电力系统分析习题解答南京理工大学紫金学院
1 电力系统的基本概念
1．1 思考题、习题
1）电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？
2）对电力系统运行的基本要求是什么？
3）电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？
4）何为电力系统的中性点？其运行方式如何？它们有什么特点？我国电力系统中性点运行情况如何？
5）中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？
6）消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统一般采用哪种补偿方式？为什么？
7）电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？
8）目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？
9）电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？
10）联合电力系统的优越性有哪些？
11）某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005μF/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值（60kV系统中性点经消弧线圈接地）。
1．2 习题解答
1-11．I d=16.324 A
2 电力系统各元件的特性参数和等值电路
2．1 思考题、习题
1）发电机的等值电路有几种形式？它们等效吗？为什么？
2）发电机电抗百分值X G%的含义是什么？
3）发电机的运行受哪些条件的约束？发电机的运行极限有哪些？
4）什么是发电机的功角特性？隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别？
5）按结构区分，电力线路主要有哪几类？
6）架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
7）电缆线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
8）在电力系统计算时，导线材料的电阻率ρ为什么略大于它们的直流电阻率？
9）分裂导线的作用是什么？分裂数为多少合适？为什么？
10）电力线路一般以什么样的等值电路来表示？
11）什么是变压器的短路试验和空载试验？从这两个试验中可确定变压器的哪些参数？12）变压器短路电压百分数U k%的含义是什么？
13）双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示？双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同？
14）变压器的额定容量与其绕组的额定容量有什么关系？绕组的额定容量对于计算变压器参数有什么影响？何为三绕组变压器的最大短路损耗？
15）三绕组自耦变压器和普通三绕组变压器有何异同点？
16）变压器的参数具有电压级的概念，是如何理解的？
17）等值变压器模型是以什么样的等值电路来表示变压器的？有哪些特点？又是如何推导的？
18）何为负荷的定义？何为综合用电负荷、供电负荷和发电负荷的定义和区别？
19）电力系统负荷曲线有哪些？它们有何用途？
20）组成电力系统等值网络的基本条件是什么？如何把多电压级电力系统等值成用有名制表示的等值网络？
21）标幺值极其特点是什么？在电力系统计算中，基准值如何选择？
22）电力系统元件参数用标幺值表示时，是否可以直接组成等值网络？为什么？
23）电力系统元件参数标幺值的两种计算方法是否相同？为什么？自己试证明一下。24）电力系统接线如图 2-1所示，图中标明了各级电力线路的额定电压（kV），试求：
G 10 T1 220 T2 110 T3 10
图2-1 电力系统接线图
⑴发电机和变压器各绕组的额定电压，并标在图中；
⑵设变压器T1工作于+5%抽头，T2、T5工作于主抽头（T5为发电厂厂用变压器），T3工作于-2.5%抽头，T4工作于-5%抽头，求各变压器的实际变比；
⑶求各段电力线路的平均额定电压，并标在图中。
25）某一回110kV架空电力线路，采用型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试求该电力线路的参数，并做出等值电路。26）有一回220kV架空电力线路，采用型号为LGJ-2³185的双分裂导线，每一根导线的计
算外径为19mm，三相导线以不等边三角形排列，线间距离D12=9m，D23=8.5m，D13=6.1m。分裂导线的分裂数n=2，分裂间距为d=400mm，试求该电力线路的参数，并做出等值电路。27）三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110，额定容量为40500kVA，额定电压为121/10.5kV，P k=234.4kW，U k(%)=11,P0=93.6kW，I0(%)=2.315，求该变压器的参数，并做出等值电路。
28）三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220，额定容量为120000/120000/60000/kVA，额定电压为220/121/11kV，P k(1-2)=601kW，P k(1-3)=182.5kW，P k(2-3)=132.5kW，U k(1-2)(%)=14.85, U k(1-3)(%)=28.25, U k(2-3)(%)=7.96,P0=135kW，I0(%)=0.663，求该变压器的参数，并做出等值电路。
29）三相自耦三绕组降压变压器的型号为OSSPSL-120000/220，额定容量为120000/120000/60000/kVA，额定电压为220/121/38.5kV，P k(1-2)=417kW，P k(1-3)=318.5kW，P k(2-3)=314kW，U k(1-2)(%)=8.98, U k(1-3)(%)=16.65, U k(2-3)(%)=10.85,P0=57.7kW，I0(%)=0.712，求该变压器的参数，并做出等值电路。
30）双水内冷汽轮同步发电机的型号为TQFS-125-2，P N=125MW，cosφN=0.85，U N=13.8 kV，X d =1.867，X d′=0.257，X d″=0.18。试计算该发电机的直轴同步电抗X d，暂态电抗X d′和次暂态电抗X d″的有名值。
2．2 习题解答
24）⑴发电机和变压器各绕组的额定电压：
10.5kV 10.5/242kV 220/121/38.5kV 110/11kV
10.5/3.3kV 35/6.6kV
⑵变压器实际变比：
T1：10.5/254.1kV T2：220/121/38.5kV T3：110/10.725kV
T4：35/6.27kV T5：10.5/3.3kV
⑶电力线路平均额定电压：
230kV 115kV 10.5kV
3.15kV 37kV 6.3kV
25）R=15.75ΩX=25.4ΩB/2=8.06³10-5S G=0
26）r1=0.085Ω/km x1=0.3113Ω/km b1/2=1.805³10-6 S /km g1=0
27）折合到高压侧的参数：
R T=2.09ΩX T=39.77Ω G T=6.393³10-6S B T=6.4³10-5S
28）折合到高压侧的参数：
R T1=1.346ΩR T2=0.674ΩR T3=1.107Ω
X T1=70.866ΩX T2=-10.97ΩX T3=43.076Ω
G T=2.789³10-6S B T=16.438³10-6S
29）折合到高压侧的参数：
R T1=0.731ΩR T2=0.671ΩR T3=3.551Ω
X T1=41.507ΩX T2=-5.284ΩX T3=92.807Ω
G T=1.192³10-6S B T=17.653³10-6S
30）X d=2.4177ΩX′d=0.3328ΩX″d=0.2331Ω
