2023年9月份考試電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三次作業(yè)

2023年9月份考試電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三次作業(yè)

一、名詞說明題（本大題共20分，共10小題，每小題2分）

1.熱電廠的強(qiáng)迫功率

2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的稀疏度

3.三繞組變壓器的最大短路損耗

4.頻率的二次調(diào)整

5.潮流計(jì)算

6.最大負(fù)荷

7.電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是（）。

8.自然功率因數(shù)

9.變壓器的分接頭

10.出名制

二、計(jì)算題（本大題共50分，共10小題，每小題5分）

1.一個(gè)簡潔電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為

-J10J9.523800

J9.523812-725.0703-6+J8-6+78

%=

012-J16-6+78

0-5+用-6+J812-J16

支路2-3的導(dǎo)納為y23=6-j8,試計(jì)算切除該支路的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。

2.某系統(tǒng)的額定頻率為50Hz,有4臺(tái)額定功率為100MW的發(fā)電機(jī)組，調(diào)差系

數(shù)為。斷4,總負(fù)荷為320MW,負(fù)荷的單位調(diào)整功率風(fēng)尸1.5。如負(fù)荷增加

60MW,4臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均擔(dān)當(dāng)負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)頻率的變更值是多少？

3.一臺(tái)變壓器的標(biāo)么值參數(shù)為ZT=j0.1,k；1.05,計(jì)算其n形模型等值電路

的參數(shù)。

4.一個(gè)簡潔電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為

-J10J9.523800

J9.523812-725.0703-6+/8-6+J8

0-6+/812-J16-6+J8

0-6+J8-6+7812-J16

網(wǎng)絡(luò)中支路27為一臺(tái)變壓器，其導(dǎo)納為-jlO,變比為1.05:1,志向變壓器接

在節(jié)點(diǎn)2。試計(jì)算支路2T的變壓器變比變更為0.95:1時(shí)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。

5.一個(gè)筒潔電力系統(tǒng)的線路電抗和節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率標(biāo)么值，如圖所示，若

U,=14OZO°,試計(jì)算節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，確定各節(jié)點(diǎn)的類型、待求變量和極坐標(biāo)形

式牛頓一拉夫遜潮流法修正方程的數(shù)量。

J0-1j013

@41I-----4》2柳

3+j2

三節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。

6.一臺(tái)有載調(diào)壓降壓變壓器變比為110±8X1.25%/llkV,歸算到UOkV側(cè)的

阻抗為8+j1000。該變壓器高壓母線電壓在最大負(fù)荷20+jl0MVA時(shí)為HOkV；

在最小負(fù)荷ll+j6MVA時(shí)為113kV。試選擇有載調(diào)壓變壓器分接頭，使其低壓母

線電壓滿意在最大負(fù)荷時(shí)為10.5kV,最小負(fù)荷時(shí)為10kV的要求。

7.某變電站由HOkV雙回線供電，線路長50km,b.=2.7X10^S/kmo站內(nèi)有兩

臺(tái)SFL7-31500/110的變壓器，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為P廣38.5kW,I0%=0.8,Pk=148kW,

U%=10.5o變電站低壓側(cè)負(fù)荷為50+j25MW。試計(jì)算兩臺(tái)變壓器的功率損耗和變

電站的運(yùn)算負(fù)荷。

8.一回HOkV線路向變電所供電。取基準(zhǔn)值S產(chǎn):00,U產(chǎn)110,標(biāo)么值參數(shù)為：

llOkV線路ZL=O.l+j0.2,YL=jO.02；變壓器ZT=O.02+j0.3,YT=0.0006-

j0.004o若UOkV線路始端電壓標(biāo)么值為1.05,變電所末端負(fù)荷標(biāo)么值為

0.2+jO.Io試計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的輸電效率和變電所末端母線電壓（不計(jì)電壓著陸

橫重量）。

9.500kV輸電線路長600km,采納三分裂導(dǎo)線3XLGJQ-400,單位長度的參數(shù)

為r尸0.02625Q/km,x^O.298Q/km,b.=3.735X10-6S/km,試計(jì)算不計(jì)分布特

性時(shí)輸電線路n型等值電路的參數(shù)。

10.某臺(tái)UOkV的變壓器額定容量為10MVA,短路損耗為Pk=75kW,短路電壓百

分值為認(rèn)%=10.5,空載損耗為P°=26kW,空載電流百分值為計(jì)算變壓

器的等值參數(shù)。

三、問答題（本大題共30分，共10小題，每小題3分）

1.簡述計(jì)及功率損耗時(shí)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的步驟。

2.為什么電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整與無功功率有關(guān)？

3.為什么用調(diào)速器進(jìn)行頻率一次調(diào)整只能限制周期較短、幅度較小的負(fù)荷變動(dòng)

引起的頻率偏移？

4.電力系統(tǒng)為什么要設(shè)置有功功率備用容量？

5.小么是聯(lián)合電力系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線功率限制問題？

6.雅可比矩陣的特點(diǎn)有哪些？

7.無功功率平衡計(jì)算應(yīng)留意什么問題？

8.簡述各類發(fā)電廠的組合依次。

9.廣義電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系怎樣？

10.發(fā)電機(jī)組有哪些運(yùn)行限額？如何用公式表達(dá)？

答案:

一、名詞說明題（20分，共10題，每小題2分）

1.

