電力系統(tǒng)分析第三版于永源楊綺雯著中國電力出版社課后答案.docx

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1、61 Chapter 一 1-1、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的含義是什么？ 答：電力系統(tǒng)指生產(chǎn)、變換、輸送、分配電能的設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路等， 使用電能的設(shè)備如電動機(jī)、電爐、電燈等，以及測量、保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所 組成的統(tǒng)一整體。一般電力系統(tǒng)就是由發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、配電設(shè)備及用電設(shè)備所組成的 統(tǒng)一體。 電力系統(tǒng)中，由各種電壓等級的電力線路及升降壓變壓器等變換、輸送、分配電能設(shè)備 所組成的部分稱電力網(wǎng)絡(luò)。 1-2、 電力系統(tǒng)接線圖分為哪兩種？有什么區(qū)別？ 答：電力系統(tǒng)接線圖分為地理接線圖和電氣接線圖。 地理接線圖是按比例顯示該系統(tǒng)中各發(fā)電廠和變電所的

2、相對地理位置，反映各條電力線 路按一定比例的路徑，以及它們相互間的聯(lián)絡(luò)。因此，由地理接線圖可獲得對該系統(tǒng)的宏觀 印象。但由于地理接線圖上難以表示各主要電機(jī)、電器之間的聯(lián)系，對該系統(tǒng)的進(jìn)一步了解。 還需閱讀其電氣接線圖。 電氣接線圖主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電力元件 之間的電氣接線。但電氣接線圖上難以反映各發(fā)電廠、變電所的相對位置，所以閱讀電氣接 線圖時(shí)，又常需參考地理接線圖。 1-3、 對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？ 答：對電力系統(tǒng)運(yùn)行通常有如下三點(diǎn)基本要求: 1）保證可靠地持續(xù)供電； 2）保證良好的電能質(zhì)量； 3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3、 1-4、電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？什么叫電力線路 的平均額定電壓？ 答：各部分電壓等級之所以不同，是因三相功率 S 和線電壓 U、線電流 I 之間的關(guān)系為 S= 3 UI。當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓愈高，電流愈小，導(dǎo)線等截流部分的截面積愈小， 投資愈??；但電壓愈高，對絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器等絕緣的投資也愈大。 綜合考慮這些因素，對應(yīng)于一定的輸送功率和輸送距離應(yīng)有一個(gè)最合理的線路電壓。但從設(shè) 備制造角度考慮，為保證生產(chǎn)的系列性，又不應(yīng)任意確定線路電壓。另外，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓 等級過多也不利于電力工業(yè)的發(fā)展。考慮到現(xiàn)有的實(shí)際情況和

4、進(jìn)一步的發(fā)展，我國國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)電壓，即為額定電壓。 各元件的額定電壓： 1、各用電設(shè)備的額定電壓取與線路額定電壓相等，使所有用電設(shè)備能在接近它們的 額定電壓下運(yùn)行； 2、發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的 105%； 3、升壓變壓器一次側(cè)額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，二次側(cè)的額定電壓為線路 額定電壓的 110%； 4、降壓變壓器一次側(cè)取與線路額定電壓相等，二次側(cè)的額定電壓為線路額定電壓 的 110%或 105%。 電力線路的平均額定電壓：是約定的、較線路額定電壓高 5%的電壓系列。 1-5、系統(tǒng)不同電壓等級的適用范圍怎樣？ 答：3KV 只限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用；5

5、00、330、220KV 多用于大電力系統(tǒng)的主干線；110KV 既用于大城市或大工業(yè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，也廣泛用于農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)；10KV 則是最常用的更低一級 的配電電壓；只有負(fù)荷中高壓電動機(jī)的比重很大時(shí)，才考慮 6KV 配電的方案。 1-6、 電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線有哪些？什么是年持續(xù)負(fù)荷曲線和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)？有何用 處？ 答：電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線： 1） 按負(fù)荷種類分為有功功率負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線； 2） 按時(shí)間段長短分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線； 3） 按計(jì)量地點(diǎn)分為個(gè)別用戶、電力線路、變電所及至整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷曲線。 年持續(xù)負(fù)荷曲線：一年中系統(tǒng)負(fù)荷按其數(shù)值大小及其持續(xù)時(shí)間順序由大到

6、小排列而 成。 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax：如果負(fù)荷始終等于最大負(fù)荷 Pmax，則經(jīng)過 Tmax 小時(shí)所消耗 的電能恰好等于全年耗電量 W，即： 8760 W ∫ pdt Tmax = = Pmax 0 Pmax Tmax 的大小反映了負(fù)荷隨時(shí)間變化波動的幅度大小，Tmax 大則表示負(fù)荷波動小，Tmax 小表示負(fù)荷波動大。 1-7、 某 一 負(fù) 荷 的 年 持 續(xù) 負(fù) 荷 曲 線 如 圖 所 示 ， 試 求 最 大 負(fù) 荷 利 用 小 時(shí) 。 P(M W ) 1 0 0 6 0

