电力系统分析习题集 电力系统分析习题集 新 电力系统稳态分析习题 1.什么是动力系统，电力系统及电力网？ 2.试述电力系统的各类接线方式和它们的优缺点 3.我国电力网有哪几种标准电压等级？面 4.电力系统中性点直接接地，不接地与经盘圈接地方式的适用有何规定？ 5.电力系统运行的基本要求是什么？ 6.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？试标出图中发电机 和变压器两侧的额定电压（图中电压是电力线路的额定电压）。 大 题6图 7.电力系统的部分接线如图所示，各级电网的额定电压示于图中。试求 (1)发电机G和变压器T1.T2.T3高，低压测绕组的额定电压。 (2)设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3工作于5%抽头。试求这些变压器 的实际变比。 学 10k T 5k T3
电力系统分析习题集 电力系统分析习题集 电力系统稳态分析习题 1. 什么是动力系统, 电力系统及电力网? 2. 试述电力系统的各类接线方式和它们的优缺点。 3. 我国电力网有哪几种标准电压等级? 4. 电力系统中性点直接接地, 不接地与经消弧线圈接地方式的适用有何规定? 5. 电力系统运行的基本要求是什么? 6. 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?试标出图中发电机 和变压器两侧的额定电压(图中电压是电力线路的额定电压)。 10kv T1 G T2 380v 10kv T3 T4 110kv 35kv 6kv 题 6 图 7. 电力系统的部分接线如图所示, 各级电网的额定电压示于图中。试求: (1)发电机 G 和变压器 T1, T2, T3 高, 低压侧绕组的额定电压。 (2)设变压器 T1 工作于+2.5%抽头, T2 工作于主抽头,T3 工作于-5%抽头。试求这些变压器 的实际变比。 10kv G T1 T2 T3 10kv 35kv 110kv 新 疆 大 学
题7图 8.有一条长120Km,电压为110KV的双回输电线路，导线型号为LG-185,水平排列，相间 距离4.用查表法求线路参数.并绘制等值电路。 9列出T-35,-35,LG-70,LG-120,LG-号线每公里的电阻值，()用公式计算2)用 查表法求得。 bol 10.有一条110KV架空输电线路，导线型号LG-150,水平排列，线间距离4m,试求线路参 数nx.和b。(p=32Ωmm2m,导线计算直径d止17mm) 11.某110KV单回线，长度为110Km,导线型号为LG-185,三相导线排列方式如图。 试求：(1)环境温度为50°C时的线路阻抗。 (2)线路的电纳和电容充电功率。 1.9m 3.5m 2.3m 2.3m 题11图 1210KV线路.长10Km.使用LG-2双分裂号线水平样列.相距离4125m 分裂间距为25cm。试求50°C时的线路阻抗。 (导线外径为17mm) 13.试决定一台20MVA三相三绕组变压器的参数，如果己知三个线圈的容量比为 100/100/50,三个线圈的额定电压为121/38.5/10.5KVPx1-2=152.8KW,P1-3=52KW 2-3=47KW,P0=75KW,Uk1-2%-10.5,Uk1-3%-=18,k2-3%-6.5,10%=4.1。 14.某发电厂，以三台单相变压器按Y/△连接，组成三相变压器组，每台变压器的容量为 350KVA,电压为2223士2×2.5%6.3说其空载及短路试验数据如表。试求用等值 负荷和阻抗表示的变压器等值电路及其参数。 实验数据 2 3 p.(Kw) 27.6 28.9 29.4 u:% 6.42 6.54 6.55 11.05 8.4 10.6