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。
19）220kV 单回架空线路，长度为220kM ，电力线路每公里的参数分别为：
kM S b kM x kM r /1066.2,/42.0,/108.06111-⨯=Ω=Ω=、
线路空载运行，当线路末端电压为205kV ，求线路始端的电压。
20）有一台三绕组变压器，其归算至高压侧的等值电路如图3-1所示，其中
,68~,45~,8.3747.2,5.147.2,6547.232321MVA j S MVA j S j Z j Z j Z T T T +=+=Ω+=Ω-=Ω+=当变压器变比
为110/38.5（1+5%）/6.6kV ，U 3=6kV 时，试计算高压、中压侧的实际电压。
图3- 1 图3-2
21）某电力线路导线为LGJ-185，长度为100kM ，导线计算外径为19mm ，线路末端负荷为90+j20MVA 。该电力线路由110kV 升至220kV 运行，假设升压前后导线截面和负荷大小保持不变，而且不考虑电晕损失的增加，导线水平排列，升压前后导线间距由4m 增加到5.5m 。试问升压前后电力线路的功率损耗减少了多少？电压损耗的百分数减少了多少？
22）对图3-2所示的环行等值网络进行潮流计算。图中各线路的阻抗参数分别为： ;3.1710,3.4325,6.3420,3.17104321j Z j Z j Z j Z l l l l +=+=+=+=各点的运算负荷分别为：
;1540~,3050~,4090~432MVA j S MVA j S MVA j S +=+=+=而且U1=235kV 。
23） 某35kV 变电所有二台变压器并联运行，其参数分别为：T 1：,58,8MW P MVA S k N ==5.7%=k U ；
T 2：,24,2MW P MVA S k N ==5.6%=k U 。两台变压器均忽略励磁支路。变压器低压侧通过的总功率为MVA j S 3.55.8~
+=。试求：①当变压器变比为kV K K T T 11/3511==时，每台变压器通过的功率为多少？②当kV K T 11/125.341=，kV K T 11/352=时，每台变压器通
过的功率为多少？
3．2 习题解答
16）始端电压为：U1=114.92 kV，δ=3.5°
始端功率为：S1=31.7689+j7.9884 MVA 电压相量图如图3-5所示。
17）末端电压为：U2=209.715 kV，δ=9.93°
始端功率为：S1=113.1793+j50.3043 MVA
电压相量图如图3-6所示。
18）末端电压为：U2=109.611 kV，δ=1.28°
始端功率为：S1=15.6599+j9.5734 MVA
19）始端电压为：U1=199.46 kV，δ=0.41°
20）高压侧实际电压为：U1=109.69 kV
中压侧实际电压为：U1=37.648 kV
21） 110kV运行，功率损耗△S1=101.8704+j45.2263MVA
电压损耗△U1%=22.1
220kV运行，功率损耗△S2=92.9146+j14.2263MVA
电压损耗△U2%=4.64
功率损耗减少△S=8.9558+j30.6905MVA
电压损耗减少△U%=17.46
22）由节点1流入线路l1的功率为112.4934+j57.9522MVA 由线路l1流入节点2的功率为109.4453+j52.6729MVA
由节点2流入线路l2的功率为19.4453+j12.6729MVA
由线路l2流入节点3的功率为19.23+j12.3MVA
由节点4流入线路l3的功率为31.4209+j18.8273MVA
由线路l3流入节点3的功率为30.77+j17.7MVA
由节点1流入线路l4的功率为72.7112+j36.0622MVA
由线路l4流入节点4的功率为71.4209+j33.8273MVA
节点2的电压为226.017 kV
节点3的电压为222.36 kV
节点4的电压为229.5 kV
23） 变压器变比相等时，S T1=6.539+j4.253MVA ，S T2=1.961+j1.047MVA
变压器变比不等时，S T1=6.6349+j4.8342MVA ，S T2=1.5941+j0.4628MVA
24）非标准变压器用导纳和阻抗表示的П形等值电路分别如图3-7(a)、(b)所示。
4 复杂电力系统潮流的计算机算法
4．1 思考题、习题
1）电力网络常用的数学模型有哪几种？
2）节点电压方程中常用的是哪几种方程？为什么？节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵中各元素的物理意义是什么？
3）节点导纳矩阵有什么特点？
4）节点导纳矩阵如何形成和修改？其阶数与电力系统的节点数有什么关系？
5）电力系统潮流计算中变量和节点是如何分类的？
6）电力系统功率方程中的变量个数与节点数有什么关系？有哪些变量可以先确定下来？
7）电力系统中变量的约束条件是什么？为什么？
8）高斯-塞德尔法潮流计算的迭代式是什么？迭代步骤如何？对PV 节点是如何考虑的？
9）牛顿-拉夫逊法的基本原理是什么？其潮流计算的修正方程式是什么？用直角坐标形式表示的与用极坐标形式表示的不平衡方程式的个数有何不同？为什么？
10）PQ 分解法是如何简化而来的？它的修正方程式是什么？有什么特点？
11）电力系统如图4-1所示。各元件阻抗标幺值分别为：34,302010j Z j Z -=-=， 30.0,50.012.0,40.010.0,40.008.0,293413231230j Z j Z j Z j Z j Z =+=+=+=-=。假设节点1为平
衡节点，节点4为PV 节点，节点2、3为PQ 节点。若给定：13.055.0~,05.121j S U +==，
10.1,5.0,18.03.0~443==+=U P j S 。试求：①节点导纳矩阵；②高斯-塞德尔法潮流计算第一次迭代结束时，各节点的电压。
12）电力网络图如图4-2所示，网络中的参数均以电抗标幺值给出，试求该电力网络的节点导纳矩阵？
13）系统等值电路如图4-3所示，电路参数均以电抗标幺值给出：点1为平衡节点，︒∠=00.11
U ；节点2为PV 节点，U 2=1.0，P 2=1.0；节点3为PQ 节点，P 3=2.0，Q 3=1.0。试用牛顿-拉夫逊法计算潮流。
4. 2 习题解答
10)
11) ①节点导纳矩阵
②假设U 2（0）=U 3（0）=1.0，δ1（0）
=δ2
（0）=δ3（0）=δ4（0）=0°，则高斯-塞德尔第一次迭代结束时的各节点电压为：
12) 节点导纳矩阵
13) ⑴节点电压和注入功率 U 1=1.0，δ1=0°，P 1=3.000，Q 1=0.8496
U 2=1.0，δ2=-7.823°，P 2=-1.0，Q 2=0.7115
U 3=0.939，δ3=-10.041°，P 3=-2.0，Q 3=-1.0
⑵线路通过功率
5 电力系统有功功率平衡与频率调整
5. 1 思考题、习题
1) 电力系统频率偏高或偏低有哪些危害？
⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-++-+-+-++--+-++-+--=3333.37037.30.00.00.00.07037.33247.80421.13529.25882.08911.14539.00.00.03529.25882.07273.40690.14038.24808.00.00.08911.14539.04038.24808.02616.49347.0j j j j j j j j j j j j j j j j B Y ()()()()()︒
∠=︒∠=︒
-∠=︒
-∠=︒∠=25.31.125.30721.10.49572.03.78881.0005.11414131211U U U U U 修正为⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=75.425.225.755.255
.7j j j j j j j j j B Y 5686
.0363.0~6184
