电力系统分析思考题与习题2014-9

电力系统分析思考题与习题 第1页 共44页

第1章思考题与习题

1-1动力系统、电力系统和电力网的基本组成形式如何？

1-2电力系统的接线方式有几种？何谓开式网络？何谓闭式网络？ 1-3简述电力系统运行特点和要求。

1-4如何评价电能质量，电能质量的三个指标是什么？各有怎样要求？ 1-5为什么要规定电力系统的电压等级？简述主要电压等级。

1-6电力系统的各个元件（设备）的额定电压如何确定？举例说明。

1-7电力系统的负荷曲线有几种？什么是年持续负荷曲线和最大负荷利用小时数？ 1-8某一负荷的年持续负荷曲线如图1-11所示，试求最大负荷利用小时数Tmax。

图1-11 题1-8的年持续负荷曲线

Wd(80?2?60?2?40?2?20?2.76)?103Tmax??Pmax80解： 415200??5190h801-9试确定图1-12所示的电力系统中发电机和变压器的额定电压（图中标示电力系统的额定电压）。

解：发电机UGN?10.5KV

T1:10.5/242 变压器T2:220/121/38.5

T3:35/6.6图1-12题1-9电力系统接线图 1-10试求图1-12中各变压器的额定变比，当变压器T1运行于?5%抽头，T2运行于主抽头，

T3运行于?2.5%抽头时，各变压器的实际变比是多少？

解：T1运行于?5%抽头，T2运行于主抽头，T3运行于?2.5%抽头 T1 ?5% 254/10.5

T2 220/121/38.5

T3 -2.5% 35(1-2.5%)=34.125 34.125/6.6

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电力系统分析思考题与习题 第2页 共44页

1-11某电力系统的典型日负荷曲线如图1-13所示，试计算日平均负荷和负荷率。

图1-13题1-11的日负荷曲线

Wd?(90?70?40?60?120?70)?4?450?4?1800MW?hWd1800??75MW2424P75??av??0.625Pmax120Pav?

第2章思考题与习题

2-1 架空输电线路的电阻、电抗、电纳和电导是如何计算的，影响电抗的参数的主要因素是什么？

2-2 架空线路采用分裂导线有哪些优点？电力线路一般采用什么样的等效电路表示？ 2-3 何谓自然功率？

2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样等值电路表示？

2-5 对于升压型和降压型的变压器，如果所给出的其他原始数据均相同，它们的参数相同吗？为什么？

2-6 什么称为变压器的额定变比、实际变比、平均额定电压变比，在归算中如何应用？ 2-7 何谓有名值？何谓标幺制？标幺制有什么优缺点？基准值如何选取？ 2-8 电力系统等值电路的元件参数计算时，何谓精确计算法？何谓近似计算法？它们分别用在怎样的场合？

2-9 试推导由负荷功率求取恒定负荷阻抗或导纳的方法。

2-10 一条长度为600km的500kV架空线路，使用4×LGJ-400分裂导线，

r1?0.0187?、x1?0.275?km、b1?4.05?10?6Skm、g1?0。试计算该线路的?形等

值电路。并讨论精确计算和近似计算的误差。 解：

Z1?r1?jx1?0.0187?j0.275?0.2756?86.11??/kmZ?Z1l?0.2756?600?86.11??165.36?86.11??11.22?j?165?

1.准确计算，计算KZ 、KL

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Y1?jb1?4.05?10?6?90?rl?Z1Y1?l?6000.2756?4.05?10?6?(86.11?90?)/2?0.6339?88.06??0.02146?j0.6335erl?e0.02146ej0.6335?1.0217?36.3??0.8234?j0.60491?0.9788??36.3?1.0217?36.3?1sinhrl?(erl?e?rl)?0.0173?j0.5923?0.5924?88.33?2sinhrl0.5924?88.33?KZ???0.9345?0.27?rl0.6339?88.06?1coshrl?(erl?e?rl)?0.8061?j0.012722(coshrl?1)KY?rlsinhrl2(0.8061?j0.0127?1)?0.6339?88.06??0.5924?88.33?0.3886?176.32??1.035??0.07?0.3755?176.39?e?rl?计算?型等值电路

Z'?k2Z?0.9345?0.27??0.2756?86.11??600?154.53?86.38??9.76?j154.2?1.035??0.07??4.05?10?90??300?1.258?10?3?89.93??j1.258?10?3s2.实用近似计算