7、 3 0 0 2 0 0 0 5 0 0 0 8 7 6 0 t(h) 解：A 年 = 2000 100 + (5000 ? 2000) 60 +(8760 ?5000) 30 =492800( Mw. )h Tmax = A年 Pmax = 492800 = 492（8 h） 100 1-8、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地情 況如何? 答：接地方式通常分為兩大類： 1）大接地電流系統(tǒng)，即直接接地； 2）小接地電流系統(tǒng)，即不接地和經(jīng)消弧線圈接地。

8、 特點(diǎn)：電力系統(tǒng)最常見的故障是單相接地，對中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)來說當(dāng)出現(xiàn)單相接 地時(shí)，出現(xiàn)了除中性點(diǎn)外的另一個(gè)接地點(diǎn)，構(gòu)成了短路回路，所以接地相電流即短路電流數(shù) 值也就很大，為了防止損壞設(shè)備，必須迅速切除接地相甚至三相，從而降低了供電可靠性。 不接地系統(tǒng)供電可靠性高，但對絕緣水平的要求也高。因這種系統(tǒng)中單相接地時(shí)，不構(gòu)成短 路回路，接地相電流不大，不必切除接地相，但這時(shí)非接地相的接地電壓卻升高為相電壓的 3 倍。 目前在我國，110KV 及以上的系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地，35KV 及以下的系統(tǒng)中性點(diǎn) 不接地。 1-9、 中性點(diǎn)不接地單相接地時(shí)，各相對地電壓有什么變化？怎樣計(jì)算單

9、相接地電流？ 答：1)假設(shè) C 相接地，則 C 相電流為 0。此時(shí)相量圖如圖一。由圖可知，故障相電壓變?yōu)?0， 非故障相得對地電壓變?yōu)榫€電壓，即為原來的 3 倍。 2）則相量圖為圖二。由圖可知，∑Ic= 3 Ica= 流為非故障時(shí)電容對地電流的 3 倍。 3 Ia=3 Ia。即故障時(shí)單相接地電 1-10 、消弧線圈的工作原理是什么？電力系統(tǒng)一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？ 答：工作原理：在小接地電流系統(tǒng)的中性點(diǎn)處裝設(shè)消弧線圈，其實(shí)就是電感線圈，接地點(diǎn)接 地相電流中增加了一個(gè)感性分量，它和原來接地點(diǎn)的電流即線路兩非故障相的對地電容電流 之和恰方向相反，

10、數(shù)值相抵消，從而減小了接地點(diǎn)的電流，使電弧易于自行熄滅，提高了供 電可靠性。 電力系統(tǒng)中一般采取過補(bǔ)償，因?yàn)槿a(bǔ)償和欠補(bǔ)償易被擊穿。 當(dāng) IL= ∑ IC 時(shí)稱為全補(bǔ)償，系統(tǒng)中會產(chǎn)生諧振過電壓，這是不允許的；當(dāng) IL ＞ ∑ IC 時(shí)稱為過補(bǔ)償，這是系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常使用的補(bǔ)償方式；當(dāng) IL ＜ ∑ IC 時(shí)稱為欠補(bǔ)償，一般 也不采用，以防止再切除線路或系統(tǒng)頻率下降時(shí)使 ∑ IC 減少可能出現(xiàn)全補(bǔ)償而出現(xiàn)諧振過 電壓。 Chapter 二 2-1、架空電力線路由哪些部分組成？它們的作用如何？架

11、空電力線路的桿塔由哪些形 式？ 答：架空電力線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等構(gòu)成。 作用：1）導(dǎo)線：傳輸電能； 2）避雷線：將雷電流引入大地以保護(hù)電力線路免受雷擊； 3）桿塔：支持導(dǎo)線和避雷線，保持導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與避雷線、導(dǎo)線與大地 的安全距離； 4）金具：支持、接續(xù)、保護(hù)導(dǎo)線和避雷線，連接和保護(hù)絕緣子。 桿塔的型式：直線桿，耐張桿，終端桿，轉(zhuǎn)角桿等。 2-2、在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，導(dǎo)線材料的電阻率ρ為什么略大于它們的直流電阻率？ 答：原因：1）交流電的集膚效應(yīng)使得電阻上升； 2）輸電線路為多股絞線，其每股長度略大于導(dǎo)線長度； 3）計(jì)算中采用的標(biāo)稱截面積略大于實(shí)際

12、截面積。 2-3、分裂導(dǎo)線的作用是什么？分裂數(shù)為多少合適?為什么？ 答：分裂導(dǎo)線的作用：為了減少電暈損耗，應(yīng)設(shè)法降低導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度值，實(shí)踐證明采用 每相導(dǎo)體分裂為幾根子導(dǎo)體的分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)可降低導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度值，因此分裂導(dǎo)線成為 目前國內(nèi)外超高壓輸電線路上廣為采用的導(dǎo)線型式。 分裂數(shù)為 2~4 合適。因?yàn)榉至训母鶖?shù)愈多，電抗下降也愈多，但分裂根數(shù)超過 3-4 根 時(shí)，電抗的下降已逐漸減緩。而導(dǎo)線與金具的結(jié)構(gòu)、線路架設(shè)與運(yùn)行等卻隨著分裂根數(shù)的增 加而大為復(fù)雜，目前導(dǎo)線的分裂根數(shù)一般不超過 4 根 2-4、電力線路的等值電路是怎樣表示的？ 答：1)短線路，是指長度不超過 100km