题 7 图 8.有一条长120Km, 电压为110KV的双回输电线路, 导线型号为LGJ-185, 水平排列, 相间 距离 4m, 用查表法求线路参数, 并绘制等值电路。 9.列出 TJ-35, LJ-35, LGJ-70, LGJ-120,LGJ-300, 导线每公里的电阻值, (1)用公式计算; (2)用 查表法求得。 10.有一条 110KV 架空输电线路, 导线型号 LGJ-150,水平排列, 线间距离 4m, 试求线路参 数 r1.x1.和b1 。( p =32 /m, 导线计算直径 d=17mm) 2 Ωmm 11.某 110KV 单回线, 长度为 110Km, 导线型号为 LGJ-185, 三相导线排列方式如图。 试求: (1)环境温度为 50 C 时的线路阻抗。 o (2)线路的电纳和电容充电功率。 1.9m 3.5m 2.3m 2.3m 题 11 图 12.110KV 线路, 长 100Km, 使用 LGJ—2×150 双分裂导线水平排列, 相间距离 4.125mm, 分裂间距为 25cm。试求 50 C 时的线路阻抗。 o (导线外径为 17mm) 13.试决定一台 20MVA 三相三绕组变压器的参数,如果已知三个线圈的容量比为 100/100/50，三个线圈的额定电压为 121/38.5/10.5KV, PK1 − 2 =152.8KW, =52KW, =47KW, =75KW， %=10.5， %=18， %=6.5， %=4.1。 PK1−3 PK2−3 P0 UK1 − 2 UK1 − 3 UK2 − 3 I 0 14.某发电厂, 以三台单相变压器按 连接，组成三相变压器组，每台变压器的容量为 3500KVA，电压为 22.23 Υ / ∆ ± 2× 2.5% 6.3KV 。其空载及短路试验数据如表。试求用等值 负荷和阻抗表示的变压器等值电路及其参数。 实验数据 1 2 3 p ( ) KW k 27.6 28.9 29.4 uk % 6.42 6.54 6.55 11.05 8.4 10.6 新 疆 大 学
电力系统分析习题集 % 20 1.42 1.84 15.变电所使用的OSFPSL2-90000/220型三相三绕组自耦变压器，额定电压为 220/121/38.5KV,容量比为10/100/50.锅控载及短路试验数据如下 P'm-3=265KW: U1-2)(%)=9.09: U^m-》(%)=16.45: U-》=10.75 Po=59KW. 10(%)-0.332 试求变压器参数及等值电路。 16.部分电网络的结线如图所示，导线的厄式也示于图中，试求： (1)40°C时每公里线路的参数： (2)变压器参数（试验数据查表）： (3)并联运行时的等值参数和等值电路： (4)校验电路是否会发生电晕。 110kv 3m 大 2.5m 3.5n 2×LG-120 O 2m 100km 题16图 17.有一系统如图所示，如果已知变压器T1归算至121KV侧的阻抗为2.95+j48.72,T2 算至于110KV侧的阻抗值为4.48+j48.42,T3归算至35KV侧的阻抗为1.127+j9.188, 的参数已注在图中，试作出网络塑电路，分别用有名值及标么值 同一电压级的参数（不计导纳） 1 6.6+j8 6 31.5MVA2 320MVA 4 5 10MVA 0KV %85k 题17图
电力系统分析习题集 I0% 2.0 1.42 1.84 15．变电所使用的 OSFPSL -90000/220 型三相三绕组自耦变压器，额定电压为 220/121/38.5KV，容量比为 100/100/50，实测的空载及短路试验数据如下： 2 P（`K1−3）=265KW； U （` K1 − 2）（%）=9.09； U （`K1− 3）（%）=16.45； U （`K2 − 3） =10.75 P0 =59KW； I 0（%）=0.332 试求变压器参数及等值电路。 16．部分电网络的结线如图所示，导线的排列方式也示于图中，试求： （1） 400 C 时每公里线路的参数； （2）变压器参数（试验数据查表）； （3）并联运行时的等值参数和等值电路； （4）校验电路是否会发生电晕。 • • • • 110kv 10kv 100km 2× LGJ −120 2 SFL 20000 110 × 1 − 110 11kv 3m 2.5m 2m 3.5m 3.5m 题 16 图 17．有一系统如图所示，如果已知变压器 T1 归算至 121KV 侧的阻抗为 2.95+j48.7Ω，T2 算至于 110KV 侧的阻抗值为 4.48+j48.4 Ω ，T3 归算至 35KV 侧的阻抗为 1.127+j9.188 ， 输电线路的参数已注在图中，试作出网络的等值电路，分别用有名值及标么值算出归算至 同一电压级的参数（不计导纳）。 Ω 1 2 3 4 5 10.5+j20.8 6.6+j8 6 31.5MVA 10MVA 121 kv 10.5 38.5 kv 110 20MVA 11kv 35 题 17 图 新 疆 大 学