?6

l26003Kr?1?x1b1?1??0.275?10?6?4.05?0.86633r12l2Kx?1?b1(x1?)?0.9336x1l2Kb?1?x1b1?1.03312Z'?krr1l?jkxx1l?0.866?0.0187?600?j0.933?0.275?600?9.72?j153.9?Y/2?j4.05?10?6?300?1.033?j1.255?10?3s与准确计算比较，电阻误差-0.4% 电抗误差-0.12% 电纳误差-0.24%

Z10.2756j?86.11?90??1j1.9452ZC??e?260.87e? ?6Y14.05?10电力系统分析思考题与习题 Page 3 9/29/2014

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2UN5002Pe???958.33MW

Zc260.8722?6Qc?UNbl1?500?4.05?10?600?607.5MW

3．不考虑分布参数的影响

?6j86.1 Z?rl1?jx1l?(0.0187?600?4.05?10?600)?(11.22?j165)??165.38eYjb1lj4.05?10?6?600???j1.215?10?3S 2222-11 已知一条长度200km的输电线路，

r1?0.1?/km、L1?2.0mHkm、C1?0.01?F/km，系统额定频率fN?60Hz。试求：

（1）短线路；(2)中线路；（3）长线路模型求其?形等值电路。

b1?2?fC1解：

Z1?r1?jx1?0.1?j?2?10?3?2??60?0.1?j0.75?0.76?89.2??/kmy1?jb1?j?0.01?10?6?2??60?j3.8?10?6s/kmZ?Z1l?152?89.2?

（1）短线路Y2?0

Z?Z1l?152?89.2?（2）中长线路Y2? Y1l?3.8?10?4?90?2Y?Y1l?j7.6?10?4s（3）长线路rl?Z1Y1?0.34?89.6?Z1?447.2??0.4??Y1

ZC?erl?ej0.34?1?0.34rad?0.943?j0.331j0.66sinhrl?(erl?e?rl)??j0.33221coshrl?(erl?e?rl)?0.9432Z'?ZCsinhrl?447.2??0.4??0.33?90??147.6?89.6??Y'coshrl?110.943?1????3.86?10?4?90.4?s2ZCsinhrl447.2??0.4?j0.33电力系统分析思考题与习题 Page 4

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电力系统分析思考题与习题 第5页 共44页

2-12 有一台双绕组变压器，电压比35kV10KV,额定容量20MVA,欲通过短路、空载试验求参数。受条件限制，短路实验电流200A（一次侧），空载试验电压为10kV（二次侧）。测得：PI0%?0.5(参数均未折算)。求折算至一次侧的K?45kW,UK%?4.85,P0?18kW，变压器参数RT、XT、GT、BT，并绘出?形等值电路图。 解：(1)推导电阻、电抗

2PK?3IKRTPK45?103RT?2??0.375?23IK3?200UK? UK%4.85UIN??35?1.7kv100100UK1.7?103XT???4.9?3IK3?200(2)推到GT 、BT因采用额定数据计算

GT?BT?P018?5??1.47?10s221000UIN1000?35I0%SN0.5?20?5?2??8.16?10s2100UIN100?35

2-13三相双绕组升压变压器的型号为SFPSL-40500/220，额定容量40500kVA，额定电压为

121kV10.5kV,PK?234.4kW、UK%?11，P0?93.6kW,I0%?2.315。求该变压器

的RT、XT、GT、BT参数，并绘出其等值电路。 解：计算至一次侧

2?PKUN234.4?1212RT???2.093?21000SN103?40.521.电阻

XT?UK%U11?121???39.67?100SN100?40.52N2

GT?2.电导

?P093.6?6??6.4?10s2321000UN10?121I0%SN2.315?40.5?5?2??6.4?10s100UN100?1212

BT?2-14 有一台SFL120000/110型10kV供电网络的降压变压器，铭牌给出的试验数据为：

PK?135kW、UK%?10.5、P0?22k，I0%?0.8。

要求（1）试计算折算至一次侧的变压器参数；

(2)试求变压器不含励磁支路的?形等值电路。

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电力系统分析思考题与习题 第11页 共44页

第3章思考题与习题

3-1何谓电压降落、电压损失、电压偏移、功率损耗和输电效率？

3-2输电线路和变压器阻抗元件上的电压降落如何计算？电压降落的大小主要由什么决定？

电压降落的相位由什么决定？什么情况下会出现线路末端电压高于首端电压的情况？ 3-3如何计算输电线路和变压器的功率损耗？其导纳支路上的功率损耗有何不同？

3-4运算功率指的是什么？运算负荷指的是什么?如何计算升压变电所的运算功率和降压变电所的运算负荷。

3-5辐射形网络潮流分布的计算可以分为哪两类型？分别说明计算方法。 3-6简单闭式网络在主要有哪几种形式？简述其潮流分布计算的主要步骤。

3-7某电力网接线如图3-1所示，输电线路长80km，额定电压110kV，线路参数为

r1?0.27?km,x1?0.412?km,b1?2.76?10?6Skm，变压器SF?20000110,变比11038.5kV,Pk?163kW,P0?60kW,uk%?10.5,I0%?3,已知变压器低压侧负荷为

15?j11.25MVA,正常运行时要求电压36kV，试求电源处母线应有的电压和功率。

图3-1题3-7的电力网接线图

SA??SABA??SZLSABSBB?Sc?SZTScC?SYL1?SYL2?SYT

图3-2题3-7电力网的等效电路

解：用有名值计算

线路参数：R?rl1?0.27?80?21.6?

