電力系統(tǒng)分析思考題與習(xí)題及答案

第1章思量題及習(xí)題

1-1動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的根本組成形式如何？

1-2電力系統(tǒng)的接線方式有幾種？何謂開式網(wǎng)絡(luò)？何謂閉式網(wǎng)絡(luò)？

1-3簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和要求。

1人如何評(píng)價(jià)電能質(zhì)量，電能質(zhì)量的三個(gè)指標(biāo)是什么？各有怎樣要求？

1-5為什么要規(guī)定電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)？簡(jiǎn)述主要電壓等級(jí)。

1-6電力系統(tǒng)的各個(gè)元件卜設(shè)備）的額定電壓如何確定？舉例說(shuō)明，

L7電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線有幾種？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)？

1-8某一負(fù)荷的年持續(xù)負(fù)荷曲線如圖1-11所示，試求最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T。

ma

圖皿1題1-8的年持續(xù)負(fù)荷曲線

L9試確定圖1-12所示的電力系統(tǒng)中發(fā)機(jī)電和變壓器的額定電壓（圖中標(biāo)示電力系統(tǒng)的額定電壓）。

圖1/2題1-9電力系統(tǒng)接線圖

1-10試求圖1-12中各變壓器的額定變比，當(dāng)變壓器TI運(yùn)行于5%抽頭，T2運(yùn)行于主抽頭，T3運(yùn)行于25%

抽頭時(shí)，各變壓器的實(shí)際變比是多少？

1-11某電力系統(tǒng)的典型日負(fù)荷曲線如圖1-13所示，試計(jì)算日平均負(fù)荷和負(fù)荷率。

圖1-13題1-11的口負(fù)荷曲線

第2章思量題及習(xí)題

2-1架空輸電路線的電阻、電抗、電納和電導(dǎo)是如何計(jì)算的，影響電抗的參數(shù)的主要因素是什么？

2-1架空路線采用分裂導(dǎo)線有哪些優(yōu)點(diǎn)？電力路線普通采用什么樣的等效電路表示？

2-3何謂自然功率？

2-4雙繞組和三繞組變壓器普通以什么樣等值電路表示？

2-5對(duì)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?樣，它們的參數(shù)?樣嗎？為什么？

2-7什么稱為變壓器的額定變比、實(shí)際變比、平均額定電壓變比，在歸算中如何應(yīng)用？

2.8何謂有名值？何謂標(biāo)幺制？標(biāo)幺制有什么優(yōu)缺點(diǎn)？基準(zhǔn)值如何選?。?/p>

2-9電力系統(tǒng)等值電路的元件參數(shù)計(jì)算時(shí)，何謂準(zhǔn)確計(jì)算法？何謂近似計(jì)算法？它們分別用在怎樣的場(chǎng)

合？

2“0試推導(dǎo)由負(fù)荷功率求取恒定負(fù)荷阻抗或者導(dǎo)納的方法。

2-11一條長(zhǎng)度為600km的500kV架空線路，使用4xLGJ-400分裂導(dǎo)線，

[0,0187、X0.275km,b4.05106Skiyg（0c試計(jì)算.該路線的形等值電

路。并討論準(zhǔn)確計(jì)算和近似計(jì)算的誤差。

2/2-條長(zhǎng)度200km的輸電路線，R°」、L2.0mH/km、C0.01F/km,系統(tǒng)額定頻

率f60Hzo試求：（j）短路線；（2）中路線：（3）長(zhǎng)路線模型求其形等值電路。

N

2-13有一臺(tái)雙繞組變壓器，電壓比35kV/10KV,額定容量20MVA,欲通過(guò)短路、空載試驗(yàn)求參數(shù)。受條

件限制，短路實(shí)驗(yàn)電流200A（一次側(cè)），空載試驗(yàn)電壓為U1V（二次側(cè)）。測(cè)得：

P45kWU%

K，K4.85,P018kW,1%0.5（參數(shù)均未折算）。求折算至-次側(cè)的變壓器參數(shù)

第1頁(yè)

R、X、G、B,并繪出形等值電路圖。

TTTT

214三相雙繞組升壓變壓器的型號(hào)為SFPSIX0500220,額定容量40500kVA,額定電壓為

121kV/10.5kVP234.4kW>U%11P93.6kW.1%2.315。求該變壓器的

KK00

R、X、G、B參數(shù)，并繪出其等值電路。

TTTT

2-15有一臺(tái)SFL20000“10型lOkV供電網(wǎng)絡(luò)的降壓變壓器，銘牌給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為:

I

要求11)試計(jì)算折算至一次惻的變壓器參數(shù)：

(1)試求變壓器不含勵(lì)磁支路的形等值電路。

2-16如圖2.36所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，各元件有關(guān)參數(shù)如卜.：