18.有一110KV网络，其结线图如下，线路长度，导线型号及线问距离，变压器型号以及 负荷值均已示于图中，试决定其运算网络。 T1:2×SFL,-16000/110 T2:SFSL-20000/110 新 ALG1-240 LG-120 10+j18 MVA 120km 100km 38.5kv D-6m =6m 水平排列 平 列 11KY 11k 20+j10 MVA 5+j3 MVA 题18图 19.某电力系统结线如图 248kv 38.5kv 105ku LGJ-120 6.3ky 0 LGJ-300 1T2 50k 十30km 5从 林D. 5m T4 D. 121kv LGJ-120 107.25kv T3 T5 10.5ky 11kv 题19图 图中标明的变压器高低或高中侧的电压为其实际抽头电压，各变压器技术数据如下： T1:额定容量：90MVA:额定电压：242/10.5KV Pk=472.5KW; Po=92KW: Uk%=13.75: 10%-0.67:
18．有一 110KV 网络，其结线图如下，线路长度，导线型号及线间距离，变压器型号以及 负荷值均已示于图中，试决定其运算网络。 T1：2× SFL1 -16000/110 T2：SFSL-20000/110 A 10+j18 MVA LGJ-240 T2 T1 11kv 5+j3 MVA C 20+j10 MVA 11kv 100km D=6m 水平排 列 120km D=6m 水平排列 LGJ-120 38.5kv B 题 18 图 19．某电力系统结线如图 10.5kv 248kv LGJ-300 T2 38.5kv LGJ-120 6.3kv T1 150km D 7.5m m = 30km T4 LGJ-120 40km 107.25kv T5 11kv 121kv D 5m m = T3 10.5kv LGJ-12 0 60k m D 3.5m m = 题 19 图 图中标明的变压器高低或高中侧的电压为其实际抽头电压，各变压器技术数据如下： T1：额定容量：90MVA；额定电压：242/10.5KV； PK =472.5KW； P0 =92KW； UK %=13.75； I 0 %=0.67； 新 疆 大 学
电力系统分析习题集 T2:额定容量：90/90/90MVA:额定电压220/121/38.5KV: PKa-2)=580KW: Pa-3384KW: ke-3=704KW: Uk1-2》%-=14.07 Ua-)%=23.73: Ux 2-85: P0=107.7KW: 10%=0.82 T3:额定容量：2×40MVA:额定电压：120/10.5KV Pk =200KW Po=42KW: Uk%=10.5: 10%-0.7 T4:额定容量：31.5MVA:额定电压：38.5/6.3KV Pk=180KW: Po=30KW: Uk%=8: 10%=0.7 T5:额定容量：15MVA:额定电压：110/11KV Pk =128KW: Po=40.5KW: Ujx%=10.5: 10%=3.5 国 各电压的基准电压取为： 220KV级 UBI=220KV 11OKV级 Ua2=110KV 35KV级 UB3=35KV 1OKV级 UB4=10.5KV 6KV级 UBs=6.3K\ 基准功率 s=100MVA 要求作出考虑非标准变比的以有名值表示的以标么值表示的网络的等值电路。 20.某110KV架空线路长60KM,所用导线为LGJ-185,水平排列，线间距离为4m 己知线路末端接有4OMW的负荷，负荷功率因数为0.8，线路末端电压为110KV,试求线 路首端功率和申压。 21.试计算变电所使用的SFPSL-63000/220型变压器的参数（容量比为100/100/100）及 当变压器低压绕组开路中压绕组承担额定负荷时变压器的总有功功率损耗。 22. 一台三绕组变压器额定电压为110/38.56.6KV,其等值电路（归算至高压侧）和所供 负荷如图，当变比为110/38.5(1+5%)6.6KV,低压母线电压保持6KV时，试求高压和 中压母线的实际电压。 学