X?x1l?0.412?80?33?

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电力系统分析思考题与习题 第12页 共44页

YB1?j?j(2.76?106?80)?1.1?10?4S 222PkU12N1631102变压器；RT??2??2?4.632

1000S1N1000202Uk%UN10.51210 XT?????63.?5

100SN10020GT?P060??4.958?10?6S 221000U1N1000?110P060?5??4.958?10S 221000U1N1000?110110?102.85kV 38.5BT?已知末端电压36kV，求电源处的母线电压。将末端电压折算到110kV侧为

Uc?36?Sc?15?j11.25

?SZT2?152?11.252?PC2?QC?ZT????4.93?j63.5??0.16?j2.11 22UC102.85???UT??PcRT?QcXTPX?QcRT?jcTUcUc15?4.93?11.25?63.515?63.5?11.25?4.93?j?7.67?j8.71

102.85102.85UB???Uc??UT????U?222

?102.85?7.67??UT?8.712?110.86?arctan8.718.71?arctan?4.51

102.85?8.71110.52?T?arctanUC??UTUB?110.86?4.51?110.52?j8.71

22?SYT?GTUB?jBTUB?4.959?10?6?110.862?j?4.959?10?5?110.862??0.061?j0.6094??Sc??ST??SYTSc

??15?0.16?0.061??j?11.25?2.11?0.609??15.221?j13.97电力系统分析思考题与习题 Page 12

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电力系统分析思考题与习题 第13页 共44页

12?SYL2?jBUB?j1.1?10?4?110.862?j1.352?MVA?

2??Sc???SYL2?15.221?j13.97?j1.352?15.221?j12.62 SAB?SZL?2?QAB?2PAB15.222?12.622?Z??21.6?j33?2UB110.822

?0.0311??21.6?j33??0.672?j1.026dUl???R?QAB?X?RPABP?X?QAB?jABUBUB15.22?21.6?12.62?3315?33?12.62?21.6?j?6.722?j2.072110.86110.86

UA?UB?dU?110.52?j8.71?6.722?j2.072?117.24?j10.78?117.7?5.2512?SYL1??jBUA??j1.1?10?4?117.72??j1.524?MVA?

2???SZL??SYL1S1?SAB?15.22?j12.62?0.672?j1.026?j1.524?15.89?j11.76线路答案：??117.24?5.25kV??

3-8什么是自然功率分布？什么是循环功率？

3-9有功分点和无功分点是如何定义的？为什么在闭式电力网络的潮流计算中要找出功率分点？

3-10某110kV输电线路，长80km，线路参数为r1?0.21?km，x1?0.409?km，线路末端功率10MW，cos??0.95（滞后）。已知末端电压为110kV，b1?2.74?10?6Skm，

试计算首端电压的大小、相位、首端功率，并做相量图。 答案：112.14?1.367，10.144?j0.683MVA。

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电力系统分析思考题与习题 第14页 共44页

R?rl?0.21?80?16.8?X?x1l?0.40980?32.72?B?b1l?2.74?10?6?80?2.192?10?4s?2?arccos0.95?18.195?18.2已知P2=10MWQ2?Ptan??10tan18.2?10?0.3288?3.288MvarS2?10?j3.2881?SYl2??j?2.192?10?4?110?2??j1.3262'S2?S2??SYl2?10?j3.288?j1.326?10?j1.96210?16.8?1.962?32.710?32.72?1.962?16.8dU??j110110?2.11?j2.675U1?(110?2.111)2?2.6752?112.142.675?1.37(滞后)112.11'2P2'2?Q2?SZ?(R?jX)2U2102?1.9622?(16.8?j32.72)1102?0.008582(16.8?j32.72)?0.1442?j0.281?Syl2??jB2U12??arctan1??j?2.192?10?4?112.1422??j1.378'S1?S2??SZ??Syl1解：