發(fā)機(jī)電G：25MW,10.RV,X%130,cos0.8；

變壓器T：31.5MVA,10.5/121kV,U%10.55T:15MVA,110/6.6kV,U%10.55

IK2K

路線1：100km,x?0.4/km.電抗器R：6kV,l.RA,X%6

不計(jì)元件的電阻和導(dǎo)納試完成：

(1)以110kV為根本級(jí)，做出有名制等值電路;

(2)取s100MVA.按基準(zhǔn)電壓比作出標(biāo)幺制的等值電路。

2-17如取

S

B

2-18500kV架空路線長(zhǎng)600km,采用三分裂導(dǎo)線，型號(hào)為L(zhǎng)GJJOOx3(計(jì)算半徑)裂距400mm,三相導(dǎo)線

水平羅列，線距DUm。試作出其等值電路并計(jì)算波阻抗z、波長(zhǎng)、傳播速度、自然功率P、

cN

充電功率QN和末端空載時(shí)的電壓升高率L.

2-18如圖2-37所示，選取U100V,ZB0.01試求＜、U、Z、I、I

圖237題2-18電路圖

第3章思量題及習(xí)題

3-1何謂電壓降落、電壓損失、電壓偏移、功率損耗和輸電效率？

3-2輸電路線和變壓器阻抗元件上的電壓降落如何汁算？電壓降落的大小主要由什么決定？

電壓降落的相位由什么決定？什么情況下會(huì)浮現(xiàn)路線末端電壓高二首端電壓的情況？

3-3如何計(jì)算輸電路線和變壓器的功率損耗？其導(dǎo)納支路上的功率損耗有何不同？

3-4運(yùn)算功率指的是什么？運(yùn)算負(fù)荷指的是什么？如何計(jì)算升壓變電所的運(yùn)算功率和降壓變電所的運(yùn)算負(fù)

荷。

3-5倔射形網(wǎng)絡(luò)潮流分布的計(jì)第可以分為哪兩類型？分別說(shuō)明計(jì)件方法.

第2頁(yè)

3-6簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)絡(luò)在主要有哪兒種形式？簡(jiǎn)述其潮流分布計(jì)算的主要步驟。

”某電力網(wǎng)接線如圖土30所示，輸電線路長(zhǎng)sokm,額定電壓iiokV,線路參數(shù)為

r0.27km^x0,412/km,b2.76^0?Skm,變壓器SF200的110變比

110/38.5kV「33kp060k,：%10.51%3,變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為

15jll.25MVA，正常運(yùn)行時(shí)要求電壓36kV,試求電源處母線應(yīng)有的電壓和功率。

圖3-30題3-7的電力網(wǎng)接線圖

答案：2（X）.350.34kV

*8什么是H然功率分布？什么是循環(huán)功率？

3-9有功分點(diǎn)和無(wú)功分點(diǎn)是如何定義的？為什么在閉式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算中要找出功率分點(diǎn)？

310某U0kV輸電線路，長(zhǎng)80km,線路參數(shù)為1021/ll'0.409km

b2.74106Skm路線末端功率IOMW,COS0.95（滯后）。末端電壓為iiokv,試計(jì)算首端

1/

電壓的大小、相位、苜端功率，并做相量圖。

答案：112.141.367,10.144jO.683MVAo

111輸電路線參數(shù)同3-10,路線末端功率10MW,COS0.95（超前）。首端電壓為U2kV,試計(jì)算未

端電壓的大小、相位、首端功率，并做相量圖。

答案：112.141,367,10.168J5.66MVA

立12-臺(tái)雙第II變壓器，型號(hào)SFLI-IOOOO,電壓355%1IkV,58.29kW,P。11.75k

U%7.5,I%1.5,低壓側(cè)負(fù)荷IOMW,cos0.85（滯后），低壓側(cè)電壓為iokv,變壓器抽

k0

頭電壓為5%。試求：（1）功率分布：?。?）高壓側(cè)電壓。

答案：mS10.11j7.61MVA,S0.01175iO.15MVA,S10j6.2MVA

IT

（2）36.6IkVo

P

343某電力系統(tǒng)如圖3-31所示，變壓器型號(hào)SFKXXXVllO,額定數(shù)據(jù)、k200k?，P42kW，

1%0.7U%10.5,變比110/11：

0k

蹬出AC段150kmi0.27kmx0.42/km：

11

50kmxkm,x

路線BC段?i0.45i0.41/km；

路線AB段140kmj‘km,x

i0.27i0.42/km：各段路線的導(dǎo)納均可以忽梢不計(jì)，負(fù)荷功率

/30

.Sj20MV

為S25j!8MVAD；母線B點(diǎn)電壓為IO8kV時(shí)，試求：（1）網(wǎng)絡(luò)的功

LDB,bA

第3頁(yè)

4-9電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖4-14所示，節(jié)點(diǎn)I為平衡節(jié)點(diǎn)，電壓為U1.00PU0節(jié)點(diǎn)2負(fù)荷

