電力系統(tǒng)分析作業(yè)題參考答案

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院電力系統(tǒng)分析作業(yè)題參考答案作業(yè)題一參考答案、填空題1 .降壓變壓器高壓側(cè)的主分接頭電壓為220kv，若選擇+ 2X 2.5%的分接頭，則該分接頭電壓為 231KM2.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有效接地方式指的是中性點(diǎn)直接接地3.輸電線路的電氣參數(shù)包括電抗、電導(dǎo)、電納和電阻額定電壓的數(shù)4 .輸電線路的電壓偏移是指線路始端或末端母線的實(shí)際運(yùn)行電壓與線路 值差。5.電力系統(tǒng)的潮流分布一般是用各節(jié)點(diǎn)的電壓和功率 表示。頻率6.調(diào)整發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率用來調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行的7.復(fù)合故障一般是指某一時(shí)刻在電力系統(tǒng)二個(gè)及以上地方發(fā)生故障。Zsc的非對角8.用對稱分量法計(jì)算不對稱故障，當(dāng)三相阻抗

2、完全對稱時(shí)，則其序阻抗矩陣元素為倍。9.系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時(shí)故障點(diǎn)短路電流的大小是零序電流的10 .減小輸出電元件的電抗將提高（改善）系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。二、單項(xiàng)選擇題11. 同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)頻率之間是否有嚴(yán)格的關(guān)系（否是不一定根據(jù)發(fā)電機(jī)的形式定12. 三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)、通常將高壓繞組放在（內(nèi)層中間層外層獨(dú)立設(shè)置13. 中性點(diǎn)以消弧線圈接地的電力系統(tǒng)，通常采用的補(bǔ)償方式是（全補(bǔ)償欠補(bǔ)償過補(bǔ)償有時(shí)全補(bǔ)償，有時(shí)欠補(bǔ)償14. 三相導(dǎo)線的幾何均距越大，則導(dǎo)線的電抗（越大越小不變無法確定15.變壓器的電導(dǎo)參數(shù)G,主要決定于哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（Po16.當(dāng)功率的有名值為Uk%I。s= P+ jQ時(shí)（

3、功率因數(shù)角為 華）取基準(zhǔn)功率為 S,則有功功率的標(biāo)Sn P cosSn么值為（）君P .Snsin *17. 環(huán)網(wǎng)中功率的自然分布是（ 與電阻成正比分布 與電抗成正比分布 與阻抗成正比分布與阻抗成反比分布18. 電力系統(tǒng)中PQ節(jié)點(diǎn)的數(shù)量（） 全都是大量的少量的必有且一般只設(shè)一個(gè)19. 潮流計(jì)算中，要求某些節(jié)點(diǎn)之間電壓的相位差應(yīng)滿足的約束條件是（） I & - & 1>1 & -5j |min| & -&|<| & -& |min20.在同一時(shí)間內(nèi),、i -、“ |maxI、打-、亳 |<| 、;-婦 |max電力網(wǎng)的電能

4、損耗與供電量之比的百分值稱為（負(fù)載率 網(wǎng)損率 供電率廠用電率21.電力系統(tǒng)的頻率主要決定于（有功功率的平衡 無功功率的平衡電壓質(zhì)量 電流的大小22.關(guān)于順調(diào)壓電壓調(diào)整方式的描述，錯(cuò)誤的是（高峰負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低低谷負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低 適用于用戶對電壓要求不高的場合 適用于供電線路不長的場合23.通過改變變壓器變比，實(shí)質(zhì)上（改變了電壓損耗的數(shù)值改變了負(fù)荷變化時(shí)次級電壓的變化幅度改變了電力網(wǎng)的無功功率分布增加了整個(gè)電力系統(tǒng)的無功功率容量24.三相短路時(shí)，非周期分量極小值,只能是在某種情況（一相中出現(xiàn)同時(shí)在兩相中出現(xiàn)三相均不出現(xiàn)只有故障相出現(xiàn)其它相不出現(xiàn)25.同步機(jī)的各種電抗間關(guān)系為(x

5、d xq xd" xdXq *xdxd xd xq xd' xd xdxdxqXd26. 若ac兩相發(fā)生短路，則基準(zhǔn)相選擇為 a相和c27. 下網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地， 其復(fù)合序網(wǎng)為圖所示（）（其中，1,2 , 0分別為正序、負(fù)序、零序阻抗）28.29.30.越靠近電源點(diǎn)負(fù)序電壓越（）低高不變無法確定作為判據(jù)些0主要應(yīng)用于分析簡單系統(tǒng)的（ d、.暫態(tài)穩(wěn)定故障計(jì)算靜態(tài)穩(wěn)定調(diào)壓計(jì)算分析簡單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性可以應(yīng)用（等耗量微增率準(zhǔn)則等面積定則小干擾法對稱分量法簡答題31.電力變壓器的主要作用是什么?答:電力變壓器的主要作用是升高或降低電壓,另外還起到將不同電壓等級電網(wǎng)相聯(lián)系的作用。