?10?j1.962?0.1442?j0.281?j1.378?10.281?j0.865

3-11输电线路参数同3-10，线路末端功率10MW，cos??0.95（超前）。已知首端电压为112kV，试计算末端电压的大小、相位、首端功率，并做相量图。 答案：112.14?1.367， 10.168?j5.66MVA。 解：

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电力系统分析思考题与习题 第15页 共44页

cos?2?0.95?2??18.2(超前)P2?10MW?2?10tan(?18.2)??3.288MvarS2?10?j3.288(MVA)设末端电压110kv,则S'2?10?j3.288?j1.326?10?j4.614102?4.6142?SZ?(16.8?j32.72)2110?0.01?(16.8?j32.72)?0.168?j0.3272'S1?S2??SZ??Syl1''P2'R?Q2XP2'X?Q2RdU??jU2U210?16.8?4.614?32.7210?32.72?4.614?16.8?j110110?2.8997?j3.68?2.9?j3.68?U2?U1?dU?112?2.9?j3.16?109.1?j3.16U2?109.14??1.663.16???1.66109.1'S1?S2??SZ??Syl1?10?j4.614?0.168?j0.3272?j1.306?10.17?j5.593B1?Syl1??jU12??j?2.192?10?4?109.14222??j1.306??arctan

3-12一台双绕组变压器，型号SFL1-10000，电压35?5kV，Pk?58.29kW,

P0?11.75kW, Uk%?7.5，I0%?1.5，低压侧负荷10MW，cos??0.85(滞后)，低压

侧电压为10kV，变压器抽头电压为?5%。试求：（1）功率分布；！（2）高压侧电压。 答案： （1）S1?10.11?j7.61MVA，?ST?0.01175?j0.15MVA，S???10?j6.2MVA； （2）36.61kV。 解:

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电力系统分析思考题与习题 第41页 共44页

第10章思考题与习题

10-1何谓简单系统静态稳定性？

10-2简单电力系统静态稳定的实用判据是什么？

10-3何谓电力系统的静态稳定储备系数和整步功率？ 10-4如何用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性？ 10-5功角?和发电机组惯性时间常数TJ的物理意义是什么？ 10-6提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些？

10-7简述自动调节励磁装置对电力系统静态稳定性的影响。 10-8什么是同步发电机的转子摇摆曲线，有何用处？

10-9简单电力系统如图10-50所示，各元件参数如下：发电机G,PN?250MW,

??0.23?；变压器T1, cos?N?0.85,UN?10.5kV,Xd?1.0?，Xq?0.65?，Xd SN?300MVA,Uk%?15,KT1?10.5242；变压器T2，SN?300MVA，Uk%?15，

KT2?220121；线路，l?250km，UN?220kV,X1?0.42?km。运行初始状态为

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U0?115kV,P0?220MW,cos?0?0.98。

（1）如果发电机无励磁调节，试求功角特性PEq???，功率极限PEq?m、 Eq?Eq0?常数，

?Eq?m，并求此时的静态稳定储备系数Kp%；

??Eq0?常数，试做同样内容计算。 （2）如计及发电机励磁调节，Eq

图10-50 题10-9的简单电力系统接线图

［答案］（1）Eq为常数P ?Eq?m?82.5，PEq?m?1.172，Eq?1.16sin??0.085sin2?，

Kp%?33.18。

??常数，PEq??1.58sin??0.21sin2?，?Eq?m?103.77，PEqm（2）Eq??1.63。 Kp%?84.9。

??0.4， 10-10如图10-51所示简单电力系统，参数如下：网络参数Xd?1.21，XdXT1?0.169，XT2?0.14，XWL2?0.373；运行参数UG?1，发电机向受端输送功率

P0?0.8,cos?0?0.98。试分别计算当Eq、E?及UG为常数时，此系统的静态稳定功率

极限及静态稳定储备系数Kp%。

图10-51 题10-10的系统接线图

答（1）当Eq守恒时，Pm?1.06，Kp%?32.5 （2）当E?守恒时，Pm?1.348，Kp%?68.5 （3）当Uc守恒时，Pm?1.54，Kp%?92.5

10-11图10-52所示简单电力系统，如各元件参数标注在图中。正常运行情况，输送到受端的功率为200MW,功率因数为0.99，受端母线电压为115kV。试分别计算当Eq、E?及UG为恒定时，系统的功率极限和静态稳定储备系数。

答：取SN?200MVA,（1）Eq?1.865,Pm?1.302,Kp%?30.2

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（2）E??1.35,Pm?1.758,Kp%?75.8

