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电力系统分析

目 录

第一部分 电力系统稳态分析

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章

电力系统的基本概念

电力系统的元件参数及等值电路 简单电力系统的计算和分析 电力系统潮流的计算机算法 电力系统的有功功率和频率调整 电力系统的无功功率和电压调整

第二部分 电力系统暂态分析

第七章 电力系统故障分析的基本知识 第八章 同步发电机突然三相短路分析 第九章 电力系统三相短路的实用计算

第十章 对称分量法及元件的各序参数和等值电路 第十一章 不对称故障的分析、计算 第十二章 电力系统各元件的机电特性 第十三章 电力系统静态稳定 第十四章 电力系统暂态稳定 第十五章 研究生入学考试试题

附录

第一部分 电力系统稳态分析

电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。

第一章 电力系统的基本概念

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1-1 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？

1-2 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？

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。

D 6kV

3 10kV 220kV 110kV 35kV 10kV 380/220kV 1 2 D × 2

3

110kV 35kV 6kV 380/220kV

D D × 380/220kV

D D × × 习题1-4图

1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：

T1T2 T3 110kV 6kV 1 2 35kV 3 T4 ～ 380V

单相

× L × 习题1-5图

～ 1 D ⑴ 发电机G、变压器T1T2T3T4、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T1在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处工作，T3在-2.5%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。

T1T2 110kV 220kV ～

6kV T3D2 35kV T4 3kV D1

习题1-6图

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：

⑴发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。

⑵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，求这些变压器的实际变比。

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10kV T1110kV ～

T2 T3 10kV 35kV

习题1-7图

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？ 1-11 什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？

1-12 架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？

1-13 架空线的电压在35kV以上应该用悬式绝缘子，如采用X—4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？

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 某220kV输电线路选用LGJ—300型导线，直径为24.2mm,水平排列，线间距离为6m，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。

2-3 某电力网由双回110kV的输电线向末端变电所供电，其接线如图2-3（a）所示，输电线长100km，用LGJ—120型导线，在杆塔上布置如图2-3（b）。末端变电所装两台110/11kV、20000kVA的三相铝线变压器，其型号为LGJ—20000/110。试求：

⑴用查表法计算40℃时，每公里架空线路的参数。 ⑵求末端变压器折到110kV侧的参数。

⑶求并联运行后的等值参数，并画出其等值电路图。 ⑷校验此线路在t=25℃正常大气压下是否会发生电晕。 6 m 110kV 10kV

3.5m 5 m 2×LGJ-1. 2×SFL-2000100km 3.5m (a)

习题2-3图

4 ) m (b.

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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