13、的架空線路，線路電壓為 35KV 及以下時(shí)，電納可 略。等值電路如圖一。 2）中等長度線路，是指長度在 100~300km 之間的架空線路和不超過 100km 的電纜線路。 這種線路的等值電路有 T 型和π型等值電路，如圖二。 3）長線路，是指長度超過 300km 的架空線路和超過 100km 的電纜線路。這種線路的等 值電路要考慮它們的分布參數(shù)特性，如圖三。 2-5、什么叫自然功率？ 答：自然功率也稱波阻抗負(fù)荷。是指負(fù)荷阻抗為波阻抗時(shí)，該負(fù)荷所消耗的功率。 2-6、什么叫變壓器的短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)，從這兩個(gè)試驗(yàn)可確定變壓器哪些參數(shù)？ 答：1）短路試驗(yàn)：低壓側(cè)短路，在高壓側(cè)加電壓使

14、繞組通過的電流達(dá)額定值，測出高壓側(cè) P U 2 所加電壓值和回路所消耗的有功功率 PK?？纱_定的參數(shù)：繞組電阻 RT = K N ，繞組電抗 S 2 N X = U %U 2 K N 。 N T 100 S 2）空載試驗(yàn)：低壓側(cè)開路，高壓側(cè)加額定電壓，測出變壓器的空載電流 I0 和空載損 耗 P0。可確定的參數(shù)：勵(lì)磁電導(dǎo) G = P0  ，勵(lì)磁電納 B = I0 %SN 。 U N T 2 T N 100U 2 2-7、雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣的等值電路表示？雙繞

15、組變壓器與電力線路的等 值電路有何異同？ 答：1）雙繞組變壓器的等值電路： 三繞組變壓器的等值電路： 2）同——都有一串聯(lián)的阻抗 Z=R+jX 和并聯(lián)的導(dǎo)納 Y=G+jB。 異——雙繞組變壓器的勵(lì)磁回路的等值導(dǎo)納并聯(lián)在變壓器繞組等值阻抗的首端； 線路的總導(dǎo)納一半并聯(lián)在線路的等值阻抗的首端，一半并聯(lián)在末端；線路的 G≈0;雙繞組變 壓器的并聯(lián)電納是感性因此 BT 前是“－”號，線路的并聯(lián)電納是容性的，因此 BL 前是“+” 號。 2-8、什么叫三繞組變壓器的最大短路損耗？ 答：指兩個(gè) 100%容量繞組中流過額定電流，另一個(gè) 100%或 50%容量繞組空載時(shí)的有功損 耗。 2-

16、9、對于升壓型和降壓型的變壓器，如果所給出的其他原始數(shù)據(jù)均相同，它們的參數(shù)相同 嗎？如何理解變壓器的參數(shù)具有電壓級的概念？ 答：不同。因?yàn)閷ι龎盒秃徒祲盒偷娜@組變壓器來說，其繞組排列方式不同。升壓型的從 鐵芯至繞組最外層的排列順序是中壓繞組、低壓繞組、高壓繞組，由于高中壓繞組相隔最遠(yuǎn)， 二者間漏抗最大；降壓型的從鐵芯至繞組最外層的排列順序是低壓繞組、中壓繞組、高壓繞 組，高低壓繞組間漏抗最大。繞組間漏抗不同，則 XT 就不同。 當(dāng)變壓器參數(shù)計(jì)算公式中代入不同電壓級的額定電壓則得出歸算到不同電壓級下的參 數(shù)。 2-10 、發(fā)電機(jī)的等值電路有幾種形式？它們等效嗎？發(fā)電機(jī)電抗的百分?jǐn)?shù) XG

17、%的含義是什 么？ 答：一般有兩種形式，一是以電壓源和串聯(lián)電抗表示的等值電路，一是以電流源和并聯(lián)電抗 表示的等值電路。兩者之間完全等效。 發(fā)電機(jī)電抗的百分?jǐn)?shù) XG% 實(shí)際上是在 XG 上通過額定電流時(shí)產(chǎn)生的電壓降與額定電 壓的比值的百分值。其計(jì)算公式是： XG (%) = 3IN XG 100 UN 2-11、電力系統(tǒng)負(fù)荷有幾種表示方式？它們之間有什么關(guān)系？ 答：電力系統(tǒng)負(fù)荷有兩種表示方法：阻抗和導(dǎo)納，它們相互等值。 2-12 、組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)的基本條件是什么？ 答：標(biāo)么值的折算和電壓級的歸算即求出的電力系統(tǒng)各元件參數(shù)。 2-13 、什么是有名制？

18、什么是標(biāo)幺制？標(biāo)幺制有什么特點(diǎn)？基準(zhǔn)值如何選取？ 答：有名制：進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行運(yùn) 算。 標(biāo)幺制：進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用沒有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的 相對值進(jìn)行運(yùn)算。 標(biāo)幺制的特點(diǎn)：線電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù) 值相等。計(jì)算結(jié)果清晰，便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性，可大量簡化計(jì)算等。 基準(zhǔn)值的選?。?）基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同。2）阻抗、導(dǎo)納、電壓、電 流、功率等五個(gè)基準(zhǔn)值之間應(yīng)符合電路關(guān)系。 2-14 、電力系統(tǒng)元件參數(shù)以標(biāo)幺值表示時(shí)，是否可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)？計(jì)

