電力系統(tǒng)分析試題及參考答案

1、作業(yè)題一參考答案一、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+ 2 X 2.5%的分接頭，則該分接頭電壓為 231KV2電力系統(tǒng)中性點有效接地方式指的是中性點直接接地。3輸電線路的電氣參數(shù)包括電抗、電導、電納和電阻 。4 輸電線路的電壓偏移是指線路始端或末端母線的實際運行電壓與線路額定電壓 的數(shù)值差。5電力系統(tǒng)的潮流分布一般是用各節(jié)點的電壓和功率表示。6. 調(diào)整發(fā)電機組輸出的有功功率用來調(diào)整電力系統(tǒng)運行的頻率 。7. 復合故障一般是指某一時刻在電力系統(tǒng)二個及以上地方發(fā)生故障。&用對稱分量法計算不對稱故障，當三相阻抗完全對稱時，則其序阻抗矩陣Zsc的非對角元素為 零 。

2、9系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時故障點短路電流的大小是零序電流的3 倍。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、單項選擇題在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選 項前的字母填在題后的括號內(nèi)。11同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)頻率之間是否有嚴格的關(guān)系（）根據(jù)發(fā)電機的形式定否是不一定12三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)、通常將高壓繞組放在（）內(nèi)層中間層外層獨立設置13中性點以消弧線圈接地的電力系統(tǒng),通常米用的補償方式是（）全補償欠補償過補償有時全補償，有時欠補償14三相導線的幾何均距越大，則導線的電抗（）越大越小不變無法確定15.變壓器的電導參數(shù)G,主要決定于哪一個實驗數(shù)據(jù)（)厶

3、Po、PkU%1。16.當功率的有名值為s= P+ jQ 時（功率因數(shù)角為）取基準功率為 S,則有功功率的標么值為（） P P P cosSn cosSn sinSnSn17.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)點的數(shù)量（） 全都是 大量的 少量的 必有且一般只設一個19潮流計算中，要求某些節(jié)點之間電壓的相位差應滿足的約束條件是（）Ii - j 1>1i - j |min丨i -jIVi -j |min丨i - j l>li - j |max丨i -j|Vi -j |max20在同一時間內(nèi)，電力網(wǎng)的電能損耗

4、與供電量之比的百分值稱為（ ）負載率網(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，錯誤的是（） 高峰負荷時允許中樞點電壓略低 低谷負荷時允許中樞點電壓略低 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）改變了負荷變化時次級電壓的變化幅度增加了整個電力系統(tǒng)的無功功率容量23通過改變變壓器變比，實質(zhì)上（改變了電壓損耗的數(shù)值改變了電力網(wǎng)的無功功率分布24.三相短路時，非周期分量極小值，只能是在某種情況（一相中出現(xiàn)同時在兩相中出現(xiàn)三相均不出現(xiàn)只有故障相出現(xiàn)其它相不出現(xiàn) ）（ 其中， 1,2 ， 0 分別

5、為正序、XdXqxd"xd' xqxdx ' x "dd xd xqxd'xd" xdxd'xq xd"26.若 ac 兩相發(fā)生短路，則基準相選擇為( )a相b相c相a相和c25.同步機的各種電抗間關(guān)系為（ ）27.下網(wǎng) K 點發(fā)生兩相短路接地，其復合序網(wǎng)為圖所示 （負序、零序阻抗 ）28. 越靠近電源點負序電壓越（）低高不變無法確定229. 作為判據(jù)dpE 0主要應用于分析簡單系統(tǒng)的（）d暫態(tài)穩(wěn)定故障計算靜態(tài)穩(wěn)定調(diào)壓計算30. 分析簡單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性可以應用（）等耗量微增率準則等面積定則小干擾法對稱分量法三、簡答題31

6、電力變壓器的主要作用是什么？另外還起到將不同電壓等級電網(wǎng)相聯(lián)系的作答：電力變壓器的主要作用是升高或降低電壓, 用。32簡單閉式網(wǎng)分為哪些類網(wǎng)絡?答：簡單的閉式網(wǎng)可分為兩端供電網(wǎng)絡（2分）和環(huán)形網(wǎng)絡（2分）兩類（1分）。33. 為什么說當電力系統(tǒng)無功功率不充足時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，同時卻使系統(tǒng)中另個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經(jīng)小電阻接地能夠提高當系統(tǒng)發(fā)生接地故障進的暫態(tài)穩(wěn)定性？答：在輸電線路送端的

