1、电力系统分析基础习题课电力系统分析基础习题课 North China Electric Power University电气工程学院电气工程学院School of Electrical Engineering年9月29日电力系统分析基础课程第1页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第一章第一章 电力系统基本概念电力系统基本概念1-1 简答简答 （1）什么是电力系统，动力系统和电力网？什么是电力系统，动力系统和电力网？（2）组成联合系统优越性是什么？（3）试述电力系统接线方
2、式及其优缺点？（4）我国电力系统标准电压等级？（5）电力系统中性点接地方式有哪些？其电压级别范围怎样划分？（6）电力系统运行基本要求是什么？2电力系统分析基础课程第2页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第一章电力系统基本概念第一章电力系统基本概念(续续)1-2问答问答为何要要求额定电压等级？系统元件额定为何要要求额定电压等级？系统元件额定电压电压怎样怎样确定？标出确定？标出 下页图中发电机，下页图中发电机，变压器，电动机额定电压（图中电压为电变压器，电动机额定电压（图中
3、电压为电力线路额定电压）力线路额定电压）当当T-1工作于工作于2.5抽头，抽头，T-2,T-3工作工作于主抽头，于主抽头，T-4工作于工作于5抽头，试求抽头，试求这些变压器这些变压器实际实际变比。变比。3电力系统分析基础课程第3页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第一章电力系统基本概念（续）第一章电力系统基本概念（续）4电力系统分析基础课程第4页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Elect
4、rical Engineering第二章电力系统各元件特征及数学模型1:三绕组变压器参数计算与两绕组有什么三绕组变压器参数计算与两绕组有什么不一样？不一样？5电力系统分析基础课程第5页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第二章电力系统各元件特征及数学模型62:三绕组变压器三绕组变压器SFPSL10/220，容量比为容量比为100/100/50，额定电压额定电压220/110/11KV，P0 135kW，I00.663，PK（12）600kW，PK（13）182.5kW P
5、K（23）132.5kW，US(1-2)%=14.85，US(1-3)%=28.25，US(2-3)%=7.96，求归算到，求归算到 220kV侧参数和等值电路。侧参数和等值电路。电力系统分析基础课程第6页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第二章电力系统各元件特征及数学模型L1K1L273:图示系统，线路图示系统，线路L1：X110；线路线路L2：X21；变压变压器器T1：SN10MVA，US10.5，K110/11kV，忽略，忽略电电阻和接地阻和接地导纳导纳，试试求求
6、（1）以）以110kV电压为电压为基基本基基本级时级时有名有名值值等等值值系系统统；（2）以）以Sj100MVA，Uj110kV为为基准基准值标值标么么值值等等值电值电路。路。补充习题电力系统分析基础课程第7页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第三章简单电力系统时尚计算1:UN110kV，Ud118kV，求时尚分布。，求时尚分布。8dR1=6.8X1=16.36 B1=1.13*10-4SSc=20.3+j15.8MVAcbaR2=6.3X2=12.48 B2=0.82
7、*10-4SR3=13.8X3=13.2 B3=0.77*10-4SSb=8.6+j7.5MVASa=12.2+j8.8MVA首先确定时尚计算类型及其方法；首先确定时尚计算类型及其方法；其次作出等值电路，标出各个量位置；其次作出等值电路，标出各个量位置；最终按公式进行计算。最终按公式进行计算。电力系统分析基础课程第8页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering等值电路以下：等值电路以下：9dR1+jX1SccbaR2+jX2R3+jX3SbSaB3/2B2/2B3/2B2/2B
8、1/2B1/2SaSbScSaSbaSbaSbScScbSdcSdcScb第三章简单电力系统时尚计算第三章简单电力系统时尚计算电力系统分析基础课程第9页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第三章电力系统时尚计算102 某电力系统电路如图所表示，ZAB4+j24，始末电压有效值分别为240和220kV，末端无功QB150Mvar，有功未知，求末端功率因数和始端视在功率。UAZABUB注意：掌握视在功率，有功功率，无功功率和注意：掌握视在功率，有功功率，无功功率和功率因数概念
