电力系统分析习题集及答案

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2-4 某220kV线路,选用LGJJ—2×240分裂导线,每根导线直径为22.4mm,分裂间距为400mm,导线水平排列,相间距离为8m,光滑系数m1取0.85,气象系数m2取0.95,空气相对密度为1.0。试求输电线每公里长度的电阻、电抗、电纳及电晕临界电压。

2-5 有一回500kV架空线路,采用型号为LGJQ—4×400的分裂导线,长度为250km。每一导线的计算外径为27.2mm,分裂根数n=4,分裂间距为400mm。三相导线水平排列,相邻导线间距离为11m,求该电力线路的参数,并作等值电路。

2-6 一条110kV、16km的线路,用LGJ—2×150(双分裂导线)导线架设水平排列,相邻线间距离为4.125m,分裂导线外径为17mm,分裂间距为250 mm,求50℃时线路阻抗欧姆值。

2-7 有一条330kV单回输电线路,采用LGJ—2×300分裂导线,每根导线的直径24.2mm,分裂间距为400mm,线间距离为2m,线路长300km,试作出该线路的等值电路图。

2-8 某变电所装设的三相双绕组变压器,型号为SFL—31500/110,额定电压为110/38.5kV,空载损耗Po?86kW,短路损耗Pk?200kW,短路电压Uk%?10.5,空载电流

Io%?2.7,试求变压器的阻抗及导纳参数,并绘制T型等值电路。

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

2-10 某发电厂装设一台三相三绕组变压器,额定容量SN?60MVA,额定电压为121/38.5/10.5kV,各绕组容量比为100/100/100,两两绕组间的短路电压为Uk?1?2?%?17,

Uk?3?1?%?10.5,Uk?2?3?%?6,空载损耗Po?150kW。最大短路损耗Pkmax?410kW,空载

电流Io%?3,试求变压器参数,并作等值电路。

2-11 某变电所装设的变压器型号为SFSL—20000,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Po?75kW,最大短路损耗Pkmax?163kW,空载电流Io%?3.5,试求变压器参数,并作等值电路。

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?1?2??152.8kW,Pk??3?1??52kW,Pk??2?3??47kW,空

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载电流为Io%?4.1,空载损耗Po?75kW,短路电压为Uk?1?2?%?10.5,Uk?3?1?%?18,

Uk?2?3?%?6.5。试求该变压器的阻抗、导纳参数,并作出等值电路。

2-13 某变电所装设一台OSFPSL—90000/220型三相三绕组自耦变压器,各绕组电压220/121/38.5kV,容量比为100/100/50,实测的短路、空载试验数据如下: Pk?1?2??333kW,

??3?1?%?16.45,Uk??2?3?%?10.75,Pk??3?1??265kW,Pk??2?3??277kW,Uk?1?2?%?9.09,UkPo?59kW,Io%?0.332。试求该自耦变压器的参数并绘制等值电路。

2-14 一台容量为90/90/45MVA的三相三绕组自耦变压器,额定电压为220/121/11 kV 。短路损耗为Pk?1?2??325kW,Pk??3?1??345kW,Pk??2?3??270kW。短路电压为Uk?1?2?%?10,

??3?1?%?18.6,Uk??2?3?%?12.1,空载损耗Po?104kW,空载电流Io%?0.65。试求该自Uk?是最小绕组容量为基值给出的) 耦变压器的参数。(注:Pk?、Uk

2-15 简化系统

如图2-15 所示, 元件参数如下:

6kV 110kV 6kV 习题 2-15图 架空线:UN?110kV,x1?0.4?/km,长70 km。

变压器:两台SFL—20000/110型号变压器并联运行,短路电压为Uk %=10.5。 电抗器:额定电压为6kV,额定电流为300A,电抗百分值为4%。

电缆线:双回铜电缆线路,长2.5km,缆芯截面S?70mm2,UN?6kV,x1?0.08?/ km,电阻系统??18.8??mm2/km。

当选基准容量SB?100MVA,基准电压为各段的平均电压。试求该系统各元件的标么参数,并作等值电路。

2-16 已知电力网如图2-16所示:

T 230k10.5k1

l1

习题2-16图

各元件参数如下:

T2

115kV l2

变压器:T1 :S=400MVA,Uk%?12, 242/10.5 kV

T2 :S=400MVA,Uk%?12, 220/121 kV

线路:l1?200km, x1?0.4?/km (每回路)

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l2?60km, x1?0.4?/km

其余参数均略去不计,取基准容量SB=1000MVA,基准电压UB?Uav,试作出等值电路图,并标上各元件的标么值参数。

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

10kV 表示)。 ~ 220k60MVA LGJQ-400 PG=50MW 2-18 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=10.5kV Xd 〞 =0.15