7、變壓器經(jīng)小電阻接地，當線路送端發(fā)生不對稱接地時，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LGJ- 300型導線（計算外徑 25.2mm）,已知三相導線正三 角形布置，導線間距離 D= 6m,求每公里線路的電抗值。解：計算半徑： r 252 12.6mm 12.6 10-3m已知= 2D0W, Af = - 0.2Hz 求；血上？幾何均距：Dh=D=6mXi0.14451 gDm0.01570.1445lg12.6 10 30.01570.403 /km36°.110KV單回架空線路，其參數(shù)如圖所示

8、，線路始端電壓為116KV,末端負荷為 求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。15 + j10MVA,U|劑卡5斗o北解: ,1設全網(wǎng)電壓溝UwilOKVaq業(yè)二-jbixi（r4xho2 -JU31 mrsrSj = % += 15 + J8,669MVA （t 分）（1分）（1分）（R + jx） 土 0.495+）0,592 MV A§1+A=15,496±j9.fi61 MVAQi =10-4x UO2 - jL331 MVarSj = S；= 15.496 + j8.33 MVA （1 分）2）令 U 二 116*KV二 110.4 = Ur-UZ - jSlla

9、 = TJj（f j 匕*= 109.997 - j3»673OSS »KV（a 分）37.某系統(tǒng)發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/HZ當負荷增大200MW寸，發(fā)電機二次調(diào)頻增發(fā)40MW此時頻差為0.2Hz，求負荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：輕:根據(jù)公式42-仝七£蟲。分）X; +也r ： ： -0.2=-器親 &分）K器皿= 800-740 = 60MW/lk（1 分）38.網(wǎng)K點發(fā)生兩相短路接地，求 K點短路電流值。心亍叩"JWI2叩P6 tr MCAr血議a *, a/ H THVAw.葉力二“*Ukcl= /*X=Xj£-0.32Xl

10、o = 3x0.0906 = 0.272Xr = 0ja5x°-=0.20.572X£ = 0.32-（0.32/710,13）=0.412-0Ml2r42AIf （躍湍5= 3.74KA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償設備，試選擇變壓器分接頭和無功補償設備容量。1D7.5TFmin 107.5- ° 餐J ?？?= 102.%KV (3.T；血=107 雖 乂 斗T坯竺= 9&.7KVJO

11、7,52）按最小負荷時無補償惜配來選援變壓祥仿接頭= 102.96x -= = 105.35KV -ft用 110-2.5%.8 107,25/11KV （2分）接最夫負倚時調(diào)壓要求確定Q,客呈Q尸晉盞旳心喊"百卷）x號薩"952（3分口；臉算：帥大貸荷時補鯊逆?zhèn)淙恳廴?07.5IJi（m= 107.5-X 4 巴_土型三二土鄧空J25 = 99.85KV1嚴=99価 x 描免二 10.24KVJ Ji- jfci, Or 10.25 KJ.24" rnntv n i ,tr 電壓偏移 山并 -x -0.1*鹼小魚屆時：=/ = 102.96 xIl?107.2

12、5 = 10.56電壓備暮二匹需暑述梵100鳴七1.8%分)40.某簡單系統(tǒng)如圖若在 K點發(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。£f=h2©HGDJ 'LTj g4討?zhàn)跢*c，解：X* =0.2 4 0.15 +羅+0.15 =0.7 （1 分）sicB （1 分）P,=驢 sin3 =30 - sin:口晉人21上（1分）Xj = «（1 分）Pfl =o （1 分）Xa =0.2*0.15 4-0.4-0.15 = 0.9 （1 分）Pl =尋2inS =（ L 分=143.13 （!分）0.8 x （143.13- 21.8）x + &#

