電力系統(tǒng)分析第三版于永源楊綺雯著中國(guó)電力出版社課后答案.docx

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1、61 Chapter 一 1-1、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的含義是什么？ 答：電力系統(tǒng)指生產(chǎn)、變換、輸送、分配電能的設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路等， 使用電能的設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、電爐、電燈等，以及測(cè)量、保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所 組成的統(tǒng)一整體。一般電力系統(tǒng)就是由發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、配電設(shè)備及用電設(shè)備所組成的 統(tǒng)一體。 電力系統(tǒng)中，由各種電壓等級(jí)的電力線路及升降壓變壓器等變換、輸送、分配電能設(shè)備 所組成的部分稱(chēng)電力網(wǎng)絡(luò)。 1-2、 電力系統(tǒng)接線圖分為哪兩種？有什么區(qū)別？ 答：電力系統(tǒng)接線圖分為地理接線圖和電氣接線圖。 地理接線圖是按比例顯示該系統(tǒng)中各發(fā)電廠和變電所的

2、相對(duì)地理位置，反映各條電力線 路按一定比例的路徑，以及它們相互間的聯(lián)絡(luò)。因此，由地理接線圖可獲得對(duì)該系統(tǒng)的宏觀 印象。但由于地理接線圖上難以表示各主要電機(jī)、電器之間的聯(lián)系，對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)一步了解。 還需閱讀其電氣接線圖。 電氣接線圖主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電力元件 之間的電氣接線。但電氣接線圖上難以反映各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)位置，所以閱讀電氣接 線圖時(shí)，又常需參考地理接線圖。 1-3、 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？ 答：對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行通常有如下三點(diǎn)基本要求: 1）保證可靠地持續(xù)供電； 2）保證良好的電能質(zhì)量； 3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3、 1-4、電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？什么叫電力線路 的平均額定電壓？ 答：各部分電壓等級(jí)之所以不同，是因三相功率 S 和線電壓 U、線電流 I 之間的關(guān)系為 S= 3 UI。當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓愈高，電流愈小，導(dǎo)線等截流部分的截面積愈小， 投資愈小；但電壓愈高，對(duì)絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器等絕緣的投資也愈大。 綜合考慮這些因素，對(duì)應(yīng)于一定的輸送功率和輸送距離應(yīng)有一個(gè)最合理的線路電壓。但從設(shè) 備制造角度考慮，為保證生產(chǎn)的系列性，又不應(yīng)任意確定線路電壓。另外，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓 等級(jí)過(guò)多也不利于電力工業(yè)的發(fā)展?？紤]到現(xiàn)有的實(shí)際情況和

4、進(jìn)一步的發(fā)展，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)電壓，即為額定電壓。 各元件的額定電壓： 1、各用電設(shè)備的額定電壓取與線路額定電壓相等，使所有用電設(shè)備能在接近它們的 額定電壓下運(yùn)行； 2、發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的 105%； 3、升壓變壓器一次側(cè)額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，二次側(cè)的額定電壓為線路 額定電壓的 110%； 4、降壓變壓器一次側(cè)取與線路額定電壓相等，二次側(cè)的額定電壓為線路額定電壓 的 110%或 105%。 電力線路的平均額定電壓：是約定的、較線路額定電壓高 5%的電壓系列。 1-5、系統(tǒng)不同電壓等級(jí)的適用范圍怎樣？ 答：3KV 只限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用；5

5、00、330、220KV 多用于大電力系統(tǒng)的主干線；110KV 既用于大城市或大工業(yè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，也廣泛用于農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)；10KV 則是最常用的更低一級(jí) 的配電電壓；只有負(fù)荷中高壓電動(dòng)機(jī)的比重很大時(shí)，才考慮 6KV 配電的方案。 1-6、 電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線有哪些？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)？有何用 處？ 答：電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線： 1） 按負(fù)荷種類(lèi)分為有功功率負(fù)荷曲線和無(wú)功功率負(fù)荷曲線； 2） 按時(shí)間段長(zhǎng)短分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線； 3） 按計(jì)量地點(diǎn)分為個(gè)別用戶、電力線路、變電所及至整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷曲線。 年持續(xù)負(fù)荷曲線：一年中系統(tǒng)負(fù)荷按其數(shù)值大小及其持續(xù)時(shí)間順序由大到