9、！功率因数概念！电力系统分析基础课程第10页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算3 3 环网如图所表示，电源为环网如图所表示，电源为D D，负荷，负荷ABCABC，其中，其中A A经经D D到到C C弧形距离为弧形距离为400m400m，弧线，弧线ABAB和和BCBC长度分别为长度分别为200m200m和和100m100m。BCBC弧为环网联络线，为使弧为环网联络线，为使BCBC间不流过电流，求间不流过电流，求电源电源D D
10、详细位置在何处？（其中线路单位电阻长度阻详细位置在何处？（其中线路单位电阻长度阻抗相同，额定功率因数也相同）抗相同，额定功率因数也相同）11DABC200m100m400mX m方法一：欧姆定律方法一：欧姆定律方法二：利用环网方法二：利用环网 求时尚方法。求时尚方法。50A10A40A电力系统分析基础课程第11页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering1 两两端端供供电电网网，各各段段线线路路阻阻抗抗单单位位长长度度相相同同（ZL=0.1+j0.4）,试求网络时尚分布。试求网
11、络时尚分布。12第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算习题：习题：UA=115KV20mSa=20+j15MVA10m5mSb=30+j10MVASc=25+j15MVAUB=115KV15mABabc电力系统分析基础课程第12页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering2 2 A A为为 电电 源源 点点，求求 系系 统统 初初 步步 功功 率率 分分 布布 并并 求求 出出 功功 率分点。率分点。13第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算ASa=4+j3
12、MVASb=9+j4MVASc=1+j1MVASd=7+j7MVAabcdL=3km4km8km8km5km2+j42+j41+j2电力系统分析基础课程第13页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering3:3:不计线路功率损耗，求各段线路输送功率。不计线路功率损耗，求各段线路输送功率。（ABAB两端电压相等）两端电压相等）14第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算ASa=30+j15MVASb=20+j10MVAabBZ24+j8Z32+j4Z16+j12Z43+j6
13、电力系统分析基础课程第14页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering4 4（3-2-113-2-11）：环网如图所表示，供电点）：环网如图所表示，供电点F F电压为电压为220V220V，A B CA B C各点负荷分别为各点负荷分别为40A40A，100A100A，60A60A，功率，功率因数为因数为1 1，若线路，若线路FAFA，ABAB，BCBC，CFCF电阻均为电阻均为0.10.1（不计电抗），试计算（不计电抗），试计算A B CA B C各点电压。各点电压。15第三
14、章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算ABCFIAIBICIfIf电力系统分析基础课程第15页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering5（3-2-7）：图示）：图示110kV网络，线路参数为网络，线路参数为ZAC=15+j20，ZCD12+j18，ZDB10+j16,当当A厂厂电压为115 ，B厂厂电压为112 ，是，是计算网算网络功功率分布及其各点率分布及其各点电压。16第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算ABCD20+j15MVA16+j112MVA电力
15、系统分析基础课程第16页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering17第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算6（3-2-17）：图示）：图示110kV网络，线路网络，线路1和和2阻抗为阻抗为Z110+j40，Z224+j12，欲使，欲使时尚按最小有功功率尚按最小有功功率损耗耗经济分配，分配，线路中接入附加串路中接入附加串连加加压器，器，试计算算此附加串此附加串联变压器容量及所需要附加器容量及所需要附加电势大小。大小。12P=10000kW cos=1.0掌握：自然功率