I

S280j60MVA。路線阻抗Z0.02j0.04pu(基準(zhǔn)功率IOOMVA)

2

試求：3)用高斯-塞得爾迭代法求U,初始估計(jì)值為U°LOjO.O,發(fā)展迭代2次。

22

⑵經(jīng)過(guò)k次迭代后，節(jié)點(diǎn)2電壓收斂于U10.90J0.10PU,求S和蹩的有功功率

和無(wú)功功率損耗。

(3)

求用牛頓迭代的雅克比矩陣表達(dá)式。

圖全|4題4-9電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

Z

12

—柒,串線阻抗用標(biāo)幺值標(biāo)注在圖中,負(fù)荷功才的標(biāo)幺值為S1j0.5,

2

SL,1J1:電源功率為0.5,PG21.5；各節(jié)點(diǎn)電源幅誼為1.0能口.,節(jié)點(diǎn)3裝有無(wú)功功率2

補(bǔ)償設(shè)備。試用牛頓-拉夫遜法迭代一次求解潮流，求出Q、及路線功率S

G2Ci312

圖4J5題4d0電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線圖

4-11圖4-16為一個(gè)兩節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，電壓為t1.00o節(jié)點(diǎn)2連接負(fù)荷，負(fù)荷吸收

有功功率100MW,無(wú)功功率5DMvar0路線電抗彳，0.12j().16p.U.(基準(zhǔn)功率100MVA)。試用牛頓

?拉夫遜法求節(jié)點(diǎn)2的電壓幅值和相角。初始估計(jì)值為U|1.0p,U."°0,要求迭代兩次。

12

?z.

圖―1162題dll電力系統(tǒng)接線F-----?100MW

?5()Mvar

如圖所序平.系統(tǒng)線路阻抗為：

4-124-1?100,Z12IGjl624j22

10jl6:負(fù)荷功率為S20j!5MVAj18

LD2■TA

Z12由’25

U115°kV,試用牛頓.且夫遜法計(jì)算潮流。

I

(1)求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：

(2)第一次迭代用的雅克比矩陣；

(3)當(dāng)用牛頓-拉夫遜法計(jì)算潮流時(shí)，求三次迭代結(jié)果。

圖417題412電力系統(tǒng)接線圖

第5頁(yè)

4-13如圖4-18所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)1、2接發(fā)機(jī)電，節(jié)點(diǎn)1的電壓為tLOOp.U.,節(jié)點(diǎn)2

的電壓幅值固定在l°5p.U.不變，發(fā)機(jī)電有功功率400MW。節(jié)點(diǎn)3連接負(fù)荷，負(fù)荷吸收有功功率500MW，

無(wú)功功率400Mvar,路線導(dǎo)納如圖示，忽略路線電阻和充電電納?；鶞?zhǔn)功率取I00MVA。試求：

(1)節(jié)點(diǎn)2的有功功率和節(jié)點(diǎn)3的有功、無(wú)功功率表達(dá)式為：

(2)利用牛頓-拉夫遜迭代法求U?IU的相量值。初乎估計(jì)值為U°ioj0,Uo1,0j0,

2323

并保持12IL05p.u.不變。迭代兩次。

圖4-18題4-13電力系統(tǒng)接線圖2

j40y

12

P■4■0■0M

河注思量題為習(xí)題

5-1電力系統(tǒng)有力功率平衡對(duì)頻率有什么影響，系統(tǒng)為什么車設(shè)置有至2杪率備用容量？

5何謂負(fù)荷的彳評(píng)*節(jié)；效應(yīng)r。數(shù)？解訐其物H

.05

93何謂一平次衡調(diào)節(jié)頻點(diǎn)，如何完成？2

54何謂二U次調(diào)1頻0,須1何完成？II

>5何謂發(fā)疝電的調(diào)差系標(biāo)，如何求取，目值是多少？，——

5-6何謂發(fā)機(jī)電組的單位調(diào)節(jié)女率？撼西卜義腿W

5-7何謂電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率?

5-8為什么?次調(diào)頻不能做到無(wú)差調(diào)節(jié)，如何做到無(wú)差調(diào)節(jié)？

5-9互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整有幾種方式？常用那種方式？

5-10何謂等耗量微增率準(zhǔn)那末？

5-11何謂有功電源的最優(yōu)組合？其目的是什么?根據(jù)什么原那末發(fā)展？

5-12什么是頻率調(diào)整的三種方法？各自如何完成調(diào)頻過(guò)程？

5-13什么是有功電源的最優(yōu)組合？根據(jù)什么原那末發(fā)展的？

5-14某系統(tǒng)各機(jī)組的調(diào)差系數(shù)均為0.05,最大機(jī)組的容量為系統(tǒng)負(fù)荷的10%,該機(jī)組有15%的熱備用容量,