6、32.簡單閉式網(wǎng)分為哪些類網(wǎng)絡(luò)?答:簡單的閉式網(wǎng)可分為兩端供電網(wǎng)絡(luò)（2分）和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（2分）兩類（1分）。33. 為什么說當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不充足時(shí)僅靠改變變壓器變比分按頭來調(diào)壓并不能改變系統(tǒng)的電壓水平?答：通過調(diào)分接頭實(shí)質(zhì)是改變了電力網(wǎng)的無功分布,只能改善局部電壓水平， 同時(shí)卻使系統(tǒng)中另個(gè)的某些局部電壓水平變差并不能改變系統(tǒng)無功不足的狀況因此就全系統(tǒng)總體來說并 不能改變系統(tǒng)的電壓水平。34. 為什么變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地能夠提高當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障進(jìn)的暫態(tài)穩(wěn)定性?答：在輸電線路送端的變壓器經(jīng)小電阻接地,當(dāng)線路送端發(fā)生不對稱接地時(shí)，零序電流通過該電陰將消耗部分有功功率起到了電氣制動作用，因而是

7、能提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。四、簡算題35. 某三相單回輸電線路，采用LG卜300型導(dǎo)線（計(jì)算外徑 25.2mm）,已知三相導(dǎo)線正三角形布置，導(dǎo)線間距離 D= 6m,求每公里線路的電抗值。解：計(jì)算半徑:一號=12.6而次.6 Em幾何均距：D=D=6m，Dm 。Xi =0.1445lg- 0.0157 r6 =0.1445lgT 0.015712.6 10-= 0.403" /km36。.110KV單回架空線路，其參數(shù)如圖所示，線路始端電壓為116KV,末端負(fù)荷為15 + j10MVA, 求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。-一 D-一 4'OriXV-*u II 4rJ* J

8、In.，（1）設(shè)全網(wǎng)電壓為UN = 11OKV=- jJ3l MVm葛 + 血= I5+J&669MVA（1 分）野 + Q?U（R + jx） =0496 +jO.992 峭A（1分）S； =si +ASi = i5r496-Fj9,661 MVAQyi= -jl l xlQ-+x llO2 -jL331 MVar （1 分）§ = §； + ZiQJ= 15.496 + j33 MVA （1 分）（2）令 IT = llbzKVU2 = U）-AUZ - jTJz = Ul "" + j Pf訂姻）=109,997 - j3.678 = HO

9、.U5058N«KV（3 分）37.某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/HZ當(dāng)負(fù)荷增大200MW時(shí)，發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻增發(fā)40MW此時(shí)頻差為0.2Hz,求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：.已知 K（； - 740MW/H7T= 2Q0MW, Apt; = 40MWf = -0.21 五求： =?解:根據(jù)公式;-伊 鳥 （3分）心+阮于是：-0.2= -翠次（3分）/W + A£心二 薯-740 = 800-740 = 60MW/Hz（1 分）2 jir38.網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，求 K點(diǎn)短路電流值。幻三缶(oMVA如T 口以婦-Ug-甌二以取跖=60MVAV1V。心5?！吧蟈&

10、#163;=X# =0 + 32Xlo = 3x0.0906-0.272Xt = 0.105 x 0,2 J i * -w?v 0.372x0.2 g3.572 如I，=0.324- （0.32/10J3）=0.412-'兩1廠2.424X2.424, 后 L0 + 32x0-13= 3.740五、綜合題39. 有一臺降壓變壓器如圖所示，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為4.93 + j63.525 Q,已知變壓器母線在任何方式下均維持電壓為107.5KV,其低壓側(cè)母線要求順調(diào)壓，若采用靜電電容器作為補(bǔ)償設(shè)備，試選擇變壓器分接頭和無功補(bǔ)償設(shè)備容量。m)t = J 7 +3 H*r107.5TT -