图10-52 题10-11简单电力系统接线图

10-12何谓电力系统的暂态稳定性？ 10-13何谓极限切除角，极限切除时间？

10-14何谓发电机的转子的摇摆曲线？有何作用？

10-15如何用分段计算法、改进欧拉法求解极限切除时间？ 10-16提高电力系统暂态稳定的措施有哪些？并简述其原理。 10-17试述等面积定则的基本含义。

10-18如何用改进的欧拉法求极限的切除时间？

10-19如图10-53所示简单电力系统，当在输电线路送端发生单相接地故障时，为保证系统暂态稳定，试求其极限角?cr。

答案：?cr?88.9。

图10-53 题10-19简单电力系统接线图

??0.29 10-20简单电力系统如图10-54所示，已知各元件标幺值为：发电机XdX2?0.23。变压器T1,XT1?0.13,XT2?0.11.线路WL双回线路，X11?0.29， X10?3X11。运行初始状态：U0?1.0,P0?1.0,Q0?0.2.若在输电线路首端k1点发生

两相短路接地故障，试用等面积原则的基本原理，判别故障切除角?cr?40时，该简单系统能否保持瞬态稳定。

图10-54题10-20简单电力系统接线图

10-21如10-55所示简单电力系统，当在输电线路送端发生单相接地故障时，为保证系统瞬间稳定，试求其极限切除时间（计算时SN?250MVA，UN?209kV）

答案：?cr?88.9 tor?0.54s

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电力系统分析思考题与习题 第44页 共44页

图10-55题10-21系统接线图

10-22某发电厂经二回输电线路与无限大系统连接，已知正常运行情况和输电参数如图10-56所示。当输电线路首端发生三相金属性短路时，使用等面积原则推出：

（1）能维持系统暂态稳定的极限切除角的计算公式；

（2）当一回输电线突然跳开，保持系统暂态稳定的条件是什么？（不计自动调节系统作用）

????1?PE?Uc0??1???0??P?mIII?X?,??1?PII?mcos?k??cr?cos??d?III??PmIII? ???2???cm?Pd?00??k??cm?PmIIIsin??P0?d?

图10-56题10-22的简单电力系统接线图

电力系统分析思考题与习题 Page 44 9/29/2014

电力系统分析思考题与习题 第26页 共44页

V2(0)?1.0?2(0)?0进行两次迭代Z12?0.12?j0.16y12?11??5??53.132120.2?53.13nj?1已知Pi??UiUjYijcos(?ij??i??j)Qi???UiUjYijsin(?ij??i??j)j?1n节点导纳矩阵?5??53.135?126.87?Y????5?126.875??53.13?将导纳值代入得P2?5U1U2cos(126.87??2??1)?5U2cos(?53.13)Q2??5U1U2sin(126.87??2??1)?5U2sin(?53.13)对P2和Q2分别对U2和?2求偏导数?P2?5U1U2Y21sin(126.87??2??1)??2?P2?5U1cos(126.87??2??1)?10U2cos(?53.13)?U2?Q2?5U1U2cos(126.87??2??1)??2?Q2??5U1sin(126.87??2??1)?10U2sin(?73.74)?U2负荷S126.87??2??12???P2(0)?P2?P2(0)??1.0pu(0)(0)?Q2?Q2?Q2??0.5?[?5sin(126.87)?5sin(?53.13)]22

(100?j50)??1.0?j0.5pu100??1.0?[5cos(126.87)?5cos(?53.13)]??0.5pu

4-12如图4-11所示电力系统，已知线路阻抗为：Z12?10?j16???, Z23?24?j22???,

Z12?10?j16???；负荷功率为SLD2?20?j15?MVA?,SLD3?25?j18?MVA?, U1?115?0?kV?,试用牛顿-拉夫逊法计算潮流。

（1）求节点导纳矩阵；

（2）第一次迭代用的雅克比矩阵；

（3）当用牛顿-拉夫逊法计算潮流时，求三次迭代结果。

电力系统分析思考题与习题 Page 26 9/29/2014

电力系统分析思考题与习题 第27页 共44页

图4-17题4-12电力系统接线图

4-13如图4-18所示简单电力系统，节点1、2接发电机，节点1的电压为U1?1.0?0..?，?pu节点2的电压幅值固定在1.05?p.u.?不变，发电机有功功率400MW。节点3连接负荷，负荷吸收有功功率500MW，无功功率400Mvar，线路导纳如图示，忽略线路电阻和充电电纳。基准功率取100MVA。试求：

（1）节点2的有功功率和节点3的有功、无功功率表达式为：

P2?40U2U1cos?90??2??1??20U2U3cos?90??2??3?P3?20U3U1cos?90??3??1??20U3U2cos?90??3??2?Q3??20U3U1sin?90??3??1??20U3U2sin?90??3??2??40U32

