電力系統(tǒng)分析(上)復(fù)習(xí)資料

電力系統(tǒng)分析〔上）復(fù)習(xí)提綱

一癡令

1..電務(wù)系統(tǒng)的定義。

答：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稱為電力系統(tǒng)。

2.電力生產(chǎn)的主要特點(diǎn)（電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)）

答：（1）電能不能大量存儲；（2）電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程非常短促；（3）與國民經(jīng)濟(jì)的各部門緊密相

關(guān)。

3.對電力系統(tǒng)的根本要求。

答；平安、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶供電及電能生產(chǎn)還必須符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）保證平安可靠的供電：（2）要有符合要求的電能質(zhì)量：

（3）要有良好的經(jīng)濟(jì)性；（4）盡可能減小對生態(tài)環(huán)境的有害影響。

4.無備用網(wǎng)絡(luò)和有備用網(wǎng)絡(luò)分別包括哪幾種接線形式,分別適合什么情況和什么負(fù)荷類型

的供電。

答：無備用網(wǎng)絡(luò)包括：放射式、干線式、樹狀式，無備用接線只適用于向第三類負(fù)何供電。

有備用網(wǎng)絡(luò)包括：雙回放射式、雙回干線式、環(huán)網(wǎng)、兩端供電式，有備用接線適用于第?類和第二

類負(fù)荷供電。

5.變壓器的主要參數(shù)包括哪幾個，掌握參數(shù)計(jì)算公式和等值電路。

答：變壓器主要參數(shù)包括：電阻R/、電抗X/、電導(dǎo)G/.、電納為、變壓比

6,線路的主要參數(shù)包括哪幾個，掌握參數(shù)計(jì)算公式和等值電路。

答：線路的主要參數(shù)有：電阻八電抗X、電納〃、長度/

單位長線路的一相等值電路

6

r=p/Sfx=0.1445lg^-,/?=3^_x10,/=^-|

7.分裂導(dǎo)線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。

答：分裂導(dǎo)線可以增大等值半徑，從而提高電暈臨界電壓，減小電暈損耗、減小電抗、增大電納。

8.有名單位制和標(biāo)幺制的概念。

答：在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用V,A,W,Q表示，這種用實(shí)

際有名單位表示物理量的方法稱為有名單位制

所謂標(biāo)幺制，就是把各個物理量均用標(biāo)幺制來表示的一種相對單位制。標(biāo)幺制（perunit）電路計(jì)算

中各物理量和參數(shù)均以其有名值與基準(zhǔn)值的比值表示的無量綱體制。

9.標(biāo)幺值的計(jì)算公式，為什么要采用標(biāo)幺制？

實(shí)際有名值（任意單位）

標(biāo)幺制=

基準(zhǔn)值（與有名值同單位）

采用標(biāo)幺制：（1）易于比擬電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)。（2）簡化計(jì)算公式。［3）簡化計(jì)算工作。

10.單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)基準(zhǔn)值的選取必須滿足的方程式

{V=Z3

答：單相電路基準(zhǔn)值的選取必須滿足的方程式{'nR_

Sp.B=匕汨1B

V=43ZI

三相電路基準(zhǔn)值的選取必須滿足的方程式彳R8「BB

11.單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式

答：單相系統(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式：匕產(chǎn)=Z/,Sp.=Vp1.；三相系統(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式：V,=ZJ.,

5*=KA

12.同步電機(jī)的根本方程包括d,q,0坐標(biāo)系下同步電機(jī)的電勢方程和磁鏈方程。（填空）

13.派克變換的概念和物理意義。

答：從物理意義上理解，它將觀察者的角度從靜止的定子繞組轉(zhuǎn)移到隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上一定子繞

組自、互感，定、轉(zhuǎn)子繞組間互感變成常數(shù)，簡化同步電機(jī)的原始方程。

14.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的主要特點(diǎn)。

答：（I）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的元素很容易根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線圖和支路參數(shù)直觀地求得。（2）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是稀疏、