电力系统分析习题集 T2：额定容量：90/90/90MVA； 额定电压 220/121/38.5KV； PK（1 − 2）=580KW； PK（1−3）384KW； PK（2−3）=704KW； UK（1 − 2）%=14.07； UK（1 − 3）%=23.73； UK（2 − 3）%=7.65； P0 =107.7KW； I 0 %=0.82 T3：额定容量：2×40MVA；额定电压：120/10.5KV PK =200KW； P0 =42KW； UK %=10.5； I 0 %=0.7 T4：额定容量：31.5MVA；额定电压：38.5/6.3KV PK =180KW； P0 =30KW； UK %=8； I 0 %=0.7 T5：额定容量：15MVA；额定电压：110/11KV PK =128KW； P0 =40.5KW； UK %=10.5； I 0 %=3.5 各电压的基准电压取为： 220KV 级 UB1 =220KV 110KV 级 UB2 =110KV 35KV 级 UB3=35KV 10KV 级 UB4 =10.5KV 6KV 级 UB5 =6.3KV 基准功率 SB =100MVA 要求作出考虑非标准变比的以有名值表示的和以标幺值表示的网络的等值电路。 20.某 110KV 架空线路长 60KM，所用导线型号为 LGJ-185，水平排列，线间距离为 4m， 已知线路末端接有 40MW 的负荷，负荷功率因数为 0.8，线路末端电压为 110KV，试求线 路首端功率和电压。 21．试计算变电所使用的 SFPSL-63000/220 型变压器的参数（容量比为 100/100/100）及 当变压器低压绕组开路中压绕组承担额定负荷时变压器的总有功功率损耗。 22．一台三绕组变压器额定电压为 110/38.5/6.6KV，其等值电路（归算至高压侧）和所供 负荷如图，当变比为 110/38.5（1+5%）/6.6KV，低压母线电压保持 6KV 时，试求高压和 中压母线的实际电压。 新 疆 大 学
5+j4 MVA 24751Ω 2.4+i652 2.47+j37 2 颗22图 23.系统如图所示，始端电压248KV,末端电压220KV,末端有功负荷220MW,试求始 端功率因数COS中2。 U U: 80大 P.=220mw Q t△Q j5.5x104s j5.5×10-s 学 题23图 24.10KV线路的等值电路如图所示，己知末端电压为10.2KV。试求始端电压并作出电压 相量图。 10.2ky 2+j42 4-j3MVA
2.4+j65 高 中 低 5+j4 MVA 8+j6 MVA 2.47-j1.51 2.47+j37.8 Ω 题 22 图 23．系统如图所示，始端电压 248KV，末端电压 220KV，末端有功负荷 220MW，试求始 端功率因数 COSΦ2 。 p 220mw 2 = U1 U2 8+j40 Ω Qy1 ∆ Qy2 ∆ j5.5 10 s −4 × j5.5 10 s −4 × 题 23 图 24．10KV 线路的等值电路如图所示，已知末端电压为 10.2KV。试求始端电压并作出电压 相量图。 4-j3MVA U 10.2kv 1 & 2 + j4 Ω 新 疆 大 学
电力系统分析习题集 题24图 25.题16所示电力网中，变压器低压侧负荷为S=30+j20MVA,试求： (1)低压母线电压为1OKV时，始端电压和始端输出功率 (2)始端电压为116KV时，变压器低压侧的拽压及电压偏移百分数： (3)始端电压为116KV,变压器全部退纪时，线路末端的电压。 26.设题25中，变压器低压侧的日负荷曲线（视在功率）如图所示，该电力网每年工作 305天，试求： (1)该网络的年电能损耗： (2)设电能损耗价格为0.04元/千瓦小时，试计算该网络因电能损耗而需要的年运行费用。 8T2T 题26图 2两编供电网如图所示，线路参数大e=15+20，乙m=l2+18Q. Zc=10+162,当AT电压为115∠0°kP,BJ电压为112∠0kW时，试算网络功率分 布及各点电压。 A 0 B 20+j15 16+j12 题27图