6、小排列而 成。 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax：如果負(fù)荷始終等于最大負(fù)荷 Pmax，則經(jīng)過(guò) Tmax 小時(shí)所消耗 的電能恰好等于全年耗電量 W，即： 8760 W ∫ pdt Tmax = = Pmax 0 Pmax Tmax 的大小反映了負(fù)荷隨時(shí)間變化波動(dòng)的幅度大小，Tmax 大則表示負(fù)荷波動(dòng)小，Tmax 小表示負(fù)荷波動(dòng)大。 1-7、 某 一 負(fù) 荷 的 年 持 續(xù) 負(fù) 荷 曲 線 如 圖 所 示 ， 試 求 最 大 負(fù) 荷 利 用 小 時(shí) 。 P(M W ) 1 0 0 6 0

7、 3 0 0 2 0 0 0 5 0 0 0 8 7 6 0 t(h) 解：A 年 = 2000 100 + (5000 ? 2000) 60 +(8760 ?5000) 30 =492800( Mw. )h Tmax = A年 Pmax = 492800 = 492（8 h） 100 1-8、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地情 況如何? 答：接地方式通常分為兩大類(lèi)： 1）大接地電流系統(tǒng)，即直接接地； 2）小接地電流系統(tǒng)，即不接地和經(jīng)消弧線圈接地。

8、 特點(diǎn)：電力系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障是單相接地，對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)來(lái)說(shuō)當(dāng)出現(xiàn)單相接 地時(shí)，出現(xiàn)了除中性點(diǎn)外的另一個(gè)接地點(diǎn)，構(gòu)成了短路回路，所以接地相電流即短路電流數(shù) 值也就很大，為了防止損壞設(shè)備，必須迅速切除接地相甚至三相，從而降低了供電可靠性。 不接地系統(tǒng)供電可靠性高，但對(duì)絕緣水平的要求也高。因這種系統(tǒng)中單相接地時(shí)，不構(gòu)成短 路回路，接地相電流不大，不必切除接地相，但這時(shí)非接地相的接地電壓卻升高為相電壓的 3 倍。 目前在我國(guó)，110KV 及以上的系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地，35KV 及以下的系統(tǒng)中性點(diǎn) 不接地。 1-9、 中性點(diǎn)不接地單相接地時(shí)，各相對(duì)地電壓有什么變化？怎樣計(jì)算單

9、相接地電流？ 答：1)假設(shè) C 相接地，則 C 相電流為 0。此時(shí)相量圖如圖一。由圖可知，故障相電壓變?yōu)?0， 非故障相得對(duì)地電壓變?yōu)榫€電壓，即為原來(lái)的 3 倍。 2）則相量圖為圖二。由圖可知，∑Ic= 3 Ica= 流為非故障時(shí)電容對(duì)地電流的 3 倍。 3 Ia=3 Ia。即故障時(shí)單相接地電 1-10 、消弧線圈的工作原理是什么？電力系統(tǒng)一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？ 答：工作原理：在小接地電流系統(tǒng)的中性點(diǎn)處裝設(shè)消弧線圈，其實(shí)就是電感線圈，接地點(diǎn)接 地相電流中增加了一個(gè)感性分量，它和原來(lái)接地點(diǎn)的電流即線路兩非故障相的對(duì)地電容電流 之和恰方向相反，

10、數(shù)值相抵消，從而減小了接地點(diǎn)的電流，使電弧易于自行熄滅，提高了供 電可靠性。 電力系統(tǒng)中一般采取過(guò)補(bǔ)償，因?yàn)槿a(bǔ)償和欠補(bǔ)償易被擊穿。 當(dāng) IL= ∑ IC 時(shí)稱(chēng)為全補(bǔ)償，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生諧振過(guò)電壓，這是不允許的；當(dāng) IL ＞ ∑ IC 時(shí)稱(chēng)為過(guò)補(bǔ)償，這是系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常使用的補(bǔ)償方式；當(dāng) IL ＜ ∑ IC 時(shí)稱(chēng)為欠補(bǔ)償，一般 也不采用，以防止再切除線路或系統(tǒng)頻率下降時(shí)使 ∑ IC 減少可能出現(xiàn)全補(bǔ)償而出現(xiàn)諧振過(guò) 電壓。 Chapter 二 2-1、架空電力線路由哪些部分組成？它們的作用如何？架

11、空電力線路的桿塔由哪些形 式？ 答：架空電力線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等構(gòu)成。 作用：1）導(dǎo)線：傳輸電能； 2）避雷線：將雷電流引入大地以保護(hù)電力線路免受雷擊； 3）桿塔：支持導(dǎo)線和避雷線，保持導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與避雷線、導(dǎo)線與大地 的安全距離； 4）金具：支持、接續(xù)、保護(hù)導(dǎo)線和避雷線，連接和保護(hù)絕緣子。 桿塔的型式：直線桿，耐張桿，終端桿，轉(zhuǎn)角桿等。 2-2、在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，導(dǎo)線材料的電阻率ρ為什么略大于它們的直流電阻率？ 答：原因：1）交流電的集膚效應(yīng)使得電阻上升； 2）輸電線路為多股絞線，其每股長(zhǎng)度略大于導(dǎo)線長(zhǎng)度； 3）計(jì)算中采用的標(biāo)稱(chēng)截面積略大于實(shí)際