對稱矩陣

15.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的物理意義。

Y”?節(jié)點(diǎn)i自導(dǎo)納，等于與i相連所有支路導(dǎo)納之和；

Y"?節(jié)點(diǎn)3'?間的互導(dǎo)納，等于節(jié)點(diǎn)3/間支路導(dǎo)納的負(fù)值

16.短路的概念。

答：所謂短路是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。

17.短路的類型。

答：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。

18.短路的危險后果。

答：（1）短路點(diǎn)附近的支路中出現(xiàn)大電流；［2）系統(tǒng)電壓大幅度下降，影響用戶；

（3）短路點(diǎn)距電源不遠(yuǎn)，持續(xù)時間長；［4）不對稱短路：不平衡電流

19.短路計(jì)算的目的。

答：（1）電氣設(shè)備的選擇，斷路器，互感器，母線，電纜，瓷瓶等：（2）繼電保護(hù)和自動裝置的配置：

［3）設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線；（4）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，短路對用戶工作的影

響

20.同步發(fā)電機(jī)發(fā)生短路電流最大的時間和條件。

答：短路電流的最大瞬時值在擔(dān)路發(fā)生后約半個周期出現(xiàn)，假設(shè)頻率為5OHZ時，這個時間約為短路發(fā)

生后0.（）1So

條件：（1）電路原來處于于空載狀態(tài)，短路恰好發(fā)生在短路周期電流取幅值的時刻.（2）相當(dāng)于短路發(fā)

生在電源電勢剛好過零值。

21.短路沖擊系數(shù)的選取范圍和取值。

答：短路沖擊系數(shù)的變化范圍是1<kim<2。

22.互阻抗（節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣）和轉(zhuǎn)移阻抗的概念有何區(qū)別

答：節(jié)點(diǎn)i單獨(dú)注入電流L-時，在節(jié)點(diǎn)j產(chǎn)生的電壓V：與L-電流之比即等于節(jié)點(diǎn)i、j之間的互阻抗Zj”

節(jié)點(diǎn)i單獨(dú)施加電勢E,時，該電勢與其節(jié)點(diǎn)j產(chǎn)生的短路電流L之比即等于節(jié)點(diǎn)i、j之間的轉(zhuǎn)移阻

抗Z"：

它們的區(qū)別是：確定互阻抗時，采用的是某節(jié)點(diǎn)的注入電流和另一節(jié)點(diǎn)的電壓。確定轉(zhuǎn)移阻抗時，采用

的是某節(jié)點(diǎn)的施加電勢和另一節(jié)點(diǎn)的短路甩流。

二.計(jì)算

習(xí)題1?2電力系統(tǒng)的局部接線示于題圖1-2,各電壓級的額定電壓及功率輸送方向已標(biāo)明在圖中。

試求：

(1)發(fā)電機(jī)及名變壓器高、低壓繞組的額定電壓；

(2)各變壓器的額定變比;

(3)設(shè)變壓器T-1工作于+5%抽頭、T-2、T-4工作于主抽頭，T-3工作于-2.5%抽頭時，各變壓器的實(shí)

際變比。

解(1)發(fā)電機(jī)：VGN=10.5kV,比同電壓級網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5%

變壓器T-I為升壓變壓器：VN2=10.5kV,等于發(fā)電機(jī)額定電壓；VN1=242kV,比同電壓級網(wǎng)絡(luò)的

額定電壓高10%

變壓器T-2為降壓變壓器：VN1=220kV,等于同電壓及網(wǎng)絡(luò)的額定電壓；Vw二⑵kV和

VN3=38.5kV,分別比

同電壓級網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高10%。

同理，變壓器T-3：VN1=35kV和丫皿=1IkV。變壓器T-4：VN1=220kV和VN2=121kV。

⑵T?l：k.nN=242/10.5=23.048

T-2：ZrT2(1_2)=220/121=1.818,2T/)=220/38.5=5.714，A:T2(2_3)=121/38.5=3.143

T-3：GN=35/11=3.182,T-4：kT4N=220/121=1.818

(3)T-1：kTl=(1+0.05)x242/10.5=24.2

T-2：kTV.=220/121=1.818,-T，“第=220/38.5=5.714,耳”,力=121/38.5=3.143

T-3：無以=(1-0.025)乂35/11=3.102,Jt14=220/11()=2

例2-6Zr=(4.08++j63.52)Q，左=110/11=10試求出圖中變壓器不含勵磁支路的II型等值電路。

解：變壓器阻抗折算到高電壓側(cè)時，含理想變壓器的等值電路示于圖，因此圖中各支路阻抗為

Zr_4,084-j63.524.08+j63.52

-C=(0.408+j63.52)C,Q=(-0.453-j7.058)Q

~k~io1-1()