19、算元件標(biāo)幺 值的兩種算法，其結(jié)果是否相同，為什么？ 答：元件參數(shù)以標(biāo)幺值表示時(shí)可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)。 計(jì)算元件參數(shù)標(biāo)幺值的兩種算法 1 是按變壓器實(shí)際變比計(jì)算，2 是按平均額定電壓之 比計(jì)算。結(jié)果有差異，按變壓器實(shí)際變比計(jì)算得出的標(biāo)幺值是所謂精確值，按平均額定電壓 之比計(jì)算得出的標(biāo)幺值是近似值，通常用在短路計(jì)算中。 2-15 、什么叫變壓器的額定變比，實(shí)際變比，平均額定電壓之比？在歸算中如何應(yīng)用？ 答：額定變比是把變壓器的變比看成額定電壓之比，實(shí)際變比是把變壓器的變比看成變壓器 的實(shí)際電壓之比，平均額定電壓之比是看成變壓器的平均額定電壓之比。根據(jù)對計(jì)算結(jié)果精 度的要求在歸算中

20、選用不同的變比。 2-16 、電力系統(tǒng)接線圖如下圖所示，圖中標(biāo)明了各級電力線路的額定電壓（KV），試求： 1）發(fā)電機(jī)和變壓器各繞組的額定電壓，并標(biāo)在圖中； 2）設(shè)變壓器 T1 工作于+5%抽頭，T2、T5 工作于主抽頭（T5 為發(fā)電廠的廠用變壓器）， T3 工作于-2.5%抽頭，T4 工作于-5%抽頭，求個(gè)變壓器的實(shí)際變比； 3）求各段電力線路的平均額定電壓，并標(biāo)于圖中。 解：（1）如上圖。 242(1 + 5%)  24.2 K = （2） 1 = 10.5 K 2(1? 2) = 220 121

21、  =1.82 K 2(1?3) = 220 = 5.71 38.5 K = 110(1 ? 2.5%) = 9.75 3 11 K = 35(1 ? 5%) = 5.04 4 6.6 K5 = 10 3.15 = 3.17 Ul1 = 220 (1 + 5%) = 231KV Ul 2 = 110 (1 + 5%) = 115.5KV (3) Ul3 = 35 (1 + 5%) = 36.75KV Ul 4 = 10 (1 + 5%) = 10.5KV Ul5 = 6 (1 +

22、 5%) = 6.3KV Ul 6 = 3 (1 + 5%) = 3.15KV 2-17.某一回 110kv 架空電力線路,長度為 60km,導(dǎo)線型號 LGJ-120,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 15.2mm, 三相導(dǎo)線水平排列,兩相鄰導(dǎo)線三相間的距離為 4m,試計(jì)算該電力線路的參數(shù),并作等效電 路。 ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? km) 120 r = 15.2 = 7.6(mm) 2 m D = 3 4000 4000 2 4000 = 5039.7(mm) X

23、= 0.1445lg Dm 1 r + 0.0157 = 0.1445lg 5039.7 + 0.0157 = 0.423(? / km) 7.6 b1 = 7.58 lg Dm r 10 ? 6 = 7.58 lg 5039.7 7.6 10 ? 6 = 2.69 10 ?6 (s) g1 = 0. R1 = r1l = 0.2625 60 = 15.75(?) X 1 = x1l = 0.423 60 = 25.38(?) ?6 ? 4 則 B1 = b1l = 2.69 10  60 = 1.

24、614 10 (s) B1 = 0.80710 2  ? 4 (s) G1 = 0. 2-18.有一回 220kv 架空電力線路,采用型號為 LGJ-2185 的雙分裂導(dǎo)線,每一根導(dǎo)線的計(jì)算 外徑為 19mm,三相導(dǎo)線的不等邊三角形排列,線間距離 D12 = 9m , D23 = 8.5m, D31 = 6.1m, 分裂導(dǎo)線的分裂數(shù) n=2,分裂間距為 d=400mm,試計(jì)算該電力線路的參數(shù),并作其等值電路。 解： r1 = ρ = ns 31.5 2 185 = 0.085(? / km)

25、 req = = 2 19 400 = 61.64(mm) 2 m D = 3 900 8500 6100 = 7756 .46(mm) 1 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0,1445lg 7756.46 + 0.0157 = 0.311(? / km) req n 61.64 2 b1 = 7.58 D  ?6 10 = 7.58 10 7756.46  ?6 = 3.6110  ?6 (s / km) lg m req

26、. b1 lg 61.64 ?6 = 1.80510 2 (s / km) g1 = 0. 2-19.三相雙繞組升壓變壓器的型號為 SFL-40500/110, 額定容量為 40500KVA,額定電壓為 121/10.5KV, Pk = 234.4kw, Uk (%) = 11, P0 = 93.6kw, I 0 (%) = 2.315, 求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。 解: ` R = PKU N = 234.4 10  (10.5 103 )2 = 1.57 10? 2