當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)5%時(shí)，系統(tǒng)頻率下降?！笻Z,設(shè)K試求如果最大機(jī)組因故障停運(yùn)時(shí)系統(tǒng)的頻率下降

多少？

5-15系統(tǒng)A,當(dāng)負(fù)荷增加250(MW),頻率下降0.1(HZ)；系統(tǒng)&當(dāng)負(fù)荷增加400(MW),頻率下降0.1

(HZ)。系統(tǒng)A運(yùn)行在49.85(HZ),系統(tǒng)B運(yùn)行在50(Hz),如用聯(lián)絡(luò)線將兩系統(tǒng)連接，求聯(lián)絡(luò)線中

的功率。

5-16電力系統(tǒng)中有A、B兩等值機(jī)組并列運(yùn)行，向負(fù)荷P供電，A機(jī)組額定容量500(MW),調(diào)差系數(shù)為0.04：

L

B機(jī)組額定容量為400(MW),調(diào)差系數(shù)為0.05.系統(tǒng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為1.5。當(dāng)負(fù)荷P600(MW)

L

時(shí)，頻率為50〔HZ),A機(jī)組出力500(MW),B機(jī)組出力100(MW)。試求：

(I)當(dāng)系統(tǒng)增加50(MW)負(fù)荷后，系統(tǒng)頻率和機(jī)組出力：

(2)當(dāng)系統(tǒng)切除5001MW)負(fù)荷后，系統(tǒng)頻率和機(jī)組出力

5d7系統(tǒng)有兩臺(tái)1001MW)的發(fā)機(jī)電組，其調(diào)差系數(shù)10022°.04,系統(tǒng)負(fù)荷容量為140(MW),

第6頁(yè)

負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)K1.50系統(tǒng)運(yùn)行頻率為5。(Hz：時(shí)，兩機(jī)組出力為

I.

P600(MW)P80(MW)。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加50。(MW)時(shí)，試求：

GI'G2

(I)系統(tǒng)頻率下降多少？

(2)各機(jī)組輸出有功功率多少?

5-18某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組的容量已經(jīng)徹底利用；占總?cè)萘?/4的火電廠尚有10%備用容量，其單位調(diào)

節(jié)功率為16.6：占總?cè)萘?/4的火電廠尚有20%備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為25；系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)

節(jié)效應(yīng)系數(shù)K1.5。試求：

(1)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率K

s

⑵負(fù)荷功率增加5%時(shí)的穩(wěn)態(tài)須率工

(3)如頻率容許降低0.2Hz,系統(tǒng)能夠承當(dāng)?shù)呢?fù)荷增量。

5-19A、B系統(tǒng)經(jīng)聯(lián)絡(luò)線相連，K26()(MW/Hz),K2C(MW/Hz),K450(MW/Hz),

GALAGB

K35(MW/Hz)，P3(X)(MW)。系統(tǒng)B負(fù)向增加150(MW)。兩系統(tǒng)所有發(fā)機(jī)電均學(xué)及一次項(xiàng)頻，

LBAB

求系統(tǒng)頻率、聯(lián)絡(luò)線上的功率變化量及A、B兩系統(tǒng)發(fā)機(jī)電和負(fù)荷功率變化量。

5-2OA、B兩系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)系統(tǒng)連接如圖5-14所示，其中A系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為500MW/Hz,B

系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為1000MW/HZ。正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)頻率50(Hz),聯(lián)絡(luò)線上無(wú)交換功率。A系

統(tǒng)因故障驀地切除300(MW)的發(fā)機(jī)電一臺(tái)，此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行頻率是多少？聯(lián)絡(luò)線上的交換功率是多少?

答案f49Hz,P200(MW)

AB

圖5d5題5-20的互聯(lián)系統(tǒng)

5-21兩臺(tái)容量均為500(MW)的發(fā)機(jī)電并列運(yùn)行，向300(MW)負(fù)荷供電。發(fā)機(jī)電的最小有功功率均為

60(MW),耗量特性為：

試求(1)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)分配方案：(2)假設(shè)平均分擔(dān)負(fù)荷，多消耗的燃料(單位時(shí)間內(nèi))為多少？

5?22洪水季節(jié)日負(fù)荷曲線如圖5-15所示，試將以下各類發(fā)電廠安排在曲線上(填入相應(yīng)字母)；A-高溫

高壓火電廠：B—當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)煤電廠；C—水電廠；D—火電廠的強(qiáng)迫功率：E—水電廠可調(diào)功率：F—中溫中壓

火電廠：核電廠。

P/MW圖5-16題5-22的有功功率口負(fù)荷曲線

第6章思量題及習(xí)題一I

6-1如何確定發(fā)機(jī)電(J運(yùn)芍極限?|-------------

6-2電力系統(tǒng)電壓水,及才功功獨(dú)國(guó)T

6*3電力系統(tǒng)的電壓儲(chǔ)移的定義是什么？我國(guó)現(xiàn)行規(guī)定的電壓偏不為多少？

6-4調(diào)整電壓可以采川哪些措施？其優(yōu)缺點(diǎn)何在？

6.5何謂逆調(diào)壓、順ino用成壓二律適應(yīng)葉玄場(chǎng)田--------------

&6何謂電力系統(tǒng)電左中樞點(diǎn)？如何選擇電壓中樞點(diǎn)？如何確定中樞電壓的允許范圍.

