電力系統(tǒng)分析作業(yè)答案

1、電力系統(tǒng)分析作業(yè)答案作業(yè)一1、什么叫電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)及動(dòng)力系統(tǒng)電力系統(tǒng)為什么要采用高壓輸電答：把生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體成為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動(dòng)力部分就稱為動(dòng)力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分就稱為電力網(wǎng)當(dāng)輸送的功率和距離一定時(shí)，線路的電壓越高，線路中的電流就越小，所用導(dǎo)線的截面積可以減小，用于導(dǎo)線的投資也越小，同時(shí)線路中的功率損耗。電能損耗也相應(yīng)減少。2、為什么要規(guī)定額定電壓電力線、發(fā)電機(jī)、變壓器和用電設(shè)備的額定電壓是如何確定的答：為了使電力設(shè)備生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，方便運(yùn)行、維修，各種電力設(shè)備都規(guī)定額定電壓。電力系統(tǒng)的額定電壓和用電設(shè)

2、備的額定電壓相等。發(fā)電機(jī)的額定電壓比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高。變壓器一次繞組和額定電壓與網(wǎng)絡(luò)額定電壓相等，但直接與發(fā)電機(jī)連接時(shí)，其額定電壓等于發(fā)電機(jī)額定電壓。變壓器二次繞組的額定電壓定義為空載時(shí)的額定電壓，滿載時(shí)二次繞組電壓應(yīng)比網(wǎng)絡(luò)額定電壓高。3、我國(guó)電網(wǎng)的電壓等級(jí)有哪些？答：.、.、4、標(biāo)出圖1-7電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓。答：.、：、：、.、.：、：、：、.：、：、：.、作業(yè)二 1、一條110kV、80km的單回輸電線路，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，水平排列，其線間距離為4m，導(dǎo)線的計(jì)算外徑為17mm,求輸電線路在40°C的參數(shù)，并畫(huà)出等值電路。解：對(duì)LGJ-150型號(hào)導(dǎo)線經(jīng)查表得，直徑

3、d=17mm,。于是有：半徑r=17/2=，單位長(zhǎng)度的電阻：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電抗為單位長(zhǎng)度的電納為集中參數(shù)為等值電路如圖1所示2、有一回500kV架空線路，采用型號(hào)為L(zhǎng)GJQ-4*400的分裂導(dǎo)線，長(zhǎng)度為250km。每一導(dǎo)線的計(jì)算外徑為,分裂根數(shù) n=4，分裂間距為400mm。三相導(dǎo)線水平排列，相鄰導(dǎo)線間距離為11m,求該電力線路的參數(shù)，并作等值電路。解;單位長(zhǎng)度的電阻為單位長(zhǎng)度的電抗為單位長(zhǎng)度的電納為集中參數(shù)為等值電路如圖3所示3、某發(fā)電廠裝設(shè)一臺(tái)三相三繞組變壓器，額定容量，額定電壓為，各繞組容量比為100/100/100，兩兩繞組間的短路電壓為，空載損耗，短路損耗為、，空載電流，試求變壓器參數(shù)，

4、并作等值電路。解：已知 作業(yè)三1、有一條220kV電力線路供給地區(qū)負(fù)荷，采用LGJJ-400型號(hào)的導(dǎo)線，線路長(zhǎng)230km，導(dǎo)線水平排列，線間距離為, 直徑為29mm，線路末端負(fù)荷為120MW、cos=,末端電壓為209kV。試求出線路始端電壓及功率。解：查表得：參數(shù)為等值電路如圖15所示。圖15 習(xí)題解圖3-1線路末端的充電功率為線路阻抗中的損耗為首端電壓為線路首端充電功率為首端功率為2、由A、B兩端供電的電力網(wǎng)，其線路阻抗和負(fù)荷功率等如圖所示，試求A、B兩端供電電壓相等時(shí)，各段線路的輸送功率是多少？解：支路合并，等值電路如圖21所示。輸送功率分布如圖22所示 圖21 習(xí)題解圖3-7a 圖22

5、 習(xí)題解圖3-7b3、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，求功率分布和個(gè)母線電壓（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量）解： 等值電路如圖20所示，設(shè),則有已知，于是有4、 發(fā)電廠C的輸出功率、負(fù)荷D及E的負(fù)荷功率以及線路長(zhǎng)度參數(shù)如圖所示，當(dāng)，并計(jì)及線路CE上的功率損耗，但不計(jì)其他線路上的功率損耗時(shí)，求線路AD、DE上通過(guò)的功率。解：圖26 習(xí)題解圖3-9 如圖26所示，于是有 則5、如圖所示為某35/11kv變電所，原是一臺(tái)5600kvA變壓器，由于低壓側(cè)負(fù)荷的增加，需擴(kuò)建一臺(tái)2400kvA的變壓器，各變壓器的阻抗已歸算至35kv側(cè)，若5

6、600kvA變壓器的變比為11kv，而2400kv A變壓器的變比為35/11kv，試求各變壓器通過(guò)的功率損耗和電壓損耗。解：如圖所示，由于兩臺(tái)變壓器的變化不匹配，所以有循環(huán)功率。將母線分上下兩段，設(shè)上母線電壓為，則下母線電壓為，于是有電壓差：循環(huán)功率：通過(guò)變壓器的功率T1為 通過(guò)變壓器的功率T2為 可知，計(jì)算正確功率損耗：電壓損耗：· 作業(yè)四1、某火電廠裝設(shè)兩套發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為 兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定容量均為200MW，而最小有功功率為。若該電廠承擔(dān)負(fù)荷為300MW，試求負(fù)荷的最優(yōu)分配方案。解：按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷,此時(shí)有令得 聯(lián)立解得：2、設(shè)有三個(gè)火電廠并列運(yùn)行，各電廠