27、 (?) 2 3 S N T 2 (40500103 )2 2 X = UN (%)U N 11 (10.5 103 )2 =  = 0.3(?) N T 100S 100 40500103 3 P0 U GT = 2 N = 93.6 10 (10.5 103 )2 = 8.49 10? 4 (S) 3 I (%)S B = 0 N = 2.315 4050010 = 8.5 10? 3 (S) N T 100U 2 100 (10.5 103 )2

28、 2-20. 三 相 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號 為 SFPSL-120000/220, 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA,額定電壓為 220/121/11KV, PK (1? 2 ) = 601KW , PK (1? 3) = 182.5KW , PK ( 2? 3) = 132.5KW ,U K (1? 2 ) (%) = 14.85,U K (1? 3) (%) = 28.25, UK ( 2?3 ) (%) = 7.96, P0 = 135KW , I 0 (

29、%) = 0.663,求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。 解: I: PK (1? 2 ) = 601(KW ) P K (1? 3) = 4 PK (1?3) = 730 (KW ) PK (2?3) = 4 PK ( 2? 3) = 530 ( KW ) P = 1 (P + P – P ) = 400.5(KW ) K1 2 K (1? 2) K (1? 3) K ( 2? 3) P = 1 (P + P – P ) = 200.5(KW

30、) K 2 2 K (1?2 ) K ( 2? 3) K (1?3) P = 1 (P + P ? P ) = 329.5(KW ) K 3 2 K (1? 3) K ( 2?3 ) K (1? 2) 2 3 3 2 R = PK 1U N 1 = 400 .5 10  ( 220 10 ) = 1.346 ( ? ) S T 1 2 N 2 (12 10 4 10 3 ) 2 3 3 2 R = PK 2 U N 1 = 200 . 5 10  (

31、220 10 ) = 0.674 ( ? ) S T 2 2 N 2 (12 10 4 10 3 ) 2 3 3 2 R = PK 3U N 1 = 329 .5 10  ( 220  10 ) = 1.107 ( ? ) S T 3 2 N (12 10 4 10 3 ) 2 II：U K (1? 2) (%) = 14.85,U K (1?3) (%) = 28.25,U K ( 2? 3) (%) = 7.96 UK1 (%) = 1 (U 2  K (

32、1? 2) (%) + U  K (1? 3) (%) ? U  K ( 2? 3) (%)) = 17.57 UK 2 UK 3 (%) = 1 (U 2 (%) = 1 (U 2  K (1? 2) K (1? 3) (%) + U (%) + U  K ( 2?3 ) K ( 2 ?3) (%) ? U (%) ? U  K (1? 3) K (1? 2) (%)) = ?2.72 (%)) = 10.68 U (%)U

33、 2 X = K1 N1 17.57 (220 103 )2 =  = 70.866(?) N T1 100S 2 10012 104 103 3 2 XT 2 = UK 2 (%)U N1 100SN = ? 2.72 (22010 ) 10012 104 103 = ?10.971(?) U (%)U 2 X = K 3 N1 10.68 (220 103 )2 =  = 43.076(?) N T 3 100S 10012 104 103 III： G =

34、 P0 = 135103  = 2.79 10? 6 (S) U N1 T 2 (220103 )2 4 3 IV： BT = I 0 (%)SN N 1 100U 2 = 0.66312 10 10 100 (220103 )2 = 1.64410? 5 (S) 2-21 ． 三 相 自 耦 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號 OSSPSL-120000/220 ， 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA ， 額 定 電 壓 220/121/38.5KV ， PK (1?

35、 2 ) = 417 KW , PK (1?3) = 318.5KW , PK ( 2 ?3) = 314 KW ; U K (1? 2) (%) = 8.98, UK (1? 3) (%) = 16.65,U K ( 2 ?3) (%) = 10.85; P0 = 57.7 KW , I 0 (%) = 0.712. 求該變壓器的參數(shù), 并作等值電路. 解: I: PK (1? 2) = 417(KW ) P K (1? 3) P K ( 2? 3) = 4 PK (1?3) = 4PK ( 2? 3) =

36、 1274(KW ) = 1256(KW ) P = 1 (P + P – P ) = 217.5(KW ) K1 2 K (1? 2) K (1?3) K ( 2? 3) P = 1 (P + P – P ) = 199.5(KW ) K 2 2 K (1? 2) K ( 2? 3) K (1? 3) P = 1 (P + P ? P ) = 1056.5(KW ) K 3 2 K (1? 3) K ( 2? 3) K (1? 2) 2 3 3 2 R

37、T1 PK1U N1 S = 2 N = 217.5 10 (22010 ) (12 104 103 )2 = 0.73(?) 2 3 3 2 RT 2 PK 2UN1 S = 2 N = 199.5 10 (220 10 ) (12 104 103 )2 = 0.67(?) 2 3 3 2 RT 3 PK 3U N1 S = 2 S = 1056.5 10 (22010 ) (12 104 103 )2 = 3.55(?) II: UK (1? 2) (%) =