第7頁(yè)

__________[I__________,5

06121824

6〃如下圖6-20所示某一升壓變壓器，其額定容量為31.5(MVA),變比為10.51022.5%,歸算到

Z3

高壓惻阻抗為Tj48(),通過(guò)變壓器功率為

S24j16(MVA),S13jlO(MVA),高壓側(cè)調(diào)壓耍求U120(kV),

maxminmax

U12(XkV),,發(fā)機(jī)電的可能調(diào)整電壓范圍1O~1Ikv,試選分接頭。

nun

圖020題&7升壓變壓器

6-8某輸電系統(tǒng)的等值電路如F圖。電壓t115(kV)維持不變。負(fù)荷有功功率P[D40MW保

U

持恒定，無(wú)功功率及電壓平方或正比，即QLDQN41.9■狀就Q)20MVar和

u

CID30MVar「兩種情況按無(wú)功功率平衡的條件確定節(jié)點(diǎn)2的電壓2

O

圖6-21題&8系統(tǒng)圖

&9某變電所由阻抗為4.32+ilO5c的35kV路線供也變電所負(fù)荷集中在變壓器10kV母線B點(diǎn)。最大負(fù)荷

8+j5MVA,最小負(fù)荷4+j3MVA,路線送端母線A的電壓在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)均為36kV,要求變電所

lOkV母線卜?的電壓在最小負(fù)荷及最大負(fù)荷時(shí)電壓偏差不超過(guò)±5%,試選擇變壓器分接頭。變壓器阻抗為

0.69+j7.84Q,變比為35±2x2.5%/105kV。

圖622題&9系統(tǒng)圖

&10如圖323所示電力系統(tǒng)，如A點(diǎn)電壓保持36kv不變，B點(diǎn)調(diào)H要求為102kVUR10.5kV

試配合選擇變壓器分接頭確定并聯(lián)補(bǔ)償電容器容量。不計(jì)變壓器及路線的功率損耗。

圖&23題640系統(tǒng)圖

6J1如圖d24所示，某一降壓變電所由雙回UOkV,長(zhǎng)70km的架8輸電路線供電，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度阻抗為

0.27+j0.416(n.1km)o變電所有兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其參數(shù)為：31.5MVA,為110±2x2.5%/1IkV,

U：為10.5。變電所最大負(fù)荷為4O+j3O(MVA),最小負(fù)荷為30+j20(MVA)。路線首端電壓為1l6kV,且

維持不變。變電所二次側(cè)母線上的允許電壓偏移在最大、最小負(fù)荷時(shí)為額定電壓的2.5%~7.5%。

根據(jù)調(diào)壓要求，按并聯(lián)電容器和并聯(lián)調(diào)相機(jī)0?5兩種措施，確定變電所：次側(cè)母線上所需補(bǔ)償?shù)淖?/p>

小容量。

圖&24題&11系統(tǒng)圖

&12有一條阻抗為21+j34c的UOkV單回路線，將降壓變電所及負(fù)荷中心連接，最大負(fù)荷為22+j20MVA。

路線允許的電壓損耗為6%,為滿足此要求在路線上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)為單相、0.66kV.40kVA的電容器。試確定所

需電容器數(shù)量和容量。

圖&25題&12系統(tǒng)圖

&13試選擇電壓為11022.5%/llkV.容量位20MVA的減壓變壓器的分接頭，使變壓器低壓母線電

壓偏移不超過(guò)額定電壓的2.5怯7.5%。變電所低壓母線最大負(fù)荷為18MW、COS0.8,最小負(fù)荷為7MW、

u%

cos0.7,變電所高壓母線維持iO7.5kV恒定。變壓器的短路電壓k165,短路損耗

第8頁(yè)

P163kW

笫7章思量題及習(xí)題

7-1什么是理想同步機(jī)電?為什么要定義理想同步機(jī)電？

7-2在:理想同步發(fā)機(jī)電(凸極機(jī):原始磁鏈方程中，各電感系數(shù)一定子繞組間自感,互感，轉(zhuǎn)子繞組間自感、

互感，定、轉(zhuǎn)子繞組間互感，哪些隨轉(zhuǎn)子位置.而變化。哪些不隨轉(zhuǎn)子位置變化?假設(shè)是隱極機(jī)又如何，

7-3同發(fā)機(jī)電正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的等值電路和相量圖的形式如何?虛構(gòu)電動(dòng)勢(shì)EQ有何物理意義？

