： 12335121(25100)100 (1) 100(100100101010)100.990(2)t i i u i i i +-=-++?+?-?= 将(2)代入(1)得135t i u R i ==Ω 4-14求图题4-10所示各电路的等效电路。 解 解： 图(a):因电压的计算与路径无关，所以
[5(1)]4(13)4ad ac cd ad ab bd u u u V V u u u V V =+=---=-=+=--=- 图(b): 流出a 点的电流(521)8a i A =++=，流入b 点多的电流(541)8b i A =+-=。 所以ab 之间的等效电路为8A 的电流源，电流从b 端流出。 图(c):导线短接。 4-23 电路如图题4-15 所示，已知非线性元件A 的VCR 为2u i =。试求u ，i ，i 1. 解： 断开A ，求得等效内阻：1o R =Ω 开路电压a u 所满足的方程： ()(11)12111/21 c a c a u u u u +-?=???-?++=?? 求得2a u V =，最后将A 接到等效电源上，如上图所示。 写出KVL ：220i i +-=12A i A ?=-或 当1i A =时，1u V =，21120.5,[2(0.5)1] 1.52i A A i A -==-=---= 当2i A =-时，4u V =，21421,[212]32i A A i A -===-+= 4-25 试求图题4-17所示电路中流过两电压源的电流。
三、简答题 31．电力变压器的主要作用是什么? 答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压,另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用. 32。简单闭式网分为哪些类网络? 答:简单的闭式网可分为两端供电网络(2分)和环形网络(２分）两类(1分)。 33．为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？ 答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平,同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。 34。为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性? 答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地,当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用,因而是能提高系统的暂态稳定性。 四、简算题 35。某三相单回输电线路，采用LGJ-30０型导线（计算外径25．2m ｍ），已知三相导线正三角形布置,导线间距离D ＝6m ，求每公里线路的电抗值. 解:计算半径：m 106.12mm 6.122 2. 25r 3-?=== 几何均距:D m =D=６m /km 403.0 0157.010 6.126 lg 1445.0 0157.0r D g l 1445.0x 3 m 1Ω=+?=+=- 36.。１10ＫV 单回架空线路,其参数如图所示,线路始端电压为116KV ，末端负荷为15＋j １0M ＶA ，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。 解:
3７.某系统发电机组的单位调节功率为７40MＷ/Hｚ，当负荷增大2００MW时,发电机二次调频增发40MＷ,此时频差为0.2Ｈz，求负荷的单位调节功率. 解： ３８．网K点发生两相短路接地,求K点短路电流值。
3 简单电力系统潮流计算 3．1 思考题、习题 1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？ 2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？ 3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？ 5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？ 7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？ 8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？ 9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？ 10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？ 11）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？ 12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？ 13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？ 15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？ 16）110kV双回架空线路，长度为150kM，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为30+j15MVA，末端电压为106kV，求始端电压、功率，并作出电压向量图。 17）220kV单回架空线路，长度为200kM，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm，三相导线几何平均距离为7.5m。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。 18）110kV单回架空线路，长度为80kM，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA，始端电压为116kV，求末端电压和始端功率。
