電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析(陳珩)-作業(yè)答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章電力系統(tǒng)的基本概念1思考題、習(xí)題1-1電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的定義是什么？答：由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。把生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設(shè)備連接在一起組成的整體稱為電力系統(tǒng)。發(fā)電廠的動力部分和電力系統(tǒng)合在一起稱為動力系統(tǒng)。1-2對電力系統(tǒng)運行的基本要求是什么？答：（1）保證可靠地的持續(xù)供電（2）保證良好的電能質(zhì)量（3）保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。（4）環(huán)保性。1-3何為電力系統(tǒng)的中性點？其運行方式如何？它們有什么特點？我國電力系統(tǒng)中性點運行情況如何？答：星型連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點就是電力系統(tǒng)的中性點。中性點的運

2、行方式有直接接地和不接地以及中性點經(jīng)消弧線圈接地。直接接地供電可靠性低。系統(tǒng)中一相接地，接地相電流很大，必須迅速切除接地相甚至三相。不接地供電可靠性高，對絕緣水平的要求也高。系統(tǒng)中一相接地時，接地相電流不大，但非接地相對地電壓升高為線電壓。我國110kV及以上的系統(tǒng)中性點直接接地，60kV及以下系統(tǒng)中性點不接地。1-4中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，各相對地電壓有什么變化？單相接地電流的性質(zhì)如何？怎樣計算？中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地相電壓為0，非接地相電壓升高為原來的倍，即升高為線電壓。單項接地電流為容性。接地相的對地電容電流應(yīng)為其它兩非接地相電容電流之和，其幅值

3、為倍非接地相對地電容電流，也就等于正常運行時一相對地電容電流的3倍。（可畫向量圖來解釋）1-5消弧線圈的工作原理是什么？補(bǔ)償方式有哪些？電力系統(tǒng)一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？消弧線圈就是電抗線圈。中性點不接地系統(tǒng)中一相接地時，接地點的接地相電流屬容性電流，通過裝消弧線圈，接地點的接地相電流中增加了一個感性分量，它和容性電流分量相抵消，減小接地點的電流。使電弧易于熄滅，提高了供電可靠性。補(bǔ)償方式有欠補(bǔ)償和過補(bǔ)償，欠補(bǔ)償就是感性電流小于容性電流的補(bǔ)償方式，過補(bǔ)償就是感性電流大于容性電流的補(bǔ)償方式。電力系統(tǒng)一般采用過補(bǔ)償方式。因為隨著網(wǎng)絡(luò)的延伸，電流也日益增大，以致完全有可能使接地點電弧不能自行熄滅

4、并引起弧光接地過電壓，所以一般采用過補(bǔ)償。1-6目前我國電力系統(tǒng)的額定電壓等級有哪些？額定電壓等級選擇確定原則有哪些？答：我國電力系統(tǒng)的額定電壓等級有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。額定電壓等級選擇確定原則有：用電設(shè)備的額定電壓=系統(tǒng)額定電壓。發(fā)電機(jī)的額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高5%。變壓器一次繞組額定電壓=系統(tǒng)額定電壓，只有與發(fā)電機(jī)直接相連的變壓器的一次繞組額定電壓=發(fā)電機(jī)額定電壓，變壓器二次繞組額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高10%。只有漏抗很小，二次測直接和用電設(shè)備相連的和電壓特別高的變壓器，其二次繞

5、組額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高5%。1-7電力系統(tǒng)的接線方式有哪些？各自的優(yōu)、缺點有哪些？答：無備用接線包括單回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)健o備用接線簡單、經(jīng)濟(jì)、運行方便，但是供電可靠性差。有備用接線包括雙回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。放射式、干線式、鏈?zhǔn)焦╇娍煽啃院碗妷嘿|(zhì)量高，但是不經(jīng)濟(jì)。環(huán)式供電可靠性較高但是運行調(diào)度復(fù)雜，故障時電壓質(zhì)量差。兩端供電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性較高但是要兩個或兩個以上獨立電源。1-8.標(biāo)出下圖所示電力系統(tǒng)各設(shè)備的額定電壓。G1：10.5kV；T1:一次側(cè)10.5kV,二次側(cè)：121kV；T2:一次側(cè)110kV,二次側(cè)：38.5kV（b）G1：10.5kV；T1:一