11、 inrp c 7 x4-93 + 7.14 x 63>tzvIJmm 二 107.5 一 =102-96KV (3 tt;Umax =107,5 -堅(jiān)' 坷旦?9皿竺=98.7KV107,5（2）按最小負(fù)荷啊無補(bǔ)償情況來選擇變壓器分接頭J = 102.96* 帶= 105.35KV 選用 110-2.5% ,即 107.25/HKV （£分）接最大負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求確定Qc容量Qc = x （10,25-98.7 x x = 1.95Mvar （3 分）OJ *2）ZD，1U/ .ZD . -11（3）驗(yàn)算*最大負(fù)荷時(shí)補(bǔ)嘍設(shè)備全牌投入107.5叫107.5 -盤93+ （

12、13,.如,95）x 務(wù)坦 _ 99.85KVUg = 99.85 x = 10 . 24KV電壓偏移'。節(jié)嗇 1°°% =。"最小負(fù)荷時(shí) Uj =102.96x11/107,25 = 10,56KV龜壓偏移=地帝罌旦x 100% = 1,8%(3分)J. 口* r "K點(diǎn)發(fā)生三相短路，求使得系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定的極限切除角。站=3心40. 某簡單系統(tǒng)如圖若在n 4）.解：Xi=0.2 + 0.15 + W +015 = 0.7 （1 分）D E'U .會 l2x 1 . 、 P【=v" sind = p 7 smo （ I 分）X

13、|«）引詛-|嘩攔=21.8 （1分） X Xu = 8（1 分）Pfl =0 （1 分）Xa =0.2 + 0.15+0.4 + 0.15 = 0.9 （1 分）p E'U.x 1.2 .Pnj =成Sirio = Qsinoa IQ（ - -10.8x0.9a = 180 - sin 1.2（1分）=143.13 （I 分） 0.8x（143.13-2L8） 乂島 + £瑚43.13-0«Xlov Dcoso cm =1.33-1I. = 61.97。（3 分）作業(yè)題二參考答案一、填空題1. 衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是：電 。2. 我國110kV及以上系

14、統(tǒng)，中性點(diǎn)運(yùn)行方式采用直接接地3. 一公里L(fēng)GJ-300型的架空線路，其電阻大約為0.1 Q4. 一個(gè)將10kV升到220kV的變壓器，其額定變比為10.5/2425. 電廠供電負(fù)荷與綜合用電負(fù)荷的差別是前者包括網(wǎng)絡(luò)損耗6. 潮流計(jì)算中，三類節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的是PQ 節(jié)點(diǎn) 。7. 架空線路開路時(shí)，其末端電壓比首端電壓高 。8. 將壓三繞組變壓器三個(gè)繞組排列方式9. 常用的潮流計(jì)算的基本數(shù)學(xué)模型是10. 標(biāo)么值近似計(jì)算中基準(zhǔn)電壓常選二、選擇題1. 組成電力系統(tǒng)的幾種主要元件是：A 電源、電阻、電感、電容C發(fā)電廠、變電所、變壓器、線路2. 對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：從內(nèi)至外為 低一中一高節(jié)點(diǎn)電壓方程

15、網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓BB 發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、負(fù)荷D 發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、開關(guān)CA在優(yōu)質(zhì)前提下，保證安全，力求經(jīng)濟(jì)；B在經(jīng)濟(jì)前提下，保證安全，力求優(yōu)質(zhì)；C在安全前提下，保證質(zhì)量，力求經(jīng)濟(jì)；D在安全前提下，力求經(jīng)濟(jì)，保證質(zhì)量。3. 相同截面的導(dǎo)線，使用的電壓等級越高，其電阻A 一樣 B 越大 C 越小 D4. 在變壓器的等值電路中，其導(dǎo)納是BA都不對A G t+jBtB Gt-jB t C -Gt+JBtD -Gt-JB t5. 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對設(shè)備絕緣的要求不變 D 都不對6. 架空線路采用導(dǎo)線換位的目的A減小電抗B 減小電納減小三相參數(shù)的不對稱D都不對7. 三類節(jié)點(diǎn)中，只有一個(gè)且必須有一個(gè)

16、的是CA P-Q節(jié)點(diǎn)B P V節(jié)點(diǎn) C平衡節(jié)點(diǎn)D 都不是8. N R迭代的主要優(yōu)點(diǎn)是：BA簡單 B 收斂快 C 準(zhǔn)確 D 占用內(nèi)存少9. P Q迭代是在 B 基礎(chǔ)上簡化來的。A直角坐標(biāo)形式的 N R迭代;B極坐標(biāo)形式的N R迭代;C G S迭代D都不是10. 變壓器的運(yùn)算負(fù)荷是DA變壓器付方功率加上變壓器阻抗的功率損耗；B變壓器付方功率加上變壓器導(dǎo)納的功率損耗；C變壓器副方功率加上變壓器阻抗和導(dǎo)納的功率損耗；D在C的基礎(chǔ)上，再加上變壓器所聯(lián)線路導(dǎo)納中的功率。三、某系統(tǒng)發(fā)動機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/HZ,當(dāng)負(fù)荷增大200MW寸，發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻增發(fā)40MW此時(shí)頻差為0.2Hz,求負(fù)荷的單位調(diào)