电力系统分析题库 一、选择题 1、中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（ A ） A 、线电压 B 、 1.5 倍相电压 C 、1.5 倍线电压 D 、 根号 2 倍相电压 2、目前我国电能输送的主要方式是（ C ）。 A 、直流 B 、单相交流 C 、三相交流 D 、交直流并重 3、系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（ A ） A 、正序、负序、零序并联 B 、正序、负序并联、零序网开路 C 、正序、零序并联、负序开路 4、输电线路采用分裂导线的目的是（ A 、减小电抗 B 、减小电阻 D 、零序、负序并联，正序开路 A ）。 C 、增大电抗 D 、减小电纳 5、系统备用容量中，哪种可能不需要专门配置？（ A ） A 、负荷备用 B 、国民经济备用 C 、事故备用 D 、检修备用 6、电力系统潮流计算中，功率指（ C ）。 A 、一相功率 B 、两相功率 C 、三相功率 7、根据对称分量法， a 、b 、c 三相的零序分量相位关系是（ A 、a 相超前 b 相 B 、b 相超前 a 相 C 、c 相超前 b 相 D 、相位相同 D 、四相功率 D ） 8、电力系统有功功率电源为（ B ）。 A 、发电机、调相机 B 、发电机 C 、调相机 D 、发电机、电容器 9、输电线路单位长度的电阻主要决定于（ D ） A 、材料和对地高度 B 、电晕损耗和电压 C 、几何均距和半径 D 、材料和粗细 10、有备用接线方式的优、缺点是（ D ）。 A 、优点：供电可靠性高。缺点：电压低 B 、优点：供电可靠性低。缺点：造价高 C 、优点：供电可靠性高，调度方便。缺点：造价高 D 、优点：供电可靠性和电压质量高。缺点：造价高和调度复杂 11、电力系统的有功功率电源是（ A ） A 、发电机 B 、变压器 C 、调相机 D 、电容器 12、电力网某条线路的额定电压为 UN=110kV ，则它表示的是（ D ）。 1 C 、 1 D 、线电压 A 、相电压 B 、 3 相电压 3 线电压 13、衡量电能质量的指标有（ D ） A 、电压和功率 B 、频率和功率 C 、电流和功率 D 、电压大小，波形质量，频率 14、解功率方程用的方法是（ A ）。 A 、迭代法 B 、递推法 C 、回归法 D 、阻抗法 15、电力系统短路故障计算主要求取的物理量是（ A ） A 、电压，电流 B 、电阻，电抗 C 、电阻，功率 D 、电流，电抗
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;
5-1. 供电系统如题图5-1所示，各元件参数如下。线路L ：长50km ，km x /4.0Ω=； 变压器T ：A MV S N ?=10,%5.10=s V ,11/110=T k 。假定供电点电压为kV 5.106，保持恒定，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路。试计算： （1）短路电流周期分量，冲击电流，短路电流最大有效值及短路功率等的有名值； （2）当A 相非周期分量电流有最大或零初始值时，相应的B 相及C 相非周期电流的初始值。 解：kV V kV V V V MVA S B B av B B 5.10,115,,100)2()1(====即选 1512.0115 100504.02 2)1(1=??===B B L V S xL X x 05.110 100 105.02=?===N B S T S S V X x 2012.121=+=∑x x x 当空载运行时,短路点电压9261.0115 5 .106===B S V V V 当低压母线发生三相短路时： (1) 短路电流周期分量 kA kA V S x V I B B p 2394.45 .1031002012.19261.03)2(=??=?= ∑ 冲击电流 kA kA I k i P im im 79.102394.48.122=??== 短路电流最大有效值 kA kA k I I im P im 4014.6)18.1(212394.4)1(212 2 =-?+?=-+= 短路功率MVA MVA V I S B P K 1.775.102394.433)2(=??== (2) 短路电流非周期计算 若A 相非周期分量电流为最大时， kA kA I i P a ap 9945.52394.4414.12)(=?== 相应的B 相及C 相非周期电流的初始值为: kA kA i i i b ap b ap b ap 9973.22 9945 .521)()()(=-=-== 若A 相非周期分量电流为零时， 0)(=a ap i 相应的B 相及C 相非周期电流的初始值为: kA kA I i P b ap 1922.5)30cos(2394.4414.1)12090cos(2000)(-=-?-=--= 000 S 题图 5-1
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（ ）。
电力系统的潮流计算 西安交通大学自动化学院 2012.10 3．1 电网结构如图3—11所示，其额定电压为10KV 。已知各节点的负荷功率及参数： MVA j S )2.03.0(2 +=， MVA j S )3.05.0(3+=， MVA j S )15.02.0(4+= Ω+=)4.22.1(12j Z ，Ω+=)0.20.1(23j Z ，Ω+=)0.35.1(24j Z 试求电压和功率分布。 解：（1）先假设各节点电压均为额定电压，求线路始端功率。 0068.00034.0)21(103.05.0)(2 2223232232323j j jX R V Q P S N +=++=++=?0019.00009.0)35.1(10 15.02.0)(2 2 224242242424j j jX R V Q P S N +=++=++=?