13、163;c“143 13-01.33-1leu 3 casocmsL=61.網(wǎng)（3 分）作業(yè)題二參考答案一、填空題1. 衡量電能質(zhì)量的主要指標是：電壓、頻率、波形2. 我國110kV及以上系統(tǒng)，中性點運行方式采用直接接地3. 一公里LGJ-300型的架空線路，其電阻大約為0.1 Q4. 一個將10kV升到220kV的變壓器，其額定變比為10.5/2425. 電廠供電負荷與綜合用電負荷的差別是前者包括網(wǎng)絡損耗6. 潮流計算中，三類節(jié)點數(shù)量最多的是PQ 節(jié)點 。7. 架空線路開路時，其末端電壓比首端電壓高。8.將壓三繞組變壓器三個繞組排列方式，從內(nèi)至外為低一中一高節(jié)點電壓方程。9. 常用的潮流計算

14、的基本數(shù)學模型是10. 標么值近似計算中基準電壓常選二、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、線路網(wǎng)絡平均額定電壓BB發(fā)電機、變壓器、線路、負荷D 發(fā)電機、變壓器、線路、開關(guān)2. 對電力系統(tǒng)運行的基本要求是：_CA在優(yōu)質(zhì)前提下，保證安全，力求經(jīng)濟；B在經(jīng)濟前提下，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；D在安全前提下，力求經(jīng)濟，保證質(zhì)量。3. 相同截面的導線，使用的電壓等級越高，其電阻_jA.A 一樣 B 越大 C 越小 D 都不對4. 在變壓器的等值電路中，其導納是_BA G T+jB tB GT-jB t C -GT+

15、jBTD -GT-jB t5. 中性點不接地系統(tǒng)對設備絕緣的要求_AA高 B 低 C 不變 D 都不對6. 架空線路采用導線換位的目的_CA減小電抗 B 減小電納 C 減小三相參數(shù)的不對稱D 都不對7. 三類節(jié)點中，只有一個且必須有一個的是_CA P-Q節(jié)點B P V節(jié)點C 平衡節(jié)點 D 都不是8. N R迭代的主要優(yōu)點是：_BA簡單 B 收斂快 C 準確 D 占用內(nèi)存少9. P Q迭代是在_B基礎上簡化來的。A直角坐標形式的 N R迭代;B極坐標形式的N R迭代;C G S迭代D都不是10. 變壓器的運算負荷是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納的功率損

16、耗；C變壓器副方功率加上變壓器阻抗和導納的功率損耗；D在C的基礎上，再加上變壓器所聯(lián)線路導納中的功率。三、某系統(tǒng)發(fā)動機組的單位調(diào)節(jié)功率為 740MW/HZ,當負荷增大200MW寸，發(fā)電機二次調(diào)頻增 發(fā)40MW此時頻差為0.2Hz,求負荷的單位調(diào)節(jié)功率。解： Pd（= Pg一 Kg f &） f200=40+ 740 X 0.2 + 0.2 X Kd所以 Kd=60MW/Hz所以負載的單位調(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，可以不計電壓降落的橫分量U ）。A Sa

17、2O+j44）Q舟 B 曜2（H30QCII4O+J3OMW1Oj8MVA解設 U C=U N=110 0_Sbc2 210 81102(20j30)0.271j0.407SbSbSbAB30.207222.40721102(20j40)2.338j4.676ScSbc( 10 j8) 0.271j0.4079.793 j7.593Sb 40j309.793j7.95330.207j22.407SASBSAB 30.207 j22.407 2.338 j4.676 32.545 j27.083已知 UA=121kVU AB32.545 20 27.083 4012114.332(kV)22UB

18、 UA UAB 121 14.332 106.668(kV)U BC3.972(kV)(9.793) 20 ( 7.593) 30106.668UC UB UBC 106.668 3.972 110.64(kV)五、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設備，其耗量特性分別為F1=3+0.3 Pg1+0.002 pGi（t/h）F2=5+0.3 Pg2+0.002 PG2(t/h)兩臺發(fā)電設備的額定容量均為i00Mvy而最小可發(fā)有功功率均為30Mvy若該廠承擔負荷150MVy試求負荷在兩臺發(fā)電設備間的最優(yōu)分配方案。解 兩臺發(fā)電設備的耗量微增率分別為dF,1dPG1dF22dPG2按等耗量微增率準則分配負荷，令0

19、.3 2 0.002Pg10.3 0.004Pg10.3 2 0.003Pg20.3 0.006Pg2入1=入2,有0.3+0.004Pg=0.3+0.006 Pg2而等約束條件為Pgi+ Ps2=150聯(lián)立式（A）、式（B）、求解FGi、Pg2o 把Pg2=150-Pgi代入式（A）有0.3+0.004Pg=0.3+0.006（150 Pgi）0.004Pg=0.9 0.006 Psi0.01Psi=0.9于是解得FGi=90MWPg2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準則，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，

20、可做為最優(yōu)分配方案。六、如圖所示某降壓變電所裝設一臺容量為20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的2.5%和7.5%,最大負荷為18MVA最小負荷為7MVA cos =0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV ,變壓器參數(shù)為Uk%=10.5, Fk=163kW勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。/iionikv1IO7,flrVgd1比也A解變壓器的電阻和電抗為RtPkUN2IOOOSn163 110221000 204.93()Xt5%uN100Sn10.5 1102100 2063.5()末端最大和最小負何為Smz

21、x 18 cos j18sin18 0.8j18 0.614.4 j10.8(MVA)Smin 7 cosj7s in7 0.8 j7 0.65.6j4.2(M VA)按最大和最小負荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應為Uimax10(1 2.5%) 10.25( kV)Uimi n10(1 7.5%) 10.75(kV)在最大和最小負荷時變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得UI 1.Ud H7 c14.44.9310.8 63.5i maxU I maxmax10/ .5Uimax5.64.934.2 63.5U i maxU I maxU min107.5U imin解得U i max99.9(kV)

22、Uim.104.6(kV)然而最大和最小負荷時分接頭電壓為U T/maxU iNU i maxU i maxU T/minIIi minUi min99.9104.61110.251110.75107.2( kV)107 (kV)U T/max U T/ min U TI107.2 107107.1(kV)故選分接頭電壓為 110 (1-2.5% ) =107.25的分接頭。校驗低壓母線電壓：最大負荷時最小負荷時電壓偏移：最大負荷時最大負荷時11U i max % U imax-99.9107.2510.25( kV)UtiUUUi miniminiN104.61110.73( kV)UTI1

23、07.25U max %10.2510100%1010.7310100%U min %102.5%7.3%7.5%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（35分每空1分）1 電力系統(tǒng)是電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費的各個環(huán)節(jié)組成的一個整體。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來，就稱為動力系統(tǒng) 。2 對電力系統(tǒng)運行的基本要求是：保證供電的可靠性，保證 電能的良好質(zhì)量,提高運行的經(jīng)濟性 。3 .衡量電能質(zhì)量好壞的指標是電壓、頻率和波形 。4電力系統(tǒng)的無功功率電源，除了發(fā)電機外，還有 同步調(diào)相機 、 靜電電容器 及靜止補償器 。5.對稱分量

24、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分量具有獨立性。6 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。短路沖擊電流、短路電流最大有效值和短路容量 是校驗電器設備的重要數(shù)據(jù)。7系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設備所消耗的電功率總和就是電力系統(tǒng)的負荷，亦稱電力系統(tǒng)的 綜合用電負荷。電力系統(tǒng)負荷加上電力網(wǎng)的功率損耗就是各發(fā)電廠應該供給的功率，稱為電力系統(tǒng)的供電負荷，在此基礎上再加上發(fā)電廠廠用電消耗的功率就是各發(fā)電廠應該發(fā)出的功率，稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負荷 。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 則從電壓相位越前的一端流向相位落后的一

25、端,這是交流電網(wǎng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律。9在電力系統(tǒng)潮流的計算機算法中，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)電機端電壓；改變變壓器的變比； 無功功率補償。12 通常系統(tǒng)負荷是隨時間變化的，其變化規(guī)律可用負荷曲線 來描述。二、單項選擇題在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。1 無限大功率供電系統(tǒng)，發(fā)生三相短路，短路電流

26、非周期分量起始值（2 ） i apibpi cp iapibpicpi api bpi cpiapi bpcp單相短路兩相短路兩相短路接地三相短路3.理想同發(fā)電機,q軸電抗的大小順序是（2) xq=xq xq > xq xqv xq"都不對4.a為旋轉(zhuǎn)因子1+a+a2等于多少（1 ）01125.輸電線路的正序阻抗與負序阻抗相比，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，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)Zo 2 Z2S Zo2 +Z 22Zo2/ Z228.在發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)中，機械功率Pt與電磁功

27、率相比，將（3 )大小相等無關(guān)系9.P 3曲線被稱為（4)耗量特性曲線負荷曲線正弦電壓曲線功角曲線10.故障計算可以應用（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）自動勵磁裝置的應用；（2）減小各元件的電流；（3）改善網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和采用中間補償設備。2. 寫出對稱分量變換矩陣的表達式。2a a2aa113寫出系統(tǒng)f點發(fā)生a、c兩相短路時的原始邊界條件。lb 0, la Ic 0, Ua Uc4.在架空輸電線路中，為什么要進行導線換位？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度高于

28、周圍空氣的擊穿強度，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。 避免措施是增加導向的等值半徑，如采用擴徑導線、 分裂導線。四、電力系統(tǒng)接線下圖所示。其中,發(fā)電機G1：S1 = OXd =0E* =1發(fā)電機G2:$2=100/0.85Xd =0.125E. =1變壓器T1：Smt1=120MVAlk%=10.5線路l 1：1 1=50kmX1=0.4 Q /km線路12：1 2=40kmX2=0.4 Q /km當母線4發(fā)生三相短路時，求短路點短路電流周期分量有效值I、沖擊電流iw(Sb=100MVA Ub= Uav，Km=1.8)解:用標幺值計算的參數(shù)是：Xl1 0.4 50100115

29、20.151（1 分）X L2XT1X Gd0.4 40 衛(wèi)0.121 （1 分）1152100 0.0875（1分）120100 0.850.106 （1 分）0.1050.125I*1001XdSB（0.151/0.1935） 0.121 4.854（3刀）1000.502kA （2分）3 115I*Ib2.55* I2.437kA（3分）6.215kA3分）五、已知發(fā)電機d、q軸的同步電抗 Xf1.1，Xq=1.08，負載的電壓 U 1=1.0 30_電流I =0.8°，試計算暫態(tài)電動勢E,。解：Eq50.77U jIX q 1.0 30 j0.8 151.081.723 50

30、.77 （4分）3020.77 （ 2分）IdIsin（）0.73（3分）EqEQI（d X dXq）1.723 0.73 （1.11.08）1.738 （4分）Eq 1.738 50.77 （2分）作業(yè)題四參考答案、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110/11kV。如圖1所示，當A點實際電壓為115kV時，求A、C二點間的 電壓損耗及B點和C點的實際電壓。（注：Pk=190kW Uk%=10.5, Po=31.O5kW, 1。=0.7）（20 分）LG J 15Q150kmSFL1-31500/110,0/,Ikv 爲喚

31、圖1 題一圖線路 LGJ-150d 17 r2 28.5(mm)1=0.21( Q /km)X1D0.1445lg - r0.01570.1445 Ig40000.01570.401( /km)8.5b17.58“ 610Dm lg - r7.584000 lg8.51062.84 10 (S/km)R=0.21150=31.5(X=0.401150=60.15( Q )21B 2.13 10 4(S) -6 -6 B=2.8410150=4.2610 (S)變壓器PkU2N19011021000s N2100031 .5 2U k %u N10.51102100S N10031 .5 2P0

32、31 .051000U N10001102I 0 % S N0 .731 . 5100 U2N100110 22 .5661 .8220 2.317Ut2 . 31740 . 3 (10C=110 , 0°15 40.3SzT1102 22015U2、Ju211102(GtjBT)1102 (2.566j18.2)10 6SzT(20j15)(0.12j2.08)20.12St(20j15)(0.12j2.08)(0.03SytU0.03 j0.22j17.08j0.22)20.152B2 2P Q T2 2P QSBSCSBSCSb SbSy1220.15 j17.3 j2.132

33、 2_20.1514.72(31.5 j60.15)105.92106 (S )6 (S)2 20152.317 j 240.30.12j2.08110211020.15j17.3j 14.72Sy11SaSb211042j2.13 10110j2.58Sz1Sy1120.15 j 14.721.621.62j3.10j3.10-j2.5821.77j15.24Uc由Sa和A點電壓求各點電壓及電損耗PA R1QaX121 .7731 .515.2460.15UA115PaX1QA R121 .7760.1515.2431 .5UA115.(11513.93)27.212101.33(kV )2

34、0.122.31717.0840.37.25101.3320.1240.317.082.3177.61101.33UTU1U BU1Ut,(101 .337.25)27.61294.39 (kV )13.937.21U AC 11594.3920.61 (kV )、簡單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變比為 110± 2X 2.5%/11kV，若不計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Z=26+j130 Q,節(jié)點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。若補償設備為靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應設置的無功補償容量。

35、解計算補償前最大、最小負荷時低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓。先計算功率損耗SmaxSmax2 220152(26j130)11022 2107.51102(26j130)1.340.34j6.71MVAj1.68MVA首端功率為Sa maxSmaxIX(20j15)(1.34j6.71)21.34j21.71M VASA minSminSmin(10j7.5)(0.34 j1.68)10.34j9.18M VA因此，i節(jié)點電壓為U i max118 234 26 271130U i min118118 叫 26918 13089.38(kV)118105.61(kV)（a）選擇電容器容量。先按最小負

36、荷時電容器全部退出的條件選擇變壓器變比，為U11Uti Uimin 丄 105.61 亠 110.64（ kV）U i min10.5于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即lh =110kV，則變壓器變比 k=110/11=10。再按最大負荷時的要求，求無功補償容量k U i C maxU i maxQcU iC maxXk21010.589.3810.51301012.62 (Mavr)、如圖3所示網(wǎng)絡中， A、B C為三個等值電源，其中 Sa=75MVA Xa=0.380 , SB=535MVA滄=0.304 °C的容量和電抗不詳，只知裝設在母線4上的斷路器QF的斷開容量為3500

37、MVA 線路11、丨2、l 3的長度分別為10、5、25km,電抗均為 0.4 Q /km。試計算在母線1三相 直接短路時的起始次暫態(tài)電流和短路沖擊電流。（20分）(a)解 取Sb=1000MVA作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如圖 9-2 ( b)(b)首先確定電源 C的等值電抗滄。如果短路不是發(fā)生在母線 1，而是發(fā)生在母線 4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，這兩個電源供給的短路功率為11SI*SbSb丄1000 1326(MVA )X*0.754斷路器

38、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*丄 迴° 0.46S*2174然后作母線1的短路計算。這時整個網(wǎng)絡對短路點的等值電抗為冷 *=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暫態(tài)電流為1I *1.3730.728以有名值表示則為I沖擊電流的有名值為IIb1.37310003 1156.89( kA)iM 255255 689 1757(kA)四、如圖4所示的某三相系統(tǒng)中 k點發(fā)生單相接地故障，已知 Em j1 ,ZE=j0.4 , Z 2£=

39、j0.5 , Zoe=j0.25 , Zk=j0.35。求a相經(jīng)過阻抗 Zk接地短路時短路點的各相電流、電壓。(20分)單相接地時復合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知a1I a1 I a1Ea12Z1Z2Z0 3Zkjj0.4j0.5j0.253 0.350.6442.5Ua1 Ia1 (Z2 Z0 3Zk)0.64 42.5 (j0.5 j0.253 0.35)0.64 42.51.29 35.50.83 78Ua2Ia2Z20.64 42.50.5 900.3247.5Ua0Ia0Z00.64, 42.50.25 900.1647.5求各相電流和電壓為Ia1 Ia1 Ia2 I a0 3la1 3 0

40、.6442.51.92 42.5lb lc 0UaIaZk1.92 42.5 0.35 0.67 42.52U b a U al aU a2 U a00.83 782400.32 ' 47.5_1200.1647.50.82j0.370.924.5Uc aUa1a2U a2 Ua00.83 781200.3247.52400.16,47.50.993 j0.4411156五、如圖5所示某降壓變電所裝設一臺容量為20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求變2.5%和 7.5%，最大負荷為 18MVA最小負荷為7MVA cos =0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持壓器低壓

41、側(cè)的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的107.5kV，變壓器參數(shù)為 U%=10.5, R=163kW勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。2DMVAHOillkVIW.&V解變壓器的電阻和電抗為RtPkUN163Xt21000 SN5%uN100SN11024.93()1000 2010.5 110263.5()100 20末端最大和最小負何為Smzx 18 cosSmin 7 cOsj18si n 18j7si n0.8j18 0.614.4 j10.8(M VA)7 0.8 j7 0.65.6j4.2(M VA)按最大和最小負荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應為U i maxUimi

42、n10(12.5%)10.25( kV)10(17.5%)10.75(kV)在最大和最小負荷時變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得U i max 14.4 4.93 10.8 63.5Ui maxU max 107.5U i maxU i max 5.6 4.934.2 63.5UI max U min 107.5U imin解得Ugx 99.9(kV)Uim i n104.6(kV)然而最大和最小負荷時分接頭電壓為U T/maxU iNU i maxU i maxU T/minU i minU i min1199.9 -10.2511104.6 -10.75107.2( kV)107 (kV)Uti

43、U T/maxU T/minI072107.1(kV)2故選分接頭電壓為110 (1-2.5% ) =107.25 的分接頭。校驗低壓母線電壓:最大負荷時最小負荷時電壓偏移：最大負荷時最大負荷時Uimax% Uimax 掙U TIU i minu 山iminUti99.9104.611107.2511107.25Umax%10.2510100%2.5%1010 7310Umin%100%7.3%1010.25( kV)10.73( kV)7.5%比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。按等耗量微增率準則分配負荷，令入1=入2,有作業(yè)題五參考答案一、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負荷如圖

44、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，可以不計電壓降落的橫分量U )。2Xj30 -O4OH30MVA10+i8MVA圖一題一圖解設 U C=U N= 110 kV102 82Sbc2(20j30)0.271j0.407110SbScSbc ( 10 j8) 0.271 j0.4079.793 j7.593SbSbSb40 j30 9.793 j7.953 30.207 j22.407AB30.207222.40721102(20j40)2.338j4.676SaSbSab30.207j22.4072.338j4.67632.545j27.083已知

45、 LA=121kVUab32.545 20 27.083 4012114.332(kV)UB UA UAB 121 14.332 106.668(kV)Ubc ( 9.793) 20 ( 7.593) 303.972(kV)106.668UC UB UBC 106.668 3.972 110.64(kV)、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設備，其耗量特性分別為F1=3+0.3Pg+0.002 p；(t/h)F2=5+0.3Pg汁0.002 pg：(t/h)兩臺發(fā)電設備的額定容量均為100MW，而最小可發(fā)有功功率均為30MW若該廠承擔負荷150MV，試求負荷在兩臺發(fā)電設備間的最優(yōu)分配方案。(15分)解 兩臺

46、發(fā)電設備的耗量微增率分別為dPG10.3 2 0.002 Pg10.3 0.004Pg1dF20.3 2 0.003 Pg20.3 0.006Pg20.3+0.004Pg=0.3+0.006 Pg2而等約束條件為Pgi+Ps2=150聯(lián)立式（A）、式（B）、求解FG1、Pg2。把Pg2=150-Pgi代入式（A）有0.3+0.004Pg=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則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件<30<90<100、30<

47、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)的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負荷為18MVA最小負荷為7MVA COS =0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV,變壓器參數(shù)為lk%=10.5, R=163kW勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。lOT.flcV圖二題三圖解變壓器的電阻和電抗為RtPkUN21000Sn163 110221000 204.93()XtUk%UN100Sn10.5 1102100 2063.5()末端最大和最小負何為Smzx 18 cos j18sinSmin 7 cosj7s in18 0.8j18 0.614.4 j10.8(MVA)7 0.8 j7 0