7、的耗量特性及有功功率的約束條件如下： 當(dāng)總負(fù)荷為700MW，試確定發(fā)電廠間的最優(yōu)分配方案。解：由耗量特性可求得各電廠的耗量微增率為 根據(jù)等耗量微增率準(zhǔn)則，令有 聯(lián)立可解出：3、三個(gè)電力系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行如圖所示，已知它們的單位調(diào)節(jié)功率為：， 。當(dāng)系統(tǒng)B增加200MW負(fù)荷時(shí)，三個(gè)系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，并且C系統(tǒng)部分機(jī)組參加二次調(diào)頻增發(fā)70MW功率。求聯(lián)合電力系統(tǒng)的頻率偏移。解：由題意可知?jiǎng)t作業(yè)五1、 電力系統(tǒng)短路故障（簡(jiǎn)單短路）的分類、危害以及短路計(jì)算的目的是什么？答：短路是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地（或中線）之間的連接。短路故障分為三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。

8、短路的危害：（1）短路回路中的電流大大增加。其熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞；同時(shí)電動(dòng)力效應(yīng)也可能使導(dǎo)體變形或損壞。（2）短路還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，結(jié)果可能使部分用戶的供電受到破壞，用電設(shè)備不能正常工作。（3）不對(duì)稱短路所引起的不平衡電流，產(chǎn)生不平衡磁通，會(huì)在鄰近的平行通信線路內(nèi)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，造成對(duì)通信系統(tǒng)的干擾，威脅人身和設(shè)備安全。（4）由于短路引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機(jī)輸出功率與輸 入功率不平衡，可能會(huì)引起并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，使系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。短路計(jì)算的目的：（1）選擇有足夠電動(dòng)力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，（2）合理的配置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置，并正確整定其參數(shù)。（3）

9、選擇最佳的主接線方案。（4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算。（5）確定電力線路對(duì)鄰近通信線路的干擾等，2、沖擊電流指的是什么它出現(xiàn)的條件和時(shí)刻如何沖擊系數(shù)的大小與什么有關(guān)答：最大可能的短路電流瞬時(shí)值稱為短路沖擊電流，以表示短路沖擊電流出現(xiàn)的條件：1.短路前電路為空載狀2.短路回路的感抗遠(yuǎn)大于電阻R，短路沖擊電流，在短路發(fā)生后約半個(gè)周期，即（設(shè)頻率為50Hz）出現(xiàn)。短路沖擊系數(shù)的值與時(shí)間常數(shù)有關(guān)，通常取為3、有一個(gè)電力系統(tǒng)，各元件參數(shù)如圖7-18所示。試求：（1）準(zhǔn)確計(jì)算各元件電抗的標(biāo)幺值（采用變壓器實(shí)際變比），基本段取I段，。（2）近似計(jì)算各元件電抗的標(biāo)幺值（采用變壓器平均額定變比）?；径畏謩e取

10、、段解：（1）準(zhǔn)確計(jì)算。取基準(zhǔn)值=100MVA, ,則發(fā)電機(jī)：變壓器：線路：變壓器：(2)近似計(jì)算。取基準(zhǔn)值=100MVA, ,則發(fā)電機(jī)：變壓器：線路：變壓器：4. 如圖所示系統(tǒng)，電源為恒壓電源。當(dāng)取，沖擊系數(shù)時(shí)，試求在k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊電流和短路功率是多少？解：（1） 求各元件的標(biāo)幺值電抗。此時(shí)有(2)求電流和功率。此時(shí)有 作業(yè)六1. 電力系統(tǒng)接線如圖所示，其中，發(fā)電機(jī)G1：；發(fā)電機(jī)G2：；變壓器T1:,線路l1：;線路l2：;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、沖擊電流,及母線2上的電壓（）解：求各元件電抗標(biāo)幺值。此時(shí)有等值電路如圖所示短路電流為2. 電力系統(tǒng)接線

11、如圖其中，發(fā)電機(jī)G1：發(fā)電機(jī)G2：；變壓器T1:,線路l1：;線路l2：;線路l3:.當(dāng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，求短路點(diǎn)的總電流和各發(fā)電機(jī)支路電流（）解：等值電路如圖63所示，變換后如圖64所示。于是有并聯(lián)兩支路如圖65所示短路點(diǎn)總短路電流為，發(fā)電機(jī)支路分別為，。3. 如圖所示水電廠D發(fā)生三相短路，試求t=0s和時(shí)故障點(diǎn)短路電流周期分量和。四臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)的作業(yè)七1. 已知,試求a，b，c三相的電流。解：2. 已知某系統(tǒng)接線如圖1所示，各原件電抗均已標(biāo)出，當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生AC兩相短路時(shí)，求短路點(diǎn)各序電流，電壓及各項(xiàng)電流、電壓并繪出短路點(diǎn)的電流，電壓向量圖。3. 簡(jiǎn)答系統(tǒng)如圖2所示，已知原件參數(shù)如下。 發(fā)電機(jī)