电力系统分析习题集 题 24 图 25.题 16 所示电力网中，变压器低压侧负荷为 S=30+j20MVA,试求： （1）低压母线电压为 10KV 时，始端电压和始端输出功率； （2）始端电压为 116KV 时，变压器低压侧的电压及电压偏移百分数； （3）始端电压为 116KV，变压器全部退出运行时，线路末端的电压。 26．设题 25 中，变压器低压侧的日负荷曲线（视在功率）如图所示，该电力网每年工作 305 天，试求： （1）该网络的年电能损耗； （2）设电能损耗价格为 0.04 元/千瓦小时，试计算该网络因电能损耗而需要的年运行费用。 P t 0 4 8 12 13 20 21 题 26 图 27. 两 端 供 电网如 图 所示， 线 路参数 为 15 20 Z j AC = + Ω ， ， ，当 AT 电压为11 ，BJ 电压为11 时，试算网络功率分 布及各点电压。 12 18 Z j CD = + Ω 10 16 Z AC = + j Ω 5 0o ∠ kV 2 0o ∠ kV • • A C D B 20+j15 16+j12 题 27 图 新 疆 大 学
28.一座35/11KV变电所，原是一台5600KVA变压器。由于低压负荷的增加，需扩建一台 2400KVA容量的变压器，其接线如图所示。变压器的阻抗己归算至35KV侧。试求： (1)当两台变压器的变比都为35/11时，各变压器分别输出的视在功率： (2)若一台5600KVA的变比为33251,400KVA的变比仍为351，再求各变压器 输出的视在功率： ol (3)以变压器实际电压损耗校验(2)的计算结果。 35kv 2400KVA U%=6.5 10w Z=67+j33.22 Z.=222+i06.40 62+4.75MNA U%=7疆 题28图 29.某一由发电厂A供电的220KV环形网络，线路参数，负荷的兆伏安数和自然功率的分 布如图所示，试计算： (1)该环形网络的经济功率分布： (2)实现经济功率分布后每年节约的电能。（计算电能损耗时取其平均的Tmx=5000小 时，C0SΦ=0.9可查得=3200小时) 168.8+j62.7 大 16+j1202 170+j40 60+j1522 48+j1202 40+j15' 50+j30 题29图 30.环形网络及其等值网络如下图，图中归算至220KV侧的各元件阻抗分别为： Z1=4+j400:Z2=6+j502:Z3-39+j752:Z4=38+j802:Z1=2+j1202:Zr2=1+j252
28.一座 35/11KV 变电所，原是一台 5600KVA 变压器。由于低压负荷的增加，需扩建一台 2400KVA 容量的变压器，其接线如图所示。变压器的阻抗已归算至 35KV 侧。试求： （1）当两台变压器的变比都为 35/11 时，各变压器分别输出的视在功率； （2）若一台 5600KVA 的变比为 33.25/11，而 2400KVA 的变比仍为 35/11，再求各变压器 输出的视在功率； （3）以变压器实际电压损耗校验（2）的计算结果。 6.2+j4.75 MVA 10kv 35kv 2400KVA 5600KVA U % 6.5 k = U % 7.5 k = r2 Z =6.7+ Ω j33.2 Zr2 =2.22+ j16.4 Ω 题 28 图 29.某一由发电厂 A 供电的 220KV 环形网络，线路参数，负荷的兆伏安数和自然功率的分 布如图所示，试计算： （1）该环形网络的经济功率分布； （2）实现经济功率分布后每年节约的电能。（计算电能损耗时取其平均的 =5000 小 时，COSΦ =0.9 可查得 t=3200 小时） T max 168.8 + j62.7 16 + j120 Ω 170 + j40 60 + j152 Ω 48 + j120 Ω 51.2 + j7.3 50 + j30 40+j15 题 29 图 30.环形网络及其等值网络如下图，图中归算至 220KV 侧的各元件阻抗分别为： Z1 =4+j40 Ω ；Z2 =6+j50 Ω ；Z3 =39+j75 Ω ；Z4 =38+j80 Ω ；ZT1=2+j120 Ω ；ZT 2 =1+j25 Ω ； 新 疆 大 学