(2)利用牛顿-拉夫逊迭代法求U2和U3的相量值。初始估计值为U2?1.0?j0，

?0?U3?1.0?j0，并保持U2?1.05?p.u.?不变。迭代两次。

?0? 1 2 y12??j40 P2?400MW 电力系统分析思考题与习题 Page 27 9/29/2014 y13??j20 平衡节点 y23??j20 U2?1.05 电力系统分析思考题与习题 第28页 共44页

图4-18题4-13电力系统接线图

第5章思考题与习题

5-1电力系统有功功率平衡对频率有什么影响，系统为什么要设置有功功率备用容量？ 5-2何谓负荷的频率调节效应系数？解释其物理意义。 5-3何谓一次调频，如何完成？ 5-4何谓二次调频，如何完成？

5-5何谓发电机的调差系数，如何求取，其值是多少？ 5-6何谓发电机组的单位调节功率？其物理意义是什么？ 5-7何谓电力系统的单位调节功率？

5-8为什么一次调频不能做到无差调节，如何做到无差调节？ 5-9互联系统的频率调整有几种方式？常用那种方式？ 5-10何谓等耗量微增率准则？

5-11何谓有功电源的最优组合？其目的是什么?根据什么原则进行？ 5-12什么是频率调整的三种方法？各自如何完成调频过程？ 5-13什么是有功电源的最优组合？根据什么原则进行的？ 5-14某系统各机组的调差系数均为0.05，最大机组的容量为系统负荷的10%，该机组有15%的热备用容量，当负荷变动5%时，系统频率下降0.1Hz，设KL?0。试求如果最大机组因故障停运时系统的频率下降多少？

电力系统分析思考题与习题 Page 28

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电力系统分析思考题与习题 第29页 共44页

解：用标幺制计算

KS*???PL0.05???25?f*?0.1/50?PL*?0.1(1?0.15)?0.085KG*?1PGN1??0.1?2?*PLN0.05?PL*0.085???0.0037'KS*23

K'S*?KS*?KG*?25?2?23?f*???f??f*fN?0.0037?50?0.185Hz

5-15系统A，当负荷增加250（MW），频率下降0.1（Hz）；系统B，当负荷增加400（MW），频率下降0.1（Hz）。系统A运行在49.85（Hz），系统B运行在50（Hz），如用联络线将两系统连接，求联络线中的功率。

5-16电力系统中有A、B两等值机组并列运行，向负荷PL供电，A机组额定容量500（MW），调差系数为0.04；B机组额定容量为400（MW），调差系数为0.05.系统负荷的调节效应系数

Hz）为1.5。当负荷P，A机组出力500（MW），B机组出力L?600(MW)时，频率为50（

100（MW）。试求：

（1）当系统增加50（MW）负荷后，系统频率和机组出力； （2）当系统切除500（MW）负荷后，系统频率和机组出力

?答案?1?f?49.72(Hz),PGA?500(MW),PGB?144.9(MW)??? ???2?f?50.117(Hz),PGA?470.75(MW),PGB?81.30(MW)??5-17系统有两台100（MW）的发电机组，其调差系数?1??0.02，?2??0.04，系统负荷容量为140(MW)，负荷的频率调节效应系数KL??1.5。系统运行频率为50（Hz）时，两机组出力为PG2?80(MW)。当系统负荷增加500（MW）时，试求： G1?600(MW),P（1）系统频率下降多少？

（2）各机组输出有功功率多少？

?G1?92.4(MW),PG2?96.2(MW)??答案?f??0.324(Hz),P?

5-18某电力系统中，一半机组的容量已经完全利用；占总容量1/4的火电厂尚有10%备用容量，其单位调节功率为16.6；占总容量1/4的火电厂尚有20%备用容量，其单位调节功率为25；系统有功负荷的频率调节效应系数KL??1.5。试求： (1)系统的单位调节功率KS?

(2)负荷功率增加5%时的稳态频率f。

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电力系统分析思考题与习题 第30页 共44页

(3)如频率容许降低0.2Hz，系统能够承担的负荷增量。

5-19 A、B系统经联络线相连，已知KGA?260(MW/Hz)，KLA?20(MW/Hz)，KGB?450(MW/Hz)，KLB?35(MW/Hz)，PAB?300(MW)。系统B负荷增加150(MW)。两系统所有发电机均参与一次调频，求系统频率、联络线上的功率变化量及A、B两系统发电机和负荷功率变化量。

5-20A、B两系统通过互联系统连接如图5-14所示，其中A系统的单位调节功率为B系统的单位调节功率为1000?MWHz?。正常运行时系统频率50（Hz），500?MWHz?，

联络线上无交换功率。A系统因故障突然切除300（MW）的发电机一台，此时系统运行频率

是多少？联络线上的交换功率是多少？ 答案?f?49Hz,?PAB??200(MW)?