17、節(jié)功率。（10分）解： Pd（= Pg Kg/ f &） f200=40+ 740 X 0.2 + 0.2 X Kd所以 Kd=60MW/Hz所以負(fù)載的單位調(diào)節(jié)功率為 60MW/HZ四、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖所示。已知電源A的電壓為121kV,求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量3U ）。X Sa 2W娘由B宿呻口C«p-*j啊 30MVA10+jSMW解設(shè) u c=u n= £ =110 0/。 22108Sbc = (20j30) =0.271 j0.407110SB = -SCSBc =(-10 -j8

18、) 0.271 j0.407 =-9.793 -j7.593Sb =SbSb* =40 j30 -9.793 -j7.953 =30.207 j22.407SDab30.2072 22.4072(20 j40) =2.338 j4.676Sa =SbSab =30.207 j22.407 2.338 j4.676 =32.545 j27.083已知 UA=121kV,32.545 20 27.083 40.Uab = =14.332(kV)121Ub =Ua .Uab =121 -14.332 =106.668(kV)(9.793) 20 (7.593) 30Ubc =()=3972(kV)1

19、06.668Uc =Ub - Ubc =106.668 3.972 =110.64(kV)五、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F1=3+0.3 Pg1+0.002 P*（t/h）F2=5+0.3 Pg2+0.002 PG2（t/h）兩臺發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW而最小可發(fā)有功功率均為30MW若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW試求負(fù)荷在兩臺發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。解 兩臺發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為dF1、 七=0.3 2 0.002Pg1 =0.3 0.004Pg1dPG1dF22- =0.3 2 0.003Pg2 =0.3 0.006Pg2dPG2按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令 入1=

20、入2,有0.3+0.004Pg=0.3+0.006 Pg2而等約束條件為Pgi+PG2=15010分聯(lián)立式（A）、式（B）、求解PGi、Pgr把Pg=150-Pgi代入式（A）有0.3+0.004Pg=0.3+0.006（150 Pgi）0.004Pg=0.9 0.006 PGi0.01PG1=0.9于是解得PG1=90MWPg2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件<30<90<100、30<60<100），因此，可做為最優(yōu)分配方案。5 分六、如圖所示某降壓變電所裝設(shè)一臺容量為20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求

21、變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%,最大負(fù)荷為18MVA最小負(fù)荷為7MVA COS平=0.8,變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV,變壓器參數(shù)為lk%=10.5, Pk=163kW勵磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。IOTDcV解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負(fù)何為Rt41000 sN-.2Uk%UNXt100Sn _ 2-63一=4.93(")1000 20210.5 110263.5(")100 20Smzx =18cos中十j18sin =18X0.8 十j180.6 =14.4 +j10.8(M VA)Smin

22、=7cos平十 j7sin 中= 7x0.8+j7K0.6 =5.6 +j4.2(M VA)按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為Uimax =10(1 2.5%) = 10.25( kV)Uimin =10(1 7.5%) =10.75(kV)在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得.14.4X4.93+10.863.5U i max =U max AU max =107.5 U i max =U max -iU minU i max5.6 4.93 4.2 63.5=107.5 U imin解得U i maxUim i n= 99.9(kV)=104.6(kV)然而最大和最

23、小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為U而11UT/max =Umax 虹=99.9107.2( kV)Uimax10.25UiN11UT/min =Uimin如=104.6 =107(kV)Uimin10.75UTI =UT/max ：UT,min =107.2 107 =107.1(kV)故選分接頭電壓為 110 (1-2.5% ) =107.25的分接頭。校驗(yàn)低壓母線電壓:最大負(fù)荷時(shí)Uimax% =Uimax 四=99.911=10.25(kV)Uti107.25U11取小負(fù)何時(shí)Uimin =Uimin =104.6 k=10.73(kV)4分Uti107.25電壓偏移：最大負(fù)荷時(shí)Umax% =10.25

24、一10 100% =2.5%10最大負(fù)荷時(shí)Umin% =10.73 一10 100% =7.3% £7.5%10一比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。作業(yè)題二參考答案一填空1 .電力系統(tǒng)是電能的生產(chǎn) 、輸送、分配和消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)組成的一個(gè)整體。其中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng) 。若把水電廠、火電廠的動力部分也包括進(jìn)來，就稱為動力系統(tǒng) 。2 .對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：保證供電的可靠性，保證 電能的良好質(zhì)量，提高 運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。3 .衡量電能質(zhì)量好壞的指標(biāo)是電壓、 頻率 和波形 。4 .電力系統(tǒng)的無功功率電源，除了發(fā)電機(jī)外，還有 同步調(diào)相機(jī) 、 靜電電容器 及靜止補(bǔ)償器 。5 .

