电力系统分析课后作业题及练习题

4－24 如图4－24所示系统，结点①为平衡结点，结点④是PV结点，结点②、③是PQ结点。已知：
试求：
⑴结点导纳矩阵；
⑵系统的功率方程；
3用牛顿法进行潮流分布（迭代一次的值）。
第五章电力系统的有功功率和频率调整
5-1 两台火力发电机组并列运行，额定容量均为100MW，耗量特性分别为：
F1=1+ + (t/h)
4-20 已知两母线系统如图4-20所示，图中参数以标么值表示。
已知： ， ，
PG2=15，U2=1
试写出：⑴ 节点①、②的节点类型；
⑵ 网络的节点导纳矩阵；
⑶ 导纳形式的直角坐标表示的功率方程（以误差形式ΔP、ΔQ、ΔU2表示）及相应的修正方程。
4-21 如图4-21所示，结点①为平衡结点，给定 。结点②为PQ结点，给定 。
5-17A、B两系统并列运行，A系统负荷增大500MW时，B系统向A系统输送的交换功率为300MW，如这时将联络线切除，切除后A系统的频率为49Hz，B系统的频率为50Hz，试求：
⑴A、B两系统的系统单位调节功率KA、KB；
⑵A系统负荷增大750MW，联合系统的频率变化量。
5-18 如图5-18所示，将两个系统用一条联络线连接起来，A系统的容量为2000MW，发电机的单位调节功率KGA*=30，负荷的单位调节功率KLA*=2，B系统的容量为1000MW，KGB*=20，KLB*=。正常运行时联络线上没有交换功率，当A系统负荷增加100MW，这时AB两系统的机组都参加一次调频，且A系统部分机组参加二次调频，增发50MW。试计算系统的频率偏移及联络线上的交换功率。
⑵为使总负荷为100MW时，两台机组能平均分担负荷，它们的转速应分别增减多少
5-16 三个电力系统联合运行如图5-16所示。已知它们的单位调节功率为：
KA=200MW/Hz，KB=80MW/Hz，KC=100MW/Hz，当系统B增加200MW负荷时，三个系统都参加一次调频，并且C系统部分机组参加二次调频增发70MW功率。求联合电力系统的频率偏移Δf。
第一章电力系统的基本概念
1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统
1-2 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。
1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：
⑴ 发电机 、变压器 、三相电动机 、单相电灯 等各元件的额定电压。
试求此系统的等值电路（参数均以有名值表示）。
2-5某系统接线如图2-5所示，如果已知变压器 归算至121kV侧的阻抗为+ ， 归算至110kV侧的阻抗为 ， 归算至35kV侧的阻抗为 ，输电线路的参数已标于图中，试分别作出元件参数用有名值和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 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165MVAR。试求始端功率因数。
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110/11kV 的三相变压器，并列运行，负荷PL=40MW， ， h， h，变电所二次侧正常运行电压为 kV 。
试求：⑴输电线路的始端功率。
⑵设变压器 工作于+%抽头， 工作于主抽头， 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。
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 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
2-3已知电力网如图2-3所示：
各元件参数如下：
变压器： ：S=400MVA， ，242/kV
：S=400MVA， ，220/121kV
线路： km, km (每回路)
km, km
其余参数均略去不计，取基准容量SB=1000MVA，基准电压 ，试作出等值电路图，并标上各元件的标么值参数。
2-4简单电力系统结线如图2-4所示，有关参数标于图中。
3-33 环形电力网如图3-33所示，由发电厂F对负荷A、B、C、D、E供电，各负荷电流的数值标于图中，AE作为环网的联络线，欲使A、E间不流电流，试求供电点F的位置应在何处（其中线路单位长度阻抗相同，各负荷功率因数也相同）
3-34 某一发电厂A供电的220kV环形网络，线路参数、负荷的兆伏安数和自然功率分布如图3-34所示。试计算：
3-29 某发电厂有一台容量为63MVA的升压变压器,额定电压为121kV，变压器的最大负荷利用小时数Tmax=5200h，最大负荷为55MVA，cos =，试求该台变压器的最大有功功率损耗及全年运行中的电能损耗。
3-30 环形电力网如图3-30所示，供电点F的相电压为220V，A、B、C各点的负荷分别为40A、100A、60A，功率因数均为1，若线路FA、AB、BC、CF的电阻均为Ω,试计算A、B、C各点的电压是多少若将线路AB段切开，试计算A、B、C各点电压如何变化
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 —150，水平排列，其线间距离为4 ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。
2-2三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/，短路损耗 kW，短路电压 ，空载损耗 kW，空载电流 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。
⑵线路及变压器中全年电能损耗。
（注：变压器实验数据：Pk=190kWUk%=，P0= ，I0%=）
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。
3-13 由A、B两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图3-13示。试求当A、B两端供电电压相等（即UA=UB）时，各段线路的输送功率是多少（不计线路的功率损耗）