38、8.98 K (1?3) K (1?3) U (%) = 2U (%) = 33.3 K ( 2 ?3) K (1?3) U (%) = 2U (%) = 21.7 UK 1 (%) = 1 (U 2  K (1? 2)  (%) + U K (1? 3)  (%) ? U K ( 2 ?3) (%)) = 10.29 UK 2 (%) = 1 (U 2  K (1? 2)  (%) + U K ( 2? 3)  (%) ? U K (1?3) (%)) = ?1

39、.31 U (%) = 1 (U (%) + U (%) ? U (%) = 23.01 K 3 2 K (1? 3) K ( 2?3 ) K (1? 2 ) U %U 2 10.29 (220 103) 2 XT1 = K 1 100S N 1 = = 41.503(?) N 100 12 104 103 XT = UK 2 N1 ?1.31 (220 103) 2 = = ?5.284(?) %U 2 N 2 100 S 100 12 104 103 U %U 2 

40、23.01(220 103) 2 XT 3 = K3 100SN N1 = = 92.807(?) 100 12 104 103 III: G = P0 = 57.7 103 = 1.19 10?6 (S) U N1 T 2 (220103 )2 4 IV: B = I 0 (%)SN = 0.71212 10 103 = 1.765 10? 5 (S) N 1 T 100U 2 100(220 103 )2 2-22.雙水內(nèi)冷汽輪同步發(fā)電機(jī)的型號為 TQFS-125-2, PN =

41、125MW , cos ? N = 0.85,U N = 13.8KV , X d = 1.867, X d = 0.257, X = 0.18, 試計(jì)算該發(fā)電機(jī)的直 d 軸同步電抗 X d ,暫態(tài)電抗 X d ,直軸次暫態(tài)電抗 X d 的有名值. U 2 解: ZN = N SN  U 2 cos ? = N N = 1.295(?) PN X d = 1.867ZN = 1.8671.295 = 2.418(?) X d N = 0.257 Z 

42、= 0.257 1.295 = 0.333(?) X d N = 0.18Z = 0.18 1.295 = 0.233(?) 2-23.電抗器型號為 NKL-6-500-4, UN 試計(jì)算該電抗器電抗的有名值. = 6KV , I N = 500A, 電抗器電抗百分?jǐn)?shù) X L (%) = 4. 解: X L = = 4 6 10  = 0.277(?) 3 100 3 500 Chapter 三 3-1.電力系統(tǒng)阻抗中的功率損耗表達(dá)式是什么?電力線路始.末端的電容功率表

43、達(dá)式是什么? L P 2 + Q 2 答: ?SL = ?PL + j?QL = i i (R U 2 i + jX L ) 1 ?S 2 C1 = ? jU 2 BL 1 2 1 ?S = ? jU 2 BL 2 C 2 2 2 3-2.電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達(dá)式是什么 ?其電壓的計(jì)算公式是以相 電壓推導(dǎo)的,是否也適合于線電壓?為什么? 答: ?U Pi R + Qi X U = i i δU Pi X ? Qi R U =

44、i i 此公式也適合于線電壓，原來在相電壓的計(jì)算公式中功率是每相功率，而用于線電壓計(jì) 算時(shí)功率用三相總功率即可。 三相功率是每相功率的 3 倍，當(dāng)公式用三相功率代入時(shí)，要使等式成立ΔU 和δU 前面 都要乘 3 倍。而線電壓是相電壓的 3 倍, 將ΔU 和δU 前的 3 變成 3 3 ，其中一個(gè) 3 與 ΔU、δU 相乘則使相電壓的ΔU、δU 變成了線電壓的ΔU、δU，另一個(gè) 3 則和等式右側(cè)分母 上的相電壓 U 相乘得到線電壓 U。 3-3.什么叫電壓降落.電壓損耗.電壓偏移.電壓調(diào)整及輸電效率? . . . 答:電壓降落:線路始.末兩端

45、電壓的相量差 (U 1 ? U 2 ) 或 d U . 電壓損耗:線路始末兩端電壓的數(shù)值差(U1 ? U 2 )≈ΔU. 從百分?jǐn)?shù)表示,電壓損耗ΔU %= U 1 ? U 2 100. U N 電壓偏移:線路始.末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差(U1 ? UN )或 (U 2 ? U1 ),以百分?jǐn)?shù)表示 始端電壓偏移ΔU1。 N %= U1 ? UN U N  100. 末端電壓偏移ΔU2。 N %= U 2 ? U N U N  100. 電壓調(diào)整:

46、線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差 (U 20 ? U 2 ).以百分?jǐn)?shù)表示,電壓調(diào)整ΔU U 0%= 20 ?U 2 100. U 20 輸電效率:線路末端輸出有功功率 P2 與線路始端輸入有功功率 P1 的比值,以百分?jǐn)?shù)表示, 輸電效率η%= P2 100. P1 3-4.什么叫運(yùn)算負(fù)荷?什么叫運(yùn)算功率?一個(gè)變電所的運(yùn)算負(fù)荷如何計(jì) 算? 答:運(yùn)算負(fù)荷為從電力線路阻抗中流出的功率稱為運(yùn)算負(fù)荷；運(yùn)算功率為流入電力線路阻抗 中流出的功率。 變電所的運(yùn)算負(fù)荷=低壓側(cè)負(fù)荷+變壓器的繞組損耗+變壓器的勵(lì)磁損耗+所有與其高壓母線 相連線路充電功率的