74同步機(jī)電定子A、B、c三相通以正弦電流i、i、i,轉(zhuǎn)子各繞組均開路，iii0,試問(wèn)0

ABCABC，心」

和90時(shí)A相繞組的等值電感為多少？

7-5同步機(jī)電定子三相通入直流，\1。，i=/u)5,求轉(zhuǎn)換到卸手瞽的i、i、

7-6設(shè)三相電流的瞬時(shí)值分別為下面兩式，試求經(jīng)過(guò)派克變換后的口L

icostai1

a0a

iIcosta1201I0.25

(1)bm0⑵b

ii0.25

ccosta120c

0

7-7三一樣步發(fā)機(jī)電，頻率50Hz山具有常值同步速度的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電樞繞組初始時(shí)開路，調(diào)整勵(lì)磁電壓，

使電樞機(jī)端電壓為額定值(標(biāo)幺值為ip.u.),機(jī)電的電抗標(biāo)幺管和時(shí)間常數(shù)為X0.25p.u,

d

X0.45p.u,X1.50p.u,0.04s

ddd

1.4s,0.04s。試求：

dd

(1)分別求次暫態(tài)、暫態(tài)和稔態(tài)短路電流。

(2)發(fā)機(jī)電出口發(fā)生三相短路時(shí)，求電樞電流基頻分量的表達(dá)式。假定短路發(fā)生在轉(zhuǎn)子直軸及a相軸線

重合，即°。

笫8章思量題及習(xí)題

8-1何謂電力系統(tǒng)的故障？如何分類？

8-2何謂無(wú)限大容量電源？其供電系統(tǒng)三相短路時(shí)的短路電流包括幾種分量？有什么特點(diǎn)？

8-3何謂短路沖擊電流？何謂最大有效值電流？它在什么條件下浮現(xiàn)？沖擊系數(shù)的含義是什么？如何取

值？

"T何謂磁鏈不變?cè)?？它的?shí)質(zhì)是什么？

8-5簡(jiǎn)述無(wú)阻尼繞組同步發(fā)機(jī)電驀地三相短路的物理過(guò)程。

油冷什么也在什么情況下的H間常數(shù)？

8-7何謂哲態(tài)電勢(shì)、次哲杰電打？它在短路瞬間是否突變?

第9頁(yè)

8-8有阻尼繞組同步發(fā)機(jī)電驀地三相短路時(shí)，定子繞組中的電流由曝些分量組成？各按什么時(shí)間常數(shù)衰減？

8-9何謂強(qiáng)行勵(lì)磁？其作用是什么？

8-10無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，三相短路電流周期分量有效值如何計(jì)算？電力系統(tǒng)中任意

一點(diǎn)的剩余電壓又如何計(jì)算？

8-11何謂起始次暫態(tài)電流T?準(zhǔn)確計(jì)算步驟如何？在近似計(jì)算時(shí)又可采用哪些假設(shè)？

8-12如果三相短路點(diǎn)具有大型異步電動(dòng)機(jī)，其沖擊電流和短路電流最大有效值又如何考慮？

8-13電力系統(tǒng)三相短路電流實(shí)用計(jì)算法的含義是什么？它求的是H么電流？

8J4求任意時(shí)刻的短路電流可采用什么方法？

8-15同步發(fā)機(jī)電的穩(wěn)態(tài)、哲態(tài)、次智態(tài)時(shí)的電勢(shì)方程.等值電路及相星圖的形式如何？

8-16虛擬電勢(shì)E音何意義？為什么要爭(zhēng)入暫布電勢(shì)E和暫態(tài)電抗X?它們具有怎樣的物理意義？

8-17三相短路電流時(shí)網(wǎng)絡(luò)如何用疊加原理？分解后的故障分量網(wǎng)絡(luò)有何特殊意義？

&I8電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算時(shí)，負(fù)荷如何考慮？

8-19什么叫電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)格阻抗？二者有何關(guān)系？用什么方法可以求電流分布系數(shù)？

8-20同步發(fā)機(jī)電的參數(shù)為：x1.2,X0.8,X0.29,X0.25,X0.35。在額定運(yùn)行

dqddq

時(shí)，U1.0,11.0,COS0.9,試計(jì)算在額定運(yùn)行狀態(tài)下同步發(fā)機(jī)電的E、EF、E及E

Qqd

之值，并作出該同步發(fā)機(jī)電穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、次暫態(tài)I時(shí)的等值電路。

8-21如圖8-48所示電力系統(tǒng)空載運(yùn)行，發(fā)電機(jī)電壓為額定值，電動(dòng)勢(shì)同相，發(fā)機(jī)電和變壓的電抗額定標(biāo)