Uk%=12.5

Pk=300kW P0=90kW I0%=2

r0=0.8Ω/km x0=0.406Ω/km b0=2.81×10-6S/km

习题2-17图

输电线路的参数已标于图中,4.48?j48.4?,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。

T2T110kV 110kV 35kV

~ 1 5 4 2 3 31.5MVA 6.6+j8Ω 10.5+j20.8Ω 20MVA 10.5/121kV 110/38.5kV

习题2-18图

T3 10kV 6 10MVA 35/11kV

2-19 电力系统结线如图2-19所示:线路电抗均取x0?0.4?/km。 试求各元件参数标么值,并作等值电路。

T1

~ SG=60MVA ST1=60MVA

Uk%=12.5

Xd 〞 =0.15

220k180km

90km 120km l3

l1

T2

110kV

l4 50km

ST2=31.5MVA

Uk%=14

l

T3

习题2-19图

2-20 简单电力结线如图2-20所示。 110kV l1 T110kV

~ l2

30MVA 31.5MVA 100km 10.5kV 10.5/121kV

x0=0.4Ω/km Uk%=10.5 Xd 〞 =0.27

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110 kV 侧; ⑵所有参数归算到10 kV 侧;

T2 6kV 1.5kA Xr%=8

T3 2×15MVA 110/6.6kV Uk%=10.5

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⑶选取SB?100MVA,UB?Uav时以标么值表示的等值电路。

第三章 简单电力系统的计算和分析

3-1 今有一条220kV电力线路供给地区负荷,采用LGJJ—400型号的导线,线路长230km,导线水平排列,线间距离为6.5m,线路末端负荷为120MW、cos??0.92,末端电压为209kV。试求出线路始端电压及功率。

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。

U1 8+j40Ω

U2 P2=220MW Q2=165MVAR

C1 j5.5×10-4 S C2 j5.5×10-4S 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。

2 ·

SL S=0 ~ 习题图 3-3 习题图 3-4

3-4 如图3-4所示,某负荷由发电厂母线经110kV单线路供电,线路长80 km,型号为

U1 L=200km U2 U1 LGJ-95 80km ULGJ—95,线间几何均距为5m,发电厂母线电压U1?116kV,受端负荷SL?15?j10MVA,求输电线路的功率损耗及受端电压U2 。

3-5 有一条110 kV输电线路如图3-5所示,由A向l=100km B输送功率。试求: r=0.125Ωkm x=0.4Ω/km ⑴ 当受端B的电压保持在110kV时,送端A的电压

习题图 3-5

应是多少?并绘出向量图。

⑵ 如果输电线路多输送5MW有功功率,则A点电压如何变化?

⑶ 如果输电线路多输送5MVAR无功功率,则A点电压又如何变化? 3-6 一条额定电压为110 kV 的输电

答案参见我的新浪博客:http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html LGJ—150 110kV 100km 40+j30MVA

?20+j10MVA

习题图 3-6

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线路,采用LGJ—150导线架设,线间几何平均距离为5m,线路长度为100km,如图3-6所示。已知线路末端负荷为40?j30MVA,线路首端电压为115 kV 。试求正常运行时线路末端的电压。

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110/11 kV 。如图3-7所示,当A点实际电压为115 kV 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)

A 20+j40Ω B 20+j30Ω C Dm=4m

LGJ-150 SFL1-31500/110 140km 110/11kV 40+j30MVA 10+j8MVA

20+j15MVA

习题图3-7 习题图 3-8

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)

2 5+j4MVA 3-9某变电所装设一台三绕组变压

中 器,额定电压为110/38.5/6.6kV,其等值

0.7+j6.5Ω 1.47-j1.51Ω 1 电路(参数归算至高压侧)和所供负荷如高

0 2.47+37.8Ω 图3-9所示,当实际变比为110/38.5×(1+0.05)/6.6kV时,低压母线为6 kV ,

8+j6MVA

低3 习题图 3-9 试计算高、中压侧的实际电压。

3-10 今有110 kV 、100km的双回线路,向区域变电所供电,线路导线型号为LGJ—185,水平排列,线间距离为4m,变电所中装有两台31500kVA、额定电压为110/11 kV 的三相变压器,并列运行,负荷PL=40MW,cos??0.8,Tmax?4500h,??3200h,变电所二次侧正常运行电压为10.5 kV 。

试求:⑴ 输电线路的始端功率。

⑵ 线路及变压器中全年电能损耗。

(注:变压器实验数据:Pk =190kW Uk %=10.5, P0 =31.05kW , I0 %=0.7)

3-11 某回具有串联电容器的110kV供电线路,其参数和已知条件如图3-11所示。试求结点1、4之间的电压损耗(忽略电压降落横分量)以及2、3、4各点的电压值。

1 4 2 3 ·

S4=40+j30MVA

115kV -j10Ω 5+j20Ω 5+j120Ω

习题图 3-11

3-12 某系统如图3-12所示,变压器T1 容量为31.5MVA,变比为220±2×2.5%/38.5 kV ;变压器T2容量为60MVA,变比为220±2×2.5%/121/38.5kV,设A端电压维持242 kV ,进行该电网的潮流计算,并在等值电路上标出各自潮流及各点电压。

T2

A l1 220kV l2 30+j20MVA

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