例2?8試計(jì)算如下圖輸電系數(shù)各元件電抗的標(biāo)幺值。各元件的參數(shù)如下，發(fā)電機(jī)SG(N)=30MV.A,VG

■N)=10.5kV,XG(N)=0.26；變壓器T-1STI(N)=31.5MV.A,Vs%=10.5,kTi=10.5/121；變壓器T-2

ST2(N)=15MVA,VS%=10.5,kT2=110/6.6；電抗器VR(N尸6kV,lR(z)=0.3kA,XRCQ。

T-1L『2R

-----------HJO小

TTTT

r：選SB=120MV-A,VB=Vav,米用標(biāo)幺參數(shù)的近似算法，即忽略各兀件的額定電壓和相應(yīng)電壓

級的v；”的差異，并認(rèn)為所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于1。

(I)計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值

n八》120八》X,…%”=014x呼

x〃-XAdGIqB-()23x...-()2S..-n

〉G1N12()、G2N3

X_4%J10.5120…U_V§2%乂SB_1°.5x120

上一=----x——=0.105，=0.21

1210010060-

100sT1N100120SQN

s=0.4x12031=0.43554

1152

11v2iIIs2

-Bl.=-bl.^=-X2.8X!0-6X120X^-=0.01852

2121sB2120

XI2=Xl\=午=Qf]80

0.43554x-=0.2904,-B/,=-B,,^-=0.01852x=0.01235

1202-2n/)120

70-B/,A=0.01852x70

0.43554x—=0.2541,=0.0108

X/3=x1i=Y=3Z|

12022/,120

(2)計(jì)算各支路導(dǎo)納。

(3)計(jì)算導(dǎo)納矩陣元素。

(a)對角元

(b)非對角元

導(dǎo)納矩陣如下

習(xí)題5?1供電系統(tǒng)如圖5-1所示，各元件參數(shù)如下。

C/km：變壓器T：SN=100MVA,VS=10.5%,kT=110/llo假定供電點(diǎn)電壓為106.5kV,保持恒定，當(dāng)空

載運(yùn)行進(jìn)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路。試計(jì)算：(1)短路電流周期分量，沖擊電流，短路電流最大有

效值及短路功率等的有名值；

解：按有名值計(jì)算

V%V211()2

X.=x/=0.4x50Q=20Q,XT=-^x—==127.05Q

10010

⑴短路電流和短路功率計(jì)算

V

Y(0)

⑻基頻分量1〃=kA=0.4181kA

V3xl47.05

短路點(diǎn)的電流/〃=Ink=0.4184x—kA=4.181kA

“T丁11

(b)沖擊電流取&imp=1.8

(c)短路電流最大有效值

短路功率XX

(d)Sf=V3VNIP=731.04.181MV?A=72.424MV.A

習(xí)題5?3一臺無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，：PN=50MW,cos外=0.8,VN=15.75kV,乙=1.04,

%=0.69,%=0.31。發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行，試計(jì)算電勢E；和并畫出相量圖。

解：VG=1.0,%=1。cos°=0.85,°N=31.79。,sin外=0.52678,設(shè)VG=1.0N()C,那么

IG=1.0Z-31.79°=().85-j0.5268

EQ=VG+jIG乙=1.0+j(0.85-j0.5268)x0.69=1.4827Z23.275°

S=23,275°，Id=IGsin(^>+^N)=1.0xsin(23.275°+31.79°)=().81

jlcF

￡=1.193,6=12.763。

習(xí)題6?3系統(tǒng)接線示于題圖6-3,各元件參數(shù)如下:3'

發(fā)電機(jī)G：SN=60MV.A,M=0.14；變壓器T：SN=30MV.A,匕=18%:線L：I