.0363.0~4314.0637.1~7565
.0637.1~0931.0363.1~0931
.0363.1~322331132112j j j j j j --=+=--=+=+-=+=S S S S S S
2) 电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有何关系？
3) 按照周期的不同，有功功率负荷预测分为哪几种？有功功率负荷预测的方法有哪些？
4) 什么叫电力系统有功功率的平衡？在什么状态下有功功率平衡才有意义？
5) 什么是备用容量？如何考虑电力系统的备用容量？备用容量的存在形式有哪些？备用容量主要分为哪几种？各自的用途是什么？
6）电力系统中有功功率最优分配问题的主要内容有哪些？
7）各类发电厂的特点是什么？排列各类发电厂承担负荷最优顺序的原则是什么？在洪水季节和枯水季节，各类机组承担负荷的最优顺序是什么？
8）什么是机组的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的单位相同，但其物理意义有何不同？
9）什么是等耗量微增率准则？等耗量微增率准则成立的条件是什么？
10）什么是水煤换算系数？其影响的因素有哪些？
11）什么是网损修正系数？什么是网损微增率？计及网损时有功功率最优分配负荷的协调方程是什么？
12）何为电力系统负荷的有功功率-频率静态特性？何为有功负荷的频率调节效应？
13）何为发电机组的有功功率-频率静态特性？何为发电机组的单位调节功率？
14）什么是调差系数？它与发电机组的单位调节功率的标幺值有何关系？
15）电力系统频率的一次调整（一次调频）的原理是什么？何为电力系统的单位调节功率？为什么它不能过大？
16）电力系统频率的二次调整（二次调频）的原理是什么？怎样才能做到频率的无差调节？
17）互联电力系统怎样调频才算合理？为什么？
18）电力系统是如何调频的？调频厂是如何选择的？
19）A 、B 两系统由联络线相连如图5-1所示。已知
A 系统,/800Hz MW K GA =MW
P Hz MW K LA LA 100,/50=∆=；B 系统 Hz MW K Hz MW K LB GB /40,/700==MW P LB 50=∆。求在下列情况下系统频率的变化量△f
和联络线功率的变化量△P ab ；⑴两系统所有机组都参加一次调频；⑵A 系统机组参加一次调频，而B 系统机组不参加一次调频；⑶两系统所有机组都不参加一次调频。
20） 仍按题5-19中已知条件，试计算下列情况下的频率变化量△f 和联络线上流过的功率△P ab 。⑴A 、B 两系统所有机组都参加一次、二次调频，A 、B 两系统机组都增发MW 50；⑵A 、B 两系统所有机组都参加一次调频，A 系统所有机组参加二次调频，增发MW 60；⑶A 、B 两系统所有机组都参加一次调频，B 系统所有机组参加二次调频，增发MW 60。
21）某电力系统负荷的频率调节效应K L*=2.0，主调频厂额定容量为系统负荷的20%，当系统运行于负荷P L*=1.0，f N =50Hz 时，主调频厂出力为其额定值的50%。如果负荷增加，而主调频厂的频率调整器不动作，系统的频率就下降0.3Hz ，此时测得P L*=1.1（发电机组仍
不满载）。现在频率调整器动作，使频率上升0.2Hz 。问二次调频作用增加的功率是多少？
22）三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为： ()()()MW P h MW P dP dF MW P h MW P dP dF MW P h MW P dP dF 200100/1005.0200100/1010.0200100/1015.033333222
22111
11≤≤⋅+==
≤≤⋅+==≤≤⋅+==元元元λλλ 当系统负荷为750MW 时，试求每台发电机组所承担的负荷。
23） 有n 台发电机组共同承担负荷，它们的耗量特性分别为：
()n k c P b P a F k k k k k k ,2,12=++=
试推导耗量微增率λ与P L 的关系式()L P f =λ以及λ与P k 的关系式()k P f =λ（推导时不计网络损耗和各机组的功率限额）。
5. 2 习题解答
19） ⑴两系统都参加一次调频时
△f =0.09434 Hz △P ab =-19.8 MW
⑵A 系统参加一次调频，B 系统不参加一次调频时
△f =0.16854 Hz △P ab =43.26 MW
⑶两系统都不参加一次调频时
△f =1.6667 Hz △P ab =-16.6667 MW
20）⑴两系统都参加一次、二次调频，两系统都增发50MW 时
△f =0.03145 Hz △P ab =-23.27 MW
⑵两系统都参加一次调频，A 系统参加二次调频并增发60MW 时
△f =0.0566 Hz △P ab =8.1132 MW
⑶两系统都参加一次调频，B 系统参加二次调频并增发60MW 时
△f =0.0566 Hz △P ab =-51.887 MW
21） 二次调频作用增发功率为
△P G0*=0.06667 (标幺值)
主调频厂出力为83.333%。
22） P 1=136.4MW ；P 2=204.5MW ；P 3=409.1MW
23）()L P f =λ： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∑=-=n k k k L n k k
a b P a 11121λ ()k P f =λ： ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛
+
=k k k k a b P a 22λ 6 电力系统无功功率平衡与电压调整
6. 1 思考题、习题
1) 电力系统中无功负荷和无功损耗主要是指什么？
2）如何进行电力系统无功功率的平衡？在何种状态下才有意义？定期做电力系统无功功率
平衡计算的主要内容有哪些？
3）电力系统中无功功率电源有哪些？其分别的工作原理是什么？
4）电力系统中无功功率与节点电压有什么关系？
5）电力系统的电压变动对用户有什么影响？
6）电力系统中无功功率的最优分布主要包括哪些内容？其分别服从什么准则？
7）有功网损微增率、无功网损微增率和网损修正系数的定义及意义是什么？什么是等网损
微增率准则？
8）最优网损微增率的定义是什么？什么是最优网损微增率准则？
9）电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容
易实现？哪一种方式最不容易实现？为什么？
10）电力系统电压调整的基本原理是什么？当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改
变变压器的变比调压？为什么？
11）电力系统常见的调压措施有哪些？
12）试推导变压器分接头电压的计算公式，并指出升压变压器和降压变压器有何异同点？
13）有载调压变压器与普通变压器有什么区别？在什么情况下宜采用有载调压变压器？
14）在按调压要求选择无功补偿设备时，选用并联电容器和调相机是如何考虑的？选择方
法有什么不同？
15）什么是静止补偿器？其原理是什么？有何特点？常见的有哪几种类型？
16）并联电容器补偿和串联电容器补偿各有什么特点？其在电力系统中的使用情况如何？
17）已知某简单电力系统如图6-1所示，
现准备投资在系统中装设18Mvar 的
并联电容器进行无功补偿。试确定电容器的最优分布方案。
18）有一降压变压器归算至高压侧的阻抗 图6-1 简单电力系统
为2.44+j40Ω，变压器的额定电压为110±2³2.5%/6.3kV 。在最大负荷时，变压器
高压侧通过的功率为28+j14MVA ，高压母线电压为113kV ，低压母线要求电压为6kV ；
在最小负荷时，变压器高压侧通过的功率为10+j6MVA ，高压母线电压为115kV ，低压
母线要求电压为6.6kV 。试选择变压器分接头。
19）有一降压变压器，kV U MVA S N N 11/%5.22110,20⨯±==，5.10%,163==k k U kW P 。变
压器低压母线最大负荷为18MVA ，cos φ=0.8；最小负荷为7MVA ，cos φ=0.7。已知变压器