25、 對稱分量法 是分析電力系統(tǒng)不對稱故障的有效方法。在三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)立性。6 .短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。短路沖擊電流 、短路電流最大有效值和短路容量 是校驗(yàn)電器設(shè)備的重要數(shù)據(jù)。7 .系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和就是電力系統(tǒng)的負(fù)荷，亦稱電力系統(tǒng)的 綜合用電負(fù)荷 。電力系統(tǒng)負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗就是各發(fā)電廠應(yīng) 該供給的功率，稱為電力系統(tǒng)的 供電負(fù)荷，在此基礎(chǔ)上再加上發(fā)電廠廠用電消 耗的功率就是各發(fā)電廠應(yīng)該發(fā)出的功率，稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷 。8 .在元件的電抗比電阻大得多的的高壓電網(wǎng)中，無功功率 從電壓高的一端流向電壓低的一端，有功功率 則從電壓相

26、位越前的一端流向相位落后的一端，這是交流電網(wǎng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律。9 .在電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法中，普遍采用的兩種方法是：牛頓-拉夫遜法和 P-Q分解法。10.簡單故障是指電力系統(tǒng)的某處發(fā)生一種故障的情況。簡單不對稱故障包括單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路、單相斷開和 兩相斷開 等。11 .電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平同無功功率平衡 密切相關(guān)。電壓調(diào)整的主要手段是：改變發(fā)電機(jī)端電壓；改變變壓器的變比； 無功功率補(bǔ)償。12.通常系統(tǒng)負(fù)荷是隨時(shí)間變化的，其變化規(guī)律可用負(fù)荷曲線 來描述。、單項(xiàng)選擇題1 .無限大功率供電系統(tǒng)，發(fā)生三相短路，短路電流非周期分量起始值（2 ） i ap - i bp - i

27、 cp i ap = i bp = i cp2. 短路電流量最大的短路為（單相短路3.理想同發(fā)電機(jī),兩相短路q軸電抗的大小順序是(2兩相短路接地)三相短路xq=xq xq > xq xqv xq”都不對4.a為旋轉(zhuǎn)因子1+a+a2W多少(1 )01一125.輸電線路的正序阻抗與負(fù)序阻抗相比，其值要(3 )大小相等都不是6.系統(tǒng)中發(fā)生單接地故障時(shí)，零序回路中不包含(4 )零序電流零序電壓零序阻抗電源電勢7.兩相短路接地故障中，附加阻抗Z為(4)Zos Z22 Zo2 +Z 22Zo2 /，Z2W8.在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)中，機(jī)械功率Pt與電磁功率相比，將(3)大小相等無關(guān)系9.P a曲線被稱

28、為(4)耗量特性曲線負(fù)荷曲線正弦電壓曲線功角曲線10.故障計(jì)算可以應(yīng)用(3)等面積定則小干擾法正序增廣定則等耗量微增率原則三、簡答題1. 列出三種提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施。(1) 自動勵磁裝置的應(yīng)用；(2) 減小各元件的電流；(3) 改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備。2. 寫出對稱分量變換矩陣的表達(dá)式。-1a2 a12s = 一1aa3L1113. 寫出系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生a、c兩相短路時(shí)的原始邊界條件。Ib =0, Ia Ic =0, Ua =Uc4. 在架空輸電線路中，為什么要進(jìn)行導(dǎo)線換位？保證三相系統(tǒng)參數(shù)對成、減少對周圍通訊線路的干擾5. 什么是電暈現(xiàn)象？如何避免？高壓線路表明周圍的電場強(qiáng)度高于周圍

29、空氣的擊穿強(qiáng)度，會使空氣游離發(fā)生放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為電暈現(xiàn)象。 避免措施是增加導(dǎo)向的等值半徑，如采用擴(kuò)徑導(dǎo)線、 分裂導(dǎo)線。四、電力系統(tǒng)接線下圖所示。其中,發(fā)電機(jī)G1:$1=00Xd =0E* =1發(fā)電機(jī)G2:Sn2=100/0.85Xd =0.125E =1變倘T1:Snt1=120MVAU<%=10.5線路l 1：l 1=50kmX1=0.4 Q /km線路l 2：l 2=40kmX2=0.4 Q /km當(dāng)母線4發(fā)生三相短路時(shí)，求短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值I”、沖擊電流i（&=100MVA Ub= Uav, Kv=1.8）G】UVIO.StV GW4眼解:用標(biāo)幺值計(jì)算的參