则： 3068.05034.023323j S S S +=?+= 1519.02009.024424j S S S +=?+= 6587.00043.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0346 .00173.0)4.22.1(106587.00043.1)(2 2 212122'12'1212j j jX R V Q P S N +=++=++=? 故： 6933.00216.112'1212 j S S S +=?+= （2） 再用已知的线路始端电压kV V 5.101 =及上述求得的线路始端功率 12 S ，求出线 路 各 点 电 压 。
kV V X Q R P V 2752.05 .104.26933.02.10216.1)(11212121212=?+?=+=? kV V V V 2248.101212=?-≈ kV V V V kV V X Q R P V 1508.100740.0) (24242 2424242424=?-≈?=+=? kV V V V kV V X Q R P V 1156.101092.0) (23232 2323232323=?-≈?=+=? （3）根据上述求得的线路各点电压，重新计算各线路的功率损耗和线路始端功率。 0066.00033.0)21(12.103.05.02 2 223j j S +=++=? 0018.00009.0)35.1(15 .1015.02.02 2 224j j S +=++=? 故 3066.05033.023323j S S S +=?+= 1518.02009.024424j S S S +=?+= 则 6584.00042.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0331.00166.0)4.22.1(22 .106584.00042.12 2 212j j S +=++=? 从而可得线路始端功率 6915.00208.112 j S +=
第二套 一、判断题 1、分析电力系统并列运行稳定性时，不必考虑负序电流分量的影响。（） 2、任何不对称短路情况下，短路电流中都包含有零序分量。（） 3、发电机中性点经小电阻接地可以提高和改善电力系统两相短路和三相短路时并列运行的暂态稳定性。（） 4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中的周期分量不衰减, 非周期分量也不衰减。（） 5、中性点直接接地系统中，发生儿率最多且危害最大的是单相接地短路。（） 6、三相短路达到稳定状态时，短路电流中的非周期分量已衰减到零，不对称短 路达到稳定状态时，短路电流中的负序和零序分量也将衰减到零。（） 7、短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。（） 8、在不计发电机定子绕组电阻的情况下，机端短路时稳态短路电流为纯有功性质。（） 9、三相系统中的基频交流分量变换到系统中仍为基频交流分量。（） 10、不对称短路时，短路点负序电压最高，发电机机端正序电压最高。（） 二、选择题 1、短路电流最大有效值出现在（）。 A短路发生后约半个周期时B、短路发生瞬间；C、短路发生后约1/4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（）相作为分析计算的基本相。 A、故障相； B、特殊相； C、A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 （）。 A、短路电流中除正序分量外，其它分量都将逐渐衰减到零； B、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都不会衰减： 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（）。
电力系统分析试题库
1．采用分裂导线的目的是（ A ） A.减小电抗 B.增大电抗 C.减小电纳 D.增大电阻 2．下列故障形式中对称的短路故障为（ C ） A.单相接地短路 B.两相短路 C.三相短路 D.两相接地短路 3．简单系统静态稳定判据为（ A ） A.>0 B.<0 C.=0 D.都不对 4．应用等面积定则分析简单电力系统暂态稳定性，系统稳定的条件是（ C ） A.整步功率系数大于零 B.整步功率系数小于零 C.最大减速面积大于加速面积 D.最大减速面积小于加速面积 5．频率的一次调整是（ A ） A.由发电机组的调速系统完成的 B.由发电机组的调频系统完成的 C.由负荷的频率特性完成的 D.由无功补偿设备完成的 6.系统备用容量中，哪种可能不需要( A ) A.负荷备用 B.国民经济备用 C.事故备用 D.检修备用 7．电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的（A ）
A.可靠性要求 B.经济性要求 C.灵活性要求 D.优质性要求 9．中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（ A ）A.线电压B.1.5倍相电压 C.1.5倍线电压 D.倍相电压 10.P-σ曲线被称为( D ) A.耗量特性曲线 B.负荷曲线 C.正弦电压曲线 D.功角曲线 11.顺调压是指( B ) A.高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电压调低 B.高峰负荷时，允许电压偏低，低谷负荷时，允许电压偏高 C.高峰负荷，低谷负荷，电压均调高 D.高峰负荷，低谷负荷，电压均调低 12.潮流方程是( D ) A.线性方程组 B.微分方程组 C.线性方程 D.非线性方程组 13.分析简单电力系统的暂态稳定主要应用( B ) A.等耗量微增率原则 B.等面积定则 C.小干扰法 D.对称分量法 14.电力线路等值参数中消耗有功功率的是（A） A.电阻 B.电感 C.电纳 D.电容
3．1 电网结构如图3—11所示，其额定电压为10KV 。已知各节点的负荷功率及参数： MVA j S )2.03.0(2+=， MVA j S )3.05.0(3+=， MVA j S )15.02.0(4+= Ω+=)4.22.1(12j Z ，Ω+=)0.20.1(23j Z ，Ω+=)0.35.1(24j Z 试求电压和功率分布。 解：（1）先假设各节点电压均为额定电压，求线路始端功率。 0068.00034.0)21(103.05.0)(2 2223232232323j j jX R V Q P S N +=++=++=?0019.00009.0)35.1(10 15.02.0)(2 2 224242242424j j jX R V Q P S N +=++=++= ?