6、次側(cè)10.5kV,二次側(cè)121kV；G2：10.5kV；T2:低壓側(cè)10.5kV,中壓側(cè)38.5kV，高壓側(cè)121kV（c）G：10.5kV；T1:一次側(cè)10.5kV,二次側(cè)121kV；T2:低壓側(cè)11kV,中壓側(cè)38.5kV，高壓側(cè)110kV；T3:一次側(cè)35kV,二次側(cè)6.3kV；T4:一次側(cè)10kV,二次側(cè)3.3kV；M：6kV；第二章電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型1.思考題、習(xí)題2-1.什么是發(fā)電機(jī)的功角特性？隱極式發(fā)電機(jī)和凸極式發(fā)電機(jī)的功角特性有何區(qū)別？2-2.什么是變壓器的短路試驗和空載試驗？從這兩個試驗中可確定變壓器的哪些參數(shù)？2-3雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣的等值電路表示

7、？雙繞組變壓器的等值電路與電力線路的等值電路有何異同？2-4三相三繞組降壓變壓器的型號為SFPSL-/220，額定容量為/60000/kVA，額定電壓為220/121/11kV，Pk(1-2)=601kW，Pk(1-3)=182.5kW，Pk(2-3)=132.5kW，Uk(1-2)(%)=14.85,Uk(1-3)(%)=28.25,Uk(2-3)(%)=7.96,P0=135kW，I0(%)=0.663，求該變壓器的參數(shù)，并做出等值電路。2-4三相三繞組降壓變壓器的型號為SFPSL-/220，額定容量為/60000/kVA，額定電壓為220/121/11kV，Pk(1-2)=601kW，P

8、k(1-3)=182.5kW，Pk(2-3)=132.5kW，Uk(1-2)(%)=14.85,Uk(1-3)(%)=28.25,Uk(2-3)(%)=7.96,P0=135kW，I0(%)=0.663，求該變壓器的參數(shù)，并做出等值電路。2-5.架空線路主要有哪幾部分組成？各部分的作用是什么？2-6.電力線路一般以什么樣的等值電路來表示？2-7.一條110kV、80km的單回輸電線路，導(dǎo)線型號為150，水平排列，導(dǎo)線計算外徑為19mm,其線間距離為4，求此輸電線路在40時的參數(shù)，并畫出等值電路。,，該輸電線路屬于短線路，采用一字形等值電路。（電路圖略）2-8.有一回500kV架空線路，采用型號

9、為4400的分裂導(dǎo)線，長度為250km。每一導(dǎo)線的計算外徑為27.2mm，分裂根數(shù)n，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。，該輸電線路屬于中長線路，采用形等值電路。（電路圖略）2-9.何為負(fù)荷的定義？何為綜合用電負(fù)荷、供電負(fù)荷和發(fā)電負(fù)荷的定義和區(qū)別？2-10.電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線有哪些？它們有何用途？2-11雙水內(nèi)冷汽輪同步發(fā)電機(jī)的型號為TQFS-125-2，PN=125MW，cosN=0.85，UN=13.8kV，Xd=1.867，Xd=0.257，Xd=0.18。試計算該發(fā)電機(jī)的直軸同步電抗Xd，暫態(tài)電抗Xd和次暫態(tài)電抗Xd的有名值

10、。2-12如何把多電壓級電力系統(tǒng)等值成用有名制表示的等值網(wǎng)絡(luò)？2-13標(biāo)幺值及其特點是什么？在電力系統(tǒng)計算中，基準(zhǔn)值如何選擇？2-14.電力系統(tǒng)參數(shù)如圖所示，取基準(zhǔn)值SB=220MVA，UB線路=209kV，試求其標(biāo)么值等值電路。2-15.電網(wǎng)如圖所示，設(shè)備參數(shù)如下：T4的容量為120MVA.求1）歸算至110kV的網(wǎng)絡(luò)等值電路；2）取SB=100MVA，220kV處UBl=220kV，求網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)么值等值電路。1），自耦變壓器的電抗，2），第三章簡單電力系統(tǒng)潮流計算1思考題、習(xí)題3-1 電力線路阻抗中的功率損耗表達(dá)式是什么？電力線路始、末端的電容功率表達(dá)式是什么？（畫出線路的等值電路）3-2