高压母线在任何方式下均维持电压为107.5kV ，如果变压器低压母线要求顺调压，试选择变
压器分接头。
20）某变电所有一台降压变压器，变压器的额定电压为110±2³2.5%/11kV ，变压器已运行
于115.5kV 抽头电压，在最大、最小负荷时，变压器低压侧电压的偏移分别为-7%和-2%（相
对于网络额定电压的偏移）。如果变压器电压侧要求顺调压，那么变压器的抽头电压115.5kV
能否满足调压的要求，应如何处理？
21）水电厂通过SFL-40000/110型升压变压器与系统连接，变压器归算高压侧的阻抗 为2.1+j38.5Ω，额定电压为121±2³2.5%/10.5 kV 。在系统最大、最小负荷时，变压器
高压母线电压分别为112.09kV 和 115.92kV ；低压侧要求电压，在系统最大负荷时不低于
10kV ，在系统最小负荷时不高于11 kV 。当水电厂在最大、最小负荷时输出功率为28+j21MVA
时，试选择变压器分接头。
22）有一个降压变电所由二回110kV ，70km 的电力线路供电，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 。变电所装有二台变压器并列运行，其型号
为SFL-31500/110，kV U MVA S N N 11/110,20==，5.10%=k U 。最大负荷时变电所低压侧
归算高压侧的电压为100.5kV ，最小负荷时为112.0kV 。变电所二次母线允许电压偏移在最
大、最小负荷时分别为2.5%～7.5%。试根据调压的要求按并联电容器和同期调相机两种措
施，确定变电所11kV 母线上所需补偿设备的最小容量。
23）有一个降压变电所由一回110kV ，的架空电力线路供电，导线型号为LGJ-240，线路长
度为105 km ，,/407.0,/131.011km x km r Ω=Ω=km S b /108.261-⨯=。变电所装有一台有载
调压变压器，型号为SFZL-40500/110，MVA S N 5.40=，kV U N 11/%5.24110⨯±=，
5.10%,230==k k U kW P ，5.2%,4500==I kW P 。变电所低压母线最大负荷为26MW ，cos φ
=0.8，最小负荷为最大负荷的0.75倍，cos φ=0.8。在最大、最小负荷时电力线路始端均
维持电压为121kV ，变电所低压母线要求逆调压。试根据调压要求（按并联电容器和同期调
相机两种措施）确定在变电所低压母线上进行无功补偿的最小容量。
6. 2 习题解答
17）MVar Q MVar Q C C 6,1221==
18）选择变压器主分接头，分接头电压为U t=110kV。
19）选择变压器110kV-2.5%分接头，分接头电压为U t=107.25kV。
20）不能满足调压要求。应另选变压器110kV-5%分接头，分接头电压为U t=104.5kV。21）选择变压器主分接头，分接头电压为U t=121kV。
22）⑴并联电容器：选择变压器110kV+5%分接头，分接头电压为U t=115.5kV；
容量为10.96Mvar。
⑵调相机：选择变压器110kV+2.5%分接头，分接头电压为U t=112.75kV；
容量为6.854Mvar。
23）⑴并联电容器：选择变压器110kV+10%分接头，分接头电压为U t=121kV；
容量为15.22Mvar。
⑵调相机：选择变压器110kV+2.5%分接头，分接头电压为U t=112.75kV；
容量为2.742Mvar。
7 电力系统对称故障分系计算
7. 1 习题
1) 电力系统短路的类型有那些？那些类型与中性点接地方式有关？
2）什么是横向故障？什么是纵向故障？
3）短路有什么危害？
4）无限大容量电源的含意是什么？
5）什么是最恶劣的短路条件？
6）什么是冲击电流？什么是冲击系数？
7）无限大容量电源供电系统发生对称三相短路周期分量是否衰减？
8）无限大容量电源供电系统发生对称三相短路是否每一相都出现冲击电流？
9）什么是无限大容量电源供电系统短路电流最大有效值？如何计算？
10）无限大容量电源供电系统短路电流含那些分量？交流分量、直流分量都衰减吗？衰减常数如何确定？
11）用瞬时值计算公式说明t=0时周期分量与非周期分量的关系。
12）下图为长方形超导线圈长lm，宽1m，处于均匀磁场B0中，其线圈平面与磁场B0垂直时闭合开关k，此时超导线圈的磁链是多少？线圈转90○时，磁链又是多少？
图7- 1 习题7-12
13）为什么设定发电机电流、电压、磁链的正方向？每个回路的电流、电压和各绕组磁链的正方向、绕组轴线正方向如何规定？
14）写出a 相回路的瞬态电压方程（考虑其它绕组对a 相回路的互感）。
15）（7-1）式回路方程与磁链方程（7-2）式什么关系？
16）（7-1）式回路方程是否可解？为什么？
17）哪些电感系数不变化？为什么不变化？
18）什么是磁链？什么是一个绕组的自磁链？什么是绕组之间的互磁链？
什么是一个绕组的总磁链？
19）什么是综合相量？在派克变换中的作用是什么？
20）什么是派克变换矩阵？为什么进行克变换？电流、电压、磁链的派克变换矩阵是否相同？
21）派克变换矩阵中的θ角是什么角？
22）以知a ，b ，c 三相电压u t a =+1sin()ωα，u t b =+-11200sin()ωα，
u t c =++11200sin()ωα，求d ，q ，0轴电压。
23）读者自己对磁链方程（7-2）式到（7-9）和回路方程（7-1）式到（7-8）式的做一次派克变换推导。明确体验（7-2）式中的电感系数已变成常数。
24）如何由派克方程导出发电机稳态电压方程？什么是虚构电势 E
Q ？它有什么作用？如何计算？
25）如何依据发电机稳态电压方程画稳态相量图？
26）已知发电机正常运行于额定参数P N =100MW ，cos φ=0.85，
U N =10.5kV ，X d =1，X q =0.7，R =0下，求发电机空载电势E q 并画相量图。
27）短路后，定子绕组、转子励磁绕组都含有哪些电流分量？各按什么时间
常数衰减？
28） 'E ，'E q 各是什么电势？两者有什么关系？'E q ||0、'E q 0、'E q
、E q ||0电势
是什么关系？
29）不计阻尼时，定子直流分量电流, 励磁绕组基频交流电流分量按什么时间常数衰减？励磁绕组直流电流，定子二倍频交流电流分量按什么时间常数衰减？
30）'' E ，''E q ，''E d 各是什么电势？三者有什么关系？''E q
短路前后是否 变化？''E q ||0与''E q 是否相等？''E q ||0与E q ||0什么关系？''E q ||0值在空载下短路与负载下短路是否一样？
31）从物理概念及数学公式说明X d 、X d '、X d "E q ||0、'E q ||0、''E q ||
0电势。 32）T f 、T d '、T a 各是什么时间常数。这三个常数计阻尼与不计阻尼是否相同？T d "、T q "
各是什么时间常数？这些时间常数各决定什么电流的衰减？这些时间常数如何计算？ 33）发电机短路时U f 会变化吗？发电机短路电流计算公式是否考虑了U f 的变化？什么是强行励磁？它会对短路电流带来什么影响？如何计算？
34）非无限大容量电源供电系统短路，短路电流周期分量是否衰减？
35）非无限大容量电源供电系统短路，短路电流周期分量是否衰减？
36）什么是起始次暂态电流？什么是周期分量起始有效值？两者相同吗？
37）什么是
38）什么是精确法？精确法电势如何计算？非精确法电势如何考虑？
39）如何计算转移电抗？转移电抗和计算电抗什么关系？
40）实用计算中对负荷怎样考虑？什么情况下考虑大型异步电动机的影响？
41）如何计算大型异步电动机的短路电流？
42）发电机短路电流曲线如何制定？是否考虑了负荷影响？
43）用曲线法查出的各发电机电流后是否可直接相加得到短路点电流？
44）如图7-2所示简单电缆供电网络，K ()3点三相短路时，6.3kV 母线电压保持不变。如设计要求短路时冲击电流不得超过20kA ，试确定可平行敷设的电缆数？
已知电抗器L 的参数为6kV ，200A ，X %=4，额定功率1.68kW/相。电缆参数，长1250m,r 1=0.37Ω/km,X 1=0.083Ω/km.