?PAB A PGNA?12000(MW)PLNA?10000(MW)KLA*?2KGA*?15

B PGNB?12000(MW)PLNB?10000(MW)KLB*?2KGB*?15图5-15题5-20的互联系统

??答案f?49.8(Hz),?PAB??200(MW)??

5-21两台容量均为500（MW）的发电机并列运行，向300（MW）负荷供电。发电机的最小有功功率均为60（MW），耗量特性为：

F1?0.001PG21?2?th???? 2F2?0.002PG2?4?th???试求（1）机组的经济分配方案；（2）若平均分担负荷，多消耗的燃料（单位时间内）为多少？

?G1?200(MW),PG2?100(MW)；（2）?F?7.5(th)??答案（1）P?

5-22洪水季节日负荷曲线如图5-15所示，试将下列各类发电厂安排在曲线上（填入相应字母）；A—高温高压火电厂；B—当地劣质煤电厂；C—水电厂；D—火电厂的强迫功率；E—水电厂可调功率；F—中温中压火电厂；G—核电厂。

PMW

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电力系统分析思考题与习题 第36页 共44页

8-8有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子绕组中的电流由哪些分量组成？各按什么时间常数衰减？

8-9何谓强行励磁？其作用是什么？

8-10无限大容量电源供电系统发生三相短路时，三相短路电流周期分量有效值如何计算？电力系统中任意一点的残余电压又如何计算？

8-11何谓起始次暂态电流T??？精确计算步骤如何？在近似计算时又可采用哪些假设？ 8-12如果三相短路点具有大型异步电动机，其冲击电流和短路电流最大有效值又如何考虑？

8-13电力系统三相短路电流实用计算法的含义是什么？它求的是什么电流？ 8-14求任意时刻的短路电流可采用什么方法？

8-15同步发电机的稳态、暂态、次暂态时的电势方程，等值电路及相量图的形式如何？

?？它们具有怎样的?和暂态电抗Xd8-16虚拟电势EQ有何意义？为什么要引入暂态电势Eq物理意义？

8-17三相短路电流时网络如何用叠加原理？分解后的故障分量网络有何特殊意义？ 8-18电力系统短路电流计算时，负荷如何考虑？

8-19什么叫电流分布系数和转移阻抗？二者有何关系？用什么方法可以求电流分布系数？

??0.29，Xd???0.25,Xq???0.35。8-20已知同步发电机的参数为：Xd?1.2,Xq?0.8,Xd在额定运行时，U?1.0,I?1.0,cos??0.9,试计算在额定运行状态下同步发电机的EQ、

??及E??之值，并作出该同步发电机稳态、暂态、次暂态时的等值电路。 ??、EdE?、Eq8-21如图8-48所示电力系统空载运行，发电机电压为额定值，电动势同相，发电机和变压

的电抗额定标幺值用百分比标注于图中，忽略所有电阻，线路电抗为160?。传输线路末端发生三相对称故障，求短路电流和短路容量。

图8-40 题8-21电力系统接线图

???0.14,E???1。8-22如图8-40所示电力网络，已知各元件参数如下。发电机G：60MVA,Xd变压器T：30MVA,UK%?8。线路L：长20km,x1?0.38?km。试求k点三相短路时，起始次暂态电流、冲击电流、短路电流最大有效值和短路功率有名值。

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电力系统分析思考题与习题 第37页 共44页

图8-41 题8-22电力网络接线图

8-23如图8-42所示，简单电力系统，已知各元件参数如下。发电机G1：

???0.15,E???1.08。发电机G2：90MVA,Xd???0.2,E???1.08。变压器T1：60MVA,Xd60MVA,UK%?12。变压器T2：90MVA,UK%?12。线路L：每回线长???0.35,E???0.8。 80km,x1?0.4?km。综合负荷LD：120MVA,XLd 试分别计算k1点发生三相短路时，起始次暂态电流和冲击电流有名值。

图8-42题8-23电力系统接线图

8-24如图8-43a所示四节点电力系统接线，发电机用暂态电抗和它背后的电动势表示。所有电抗用同一基准容量下的标幺值表示。为简化分析，忽略所有电阻和并联电容。发电机在额定电压下空载运行，电动势同相。节点4发生金属性三相故障。试求 （1）利用戴维南定理求故障点的等效电抗并求故障电流（单位：p.u.）; (2)求故障时的节点电压和线路电流；