11、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？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？3-4 什么叫運算功率？什么叫運算負(fù)荷？一個變電所的運算負(fù)荷如何計算？3-5 變壓器在額定狀況下，其功率損耗的簡單表達(dá)式是什么？3-6 220kV單回架空線路，長度為200kM，導(dǎo)線型號為LGJ-300，導(dǎo)線計算外徑為24.2mm，三相導(dǎo)線幾何平均距離為7.5m。已知電力線路始端輸入功率為120+j50MVA，始端電壓為240kV，求末端電壓、功率，并作出電壓向量圖。r1=31.5/300=0.105/km,x1=0.1445lg(Dm/r)+0.0157=0.1445lg(7

12、500/12.1)+0.0157=0.42/kmb1=7.56/lg(Dm/r)*10-6=2.71*10-6S/kmR=21,X=83.84,B=542*10-6S.=-j15.61Mvar=33.42kV.=36.18Kv=209.72kV,=-9.930=113.18+j50.31MVA3-7 110kV單回架空線路，長度為80kM，導(dǎo)線型號為LGJ-95，導(dǎo)線計算外徑為13.7mm，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15+j10MVA，始端電壓為116kV，求末端電壓和始端功率。r1=31.5/95=0.33/km,x1=0.43/km,b1=2.65*10-6S/km

13、.R=26.53,X=34.36.B=212*10-6S設(shè)從末端向始端推算：,=15.66+j9.57=6.42Kv=2.45kv=109.61kv=-1.2803-8 220kV單回架空線路，長度為220kM，電力線路每公里的參數(shù)分別為：、線路空載運行，當(dāng)線路末端電壓為205kV，求線路始端的電壓。R=23.76,X=92.4,B=585.2*10-6S=-5.54kV,=1.43kV=199.46+j1.43=3-9為什么要對電力網(wǎng)絡(luò)的潮流進(jìn)行調(diào)整控制？調(diào)整控制潮流的手段主要有哪些？3-10簡單輻射形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計算的內(nèi)容及步驟是什么？3-11圖3-1所示簡單系統(tǒng)，額定電壓為110k

14、V的雙回輸電線路，長度80km,采用LGJ-150導(dǎo)線，其單位長度的參數(shù)為：,.變電所中裝有兩臺三相110/11kV的變壓器，每臺的容量為15MVA，其參數(shù)為，。母線A的實際運行電壓為117kV,負(fù)荷功率：。求母線c的電壓（迭代一次即可）。解（1）計算參數(shù)并作出等值電路。由于線路電壓未知，可用線路額定電壓計算線路產(chǎn)生的充電功率，并將其等分為兩部分，使得分別接于節(jié)點A和b，作為節(jié)點負(fù)荷的一部分。兩臺變壓器并聯(lián)運行時，他們的等值電阻、電抗及勵磁功率分別為，變壓器的勵磁功率也作為接于節(jié)點b的一種負(fù)荷，于是節(jié)點b的總負(fù)荷節(jié)點c的功率即是負(fù)荷功率（2）計算由母線A輸出的功率。先按電力網(wǎng)的額定電壓計算電力

15、網(wǎng)中的功率損耗，變壓器繞組中的功率損耗為：線路中的功率損耗為由母線A輸出的功率為（3）計算各節(jié)點電壓線路中電壓降落的縱分量和橫分量分別為b點電壓為變壓器中電壓降落的縱橫分量為歸算到高壓側(cè)的c點電壓若上述計算中不計電壓降落的橫分量，所得結(jié)果為，與計及電壓降落橫分量的計算結(jié)果相比，誤差很小。3-12對圖3-2所示的環(huán)行等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行潮流計算。圖中各線路的阻抗參數(shù)分別為：各點的運算負(fù)荷分別為：而且U1=235kV。圖3-圖3-解：（1）求初步功率分布從電源點1處拆開網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。是兩端電源電壓相等的兩端供電網(wǎng)絡(luò)。因為該網(wǎng)絡(luò)中，他們幾乎相等，所以可按均一網(wǎng)絡(luò)的簡化公式進(jìn)行計算。=70.77+j32.6

16、9MVA3點為功率分點。（2）求最終功率分布，從3開始往兩邊算（3）求各點電壓3-13某35kV變電所有二臺變壓器并聯(lián)運行，其參數(shù)分別為：T1：；T2：。兩臺變壓器均忽略勵磁支路。變壓器低壓側(cè)通過的總功率為。試求：當(dāng)變壓器變比為時，每臺變壓器通過的功率為多少？當(dāng)，時，每臺變壓器通過的功率為多少？（1）將兩變壓器的參數(shù)歸算至高壓側(cè)當(dāng)時，兩臺變壓器變比相等，無循環(huán)功率通過，其等值電路為:驗證驗證無誤。（2）當(dāng)，時，見下圖由于參數(shù)已歸算至高壓側(cè)，如將35kV母線分為上下兩段，由于兩臺變壓器變比不相等而產(chǎn)生了附加電勢。設(shè)下母線電壓為35kV，則上母線電壓，附加電動勢，下母線電壓高于上母線電壓，產(chǎn)生循環(huán)