幺值用百分比標(biāo)注于圖中，忽略所有電阻，路線電抗為16()。傳輸路線末端發(fā)生三相對(duì)稱故障，求短路電

流和短路容量。

圖8-40題8-21電力系統(tǒng)接線圖

力22如圖8<0所示電力網(wǎng)絡(luò)，各元件參數(shù)如下。發(fā)機(jī)電G：60MVA,X0.14,E1。變壓器T：

d

30MVA,U%8。路線L：長(zhǎng)20km,x0.38/km。試求k點(diǎn)三相短路時(shí)，起始次暫態(tài)電流、

RI

沖擊電流、短路電流最大有效宜和短路功率有名值。

圖8⑷題8-22電力網(wǎng)絡(luò)接線圖

仁23如圖842所示，簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，各元件參數(shù)如下。發(fā)機(jī)電G：60MVA,X0.15,E1.08

Id

發(fā)機(jī)電G}90MVA,X0.2,E[08。變器T：60MVA,U%120變壓器T：

90MVA,U%12o線路L：每回線長(zhǎng)80km,x0.4kmo綜合儕荷LD.

**/

120MVA,X0.35,E0.8。

Ld

試分別計(jì)算k內(nèi)發(fā)生三相短路時(shí)，起始次暫態(tài)電流和沖擊電流有名值。

圖842題8-23電力系統(tǒng)接線圖

8-24如圖8-43a所示四節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)接線，發(fā)機(jī)電用暫態(tài)電抗和它暗地里的電動(dòng)勢(shì)表示。所有電抗用同一基

準(zhǔn)容量下的標(biāo)幺值表示。為簡(jiǎn)化分析，忽略所有電阻和并聯(lián)電容,發(fā)機(jī)電在額定電壓下空載運(yùn)行，電動(dòng)勢(shì)

同相。節(jié)點(diǎn)4發(fā)生金屬性三相故障。試求

(1)利用戴維南定理求故障點(diǎn)的等效電抗并求故障電流(單位：p.u.);

(力求故障時(shí)的節(jié)點(diǎn)電壓和路淺電流：

第10頁(yè)

（3）求節(jié)點(diǎn)2發(fā)生三相故障，故障阻抗為Z￡）.0225,計(jì)算（1）和（2）o

圖843題8-27簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)

8-25電力系統(tǒng)接線如圖8-53所示，各元件參數(shù)如下：汽輪發(fā)機(jī)電G、G為60MVA,

12

U10.5kV,XQ.15變壓器T、T為60MVA,U%105,外部系統(tǒng)電源S為

N<112K

300MVAX0.5。系統(tǒng)中所有發(fā)機(jī)電組均裝有自勵(lì)調(diào)壓器。k點(diǎn)發(fā)生三相短路，試按以下三種情

S

況計(jì)算I、I和I,并對(duì)計(jì)算結(jié)果發(fā)展比擬分析。取II,外部系統(tǒng)電源按汽輪發(fā)機(jī)電考

°°-24s

慮。

（I）發(fā)機(jī)電c、G及外部系統(tǒng)S各用一臺(tái)等值發(fā)機(jī)電代替,

I2

（2）發(fā)機(jī)電C1和外部電源S合并為一臺(tái)等值機(jī)。

（3）發(fā)機(jī)電,?、、G和外部電源S全部合并為一臺(tái)等值機(jī)。

圖N3題8-28電力系統(tǒng)接線圖

第9章思量題及習(xí)題

9-1何謂對(duì)稱分量法？正序、次序和零序分量各有什么特點(diǎn)？

9-2答復(fù)單相短路、兩相短路.兩相接地短路的邊界條件，如何轉(zhuǎn)化為對(duì)稱分量表示的邊界條件，怎樣根

據(jù)邊界條件做出復(fù)合序網(wǎng)圖？

9-3兩相短路為什么沒(méi)有零序分量？

94如何制定電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)圖？

9-5何謂正序等效定那末，各種類型短路的附加電抗是什么？

變壓器接線Yynl2和Ydl1兩側(cè)對(duì)稱分量有何變化？

97如何計(jì)算不對(duì)稱為路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的電流和電E?

共何謂非全相運(yùn)行？它及電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路有何異同？

9-9試?yán)L制圖941電力系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生單相接地，兩相短路和兩相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)圖。

圖314題/9電力系統(tǒng)圖

9d0如圖945所示電力系統(tǒng)，各元件參數(shù)如下：

OlifeGl：62.5MVA,X0.125,X0.16

d2

發(fā)機(jī)電G2：31.25MVAX0.125,X0.16

d

變壓器Tl.63MVA,U%105

?k

變壓器T2：31.5MVAU%105

k

路線WL：150km,x0.4km3x

第11頁(yè)

試求k點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路時(shí).故障點(diǎn)的各相電流和各相電壓。

圖945題9-10的電力系統(tǒng)接線圖

9-11簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)如圖946所示。各元件參數(shù)如下：

發(fā)機(jī)電G：50MVAXX,0.2,E1.05

U-;

變壓器T：50MVA.U%10.5,Ynd11接線，中性點(diǎn)接地電抗x22k點(diǎn)發(fā)牛.單相接地

kn

或者兩相接地。試計(jì)算：

(II短路點(diǎn)各相電流及電壓的有名值.