47、一半。 3-5.對簡單開式網(wǎng)絡(luò),變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的內(nèi)容和步驟是什么? 答:潮流計(jì)算的內(nèi)容:求各節(jié)點(diǎn)電壓和各條支路功率。 簡單開式網(wǎng)絡(luò)：運(yùn)用已知的功率或電壓計(jì)及各段線路和變壓器上的功率損耗和電壓降落逐 環(huán)節(jié)推算出各條支路的功率和各點(diǎn)電壓。 環(huán)式網(wǎng)絡(luò)：以計(jì)算負(fù)荷代替變電所，忽略線路的損耗，用靜力矩法求出初步功率，找出功 率分點(diǎn)，在功率分點(diǎn)處拆成兩個(gè)開式網(wǎng)，最后計(jì)及功率損耗，求出最終功率分布。 3-6．變壓器在額定狀態(tài)下，其功率損耗的簡單表達(dá)式是什么？ 答： ?S = ?ST + ?SO = PK + j UK %SN 100 +

48、PO + j I O %SN 100 = PK + PO + j(UK %SN 100 + I O %SN ) 100 3-7．求環(huán)式網(wǎng)絡(luò)中的功率分布的力矩法計(jì)算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考 慮了網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電壓降落？ n . * . ∑ Sm Z m * 答： S a = m=1 ZΣ 該公式?jīng)]有考慮網(wǎng)絡(luò)中的損耗。 3-8．110kv 雙回架空電力線路，長度為 150km，導(dǎo)線型號為 LGJ-120，導(dǎo)線計(jì)算外徑為 15.2mm, 三相導(dǎo)線幾何平均距離為 5m,已知電力線路末端負(fù)荷為 30+j

49、15MVA,末端電壓為 106kv,求始 端電壓、功率,并做出電壓相量圖。 ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? / km) 120 D = 5m = 5000(mm),r = 15.2 = 7.6(mm) m 2 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.423(? / km) 1 r 7.6 b1 =  7.58 D 10?6 = 7.58 10? 6 5000 = 2.69 10? 6 (s / km), g1 =

50、0 lg m r lg 7.6 R = 1 r l = 1 0.2625 150 = 19.687(?) L 2 1 2 X = 1 x l = 1 0.423150 = 31.725(?) L 2 1 2 1 L B = 2b l = 2 2.69 10? 6 150 = 8.07 10? 4 (s) GL = 0. . . = + (? jU 2 BL ) = (30 + j15) + (? j1062 8.07 10 ) = 30 + j10.466(MVA) ? 4 S 2 S2 2 2 2

51、 . P 2 2 ? S L  = ?PL +  j?QL =  2 + Q 2  (RL +  jX L ) = 30 + 10.466 2  (19.687 +  j 31.725) U 2 2 2 106 2 = 1.769 + j2.85(MVA) . . . S1 = S 2 + ? S L = (30 + j10.466) + (1.769 + j2.85) = 31.769 + j13.316(MVA) . dU 2 = ?U 2 + jδU 2

52、 P R = 2  + Q X L 2 L U 2  P X + j 2  – Q R L 2 L U 2 = 30 19.687 + 10.466 31.725 + j 30 31.725 ? 10.46619.687 106 106 = 8.7 + j7.03(kv) . . . 。 U 1 = U 2 + d U 2 = 106 + 8.7 + j7.03 = 114.7 + j7.03 = 114.9∠3.5（kv) . . B  ? 4 1 S1

53、 = S1 + (? jU 2 L ) = (31.769 + j13.316) + (? j114.92 8.07 10 ) 2 2 = 31.769 + j7.99(MVA) . . . 設(shè) U 2 = 106∠0（kv), ?U 2 = 8.7(kv),δU 2 = 7.03(kv), 則U = 114.9∠3.5 (kv) 3-9.220KV 單回架空電力線路,長度為 200KM,導(dǎo)線型號 LGJ—300,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 24.2mm , 三相導(dǎo)線幾何平均距離為 7.5m ,已知其始端輸出的功率為 120 + j50MVA ,始端的電壓為 240 KV

54、 .求末端電壓及功率,并作出電壓向量圖. ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.105(? / Km) 300 Dm = 7.5m = 7500(mm) r = 24.29 = 12.1(mm) 2 Dm x1 = 0.1445lg r + 0.0157 = 0.1445lg 7500 + 0.0157 = 0.419(? / km) 12.1 7.58 ?6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r 10 = 7500 10 lg 12.1 = 2.71510 (S /

55、 km) RL =r1 l = 0.105 200 = 21(?) X L = x1l = 0.419 200 = 83.8(?) 1 l B = b l = 2.715 10 ? 6 200 = 5.43 10 ? 4 (S ) Gl = 0 S?′ = S?  ? (? jU 2 B 5.43? 4 l ) = (120 + j50) ? (? j2402 ) 1 1 1 2 2 = 120 + j65.6384(MVA) 2 ?S = P1′ + Q1′