參考答案：

熱電廠的強(qiáng)迫功率是由熱負(fù)荷確定的技術(shù)最小負(fù)荷。

解題方案：

從火力發(fā)電廠的特點(diǎn)分析。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

2.

參考答案：

節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的稀疏度等于節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中零元素個(gè)數(shù)與矩陣的總元素個(gè)數(shù)的

比值。

解題方案：

考查節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的稀疏度概念。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

3.

參考答案：

答案：三繞組變壓器的最大短路損耗是指兩個(gè)100%繞組中流過額定電流，另一

繞組空載時(shí)的短路損耗。

解題方案：

考查三繞組變壓器的最大短路損耗概念。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

4.

參考答案：

頻率的二次調(diào)整指由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器進(jìn)行的、對其次種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率

偏移的調(diào)整。

解題方案：

考查頻率的二次調(diào)整概念。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

5.

參考答案：

潮流計(jì)算是指為求得潮流分布的計(jì)算。

解題方案?

考查潮流i十算概念。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

6.

參考答案：

最大負(fù)荷’般指規(guī)定時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值。

解題方案：

考查甩力系統(tǒng)基本參量。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

參考答案：

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是星形聯(lián)結(jié)的變壓相或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。

答案：發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率：卜

^xl00=50（AfF//^）^

負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率：P

320

勺=1.5x親=9.6（W7也"

筆=4x50+9.6=209.6（謝/也）〃

系統(tǒng)頻率的變化值

4/=-60/209.6=-0.2863（也）“

解題方案：

用發(fā)電機(jī)組、負(fù)荷和系統(tǒng)的單位調(diào)整功率計(jì)算。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

參考答案：

答案：變壓器支路導(dǎo)納：〃

11

V】。===一

zTk.j0.lxl.05

/.-1_1.05-1___

-1。=z/.=/0.1x1.05-一

i._1-1,05

乃。二年廠?0口二

解題方案：

考查變壓器n形模型等值電路的參數(shù)計(jì)算。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

參考答案：

[PDAFDAA3EDFA2B8C2A0D00B8951CDB0B0]

解題方案：

考查按定上修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

參考答案:

答案：支路導(dǎo)納為：=乃3=1301=-JI。/

節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：卜

-J10J100

-720J10

0J10-J10

節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)2和3節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn),待求變量為S，歷，5,為?極坐標(biāo)形式牛頓一拉

天遜潮流法修正方程的數(shù)量為4個(gè)，其中有功和無功方程各有2個(gè).〃

解題方案：

考查計(jì)算節(jié)點(diǎn)檸納矩陣和極坐標(biāo)形式牛頓-拉夫遜潮流方程的數(shù)量。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

6.

參考答案：

答案：最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)的電壓損耗：〃

△%=20x8：；；xl0°=10.5455(i7)?，

A%="x8，xl00=60885(HQ“

計(jì)算分接頭電壓：丁

4Mx=(110-10.5455)x11/10.5=99,4545x11/10.5=104.1905(^^

=(^3-6.0885)x11/10=106.9115x11/10=117.6027(^^

選擇有載調(diào)壓變壓器分接頭：最大負(fù)荷時(shí)選-4檔分接頭，最小負(fù)荷時(shí)選+6檔分接頭：〃

=104.5/7)X=118.25m

變壓器低壓母線電壓：?

U*=99,4545x11/104.5=10.4689出好?

C//ain=106,9115x11/118.25=9.9453(^^

變壓器低壓母線電壓偏移："

=104689-10幻00=46889%~

*10

99453-10

A嗯=I。xW0=-05474%~

可見所選的變壓器分接頭能夠滿足調(diào)壓要求。~

解題方案.

考查變壓M分接頭的選擇。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

7.

參考答案:

答案：每臺(tái)變壓器額定容量為31.5MVA..

變壓器勵(lì)磁支路功率損耗：，

p/%5n2

△—』廿)。"常31.5)=0.°77°+為5°4°吟

變壓器阻抗支路功率損耗：?

148105x315502+25?

)-V=2x(.

"'1000100'r*2、1000100(2x31.5)2/

=0.2331+j5.2083(MVA)

變壓器功率損耗："

A§r=(0.0770+j0.5040)+(0.2331+J5.2083)=0.3101+J5.7123(MG4)^

變電站進(jìn)線對地電納支路功率損耗：?

