电力系统分析试题与答案

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一. 计算题

例2-6已知Ω++=)52.63j 08.4(T Z ,10110/11==k 试求出图中变压器不含励磁支路的Ⅱ型等值电路。

解:变压器阻抗折算到高电压侧时,含理想变压器的等值电路示于图,因此图中各支路阻抗为

Ω+=Ω+=)52.63j 408.0(1052.63j 08.4k Z T ,Ω--=Ω+=-).0587j 453.0(10

-152

.63j 08.41k Z T 例2-8试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下,发电机S G(N)=30MV .A ,V G (N )=10.5kV ,X G (N )=0.26;变压器T-1S T1(N)=31.5MV .A ,V S %=10.5,k T1=10.5/121;变压器T-2S T2(N)=15MVA ,V S %=10.5,k T2=110/6.6;电抗器V R(N)=6kV ,I R(N)=0.3kA ,X R %=5;架空线路长80km ,每公里电抗为0.4Ω;电缆线路长2.5km ,每公里电抗为0.08Ω。

解:首先选择基准值,取全系统的基准功率S B =100MV .A 。 各元件电抗的标幺值为

习题1-2电力系统的部分接线示于题图1-2,各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。 试求:

(1)发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压;

(2)各变压器的额定变比;

(3)设变压器T-1工作于+5%抽头、T-2、T-4工作于主抽头,T-3工作于-2.5%抽头时,各变压器的实际变比。

解(1)发电机:10.5kV V GN =,比同电压级网络的额定电压高5%

变压器T-1为升压变压器:10.5kV V N2=,等于发电机额定电压;242kV V N1=,比同电压级网络的额定电压高10%

变压器T-2为降压变压器:220kV V N1=,等于同电压及网络的额定电压;121kV V N2=和

38.5kV V N3=,分别比

同电压级网络的额定电压高10%。

同理,变压器T-3:35kV V N1=和11kV V N2=。变压器T-4:220kV V N1=和121kV V N2=。 (2)T-1:048.235.10/242T1N ==k

T-2:818.1121/2202)T2(1==-k ,714.55.38/2203)T2(1==-k ,143.35.38/1213)T2(2==-k T-3:182.311/35T3N ==k ,T-4:818.1121/220T4N ==k (3)T-1:2.245.10/242)05.01(T1=⨯+=k

T-2:818.1121/2202)T2(1==-k ,714.55.38/2203)T2(1==-k ,143.35.38/1213)2(2T ==-k T-3:102.311/35)025.01(T3=⨯-=k ,2110/220T4==k

例6-2在例2-8的电力系统中,电缆线路的未端发生三相短路,已知发电机电势为10.5kV

解:取S B =100MV .A ,av B V V =(kV 5.10V )ⅠB(=,kV 115V )ⅡB(=,kV 3.6V )ⅢB(=)

87.030

100

26.0S S 26.0GN B 1=⨯=⨯

==d x x ,33.05.311001005.10S S 100%V T1(N)B S 1T 2=⨯=

⨯==x x 24.0115100804.0V S X x 2

2)ⅡB(B L 3=⨯⨯==

=,7.015100

1005.10S S 100%V X T2

B S T24=⨯=⨯==x 46.13

.6100

3.0361005V S 3V 100%V X 22)ⅢB(B R(N)R(N)R R 5=⨯⨯⨯=⨯⨯=

=I x , 15.105.10V 10.5ⅠB ===

'E ,244.0104.411I *===∑X f ,kA 24.23

.63100104.41V 3I I Ⅲ)(B *=⨯⨯==B f f S 例3-2已知同步电机的参数为:0.1d =x ,6.0q =x ,85.0cos =ϕ。试求在额定满载运行时的电势q E 和Q E 。

解:用标幺值计算,额定满载时V=1.0,I=1.0 (1)先计算Q E 。由图的相量图可得

(2)确定⋅

Q E 的相位,相量.E Q 和⋅

V 间的相角差

E Q 和⋅

I 的相位差为:︒=+=+=+5385

.06

.053.0cos sin arctg

V I x V arctg

q ϕ

ϕϕδ

(3)计算电流和电压的两个轴向分量

8.053sin )sin(=︒=+=I I I d ϕδ,6.053cos )cos(=︒=+=I I I q ϕδ 36.021sin sin =︒==V V V d δ,93.021cos cos =︒==V n V V q δ

(4)计算空载电势q E :73.18.0)6.01(41.1)(q =⨯-+=-+=d q d Q I x x E E

例4-1某电力系统的等值网络示于。各元件阻抗、导纳均以标幺值标于图中,求节点导纳矩阵。解:3.3303

.01

11j j Y -==

习题4-1系统接线示于题图4-1,已知各元件参数如下: 发电机G-1:S N =120MV .A ,;G-2:S N =60MV .A ,。 变压器T-1:S N =120MV .A ,;T-2:S N =60MV .A ,。

线路参数:,。线路长度L-1:120km ,L-2:80km ,L-3:70km 。取S B =120MV .A ,V B =V av ,试求标幺制下的节点导纳矩阵。

解:选A MV 201S B ⋅=,av B V V =,采用标幺参数的近似算法,即忽略各元件的额定电压和相应电压级的av V 的差别,并认为所有变压器的标幺变比都等于1。 (1)计算各元件参数的标幺值

23.012012023.0S S G1N B dG11=⨯=''=''x X d

,28.060

120

14.0S S G2N B dG22=⨯=''=''x X d

105.01201201005.10S S 100%V T1N B S1T1=⨯=⨯=

X ,21.060

1201005.10S S 100%V T2N B S2T2=⨯=⨯=X 23

.0=''d x 14

.0=''d x %5.10=S V %

5.10=S V /km 4.01Ω=x S/km

102.8b -61⨯=