45）如图7-3的电力系统，发电机G 的参数S NG =60MVA ，''E G =1.08,''=X d 012
. 同期调相机C 的参数为S NC =5MVA ，''=E C 12., ''=X C 02.。负荷L 1的参数为S NL 1=30MVA ，
''=E L 108.，,''=X L 1035.。负荷L 2的参数为S NL 2=18MVA ， ''=E L 208.，''=X L 2035.
L 3的参数为S NL 3=6MVA ， ''=E L 308.，''=X L 3035.。变压器T 1的参数S NT 1315
=.MVA ，U K (%).=105。T 2的参数S NT 220=MVA ，U K (%).=105。T 3的参数S NT 375=.MVA ，U K (%).=105。线路长l 160=km ，l 220=km ，l 310=km 。
单位长线路电抗均为X 104=./Ωkm 。
当K ()3点发生三相短路时，求短路点冲击电流。
46）供电系统如图7-4，发电机参数S NG 1=250MVA ， ''=X d 04.
S NG 2=60MVA ， ''=X d 012
.5。变压器T 1的参数S NT 1250=MVA ，U K (%).=105。T 2的参数S NT 260=MVA ，U K (%).=105。线路长l 150=km ，l 240=km ，l 330=km 。
单位长线路电抗均为X 104=./Ωkm 。求K
()3点发生三相短路时，短路点总电流，各
发电机支路电流。 47）供电系统如图7-5，发电机参数S NG 1=250MVA ， ''=X d 012
.。系统C 电抗不详。变压器T 的参数S NT =240MVA ，U K (%).=105
。线路长l 120=km ，l 210=km ，电抗均为X 104=./Ωkm 。
在下述三种情况下，求K ()3点三种短路电流。
①QF 点短路容量为1000MVA 时；
②系统C 母线短路，系统所供电流为1.5kA 时；
③系统C 是无限大容量电源时。
48）应用单位电流法求图7- 6 简单网络中支路1、2、3对短路点K
()3的转移阻抗和电流分布系数。
49）五机供电系统如图7-7 , K ()3点发生三相短路，计算t =0，t =0.2s 时K ()3点短路电流周期分量有效值。图中G 1为水轮发电机，标幺电抗X G 1=0.3，对应的基准功率S B =100MVA 。G 2、 G 3为汽轮发电机，额定容量均为12MW ，Cos φ=0.8，''X d =0.125。G 4、 G 5汽轮发电机，额定容量均为25MW ，Cos φ=0.8，''X d =0.16。变压器T 1、T 2的参数S S NT NT 1215==MVA ，U K (%).=105。T 3、T 4的参数S S NT NT 34315==.MVA ，U K (%).=105。线路长l 170=km ，l 250=km ，电抗均为X 104=./Ωkm 。
50）已知发电机参数X d =1.2，X q =0.8，X d '=0.29，X d "=0.25，X q "
=0，X ad =1，X aq =0.6，X f =1.1，X Q =0.8。在额定运行条件时U =1.0，I =1.0，cos φ=0.8。试求在此条件下，发电机的电势E Q 、E q 、E q '、E q "、E d "
的值。
51）异步电动机起动电流为额定值的5.6倍，额定功率因数为0.9。计算其次暂态电抗及额定运行时的次暂态电势。
7. 2 习题解答
44）用有名值计算，按实际参数计算得到冲击系数=1.1369，
最多可并联三回。
45）冲击电流为 5.23 kA 。
46）总短路电流2.72 kA 。G 1电流为0.968kA ,G 2 电流为1.752kA 。
47） ① 短路电流4.329 kA ，
② 短路电流6.606 kA ，
③ 短路电流13.44 kA 。
48） 支路1电流分布系数 =0.182
支路2电流分布系数 =0.366，
支路3电流分布系数 =0.455，
1点转移电抗=2.1，
2点转移电抗=1.05，
3点转移电抗=0.84。
49）0秒时周期分量有效值=(G 2G 3)0.425, (G 4G 5)0.483 , (G 1)1.06 ,（总）1.97 kA 。
0.2秒时周期分量有效值=(G 2G 3)0.29 , (G 4G 5)0.36 ,(G 1)0.94,（总）1.59 kA 。 50）E Q =162.,E q =196.，'=E q 117.，''=E q 114
.，''=E d 031.。 51）''=X 0.1538， ''=E ()00.943。
8 电力系统不对称故障的分析计算
8. 1 习题
1）如何证明序网的独立性？
2）发电机、变压器、线路的正序电抗与负序电抗是否相等？负序电流通过发电机在定子绕组中生成什么谐波电流？
3）发电机零序电抗为什么与中性点接地情况有关？
4）变压器零序激磁电抗与正序激磁电抗是否相同？说明理由。
5）电力线路通过零序电流时，有架空地线与无架空地线的零序电流通路有何不同？
6）架空线每相零序电流为10安培，地中零序电流为多少？
7）架空线在空间呈正三角排列，相间距离为一米，三相间几何平均距
离为多少？如三相不换位，三相零序电抗相等吗？
8）按下表列写出变压器的零序电抗算式和等值电路
9Z f ≠0界条件，并做出复合序网。
10）什么是正序等效定则？
11）正序、负序、零序电流、电压经过Y/△11变压器后相位和数值如何变化？
12）电源处与短路点那一点的负序电压高？电源处负序电压值为多大？
13）不对称短路时划电流、电压相量图的步骤。
14）不对称短路，非全相运行故障点开路电压各自是什么电压？
15）非全相运行两种分析法的区别是什么？那一种更易计算？为什么？
16）如图8-1所示电路，C 相断开， I I A B =-=10∠00
，试以A 相线电流为参考相量，求线电流的对称分量。
17）一台自三相三绕组自耦变压器，总性点直接接地，绕组的额定电压为220/121/11kV 。各绕组归算到220 kV 侧的等值电抗有名值为X Ⅰ=40Ω，X Ⅱ=0Ω，X Ⅲ=60Ω。若在220 kV 侧加零序电压20 kV ，求下列情况时，自耦变压器各绕组及中性点流过的电流。
①Ⅲ绕组开路，Ⅱ绕组三相直接接地；②Ⅲ绕组接成三角形，Ⅱ绕组三相直接接地；③Ⅲ绕组接成三角形，Ⅱ绕组开路。
18）三相、单回、无架空地线的电力线路，导线型号LGJ-150，等值半径'r =0.85cm ，电阻R 1021=./Ωkm ，导线水平排列，相间距离3m 。计算零序阻抗与正序阻抗比，零序电抗与正序电抗比，零序电阻与正序电阻比，。
19）如图8-2的简单系统，发电机的额定容量为38.5MVA ，''=X X d 2=0.28，变压器T 的额
定容量40.5MVA ，U K (%).=105
，求变压器中性点接地电抗X p =0，及X p =46Ω两种情况下，K 点发生各种不对称短路时，t=0时刻的各序及各相短路电流。
20）如图8- 3的系统，①计算线路末端发生不对称短路和断线时的三序阻抗及正序网中短路点的开路电压；②计算A 相断线时B 、C 两相的电流和A 相断口电压。系统中发电机的
''=E G 02.，''=X X d 2=0.10。变压器X T =0.05。线路正序电抗为0.10，零序电抗为0.2。负荷星型连接，中性点接地，每相电抗为2。所有数据均为统一基准标幺值。
8. 2 习题解答
16） ()()()()I I I a a a
a I I I j j j j a a a a
b
c 12022131111
11311232123211232123211110100⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥=⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥=-+-----+⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥-⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥=⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥-57735577350303000..e e j j
17） ① Ⅲ绕阻开路，Ⅱ绕阻三相直接接地，X 0=40Ω。Ⅰ绕阻电流0.5kA ，Ⅱ绕阻电流1kA ，Ⅲ绕阻电流0kA ，接地中点电流1.5kA ② Ⅲ绕阻接成三角形，Ⅱ绕阻三相直接接地，X 0=40Ω。Ⅰ绕阻电流0.5kA ，Ⅱ绕阻电流1kA ，Ⅲ绕阻电流0kA ，接地中点电流1.5kA ③Ⅲ绕阻接成三角形，Ⅱ绕阻开路X 0=100Ω。Ⅰ绕阻电流0.2kA ，Ⅱ绕阻0kA ，Ⅲ绕阻电流4kA ，接地中点电流0.6kA
18）电阻比=1.7144。电抗比=3.7445。阻抗比较=3.3643。
19）S B =38.5 MVA,U B =115 kV
单相短路：
①X P =0时， I 1=I 2=I 0=1.1636
I a =3.491, I a =0.675kA
②X P =46Ω时，I 1=I 2=I 0=0.793
I a =2.379, I a =0.46 kA
两相短路：
I 1=I 2=1.3165
I b = - I c =2.28 , I b = - I c = 0.44 kA,
无零序电流，故X P 值变化无影响。
两相接地短路：
①X P =0时， I 1= -2.1794 ，I 2=0.4533 ，I 0=1.7252
I b =I c =3.45 I b =I c =0.667kA
②X P =46Ω时，I 1= 1.678 , I 2= 0.9548, I 0=0.7231
I b =I c =2.5251, I b =I c =0.488kA
20）①短路序电抗：X 1=0.25
X 2=0.25
X 0=0.25
断线序电抗 X 1=X 2=X 0=2.25
短路点开路电压=0.89
断线断点开路电压=1
②断口电压U a =1
未断相电流I I b c =-=0444.
9 电力系统静态稳定性
9. 1 习题
1）什么是电力系统稳定性？如何分类？
2）发电机转子d 轴之间的相对空间角度与发电机电势之间的相对角度是什么关系？这角度的名称是什么？