3-3 单回220kV架空输电线长200km，线路每公里参数为 km， km， S/km，线路空载运行，末端电压 为205kV，求线路送端电压 。
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80km，型号为LGJ—95，线间几何均距为5m，发电厂母线电压 kV，受端负荷 MVA，求输电线路的功率损耗及受端电压 。
5-8 三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为：
MW﹒h﹝100＜ ＜200MW﹚
MW﹒h﹝100＜ ＜300MW﹚
MW﹒h﹝200＜ ＜500MW﹚
试求：⑴负荷为750MW时，每台发电机组所承担的负荷；
⑵负荷在400MW至1000MW范围内的耗量微增率与负荷功率的关系曲线 。
5-10 某火电厂有两台发电机组，它们的耗量特性如下：
f1(PG1)=300++
f2(PG2)=450++
f3(PG3)=700++
忽略线路损失与发电机极限，当总负荷PL为500MW时，试求最佳调度与总成本（元/小时）。
5-15 两台容量为60MW的发电机共同承担负荷，它们的调差系数分别为4%、3%，若空载时并联运行，其频率f0为50Hz，试求：
⑴总负荷为100MW时，这两台发电机组发出的功率；
3-31 某电力网如图3-31所示，额定电压为10kV，电网的导线都采用LJ—35铝绞线，三角形排列，线间距离为1m，负荷的千伏安数、各段线路长度的公里数都标于图中，试求电力网在正常运行时的最大电压损耗。
3-32 环形供电网如图3-32所示，A点电压为220V，电阻r1、r2、r3、r4、Βιβλιοθήκη Baidu5分别为Ω、Ω、Ω、Ω、Ω，负荷电流i1=i2=16A，i3=i4=12A，试求各段电流及各点电压。
已知：节点1为平衡节点，
假定 ，
4-15 试利用牛顿—拉夫逊法去解
， 作两次迭代。（注：真解为 ）
4-16 起始条件改成 ，重作习题4-15。
4-19 有一个二结点的电力系统如图4-19所示，已知①节点电压为 ,②节点上发电机输出功率 ，负荷功率 ，输电线路导纳Y=1-j4。试用潮流计算的牛顿法写出第一次迭代时的直角坐标修正方程式（电压迭代初值取1+j0）。
⑵ 当变压器 在+%抽头处工作， 在主抽头处工作， 在%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。
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 和变压器 、 、 高低压侧的额定电压。
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121kV ，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 ）。
3-9某变电所装设一台三绕组变压器，额定电压为110/，其等值电路（参数归算至高压侧）和所供负荷如图3-9所示，当实际变比为110/×（1+）/时，低压母线为6kV ，试计算高、中压侧的实际电压。
3-22 某两端供电网的电力网如图3-22所示。已知母线A1的线电压为36kV，母线A2的线电压为34kV，求电力网中的潮流分布，计算时假定两端的电压是同相位的。
3-23 如图3-23所示电力系统，ZAaZabZbB已知，UA=115kV，UB=114kV，求功率分布及各点电压（不计电压降落的横分量δU）。
F2=2+ + (t/h)
当负荷为160MW时，试求：
⑴平均分配负荷时每小时耗煤多少吨
⑵最优分配负荷时每小时耗煤多少吨
5-2 某火电厂装设两套发电设备，其耗量特性分别为：
F1=2+ + (t/h)
F2=4+ + (t/h)
两台发电机的额定容量均为200MW，而最小有功功率为PG1min=PG2min=50MW。若该电厂承担负荷为300MW，试求负荷的最优分配方案。
3-5 有一条110kV输电线路如图3-5所示，由A向B输送功率。试求：
⑴ 当受端B的电压保持在110kV时，送端A的电压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110kV 的输电线路，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 MVA，线路首端电压为115kV 。试求正常运行时线路末端的电压。
4-8 将具有图4-8 所示的分接头变比的变压器网络用π型等值网络表示出来。
4-9 如图4-9所示，已知k*=ZT=，求电路的π型等值图。
4-10 已知如下非线性方程
取初值 ， 进行迭代求解，试用高斯—塞德尔迭代法迭代一次，再用牛顿—拉夫逊法迭代求真解。
4-11 用高斯—塞德尔法求解图4-11所示系统中，在第一次迭代后，节点2的电压。
试写出：⑴网络的节点导纳矩阵；
⑵以直角坐标表示的牛顿—拉夫逊法计算各结点电压（可取 ，迭代一次即可）；
⑶并列出以误差形式表示的功率方程和相应的修正方程。
4-22 如图4-22所示的简化系统，标么阻抗参数均标于图中，结点①为平衡点U1=，δ1=0°；结点②为PV结点，P2=，U2=，最大无功功率为Q2max=2；结点③为PQ结点，P3+jQ3=2+j1。试用牛顿法计算该系统的潮流。
F1=5+ + (t/h)
F2=6+ + (t/h)
每台机组最大、最小出力为：100MW≥PG2≥50MW,200MW≥PG1≥10MW,当调度分配给该厂的发电任务为250MW时，试求机组间有功功率负荷分配的合理方案。若发电任务增至252MW时，全厂耗量增加多少
5-11假设三个发电机组的燃料—成本曲线如下：
3-19 一个额定电压为35kV 的环形地方电网，电源A的电压为36 kV ，负荷的兆伏安数、线路的公里数均示于图3-19中。导线均采用LGJ—50架设，求环形电力网的功率分布。
3-21 如图3-21所示电力系统，已知Z12、Z23、Z31均为1+j3Ω，UA=37kV，若不计线路上的功率损耗及电压降落的横分量，求功率分布及最低点电压。
⑴该环网的经济功率分布；
⑵实现经济功率分布后，每年节约的电能。
（计算电能损耗时，取其平均的小时，cos =，可查得τ=3200小时）
第四章 电力系统潮流的计算机算法
4-1 电力网络如图4-1所示，试推导出该网络的结点电压方程，并写出节点导纳矩阵。
4-2 按定义形成如图4-2所示网络的结点导纳矩阵（各支路电抗的标么值已给出）。