16、分布；掌握：自然功率分布；经济功率分布；经济功率分布；循环功率；循环功率；循环功率与电势关系。循环功率与电势关系。电力系统分析基础课程第17页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering7（3-2-18）：由发电厂）：由发电厂A供电供电220kV环形网络，线路环形网络，线路参数负荷兆伏安数和自然功率分布如图所表示，试计参数负荷兆伏安数和自然功率分布如图所表示，试计算（算（1）该环网经济功率分布）该环网经济功率分布（2）实现经济功率分布后，每年节约电能（计算电）实现经济功率分布后，
17、每年节约电能（计算电能损耗时取其平均小时，能损耗时取其平均小时，cos=0.9，可查得可查得18第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算A170+j4060+j15216+j12033+j8940+j12040+j1550+j3051.2+j7.31.2+j22.7162.8+j62.7123掌握：掌握：1，功率分配，功率分配 2，电能损耗，电能损耗思索思索电力系统分析基础课程第18页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering1 某变电所装设一台某变电所装设一台OSFP
18、SL90000/220型三相三型三相三绕组自耦变压器，各绕组绕组自耦变压器，各绕组电压为电压为220/121/38.5kV，容量比为容量比为100/100/50,实测空载短路试验数据以下：实测空载短路试验数据以下：Pk（1-2）=333kW，Pk（1-3）=265kW，Pk（2-3）=277kW，P0=59kW，I0%=0.322，Uk(1-2)%=9.09,Uk(1-3)%=16.45,Uk(2-3)%=10.75,求自耦变压器参数并绘制等值电路。求自耦变压器参数并绘制等值电路。19第二章第二章(续）续）解：注意短路功率损耗和电压损耗均需要进行归算解：注意短路功率损耗和电压损耗均需要进行归算
19、电力系统分析基础课程第19页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical EngineeringPk（1-3）=4 Pk（1-3）=42651060kWPk（2-3）=4 Pk（2-3）=42771108kWPk1=1/2*(Pk（1-3）+Pk（1-2）-Pk（2-3）)=142.5kWPk2=1/2*(Pk（2-3）+Pk（1-2）-Pk（1-3）)=190.5kWPk3=1/2*(Pk（1-3）+Pk（2-3）-Pk（1-2）)=917.5kWRT1=Pk1UN2/(1000SN2)=142.52
20、202/(1000*902)=0.85同理，同理，RT2=1.14 RT3=5.48 20第二章（续）第二章（续）电力系统分析基础课程第20页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering求变压器电抗：求变压器电抗：21第二章（续）第二章（续）Uk（1-3）=2U k（1-3）=216.4532.9Uk（2-3）=2Uk（2-3）=210.7521.5Uk1=1/2*(Uk（1-3）+Uk（1-2）-Uk（2-3）)=10.245Uk2=1/2*(Uk（2-3）+Uk（1-2）-U
21、k（1-3）)=-1.155Uk3=1/2*(Uk（1-3）+Uk（2-3）-Uk（1-2）)=22.655XT1=Uk1UN2/(100SN)=10.2452202/(100*90)=55.095同理，同理，XT2=-6.21130 XT3=121.8336 GTP0/（1000UN2）=59/(1000*2202)=1.22*10-6SBT=I0SN/(100U2N)=0.322*90/(100*2202)=5.99*10-6S电力系统分析基础课程第21页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical
22、 Engineering变压器等值电路为：变压器等值电路为：22第二章第二章(续）续）0.85+j55.0951.138+j05.482+j22.66（1.219-5.99）106 SRETURN电力系统分析基础课程第22页North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering23第三章：电力系统时尚计算第三章：电力系统时尚计算8（3-2-10）：图示）：图示110kV网络，电源在网络，电源在A处，分别供处，分别供电电1，2，3，线路参数为，线路参数为ZA1=10+j20，ZA2=20+j
23、40，ZA3=10+j20，Z12=5+j10，Z23=6+j12，各点负各点负荷为：荷为：S1=10+j5MVA，S2=30+j20MVA，S3=10+j5MVA，求该电网时尚分布，若，求该电网时尚分布，若A点电压为点电压为124kV，求其它各点电压。，求其它各点电压。12掌握：负荷移置掌握：负荷移置 或者星三角交换法或者星三角交换法 环网求时尚分布环网求时尚分布 3AS1S2S3电力系统分析基础课程第23页电气工程学院电气工程学院School of Electrical EngineeringNorth China Electric Power UniversityThank You电力系统分析基础课程第24页