3）发电机转子运动方程表示的是什么量与什么量的关系？该方程有几种表示形式？写出时间用秒、角度用弧、速度用弧/秒、功率偏差∆P 用标幺值表示，及时间、角度用弧，速度、功率偏差∆P 用标幺值表示的转子转动方程。
4）发电机惯性时间常数的的物理意义是什么？如何计算？
5）什么是发电机的功角特性？以E q 表示的凸极机和隐极机功角特性是否相同？以E q '表示
的凸极机和隐极机功角特性是否相同？如何用简化方法表示功角特性？
6）多机系统功角特性是否可表示两机系统的功角特性？是否能表示成单机对无限大系统的功角特性？
7）什么是异步电动机的转差？异步电动机的转矩和转差有何关系？什么是异步电动机的临界转差？
8）什么是电力系统的负荷电压静特性？
9）具有副励磁机的直流励磁机励磁系统各部分的功用是什么？励磁系统的方程由几部分方程组成？
10）正常运行时发电机转子受什么转矩作用？转速是多少？功率偏差∆P
是多少？出现正功率偏差转子如何转？出现负功率偏差转子如何转？
11）为什么稳定运行点一定是功角特性曲线和机械功率P T 直线相交点？
电力系统分析朱一纶课后习题选择填空解答第一章 1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D） A、厂用电负荷 B、发电负荷 C、工业负荷 D、供电负荷 2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C）A、相电压 B、1 相电压 C、线电压 D、 3线电压 3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。 A、中性点通过电容接地 B、中性点不接地 C、中性点直接接地 D、中性点经消弧线圈接地 4）我国电力系统的额定频率为（C） A、 30Hz B、 40Hz C、50Hz D、 60Hz 5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B） A、水力发电厂 B、火力发电厂 C、核电站 D、风力发电厂 6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。 A、提高电力系统运行的经济性 B、安全可靠的持续供电 C、保证电能质量 D、电力网各节点电压相等 7）一下说法不正确的是（B） A、火力发电需要消耗煤、石油 B、水力发电成本比较大 C、核电站的建造成本比较高 D太阳能发电是理想能源
8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A） A、输电的压越高，则传输的电流越小 B、输电的电压越高，线路上的损耗越大 C、输电的电压越高，则传输的电流越大 D、线路损耗与输电电压无关 9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。 A、一级负荷 B、二级负荷 C、三级负荷 D、以上都不是 10）一般用电设备满足（C） A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加 B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加 C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加 D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少 填空题在后面 第二章 1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达 式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos D．S=UIsin 2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳 3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组 B、高压绕组和中压绕组 C、中亚绕组和低压绕组 D、三个绕组组装 4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（ A ） A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT
电力系统分析xx课后习题选择填空解答第一章 1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D） A、厂用电负荷 B、发电负荷 C、工业负荷 D、供电负荷 2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C）A、相电压B、1 相电压C、线电压D、3线电压 3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。 A、中性点通过电容接地 B、中性点不接地 C、中性点直接接地 D、中性点经消弧线圈接地 4）我国电力系统的额定频率为（C） A、30Hz B、40Hz C、50Hz D、60Hz 5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B） A、水力发电厂 B、火力发电厂 C、核电站 D、风力发电厂 6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。 A、提高电力系统运行的经济性 B、安全可靠的持续供电 C、保证电能质量 D、电力网各节点电压相等 7）一下说法不正确的是（B） A、火力发电需要消耗煤、石油 B、水力发电成本比较大 C、核电站的建造成本比较高D太阳能发电是理想能源 8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）
A、输电的压越高，则传输的电流越小 B、输电的电压越高，线路上的损耗越大 C、输电的电压越高，则传输的电流越大 D、线路损耗与输电电压无关9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。 A、一级负荷 B、二级负荷 C、三级负荷 D、以上都不是 10）一般用电设备满足（C） A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加 B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加 C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加 D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少 填空题在后面 第二章 1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达 式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos? D．S=UIsin? 2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组B、高压绕组和中压绕组C、中亚绕组和低压绕组D、三个绕组组装4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A ） A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT 5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以 由其求出，一般选取的这两个基准值是（D ）
电力系统分析朱一纶课后习题选择填空解答 第一章 1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D） A、厂用电负荷 B、发电负荷 C、工业负荷 D、供电负荷 2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C） A、相电压 B、1 相电压C、线电压D、3线电压 3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。 A、中性点通过电容接地 B、中性点不接地 C、中性点直接接地 D、中性点经消弧线圈接地 4）我国电力系统的额定频率为（C） A、30Hz B、40Hz C、50Hz D、60Hz 5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B） A、水力发电厂 B、火力发电厂 C、核电站 D、风力发电厂 6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。 A、提高电力系统运行的经济性 B、安全可靠的持续供电 C、保证电能质量 D、电力网各节点电压相等 7）一下说法不正确的是（B） A、火力发电需要消耗煤、石油 B、水力发电成本比较大 C、核电站的建造成本比较高D太阳能发电是理想能源 8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A） A、输电的压越高，则传输的电流越小 B、输电的电压越高，线路上的损耗越大 C、输电的电压越高，则传输的电流越大 D、线路损耗与输电电压无关 9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。 A、一级负荷 B、二级负荷 C、三级负荷 D、以上都不是 10）一般用电设备满足（C） A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加 B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加 C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加 D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少 填空题在后面 第二章 1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos? D．S=UIsin? 2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组 B、高压绕组和中压绕组 C、中亚绕组和低压绕组 D、三个绕组组装 4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A ） A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT 5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D ） A.电压、电流 B.电流、电抗 C.电压、电抗 D.线电压、三相功率