则： 3068.05034.023323j S S S +=?+= 1519.02009.024424j S S S +=?+= 6587.00043.122423' 12j S S S S +=++= 又 0346 .00173.0)4.22.1(106587.00043.1)(2 2 212122' 12'1212j j jX R V Q P S N +=++=++=? 故： 6933.00216.112' 1212j S S S +=?+= （2） 再用已知的线路始端电压kV V 5.101=及上述求得的线路始端功率12S ，求出线路各点电压。 kV V X Q R P V 2752.05 .104.26933.02.10216.1)(11212121212=?+?=+=? kV V V V 2248.101212=?-≈
电力系统分析计算题 1.假设电压U 1固定不变，试就图示系统分析为什么投入电容器C 后可以降低线损和提高电压U 2。 2. 试就图示系统分析为什么对中枢点U 1进行逆调压可以对负荷点电压U 2进行 控制的原理。 3. 试就图示系统分析（a ）、（b ）两种情况下线路的电能损耗ΔA ，你的结论是什么？ 4.某负荷由发电厂经电压为110kV 的输电线路供电。线路的参数为：R=17Ω, X=41Ω， C Q 2 1 =1.7Mvar ， 发电厂高压母线电压U 1=116kV, 线路末端负荷为20+j10 MVA,求输电线路的功率损耗和末端电压U 2（计 及电压降落的横分量)。(12分) 5、某降压变电所装有两台并联工作的有载调压变压器，电压为110±5×2.5/11 kV ，容量为31.5MVA,已知最大负荷时:高压母线电压为103 kV,两台变压器并列运行时的电压损耗为 5.849 kV,最小负荷时: 高压母线电压为108.5 kV, 两台变压器并列运行时的电压损耗为2.631 kV 。变 电所低压母线要求逆调压，试选择有载调压变压器分接头。(12分) P+jQ P+jQ S ~ （h ） （a ） （b ） 20+j10 MVA U 2 2 2 T 1 1 S L
6.一双电源电力系统如下图所示，如在f 点发生b 、c 两相接地短路,求故障点处故障相电流. I fb. (初始瞬间基波分量)（取S B =60MVA, U B 为各电压级的平均额定电压）（13分） 7.如下图所示，一个地区变电所，由双回110KV 线路供电，变电所装两台容量均为31.5 MVA 、 分接头为110±4×2.5%/11KV 的变压器，已知每条线路的电抗为29.2Ω，每台变压器的电抗为40.4Ω(已归算到110KV 侧),变电所低压母线归算到高压母线的电压在最大负荷时U 2max =100.5KV, 在最小负荷时U 2min =107.5KV,变电所低压母线要求逆调压,试配合变压器变比的选择,确定采用下列无功补偿设备时的设备容量：（1）补偿设备为静电电容器(2) 补偿设备为调相机。（不要求校验）（12分） 8. 的零序励磁电抗均为∞，若变压器T 1高压母线b 、c 两相发生金属性接地短路,各元件参数如图中所示（折算到统一基准值）求故障点处的故障相电流 . I fc 。(初始瞬间基波分量)（13分） MVA X X j E d G 3013.013.01"2., ,. 1. === （1，1） U K %=10.5 60MV A U K %=10.5 31.5MV A 80km X 1=0.4Ω/km X 0=3.5 X 1 MVA X X j E d G 60125.0125.01".2, ,. 2. === 10.5kv 10.5kv 115kv 110±4×2.5%/11KV jQ c 3.01"" 11. ==X j E G （1，1） 1 .0021===X X X 12 .002 1===X X X X 1=X 2=0.3 X 0=0.7 15.025.01"12===X X j E G