30、 數(shù)是：Xli =0.4乂50乂迫2 =0.151（1分）1152Xl2Xt1X GdI*= 0.4x40x02 =0.121 （1 分） 1152=0.105 乂100 = 0.0875（1分）120= 0.125x1°竺箜5 = 0.106 （1 分）10011=4.854（3分）XdM （0.151/0.1935） +0.121Sb10 =0.502kA （2 分）.3Ub 3 115IF* * IBiM =2.55*= 2.437kA（3分）I " = 6.215kA3分）五、（15分）已知發(fā)電機(jī)d、q軸的同步電抗 Xd=1.1 , Xq=1.08，負(fù)載的電壓 U

31、1=1.0電流I =0.8 Z15 ° ，試計(jì)算暫態(tài)電動勢Eio解：Eq = U + jlXq =1.0Z30"j0.& 15況 1.08 = 1.723匕50.77。（4分）6 =50.77*-30，= 20.77"（2 分）Id =lsin （5 + ） =0.73（3分）Eq =Eq +Id（Xd +Xq） =1.723+0.73乂 （1.1 1.08） =1.738（4分）二 Eq =1.738250.77。（2分）作業(yè)題四參考答案一、有一回電壓等級 110kV，長為150km的輸電線路，末端接一臺容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/1

32、1kV。如圖1所示，當(dāng)A點(diǎn)實(shí)際電壓為115kV時(shí)，求A、C二點(diǎn)間的 電壓損耗及B點(diǎn)和C點(diǎn)的實(shí)際電壓。(注：Pk=190kW Uk%=10.5, Po=31.05kW, I。=0.7)f如mSFLl-31500/110 < 110/llkV' LGJ -15ft150km2tKj5MVA也3圖1 題一圖解S-2Q+j,5MXAA蠢 31.海05口 0 .Q*r矗=Lji. Lixio 4sia tax線路 LGvH 150r =d =17 =8.5(mm)22r1=0.21( Q /km)一 .Dm x1 =0.1445lg r40000.0157 =0.1445lg0.0157

33、=0.401("/km)8.5加=58 10工1, Dmlgr-2 io工,4000lg8.5= 2.84 10'(S/km)R=0.21 x 150=31.5( Q )X=0.401 x 150=60.15( Q )B=2.8410-6 150=4.2610-6(S)【B =2.13 10%S) 2UT =20 2.317 15 40.3 =5.922_ 2P Q=SzT =2 RU變壓器:PkUN190 1102Rt土2=2.317()1000SN 1000X31.52Xt= U1=10.5 222222P Q 20152015j2Xt = 2.317 j 40.3=0.

34、12 j2.08U1101102 =40.3(”) 100SN100 31.52Gt_ P0_ 31 .051氣二小"6 /q一2 -2 -2.566 10 (S)1000U n 1000 K110Bt=Io%sn = 0.7 31.5 =1.82 10£(S)100UN 100勺102ASyt =U B (Gt +jBT)=1102(2.566 +j18.2)x10e =0.03 + j0.22Sb' =Sc. Szt =(20 j15) (0.12 j2.08) =20.12 j17.08Sb =Sc . St =(20 j15) (0.12 j2.08) (0

35、.03 j0.22) =20.15 j17.3Sb =SbSyi2 =20.15 j17.3-j2.13 10J 1102 =20.15 j14.72一 2.2. c 20.1514.72.：Szi =2(31.5 j60.15) =1.62 j3.10110. Syii - -j2.13 10- 1102 - -j2.58Sa =Sb lSzi wSyii =20.15 j 14.72 1.62 j3.10 - j2.58 =21.77 j15.24由&和A點(diǎn)電壓求各點(diǎn)電壓及電損耗PaRi QaXi21.77 31.5 15.24 60.15堂A一 = =13.93U A115,Pa

36、Xi -QaRi21.77 60.15 -15.24 31.5115Ua、.U1 = = =7.21Ub = (115 -13.93)2 7.212 =101.33(kV)101.3320.12 40.3 -17.08 2.317,U T = =7.61101.3320.12 2.317 17.08 40.3 .：UT = =7.25Uc =.：；(101.33 7.25)2 7.612 =94.39(kV) .Uac =115 94.39 =20.61(kV)、簡單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變比為110土 2 X 2.5%/11kV,若不計(jì)變壓器勵磁支路及線路對地電容，則線路和變壓器的總阻抗