17、功率，其方向與方向一致，即順時針方向。故通過變壓器的功率為驗證：正確。第四章復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法1 思考題、習(xí)題4-1 節(jié)點電壓方程中常用的是哪幾種方程？節(jié)點導(dǎo)納矩陣和節(jié)點阻抗矩陣中各元素的物理意義是什么？4-2 節(jié)點導(dǎo)納矩陣有什么特點？4-3 節(jié)點導(dǎo)納矩陣如何形成和修改？其階數(shù)與電力系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)有什么關(guān)系？4-4 電力系統(tǒng)潮流計算中變量和節(jié)點是如何分類的？4-5 電力系統(tǒng)功率方程中的變量個數(shù)與節(jié)點數(shù)有什么關(guān)系？有哪些變量可以先確定下來？4-6 牛頓-拉夫遜法的基本原理是什么？其潮流計算的修正方程式是什么？用直角坐標(biāo)形式表示的與用極坐標(biāo)形式表示的不平衡方程式的個數(shù)有何不同？為什么？4-

18、7 PQ分解法是如何簡化而來的？它的修正方程式是什么？有什么特點？4-8電力網(wǎng)絡(luò)接線如圖，寫出節(jié)點導(dǎo)納矩陣。若從節(jié)點3引出一變壓器支路如圖，并新增節(jié)點5，試寫出變壓器等值電路與其參數(shù)以及新的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。（節(jié)點5為低壓側(cè)）4-9如圖所示，節(jié)點1為平衡節(jié)點，2為PV節(jié)點，3為PQ節(jié)點，運用牛頓-拉夫計算潮流。迭代一次即可。1）節(jié)點3的注入功率2），由，第五章電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整1思考題、習(xí)題5-1 電力系統(tǒng)有功功率負(fù)荷變化的情況與電力系統(tǒng)頻率的一、二、三次調(diào)整有何關(guān)系？5-2 什么是備用容量？備用容量主要分為哪幾種？各自的用途是什么？5-3 電力系統(tǒng)中有功功率最優(yōu)分配問題的主要內(nèi)容有哪

19、些？5-4 什么是機(jī)組的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的單位相同，但其物理意義有何不同？5-5 什么是等耗量微增率準(zhǔn)則？等耗量微增率準(zhǔn)則成立的條件是什么？5-6 何為電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率？5-7 何為發(fā)電機(jī)組的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率？5-8 A、B兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線相連。已知A系統(tǒng)；B系統(tǒng)。求在下列情況下系統(tǒng)頻率的變化量f和聯(lián)絡(luò)線功率的變化量Pab；兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻；A系統(tǒng)機(jī)組參加一次調(diào)頻，而B系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻；兩系統(tǒng)所有機(jī)組都不參加一次調(diào)頻。解：（1）A、B系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，通過聯(lián)絡(luò)線的功率

20、由B向A傳送。（2）A系統(tǒng)參加一次調(diào)頻，B系不參加一次調(diào)頻，（3）兩系統(tǒng)所有機(jī)組都不參加一次調(diào)頻，5-9仍按題5-8中已知條件，試計算下列情況下的頻率變化量f和聯(lián)絡(luò)線上流過的功率Pab。A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次、二次調(diào)頻，A、B兩系統(tǒng)機(jī)組都增發(fā)；A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)所有機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)；A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻，B系統(tǒng)所有機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)。兩系統(tǒng)都參加一次、二次調(diào)頻，兩系統(tǒng)都增發(fā)50MW時，兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)參加二次調(diào)頻并增發(fā)60MW時，兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，B系統(tǒng)參加二次調(diào)頻并增發(fā)60MW時，5-10三臺發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)負(fù)荷，它們的耗量微增率分別為：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為450MW時，試求每臺發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷。根據(jù)等耗量微增率準(zhǔn)則有：帶入?yún)?shù)得到方程組：解得：P1=127.3MW；P2=122.7MW；P3=200MW第六章電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整1思考題、習(xí)題6-1 電力系統(tǒng)中無功負(fù)荷和無功損耗主要