电力系统分析习题集 变压器变比分别为：K1=231/110:Kr2=209/110:各点负荷分别为：S=50+j30MVA S。=30+j10MVA:S。=150+j100MVA:试求网络中的功率分布。计算时可略去功率损耗。 220kV 新 电源 A 6 Z 12 110k 辐 题30图 31.有一台三相绕组变压器，额定电压为110/38.5/11KV,其等值电路如图所示。中压侧的 负荷为5.1+j2.89MVA,最大负荷利用小时数为4500h,低压侧的负荷为14+j6.78MVA,最 大负荷利用小时数为5500h,试求： (1)该变压器在额定功率时的功率损耗： (2)输电效率： (3)全年由能铝耗 (4)变压器的损耗率。 大 5.1+j2.89MVA 1.07+j242 2 s' 0.0468+j0.28MVA 0.866 j0.962 14+j6.78MVA
电力系统分析习题集 变压器变比分别为： KT1 =231/110； KT 2 =209/110；各点负荷分别为： =50+j30MVA； =30+j10MVA； =150+j100MVA；试求网络中的功率分布。计算时可略去功率损耗。 Sa c S b S 电源 220kv A b T1 T2 110kv A a c sa s b sb zr1 zr2 z1 z2 z4 z3 题 30 图 31.有一台三相绕组变压器，额定电压为 110/38.5/11KV，其等值电路如图所示。中压侧的 负荷为 5.1+j2.89MVA，最大负荷利用小时数为 4500h，低压侧的负荷为 14+j6.78MVA，最 大负荷利用小时数为 5500h，试求： （1）该变压器在额定功率时的功率损耗； （2）输电效率； （3）全年电能损耗； （4）变压器的损耗率。 0.0468 + j0.28 M VA 14 + j6.78 M VA 5.1 + j2.89 M VA 1 2 3 s1 s′2 s′3 s′1 s′′1 新 疆 大 学
题31图 32.电力网结线如图所示，是一个额定电压为11OKV的闭式区域电力网，已知发电厂A(调 频发电厂)高压母线电压等于118KV。发电厂B(按规定的负荷曲线运行)装有额定电压 为63KV,容量25M,C0s08的新-台，满载运行，除T厂用电10%外，其 余的功率经一台SFL1-31500/110的升压变压器送入电力网。 变电所a装有两台SFL1-31500/110的降压变压器，低压侧电网的额定电压为10KV,负荷 为40+j30MVA:变电所b装有一台SFL1-16000/110的降压变压器，低压侧电网的额定电 压为6KV,负荷为12+j7MVA:电力网中全部线路均用单回路架设，导线为LG-150,水 平排列，线间几何均距为5m。试作该电力网的功率分布及电压计算。 100MM 60KM 100V 31.5WA 3 ???10% 208 6KV 2x315 1245 40430 大 题32图 33施用网络变换法将下图所示的网络变为两端供电网（其中A,B,C,D为电源，H为 负荷)
题 31 图 32.电力网结线如图所示，是一个额定电压为 110KV 的闭式区域电力网，已知发电厂 A（调 频发电厂）高压母线电压等于 118KV。发电厂 B（按规定的负荷曲线运行）装有额定电压 为 6.3KV，容量 25MW，COS =0.8 的发电机一台，满载运行，除了厂用电 10%外，其 余的功率经一台 SFL -31500/110 的升压变压器送入电力网。 Φ 1 变电所 a 装有两台 SFL1 -31500/110 的降压变压器，低压侧电网的额定电压为 10KV，负荷 为 40+j30MVA；变电所 b 装有一台 SFL1 -16000/110 的降压变压器，低压侧电网的额定电 压为 6KV，负荷为 12+j7MVA；电力网中全部线路均用单回路架设，导线为 LGJ-150，水 平排列，线间几何均距为 5m。试作该电力网的功率分布及电压计算。 100KV ???A 2×31.5MVA 40+j30 10KV 100KM 70KM 50KM ? ? ? a ??? 10% ??? B 60KM 31.5MVA 6.3KV 2.5MW COSF=0.8 ??? b 16MVA 6KV 12+j7 题 32 图 33.施用网络变换法将下图所示的网络变为两端供电网（其中 A，B，C，D 为电源，H 为 负荷）。 A D B C 1 2 4 3 1 8 7 3 4 6 5 A B D C H1 H2 新 疆 大 学