37、Z=26+j130 Q ,節(jié)點(diǎn)A的電壓為118kV,且維持不變，降壓變電所低壓側(cè)母線要求常調(diào)壓，保持 10.5kV電壓。若補(bǔ)償設(shè)備為 靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應(yīng)設(shè)置的無功補(bǔ)償容量。圖2 題二圖解計(jì)算補(bǔ)償前最大、最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓。先計(jì)算功率損耗Smax202 152一 1102(26 j130) =1.34 j6.71MVA'Smax102 7.521102(26 j130) =0.34 j1.68MVA首端功率為SAmax =SmaxSmax =(20 j15) (1.34 j6.71) =21.34j21.71M VASa min =SminSmi

38、n =(1。 j7.5) (0.34 j1.68) =10.34 - j9.18MVA因此，i節(jié)點(diǎn)電壓為21.34 26 21.71 130U imax =118 = 89.38(kV )11810.34 26 9.18 130118Uim i n =118_ =105.61(kV)(a)選擇電容器容量。先按最小負(fù)荷時(shí)電容器全部退出的條件選擇變壓器變比，為U,11Uti =Uimin =105.61 疝=110.64(kV)于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即 Un =ll0kV，則變壓器變比 k=ll0/11=10。再按最大負(fù)荷時(shí)的要求，求無功補(bǔ)償容量k UiCmaxQc =X_ 2_101

39、0.5U i maxU iC max130=12.62(Mavr)89.3810.510三、如圖3所示網(wǎng)絡(luò)中，A、8 C為三個(gè)等值電源，其中 Sa=75MVA X=0.380 , &=535MVA%=0.304 。C的容量和電抗不詳，只知裝設(shè)在母線4上的斷路器QF的斷開容量為3500MVA2、線路11、l2、l 3的長度分別為10、5、25kmx電抗均為 0.4 Q /km。試計(jì)算在母線1三相直接短路時(shí)的起始次暫態(tài)電流和短路沖擊電流。圖3 題3圖Q-解 取Sb=1000MVA作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖 9-2 (b)首先確定電源 C的等值電抗於。如果短路不是發(fā)生在母線 1,而是發(fā)生在母線 4

40、的斷路器QF之后，則電源 A B、C供給的短路電流都要通過QF,其中電源A、B供給的短路電流決定于如下的電抗X=(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754短路瞬間，這兩個(gè)電源供給的短路功率為11S =|*Sb =Sb = 1000 =1326(MVA )X*0.754斷路器QF允許電源C供組的短路功率為3500-1326=2174(MVA)由此可得電源 C的等值電抗 *至少為xc*二上二1000 =0.46S*2174然后作母線1的短路計(jì)算。這時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)對短路點(diǎn)的等值電抗為* *=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此

41、得到起始次暫態(tài)電流為1I*=1.3730.728以有名值表示則為I =I*Ib =1.373100° =6.89(kA).3 115沖擊電流的有名值為iM =2.551' =2.55 6.89 =17.57(kA )四、如圖4所示的某三相系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生單相接地故障，已知 Ea1=j1,ZE=j0.4 , Z2E =j0.5 , Zqe =j0.25 , Zk=j0.35。求a相經(jīng)過阻抗乙接地短路時(shí)短路點(diǎn)的 各相電流、電壓。訕 耳 翊r解單相接地時(shí)復(fù)合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知Ia1 =la, =la, =Z,£ + z2£；Z°£ + 3Zk

42、=j1-j0.4 j0.5 j0.25 3 0.35= 0.64 42.5Ua1 =Ia1(Z Z 3Zk)= 0.64 42.5 (j0.5 j0.25 3 0.35)= 0.64 42.51.2J35.5 =083 78Ua2 = -INl = -0.64. 42.50.5 90 =0.32. -47.5Ua0 = -Ia0Zu = 0.64, 42.50.25, 90 =0.16 -47.5求各相電流和電壓為lai =Iai Ia2 Ia0 =3思=3 0.64 42.5 =1.92 42.5I b = I c =0Ua =IaZk =1.92, 42.50.35 =0.67 42.5U

43、b =a2Ua" aUa2 Ua0= 0.83 782400.32 -47.51200.16 -47.5= 0.82j0.37 0.9, -24.5S =aUa1a2Ua2 Ua0caia2 a0= 0.83 781200.32 -47.52400.16：U47.5= 0.993 -j0.44 =11. -156五、如圖5所示某降壓變電所裝設(shè)一臺容量為20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%,最大負(fù)荷為18MVA最小負(fù)荷為7MVA cos平=0.8,變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV,變壓器參