作业题一参考答案 一、填空题 1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV 。 2．电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。 3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。 4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数值差。 5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。 6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。 7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。 8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc 的非对角元素为 零 。 9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。 10．减小输出电元件的电抗将 提高（改善） 系统的静态稳定性。 二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ） ①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定 12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ） ①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ） ①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ） ①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定 15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ） ①△P O ②△P K ③U K % ④I O % 16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为?）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ） ① ?cos S P n ? ②?sin S P n ? ③n S P ④n S cos P ?? 17.环网中功率的自然分布是（ ④ ） ①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布 ③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布 18．电力系统中PQ 节点的数量（ ② ）
电力系统分析课后习题解答 第1章 绪论 1-1 答：能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压，称为额定电压。 用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。 发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失。 变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。 当升压变压器与发电机直接相连时，一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。 变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％。 当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％。 % 1-2 答：一般情况下，输电线路的电压越高，可输送的容量（输电能力）就越大，输送的距离也越远。因为输电电压高，线路损耗少，线路压降就小，就可以带动更大容量的电气设备。 在相同电压下，要输送较远的距离，则输送的容量就小，要输送较大的容量，则输送的距离就短。当然，输送容量和距离还要取决于其它技术条件以及是否采取了补偿措施等。 1-3 答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。 1-4 解：（1）G ：；T-1：242kV ；T-2：220kV/121kV ，220kV/；T-3：110kV/11kV ； T-4：35kV/；T-5：，（长线路） （短线路） （2）T-1工作于+5%抽头：实际变比为242×（1+5%）=，即K T-1==； T-2工作于主抽头：实际变比为K T-2(1-2)=220/121=；K T-2(1-3)=220/=； ) K T-2(2-3)=121/=； T-3工作于%抽头：实际变比为K T-3=110×%)/11=； T-4工作于-5%抽头：实际变比为K T-4=35×(1-5%)/=； T-5工作于主抽头：实际变比为K T-5=(3+3×5%)=。 1-5 解：由已知条件，可得日总耗电量为 MW 204027041204902804100280450270=?+?+?+?+?+?+?+?=d W 则日平均负荷为MW 8524 2040 24=== d av W P 负荷率为708.012085max m ===P P k av ；最小负荷系数为417.0120 50 max min ===P P a 1-6 · 解：系统年持续负荷曲线如图所示。 由题1-5可得年平均负荷为MW 858760 365 20408760=?== d av W P
电力系统分析习题解答南京理工大学紫金学院 1 电力系统的基本概念 1．1 思考题、习题 1）电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？ 2）对电力系统运行的基本要求是什么？ 3）电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ 4）何为电力系统的中性点？其运行方式如何？它们有什么特点？我国电力系统中性点运行情况如何？ 5）中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？ 6）消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统一般采用哪种补偿方式？为什么？ 7）电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？ 8）目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？ 9）电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？ 10）联合电力系统的优越性有哪些？ 11）某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005μF/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值（60kV系统中性点经消弧线圈接地）。 1．2 习题解答 1-11．I d=16.324 A 2 电力系统各元件的特性参数和等值电路 2．1 思考题、习题 1）发电机的等值电路有几种形式？它们等效吗？为什么？ 2）发电机电抗百分值X G%的含义是什么？ 3）发电机的运行受哪些条件的约束？发电机的运行极限有哪些？ 4）什么是发电机的功角特性？隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别？ 5）按结构区分，电力线路主要有哪几类？ 6）架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 7）电缆线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
电力系统分析课后题答案 【篇一：电力系统分析课后答案】 线型号lgj-120,导线计算外径为15.2mm,三相导线水平排列,两相邻导线三相间的距离为4m,试计算该电力线路的参数,并作等效电路。解: r1? r??s?31.5?km? ?0.262512015.2?7.6(mm) 2 dm??5039.7(mm) dm5039.7?0.0157?0.1445lg?0.0157?0.423(?/km)r7.6 ?6?6?67.587.58b1??10??10?2.69?10?s?mlglg7.6rx1?0.1445lg g1?0. r1?r1l?0.2625?60?15.75(?) x1?x1l?0.423?60?25.38(?) 则 b1?b1l?2.69?10 b1?0.807?102 g1?0.?4?6?60?1.614?10?4(s) (s) b1?1.805?102 g1?0.?6(s/km) 2-19.三相双绕组升压变压器的型号为sfl-40500/110,额定容量为40500kva,额定电压为 121/10.5kv,pk?234.4kw,uk(%)?11,p0?93.6kw, i0(%)?2.315,求该变压器的参数,并作等值电路。 pkun2234.4?103?(10.5?103)2?2??1.57?10(?) 解: `rt?(40500?10)sn un(%)un211?(10.5?103)2 xt???0.3(?)3100sn100?40500?10 p093.6?103 gt?2??8.49?10?4(s)32(10.5?10)un i0(%)sn2.315?40500?103?3bt???8.5?10(s)232100?(10.5?10)100 un 2-20.三相三绕组降压变压器的型号为 sfpsl-120000/220,额定容量为120000/120000/60000kva,额定电压为 220/121/11kv,pk(1?2)?601kw, pk(1?3)?182.5kw,pk(2?3)?132.5kw,uk(1?2)(%)?14.85,uk(1?3)(%