56、 (R  + jX ) = 120 + 65.63842  (21 + j83.8) U 2 2 L 2 L L 1 2402 = 6.82 + j27.22(MVA) ? ? S2′ = S1′ ? ?S?L = (120 + j65.6384) ? (6.82 + j27.22) = 113.18 + j38.418(MVA) dU?1 = ?U1 + jδU1 = P1′RL + Q1′X L U1 + j P1′X L ? Q1′RL U1 = 120

57、21+ 65.6384 83.8 + j 120 83.8 ? 65.6384 21 240 240 = 33.419 + j36.157(MVA) U? 2 = U1 ? dU?1 = 240 ? 33.419 ? j36.157 = 206.58 ? j36.157 = 209.72∠ ?10(KV ) S? = S?′ ? (? jU 2 BL ) = (113.18 + j38.418) ? (? j209.722 5.43 10?4 ) 2 2 2 2 2 = 113.18 + j50.3

58、6(MVA) . ∴ S 2 = 113.18 + j50.36(MVA) ；U? 2 = 209.72∠ ?10(KV ) 。 3-10.110kv 單回架空電力線路,長度為 80km,導(dǎo)線型號為 LGJ-95,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 13.7mm,三 相導(dǎo)線幾何平均距離為 5m,電力線路始端電壓為 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. ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.332(? / km) 95 Dm = 5m = 5000(mm), r = 13.7 = 6.85(mm) 2

59、 x = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.425(? / km) 1 6.85 7.58 ? 6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r  10 = 5000 10 lg 6.85 = 2.647 10 (s / km) g1 = 0 RL = r1l = 0.332 80 = 26.56(?) X L = x1l = 0.429 80 = 34.32(?) 1 L B = b l = 2.64710? 6 80 = 2.12 10? 4 (s) GL = 0

60、 . . B 2.12 10?4 N S 2 = S 2 + (-j U 2 L ) = (15 + j10) + (? j1102 2 ) = 15 + j8.717(MVA) 2 . 2 ? S L P 2 U = 2 + Q 2 (RL + jXL ) = 15 + 8.7172  (26.56 + j34.32) = 10.66 + j0.854(MVA) 2 N 2 1102 . . . S1 = S 2 + ? S L = (15 + j8.717) + (

61、10.66 + j0.854) = 15.66 + j9.57(MVA) ? . . 2 BL 2 2.12 10 4 S 1 = S 1 + (? jU 1 ) = (15.66 + 2 j9.57) + (? j116 ) = 15.66 + j8.14(MVA) 2 P R + Q X P X – Q R 15.66 26.56 + 9.57 34.32 dU1 = ?U1 + jδU1 = 1 L 1 U1 L + j 1 L 1 L = U1

62、 116 + j 15.66 34.32 ? 9.57 26.56 = 6.417 + j2.442(KV ) 116 . . U 2 = U 1 ? dU1 = 116 ? 6.417 ? j2.442 = 109.583? j2.442(KV ) 3-11.220kv 單 回 架 空 電 力 線 路 , 長 度 為 220km, 電 力 線 路 每 公 里 的 參 數(shù) 為 ?6 r1 = 0.108? / km, x1 = 0.42? / km, b1 = 2.66 10 為 205kv 時(shí),求線路始端電壓. 解: R

63、L = r1l = 0.108 220 = 23.76(KV ) s / km ,線路空載運(yùn)行,當(dāng)線路末端電壓 X L = x1l = 0.42 220 = 92.4(?) 1 L B = b l = 2.66 10?6 220 = 5.85210?4 (s) . 因?yàn)榫€路空載運(yùn)行, 所以 S 2 = 0 . . = + (? jU 2 BL ) = ? j2052 5.85210  = ? j12.3(MVA) ?4 S 2 S 2 2 2 2 2 2 2 . ? S L 

64、= P2 + Q2 U 2 2 (RL + jXL ) = 12.3 2052  (23.76 + j92.4) = 0.085 + j0.33(MVA) . . . 2 S1 = S + ? S L = ? j12.3 + 0.085 + j0.33 = 0.085 ? j11.97(MVA) . P R + Q X P X – Q R ?12.3 92.4 12.3 23.76 dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = 2 L 2 U 2 L + j 2 L

65、 2 L = U 2 205 + j 205 = ?5.544 + j1.4256(KV ) . . . U 1 = U 2 + dU 2 = 205 ? 5.544 + j1.4256 = 199.456 + j1.4256(KV ) . . B 5.852 = S + (? jU 2 L ) = (0.085? j11.97) +[? j(119.4562 + 1.42562 ) 10? 4 ] S1 1 1 2 2 = 0.085 ? j23.61(MVA) U1 = =119.46( kV) 3-12. 有 一 臺 三 繞 組 變 壓 器 , 其 歸 算 至 高 壓 側(cè) 的 等 效 電 路 如 圖 所 ~ 示, ZT1 = 2.47 + j65?, ZT 2 = 2.47 ? j115?, ZT 3 = 2.47 + j37.8?, S 2 = 5 + j4MVA, ~ S 3 = 8 + j6MVA, 當(dāng)變壓器變比為 110/38.5(1+5%)/6.6kv 時(shí),試計(jì)算高、中壓側(cè)的實(shí)際電壓. . . .