(2)發(fā)機(jī)電端各相電流及電壓的有名值,并畫出其相量圖。

(3)變壓器低壓繞組中各繞組電流的有名值。

(4)變壓器中性點(diǎn)的電壓有名值。

圖946題611的電力系統(tǒng)接線圖

9-12如圖947所示電力系統(tǒng)，與元件參數(shù)如下：

發(fā)機(jī)電G.100MVA,cos0.85,X0.18,X0.22。

'd2

變壓器T：120MVA,U%24.7,U%8.8,U%14.7。輸電路線WL：

KI2K23KI3

1160km,x^O.41kmy3.5xos為無(wú)限大谷量電源系統(tǒng)，內(nèi)阻x0。

試計(jì)算k點(diǎn)單相接地短路時(shí)發(fā)機(jī)電母線A的線電壓，并繪出相量圖。

圖647題％12電力系統(tǒng)圖

913如圖948所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)中,求在k點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路情況下,在t°、t°?2s、

t時(shí)短路電流周期分量的有效值。其中發(fā)機(jī)電G的額定容量S、＜；30MVA，X2

0.125,變壓器T的額定容量30MV?,U%10.5

圖M8題％13的電力系統(tǒng)接線圖

9-14如圖949所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，各元件參數(shù)如下：

發(fā)機(jī)電G：S300MVA,XX0.22

NGd2

變壓器和。路線每回路。

T1T2.S360MVAFU%12120km,x0.4km,x3x1

NTkI0I

負(fù)荷LD：S280MVAB當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生單相斷線時(shí)，試計(jì)算各序電抗，并繪制且合序網(wǎng)圖。

LD

圖949題％】4的電力系統(tǒng)接線圖

9-15如圖9-50所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，在同一基準(zhǔn)容量下的電抗標(biāo)幺值數(shù)據(jù)為發(fā)機(jī)電G1、G2:

XX0.10,X0,05；變壓器T1,T2:XXX0.25.

I20I20'

1:Xx

路線|2°?3°，X00.5.當(dāng)節(jié)點(diǎn)1發(fā)生故障時(shí)求戴維南等效阻抗，并計(jì)算當(dāng)節(jié)點(diǎn)1發(fā)生金

屬性故障，在下述情況下的故障電流。

(1)三相對(duì)稱故障：

(2)單相接地故障：

(3)兩相故障：

第12頁(yè)

(4)兩相接地故障。

圖9-50題9-15的筒單電力系統(tǒng)接線圖

第10章思量題及習(xí)題

10-1何謂簡(jiǎn)單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性？

10-2簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)稚定的實(shí)用判據(jù)此什么？

1()-3何謂電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)和整步功率？

1(M如何用小干擾法分析簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？

10-5功角和發(fā)機(jī)電組慣性時(shí)間常數(shù)工的物理意義是什么？

10-6提高電力系統(tǒng)靜態(tài)稔定性的措施主要有哪些？

10-7簡(jiǎn)述自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁覆置對(duì)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響。

1P8什么姑同步發(fā)機(jī)電的轉(zhuǎn)子搖擺曲線，有何用處？

10-9簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)如圖10-50所示，各元件參數(shù)如下：發(fā)機(jī)電G,P250MW,

N

cos0.85U10.5kV,X1.0,X0.65.X0.23：變壓器Tl.

N'N'dqd

s300MVAU%15,K10.5242/變壓器T2,S300MVA,U%15,

N'k'T1Nk

220/121：路線，1250km,U、220kVX(0.42/km。運(yùn)行初始狀態(tài)為

P

(1)如果發(fā)機(jī)電無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)，EEq常數(shù)，試求功用特性、，功率極限t

q0|?5

并求此時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定銘藏系數(shù)Kp%

(2)如計(jì)及發(fā)機(jī)電勵(lì)磁調(diào)節(jié)，EgE,*)常數(shù)，試做同樣內(nèi)容計(jì)算。

圖10-50題1P9的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)接線圖

1答案］⑴Eq為常數(shù)P風(fēng)1.16sin0.085sin2,82.5P1.172

Eqm9Eqin

(2)可常數(shù)P1.58sin0.21sin2,103.77P1.63

Eqm

1.21X0.4

1(X()如圖

10>51所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，參數(shù)如下：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)X

1,發(fā)機(jī)電向受端輸送功率

X0.169。14\[/20.373：運(yùn)行參數(shù)UG

0