44、數(shù)為lk%=10.5, Pk=163kW勵磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。HOi'llfcv |_* gr解變壓器的電阻和電抗為PkUNRt -1000SNUk%UN100SN163 11022 =4.93(")1000 202Xt10.5 1102-63.5(")100 20末端最大和最小負(fù)何為jSmzx =18cos 中 +j18sin 甲=18X0.8 +j18X0.6 =14.4 +j10.8(MVA)Smin =7cos中 +j7sin 中= 7X0.8+j7X0.6 =5.6 +j4.2(M VA)按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為Uim

45、ax =10(1 2.5%) = 10.25( kV)Uimi n =10(1 7.5%) =10.75(kV)然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為U T / max=UiJ iN maxU 'J i max= 99.9x10.25= 107.2(kV)U T / min=U iUiN min-U i min11=104.6乂10.75= 107(kV)UTl T/max+ U T/ min107.2+107= 107.1(kV)22在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得, All14.43.93+10.8x63.5U i max = U I max AU max = 107.5

46、Uikax =Ul maxAUminU i max5.6 4.93 4.2 63.5=107.5 U imin解得U i max= 99.9(kV)Umin= 104.6(kV)故選分接頭電壓為 110 (1-2.5% ) =107.25的分接頭。校驗(yàn)低壓母線電壓：U函11最大負(fù)何時(shí)Uimax%=Uimax 也=99.9 =10.25(kV)UTI107.25最小負(fù)荷時(shí)Uimin =Uimin =104.6 = 10.73(kV)Uti107.25電壓偏移：最大負(fù)荷時(shí)Umax% =10.25一10 100% =2.5%10最大負(fù)荷時(shí)Umin% =10.73 一10 100% =7.3%

47、63;7.5%10比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。作業(yè)題五參考答案、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV,求功率分布和各母線電壓。(注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量$U )。X &狷映4 B醪郵口 C5_p-*j例 M4VAIQ+jSMW圖一題一圖解設(shè) U c=U n= 110 kV2210 8Sbc = (20，句30) =0.271 j0.407110SB - -SC wSBC =(-10 j8) 0.271 j0.407 - 9793 j7.593SB =SB wSB'： =40 j30 -9.793 -j7

48、.953 =30.207 j22.407Sab30.207222.407 2(20 j40) =2.338 j4.676SA =SB.Sab =30.207 j22.407 2.338 j4.676 = 32.545 j27.083已知 LA=121kV-U AB32.545 20 27.083 40121=14.332(kV)Ub =Ua Uab =121 -14.332 =106.668(kV)106.668Ubc =(一9.793)20七7.593) 30 =_3.972(kV)Uc =Ub - Ubc =106.668 3.972 =110.64(kV)、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設(shè)備，其耗

49、量特性分別為F1=3+0.3 Pg1+0.002 P；1(t/h)F2=5+0.3 Pg2+0.002 PG2(t/h)兩臺發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW而最小可發(fā)有功功率均為30MW若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW試求負(fù)荷在兩臺發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。解 兩臺發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為dF1- =0.3 2 0.002PG1 =0.3 0.004PG1dPG12=0.3 2 0.003Pg2 =0.3 0.006Pg2dPG2按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令 入1=入2,有0.3+0.004Pg=0.3+0.006 Pg2而等約束條件為Pgi+ Rs2=150聯(lián)立式（A）、式（B）、求解Psi、P

50、g2。把Pg2=150-Pgi代入式（A 有0.3+0.004Pgi=0.3+0.006（150 Pgi）0.004Pg=0.9 0.006 FGi0.01FGi=0.9于是解得FGi=90MWPg2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件<30<90<100、30<60<100）,因此，可做為最優(yōu)分配方案。、如圖二所示某降壓變電所裝設(shè)一臺容量為20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%,最大負(fù)荷為18MVA最小負(fù)荷為7MVA COS華=0.8,變壓器高壓側(cè)

51、的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV,變壓器參數(shù)為lk%=10.5, Fk=163kW勵磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。題三圖解變壓器的電阻和電抗為RtXt末端最大和最小負(fù)荷為Smzx =18cos 中 +j18sin 中=18乂0.8 +j18X0.6 =14.4 +j10.8(MVA) <Smm =7cos ' j7sin峪=7 0.8 j7 0.6 =5.6 j4.2(M VA)按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為9金* =10(1+2.5%) =10.25(kV)ti min =10(1+7.5%) =10.75(kV)FklN1000SN.2 lk%lN100Sn_ 2163 1104.93(")1000 20210.5 1102 =63.5(&