[例2—1］一条220kV的输电线,长180km,导线为LGJ-400（直径2.8cm)，水平排列,相间距7m，求该线路的R,X，B,并画等值电路. 解： 电阻： 电抗: 电纳: 等值电路： ［例2-2］220kV架空线,水平排列，相间距7m，每相为分裂导线,计算直径21.88mm，分裂间距400mm，求每相单位长度的电阻、电抗和电纳。 解: 电阻： 电抗: 电纳： [例2-3］一长度为600 km 的500kV 架空线路，使用4×LGJQ-400 四分裂导线，。试计算该线路的形等值电路参数。 解（1）精确计算。 计算形等效电路参数： （2)使用近似算法计算。 与准确计算相比,电阻误差—0.4%，电抗误差-0。12%，电纳误差—0.24%，本例线路长度小于1000km ，用实用近似公式计算已能够满足精确要求。 如果直接取 这时,电阻误差达15%，电抗误差7%，电纳误差—3。4％，误差已较大。 例2－4 330kV架空线路的参数为试分别计算长度为100,200，300，400和500线路的π型等值参数的近视值，修正值和精确值。 解首先计算100km线路的参数 （一） (二）修正参数计算 （三) 精确参数计算 计算双曲线函数。 利用公式 sh(x+jy)=shxcosy+jchxsiny ch（x+jy)=chxcosy+jshxsiny 将之值代入，便得 II型电路的精确参数为 [例2—5］有一台SFL120000/110型的向10kV网络供电的降压变压器，铭牌给出的实验数据为： 试计算归算到高压侧的变压参数. 解由型号知， 各参数如下： 例2—6 三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL—120000/220，额定容量为120MVA/120MVA/60MVA,额定电压为:220kV/121kV/11kV,,, ，，，，，,求变压器归算到220kV 侧的参数，并作出等值电路。 解：（1）求各绕组的电阻 同理可得：
习题解答 第1章 1—1 选择填空 DCACB DBAAC 1-2 填空 1)发电机（电源)、负荷（用电设备)以及电力网（连接发电机和负荷的设备） 2)500kV 、220kV 、110kV 、10kV 3）发电机的额定电压规定比系统的额定电压高5％或7。5% 4）电能与国民经济各部门以及人民的生活关系密切,电能不能大量贮存，电力系统中的暂态过程十分迅速。 5）50Hz,±0。2Hz 6）10％ 7）中性点直接接地 8)日负荷率和最小日负荷系数，日负荷率m ax P P k av m =，最小日负荷系数max min P P =α 9）35kV ， 向终端用户配送满足质量要求的电能. 10） 110kV ，将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心。 1—3 简答 1）假设电力系统中的负荷始终等于最大值P max ，经过T max 小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称T max 为最大负荷利用小时数。 2）负荷对供电可靠性的要求，可将负荷分成三级： 一级负荷：是指对这类负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故，所以一级负荷不允许停电，必须由两个或两个以上的独立电源供电. 二级负荷:是指对这类负荷停电会给国民经济带来一定的损失,影响人民生活水平.所以二级负荷尽可能不停电，可以用两个独立电源供电或一条专用线路供电。 三级负荷：是指对这类负荷停电不会产生重大影响，一般采用一条线路供电即可。 3）有两大类，为有效接地方式和非有效接地系统。输电网中的变压器中性点通常采用中性点直接接地或经小阻抗接地的有效接地方式。配电网通常是采用中性点不接地或经消弧线圈接地的非有效接地系统. 4)电力系统中描述电能质量最基本的指标是频率和电压。我国规定电力系统的额定频率为50Hz ，允许偏差为±0。2Hz,规定各点的电压允许变化范围为该点额定电压的±5%。 5)安全可靠的供电，保证电能质量和尽可能提高电力系统运行的经济性。 1-4 计算 1)10.5kV ，220kV,35/6。6=5.3 2）220*1。05/110＊（0.95）/35; （242+220）/2=231kV 3）10。5kV,10.5/110/35，10/0。4;10.5/110＊1。025/35＊1。05 4）4952100 1760*202000*403000*602000*100t max =+++= (h ） 第3章习题 3-4 计算 1。
电力系统分析课后习题答案 第一章电力系统概述和基本概念 1－1 电力系统和电力网的定义是什么？ 答：通常将生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电电力线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体，称为电力系统。 电力系统中，各种电压等级的输配电力线路及升降变压器所组成的部分称为电力网络。 1－2 电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？ 答：地理接线图：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。地理接线图不能更加详细地反映电力系统各电气设备之间的连接关系。 电气接线图：电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。电气接线图并不侧重反映系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。 1－3 对电力系统运行的基本要求是什么？电能生产的基本特点是什么？ 答：对电力系统运行的基本要求是： （1）保证系统运行的安全可靠性 （2）保证良好的电能质量 （3）保证运行的经济性。 另外，环境保护问题日益受到人们的关注。火力发电厂生产的各种污染物质，包括氧化硫、氧化氮、飞灰等排放量将受到严格限制，也将成为对电力系统运行的要求。 电能生产的特点是： （1）电能与国民经济各个部门、国防和日常生活之间的关系都很密切。 （2）电能不能大量储存。 （3）电力系统中的暂态过程十分迅速 （4）对电能质量的要求比较严格。 1－4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？ 答：电力系统额定电压的确定，首先应从电力系统输送电能的经济性上考虑。因为电力线路的三相输送功率S和线电压U、线电流I之间的关系为S＝sqrt(3)UI，当输送功率S一定时，输电电压U越高，则电流I越小，因此选用的导线截面积可相应减小，投资也就越小。但电压U越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等的绝缘的投资也越大。综合上述两种因素，从输送电能的经济性考虑，对应一定的输送功率和输送距离就有一个合理的电压。另一方面，从设备制造的角度考虑，为了生产产品的系列性和经济性，又不可能任意确定太多的电压等级。额定电压就是综合了考虑上述原因确定的。 系统元件中，电力线路即为系统规定的额定电压；用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压；发电机的额定电压一般比电力线路的额定电压高5%；变压器的一次侧的额定电压和电力线路的额定电压相同，二次侧的额定电压一般根据变压器二次侧所接线路的长短分别高出10%(线路长时)或5%(线路短时)。 电力线路的平均额定电压是指电力线路首末端所接电气设备额定电压的平均值，由于
[例2—1]一条220kV的输电线,长180km，导线为LGJ—400(直径2.8cm),水平排列，相间距7m,求该线路的R，X，B,并画等值电路. 解： 电阻: 电抗: 电纳： 等值电路： [例2-2]220kV架空线,水平排列,相间距7m，每相为分裂导线,计算直径21.88mm，分裂间距400mm，求每相单位长度的电阻、电抗和电纳. 解: 电阻: 电抗: 电纳: ［例2-3]一长度为600 km 的500kV 架空线路,使用4×LGJQ—400 四分裂导线，。试计算该线路的形等值电路参数。 解（1）精确计算。 计算形等效电路参数： （2)使用近似算法计算。 与准确计算相比，电阻误差-0.4％,电抗误差-0。12%，电纳误差—0。24％，本例线路长度小于1000km ，用实用近似公式计算已能够满足精确要求。 如果直接取 这时，电阻误差达15%,电抗误差7％，电纳误差—3.4%,误差已较大。 例2－4 330kV架空线路的参数为试分别计算长度为100，200，300，400和500线路的π型等值参数的近视值，修正值和精确值。 解首先计算100km线路的参数 (一） （二）修正参数计算 （三) 精确参数计算 计算双曲线函数. 利用公式 sh（x+jy)=shxcosy+jchxsiny ch（x+jy)=chxcosy+jshxsiny 将之值代入，便得 II型电路的精确参数为 [例2—5］有一台SFL120000/110型的向10kV网络供电的降压变压器，铭牌给出的实验数据为： 试计算归算到高压侧的变压参数。 解由型号知， 各参数如下： 例2-6 三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220，额定容量为120MVA/120MVA/60MVA，额定电压为：220kV/121kV/11kV,，, ，，，，，，求变压器归算到220kV 侧的参数，并作出等值电路。 解:（1)求各绕组的电阻 同理可得: