農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題——答案

1、東北農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教育學院農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（一）、回到下列問題（ 40 分）衡量電能質(zhì)量的指標是什么？ 答：衡量電能質(zhì)量的指標是電壓、頻率和波形。2.架空輸電線路由哪些部分組成？3.等，答：架空輸電線路包括導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。 三相導線的位置不對稱時會產(chǎn)生什么后果？如何改善？ 答：三相導線布置的位置不對稱，則各相的電感值就不會相等，當通過相同的電流時，各相的壓將不相 將引起三項電壓的不平衡。此外，還會對周圍通訊線路造成干擾。改善措施是進行導線換位。4.什么是電暈？它的后果是什么？避免電暈現(xiàn)象的有效措施施什么？ 答：電暈是一種氣體放電現(xiàn)象，是當導線表面電場強度達到或超過某一數(shù)值時，導

2、線周圍的空氣分子游離 而產(chǎn)生的。主要后果是消耗有功功率，而且產(chǎn)生噪聲，干擾通訊線路。避免電暈現(xiàn)象應設法降低導線表面的電 場強度值，一般采用分裂導線或擴徑導線。5. 電力網(wǎng)的損耗由哪幾部分組成？答：電力網(wǎng)的損耗主要體現(xiàn)在輸電線路和變壓器上。6. 降低線損的措施由那些？ 答：降低發(fā)電機和變壓器的損耗標準，改變電力網(wǎng)的功率分布，提高負荷的功率因數(shù)，提高電網(wǎng)電壓運行水平，實現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟運行，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有功、無功經(jīng)濟分配。7. 我國現(xiàn)行的電壓等級有那些？試列岀具體值？答： 3kV 、 6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。8. 電力系

3、統(tǒng)的調(diào)壓措施有那些？答：改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓，改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無功功率分布調(diào)壓，改變輸電線路參數(shù) 調(diào)壓。9. 什么是時電力系統(tǒng)的短路？有哪幾種類型？ 答：電力系統(tǒng)短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。10. 什么是標幺制？有何特點？ 答：標幺制就是把各種物理量用標幺值來表示的一種方法，標幺值為實際值和基準值之比。采用標幺值時，可 使計算簡化。計算題（ 60 分）1.試計算 SFL120000/110 型雙繞組變壓器歸算到高壓側的參數(shù)，并畫出它的等值電路。變壓器銘牌給出該變比 為 110/11、SN=20MVA 、Pk=13

4、5kW、P0=22kW、Uk%=、I0%=。解 由短路損耗 Pk=135kW 可求得變壓器電阻為由短路電壓百分值Uk%可求得變壓器電抗為10%可求得變壓器勵磁支路的電納為2-2 所示。由空載損耗 P0=22kW 可求得變壓器勵磁支路的電導為 由空載電流百分值于是等值電路如圖其參數(shù)如圖所示，線路始端電壓為116KV，末端負荷為15 + jlOMVA，求該電力線路末2 . 110KV單回架空線路, 端電壓及始端輸出的功率。解：3 .網(wǎng)K點發(fā)生兩相短路接地，求 K點短路電流值。 解：農(nóng)村電力網(wǎng) 作業(yè)題（二）、 回到下列問題（ 60 分）1對電力系統(tǒng)運行的基本要求是什么？答：最大限度地滿足用戶用電的需

5、要，保證供電的可靠性；保證良好的電能質(zhì)量；保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。2架空線路有哪些部分組成？答：架空輸電線路包括導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。3導線類型有哪些？答：導線按材料有銅線、鋁線、鋼線，按結構形式有單股導線、多股導線、鋼芯鋁絞線，按機械強度有普通型、輕型、加強型。4桿塔分幾種類型？答：5某一架空線路的絕緣子鏈個數(shù)為8，試估計該線路的電壓等級？答：110kV。6在近似計算中，輸電線路的電抗X1 取多少？ b1 取多少？桿塔分五種類型：直線桿、耐張桿、轉角桿、終端桿、特種桿。答：Xi取Q /kM ; bi取 3X 10-6S/kM。7我國電力系統(tǒng)所采用的中性點接地方式主要有那幾種？答

6、：中性點直接接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點不接地。8電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有那些？農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)壓主要采用什么方式？改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓，改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無功功率分布調(diào)壓，改變輸電線路參數(shù)答：調(diào)壓。農(nóng)村電網(wǎng)主要靠改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無功功率分布調(diào)壓。9 選擇導線截面積時應考慮那些因素？答：選擇導線時應考慮技術條件和經(jīng)濟條件，技術條件包括電暈、機械強度、熱穩(wěn)定及電壓損耗。經(jīng)濟條件包括成本和運行維護。10 當突然短路時大約經(jīng)過多長時間會出現(xiàn)沖擊電流？沖擊電流約為短路電流的多少倍？答：當突然短路時大約經(jīng)過秒會出現(xiàn)沖擊電流，沖擊電流約為短路電流的（）倍。11電力系統(tǒng)的短路有哪幾

7、種類型？有何危害？答：電力系統(tǒng)短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、 兩相接地短路。短路電流可能達到該回路電流的幾倍、幾十倍甚至幾百倍，使導線嚴重發(fā)熱， 壞，同時巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動力，可能使導體變形或損壞。短路電流可能使電網(wǎng)電壓降低，嚴重時可能造成電壓崩潰，造成大面積停電。 短路時產(chǎn)生的高溫電弧，可能損壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設備。 短路時可能使發(fā)電機的穩(wěn)定性破壞，引起保護裝置的誤動作及大量甩負荷。單相接地短路、兩相短路、造成造成導體熔化和絕緣損不對稱短路會產(chǎn)生負序和零序分量。 不對稱短路時會使非故障相電壓升高。12.什么樣的電源可以認為是無限大功率電源?

8、答：系統(tǒng)功率為無窮大，系統(tǒng)阻抗約為零，系統(tǒng)母線電壓恒定。二、一條長度為100km，額定電壓為110kV的雙回路架空輸電線，導線型號為LGJ 185，水平排列，線間距離為4m，求線路的參數(shù)并畫岀等值電路圖。（15分）解 LGJ 185型號導線，查表得:半徑 r d I99.5mm0.95cm2 2線路每千米的電阻（可由附錄表2中查得）：ri-0.17S/ km線路每千米的電抗X10.1445lg-Dmr0.0157線路每千米的電納雙回線路的電阻、-7.58b1.Dm lg 一 r電抗和電納為107.58 10,504lg0.956-2.7910 6(S/km)電暈臨界電壓Ucr49.3mi m2

9、rlgDmr取 m1=1、m2=1中間一相導線的臨界電壓為等值電路如圖2-1所示。三、有一臺降壓變壓器如圖所示，（晴天），=1cr=Ucr=，因為 Ucr> U （工作電壓），所以，線路在晴天不會發(fā)生電暈。線路的其歸算至高壓側的參數(shù)為+Q,已知變壓器母線在任何方式下均維持電壓為，其低壓側母線要求順調(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。 解：農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（三）一、（25 分）降壓變壓器及其等值電路如圖所示。歸算至高壓側的阻抗為RT+jXT=+j40 Q。已知在最大和最小負荷時通過變壓器的功率分別為Smax=28+j14MVA 和Smin = 10+j

10、6MVA，高壓側的電壓分別為U1max = 110kV和U1min=113kV。要求低壓母線的電壓變化不超過的范圍，試選擇分接頭。2max=6kV 和 V 2min=，則可得解：先計算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗假定變壓器在最大負荷和最小負荷運行時低側的電壓分別取為V取算術平均值選最接近的分接頭V 1t=。接所選分接頭校驗低壓母線的實際電壓?？梢娝x分接頭是能滿足調(diào)壓要求的。二、（25 分）三個火電廠并聯(lián)運行，各電廠的燃料特性及功率約束條件如下F2=3+ t/hF1=4+ t/h ，100MWE Pg1< 200MWF3=+ t/h，120MWe FG2< 250MW，15

11、0MWe Pg3< 300MW當總負荷為400MWtf,問負荷如何分配最為經(jīng)濟？解：1、按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為dF11dFG10.3 0.0014FG1，令入1 =入2=入3，可解岀Pg1 14.29 0.572FG20.643Pg3, FGs 22.22 0.889Pg22、總負荷為400MW,即PG1PG2Pg3 400。將PgI和P G3都用P G2表示，可得于是，PG2 147.7MW,PG1 14.29 0.572FG214.29 0.572 147.7MW98.77MW2和電廠3之間重新分由于P Gi已低于下限，故應取 P G1 = 100 MW .剩余的負荷

12、功率 300MW，應在電廠配。將P G3用P G2表示，便得由此可解岀： PG2 147.05MW 和 Pg3 300 147.05MW 152.95MW，都在限值內(nèi)。三、（25 分）如圖所示系統(tǒng)，變壓器的容量為20兆伏安，額定電壓為 110/千伏。參數(shù)如下：ZT4.93j63.5 歐（歸算到2側），ZL 21.6j33.0歐，Bl /21.1 10 4西，變壓器導納支路功率為Sty 60j600 千伏安，低壓側負荷 S315j11.25兆伏安?，F(xiàn)要求低壓側電壓為36千伏，求電源處1的母線電壓及輸入的功率。解 將3側實際要求電壓歸算到高壓側，即 2側得變壓器的電壓損耗2點的電壓U2 U3 Ut

13、 102.867.66110.52KV（略去橫分量）變壓器串聯(lián)阻抗的功率損耗進入變壓器的功率S2/S3StzSty (15 j 11.25) (0.16 j2.11) (0.06 j0.6)15.22 j13.96 MVA線路末端導納功率 1 2sy2j?U2 blj1.110110.522j1.34 Mvar從線路串聯(lián)阻抗中流出的功率 /S2S2Sy2 (15.22j13.96)j1.34)15.22j12.62 MVA線路電壓損耗UlP2 RlQ2 Xl15.22U2216 佗62 33.06 74 KV110.521點的電壓U1 U2UL 110.52 6.74 117.26 KV (略

14、去橫分量)線路阻抗上的功率損耗2 215 22 12 2621522(21. 6 j33.0) 0.69 j1.06 MVA110.52線路首端導納功率Syi1 2 jU1 Bl2j1.1 10 4 1 17.262j1.51 Mvar進入系統(tǒng)的功率S1S2S lzSy 1(15.22j12.62)(0.69j1.06) ( j1.51) MVA15.91j12.17 MVA四、（25 分）在題三圖所示的電力系統(tǒng)中,三相短路發(fā)生在h點和f2點，系統(tǒng)對母線 a處的短路功率為1000MVA，母線a的電壓為恒定值，試計算短路電流周期分量。各元件參數(shù)如下:線路 L1 : 40km, x= Q /km。

15、變壓器 T:30MVA,Vs%=。電抗器 R:,X%=4。電纜 L2：,x= Q /km.解：取Sb 100M ,Ub Uav。先計算第一種情況。a的電抗標幺值系統(tǒng)用一個無限大功率電源代表，它到母線 各元件的電抗標幺值分別計算如下：農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（四）10110/11kV。如A、C二點間的電壓損耗及B點和C點的實際電壓。（注：一、有一回電壓等級110kV，長為150km的輸電線路，末端接一臺容量為的降壓變壓器，變比為圖1所示，當A點實際電壓為115kV時，求|0%=）（ 20 分）Pk=190kW， Uk%=,Po=,圖1 題一圖解線路LGJ1501728.5(mm)ri=( Q /km)變

16、壓器:R=(S)X= =( Q )42.13 10 (S)設 U C=110，/0°Ut20 么31715 40.35.92110由Sa和A點電壓求各點電壓及電損耗二、簡單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變比為 110± 2X %/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，降壓變電所低壓側母線要求常調(diào)壓，保持電壓。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。（20分）圖2 題二圖解 計算補償前最大、最小負荷時低壓側歸算到高壓側的電壓。先計算功率損耗首端功率為因

17、此，i節(jié)點電壓為（a）選擇電容器容量。先按最小負荷時電容器全部退岀的條件選擇變壓器變比，為于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即 Uti =110kV，則變壓器變比 k=110/11=10。再按最大負荷時的要求，求無功補償容量三、如圖3所示網(wǎng)絡中，A、B、C為三個等值電源，其中S=75MVA，Xa=，Sb=535MVA ，Xb=。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3500MVA。線路仆|2、b的長度分別為10、5、25km，電抗均為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）圖3題3圖解：取Sb=1000MVA，作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如

18、圖首先確定電源 C的等值電抗Xc。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*=+/+=短路瞬間，這兩個電源供給的短路功率為 斷路器QF允許電源C供組的短路功率為3500-1326=2174（MVA）Xc* 丄型 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由此可得電源 C的等值電抗Xc至少為X - *=+ ）/ ） +=由此得到起始次暫態(tài)電流為 以有名值表示則為 沖擊電流的有名值為四、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，Z任

19、=,Z2E = , Z0E = , Zk=。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）解 單相接地時復合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知求各相電流和電壓為五、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，要求變壓器低壓側的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的%和，最大負荷為18MVA，最小負荷為7MVA，COS =，變壓器高壓Uk%= , Pk=i63kW，勵磁影響不計。試選擇變壓器的分側的電壓在任何運行情況下均維持，變壓器參數(shù)為接頭。（20分）解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負荷為按最大和最小負荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側電壓應為 在最大和最小負荷

20、時變壓器低壓側的電壓由下式求得 解得110 （ %）=的分接頭。然而最大和最小負荷時分接頭電壓為 故選分接頭電壓為 校驗低壓母線電壓：最大負荷時最小負荷時Umax% UimaxU TIUi i仏J i minU TIUimin99.9104.611107.2511107.2510.25(kV)10.73(kV)電壓偏移:最大負荷時U max %10.25 10100%2.5%最大負荷時Umin%10.73 10100%7.3%7.5%10比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（五）一、額定電壓母線電壓。110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV

21、，求功率分布和各（注：考慮功率損耗，可以不計電壓降落的橫分量U ）。（ 15分）圖一題一圖C=U N= h °=110 0_已知 UA=121kV二、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設備，其耗量特性分別為Fi=3+ P；(t/h)F 2=5+ Pg2兩臺發(fā)電設備的額定容量均為100MW，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 按等耗量微增率準則分配負荷，令入1=入2，有（t/h）而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承擔負荷 150MW，試求15分）而等約束條件為+=+P G1+ Pg2=150聯(lián)立式（A ）、式（B）、求解 PG1、Pg2。把Pg2=150-P

22、g1代入式（A）有+=+(150 P G1)于是解得P g1=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，可做為最優(yōu)分配方案。三、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，要求變壓器低壓側的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的%和，最大負荷為18MVA，最小負荷為7MVA，COS =，變壓器高壓側的電壓在任何運行情況下均維持，變壓器參數(shù)為接頭。（20分）Uk%=， Pk=163kW，勵磁影響不計。試選擇變壓器的分圖二題三圖解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負荷為按最大和最小負荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側電壓應為