=2xl102x(-jlx50x2.7X1Q-45)=-兒6335(同⑷/

2

變電站運(yùn)算負(fù)荷：一

9=(50+725)4-(0.3101+J5.7123)-J1.6335=50.31014-j29.0788(21^4)^

解題方案：

考食用試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變壓器功率損耗。

評分標(biāo)準(zhǔn)，

8.

參考答案：

答案：取全附為額定電壓，其標(biāo)么值為1，則…

變壓器阻抗支路功率損耗：/

A%.=(0.22+0.12)X(0.02+JO.3)=0.0010+J0.0150^

變壓器阻抗支路始端功率：,

券.=(02+70.1)+(0,0010+j0.0150)=0.2010+JO.115O^

線路限抗末端的功率：裂

品.=0.2010+J0.1150+(0,0006+J0.004)-J0.02=0.2016+)0.0990?

線路阻抗支路功率損耗：P

△=(0.20162-F0.09902)x(0.1+j0.2)=0.0050+jO.0101^

線路阻抗始端功率：,

5；.=(0.2016+JO.0990)+(0.0050+JO0101)=0.2066+*.1091“

整個(gè)系統(tǒng)的輸電效率：，

09

7)=--^-xioo%=96.81%^

0.2066

線路阻抗的電壓損耗(不計(jì)橫分量)：一

0.2066x0.1+0.1091x0,2

△%.=------------------------------------=0A.0405,

1.05

變壓器的電壓損耗(不計(jì)橫分量)：，

0.2010x0.02+0.1150x0.3

△%?=

1.05-0.0405

變電所末端母線電壓："

1.05-0.0405-0.0382=0,9714^

解題方案：

用已知末端功率和始端電壓的簡化方法計(jì)算。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

9.

參考答案：

答案：輸山線路n型等值電路不計(jì)分布特性時(shí)的參數(shù)為…

2=(0.02625+j0.298)x600=15.75+J178.8(Q)^

D1

-=-x3.735x10-6X600=11.205xlO-4⑻“

22

解題方案：

考查線路n型等值電路的參數(shù)計(jì)算。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

10.

參考答案：

答案：變壓器的阻抗參數(shù)：〃

變壓器的導(dǎo)納參數(shù)：〃

GT=_5_=———_7=2.15x10^(S)/

1000/1000X1102

3盒器靛短必叱⑸,

解題方案：

考查雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

三、問答題(30分，共10題，每小題3分)

1.

參考答案：

首先，計(jì)算不計(jì)功率損耗時(shí)的功率分布，確定功率分點(diǎn)；然后，在無功分點(diǎn)將

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)解開成為兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，把流入無功分點(diǎn)的功率作為輻射形網(wǎng)絡(luò)的

末端功率；最終，從無功分點(diǎn)起先，按輻射形網(wǎng)絡(luò)分別從兩側(cè)逐段向電源推算

電壓著陸和功率損耗。

解題方案：

考查手算潮流的特點(diǎn)。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

2.

參考答案：

答案：由于高壓電網(wǎng)一般有X?R,因此：，

UUUU

可見，影響電壓幅值大小的電壓降落縱分量主要受無功功率影晌，影響電壓角度大小的電壓降落橫分

篋主要受有功功率影響.此外，輸電的目的就是要輸送電能，不能用減小輸送有功功率的方法減小電壓損

耗.因此電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整主要與無功功率有關(guān)，可以通過控制無功功率實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)整控制.，

解題方案：

考查減小電壓損耗的方法。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

3.

參考答案：

（1）為保證發(fā)電機(jī)組調(diào)速器運(yùn)行的穩(wěn)定性，不能采納過小的調(diào)差系數(shù)或過大的

單位調(diào)整功率，以免負(fù)荷變更量在各發(fā)電機(jī)組之間的安排無法固定。（2）系統(tǒng)

中有些機(jī)組已滿載不能調(diào)整，使全系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)整功率減小，等值調(diào)

差系數(shù)增大。

解題方案：

用調(diào)差系數(shù)和單位調(diào)整功率的關(guān)系分析。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

4.

參考答案：

電力系統(tǒng)設(shè)置有功功率備用容量是為了滿意頻率調(diào)整的須要，以便在發(fā)電、供

電設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，以及系統(tǒng)負(fù)荷增長后，仍有足夠的發(fā)電設(shè)備容量向

用戶供電，保證電力系統(tǒng)在額定頻率下達(dá)到有功平衡。

解題方案：

從保證電力系統(tǒng)有功平衡分析。

評分標(biāo)準(zhǔn)：

5.

參考答案：

聯(lián)合電力系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線功率限制問題是指頻率的二次調(diào)整由調(diào)頻廠機(jī)