（3）求节点2发生三相故障，故障阻抗为zf?j0.0225，计算（1）和（2）。

图8-43题8-27简单电力系统

8-25电力系统接线如图8-53所示，已知各元件参数如下：汽轮发电机G1、G2为60MVA,

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电力系统分析思考题与习题 第38页 共44页

???0.15。变压器T1、T2为60MVA,UK%?10.5，外部系统电源S为UN?10.5kV,Xd???0.5。系统中所有发电机组均装有自励调压器。k点发生三相短路，试按300MVA，Xs下列三种情况计算I?0?、I?0.2?和I???，并对计算结果进行比较分析。取I????I?4s?，外部系统电源按汽轮发电机考虑。

（1）发电机G1、G2及外部系统S各用一台等值发电机代替。 （2）发电机G1和外部电源S合并为一台等值机。

（3）发电机G1、G2和外部电源S全部合并为一台等值机。

图8-53题8-28电力系统接线图

第9章思考题与习题

9-1何谓对称分量法？正序、负序和零序分量各有什么特点？

9-2回答单相短路、两相短路、两相接地短路的边界条件，如何转化为对称分量表示的边界条件，怎样根据边界条件做出复合序网图？ 9-3两相短路为什么没有零序分量？ 9-4如何制定电力系统的各序网络图？

9-5何谓正序等效定则，各种类型短路的附加电抗是什么？ 9-6变压器接线Yyn12和Yd11两侧对称分量有何变化？

9-7如何计算不对称短路时网络中的电流和电压？

9-8何谓非全相运行？它与电力系统不对称短路有何异同？

9-9试绘制图9-44电力系统中k点发生单相接地，两相短路和两相接地短路时的复合序网图。

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电力系统分析思考题与习题 第39页 共44页

图9-44 题9-9电力系统图

9-10如图9-45所示电力系统，已知各元件参数如下：

???0.125,X2?0.16 发电机G1：62.5MVA，Xd???0.125,X2?0.16 发电机G2：31.25MVAXd变压器T1：63MVA，Uk%?10.5 变压器T2：31.5MVA Uk%?10.5 线路WL：l?50km,x1?0.4?km,x0?3x1

试求k点发生两相接地短路时，故障点的各相电流和各相电压。

图9-45 题9-10的电力系统接线图

9-11简单电力系统如图9-46所示。已知各元件参数如下：

???X2?0.2,E???1.05； 发电机G：50MVA，Xd变压器T：50MVA，Uk%?10.5，Ynd11接线，中性点接地电抗xn?22?。k点发生单相接地或两相接地。试计算：

（1）短路点各相电流及电压的有名值。

（2）发电机端各相电流及电压的有名值，并画出其相量图。 （3）变压器低压绕组中各绕组电流的有名值。 （4）变压器中性点的电压有名值。

图9-46题9-11的电力系统接线图

9-12如图9-47所示电力系统，已知各元件参数如下：

???0.18,X2?0.22。 发电机G：100MVA，cos??0.85,Xd变压器T：120MVA，UK?1?2?%?24.7,UK?2?3?%?8.8,UK?1?3?%?14.7。输电线路WL：

l?160km，x1?0.41?km,x0?3.5x1。S为无限大容量电源系统，内阻xs?0。

试计算k点单相接地短路时发电机母线A的线电压，并绘出相量图。

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电力系统分析思考题与习题 第40页 共44页

图9-47题9-12电力系统图

9-13如图9-48所示简单电力系统中，求在k点发生不对称短路情况下，在t?0、t?0.2s、

???X2 t??时短路电流周期分量的有效值。其中发电机G的额定容量SNG?30MVA, Xd?0.125,变压器T的额定容量SNT?30MVA,Uk%?10.5。

图9-48题9-13的电力系统接线图

9-14如图9-49所示简单电力系统，已知各元件参数如下：

???X2?0.22. 发电机G：SNG?300MVA,，Xd变压器T1和T2：SNT?360MVA，Uk%?12。线路每回路120km,x1?0.4?km,。

x0?3x1。负荷LD：SLD?280MVA。当k点发生单相断线时，试计算各序电抗，并绘制

复合序网图。

图9-49题9-14的电力系统接线图

G2：9-15如图9-50所示简单电力系统，在同一基准容量下的电抗标幺值数据为发电机G1、

X1?X2?0.10,X0?0.05；变压器T1,T2:X1?X2?X0?0.25；

线路l:X1?X2?0.30,X0?0.5。当节点1发生故障时求戴维南等效阻抗，并计算当节点1发生金属性故障，在下述情况下的故障电流。

（1） 三相对称故障； （2） 单相接地故障； （3） 两相故障； （4） 两相接地故障。

图9-50题9-15的简单电力系统接线图

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