12、截面積。 2-3、分裂導(dǎo)線的作用是什么？分裂數(shù)為多少合適?為什么？ 答：分裂導(dǎo)線的作用：為了減少電暈損耗，應(yīng)設(shè)法降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度值，實(shí)踐證明采用 每相導(dǎo)體分裂為幾根子導(dǎo)體的分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)可降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度值，因此分裂導(dǎo)線成為 目前國(guó)內(nèi)外超高壓輸電線路上廣為采用的導(dǎo)線型式。 分裂數(shù)為 2~4 合適。因?yàn)榉至训母鶖?shù)愈多，電抗下降也愈多，但分裂根數(shù)超過(guò) 3-4 根 時(shí)，電抗的下降已逐漸減緩。而導(dǎo)線與金具的結(jié)構(gòu)、線路架設(shè)與運(yùn)行等卻隨著分裂根數(shù)的增 加而大為復(fù)雜，目前導(dǎo)線的分裂根數(shù)一般不超過(guò) 4 根 2-4、電力線路的等值電路是怎樣表示的？ 答：1)短線路，是指長(zhǎng)度不超過(guò) 100km

13、的架空線路，線路電壓為 35KV 及以下時(shí)，電納可 略。等值電路如圖一。 2）中等長(zhǎng)度線路，是指長(zhǎng)度在 100~300km 之間的架空線路和不超過(guò) 100km 的電纜線路。 這種線路的等值電路有 T 型和π型等值電路，如圖二。 3）長(zhǎng)線路，是指長(zhǎng)度超過(guò) 300km 的架空線路和超過(guò) 100km 的電纜線路。這種線路的等 值電路要考慮它們的分布參數(shù)特性，如圖三。 2-5、什么叫自然功率？ 答：自然功率也稱(chēng)波阻抗負(fù)荷。是指負(fù)荷阻抗為波阻抗時(shí)，該負(fù)荷所消耗的功率。 2-6、什么叫變壓器的短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)，從這兩個(gè)試驗(yàn)可確定變壓器哪些參數(shù)？ 答：1）短路試驗(yàn)：低壓側(cè)短路，在高壓側(cè)加電壓使

14、繞組通過(guò)的電流達(dá)額定值，測(cè)出高壓側(cè) P U 2 所加電壓值和回路所消耗的有功功率 PK。可確定的參數(shù)：繞組電阻 RT = K N ，繞組電抗 S 2 N X = U %U 2 K N 。 N T 100 S 2）空載試驗(yàn)：低壓側(cè)開(kāi)路，高壓側(cè)加額定電壓，測(cè)出變壓器的空載電流 I0 和空載損 耗 P0。可確定的參數(shù)：勵(lì)磁電導(dǎo) G = P0  ，勵(lì)磁電納 B = I0 %SN 。 U N T 2 T N 100U 2 2-7、雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣的等值電路表示？雙繞

15、組變壓器與電力線路的等 值電路有何異同？ 答：1）雙繞組變壓器的等值電路： 三繞組變壓器的等值電路： 2）同——都有一串聯(lián)的阻抗 Z=R+jX 和并聯(lián)的導(dǎo)納 Y=G+jB。 異——雙繞組變壓器的勵(lì)磁回路的等值導(dǎo)納并聯(lián)在變壓器繞組等值阻抗的首端； 線路的總導(dǎo)納一半并聯(lián)在線路的等值阻抗的首端，一半并聯(lián)在末端；線路的 G≈0;雙繞組變 壓器的并聯(lián)電納是感性因此 BT 前是“－”號(hào)，線路的并聯(lián)電納是容性的，因此 BL 前是“+” 號(hào)。 2-8、什么叫三繞組變壓器的最大短路損耗？ 答：指兩個(gè) 100%容量繞組中流過(guò)額定電流，另一個(gè) 100%或 50%容量繞組空載時(shí)的有功損 耗。 2-

16、9、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)均相同，它們的參數(shù)相同 嗎？如何理解變壓器的參數(shù)具有電壓級(jí)的概念？ 答：不同。因?yàn)閷?duì)升壓型和降壓型的三繞組變壓器來(lái)說(shuō)，其繞組排列方式不同。升壓型的從 鐵芯至繞組最外層的排列順序是中壓繞組、低壓繞組、高壓繞組，由于高中壓繞組相隔最遠(yuǎn)， 二者間漏抗最大；降壓型的從鐵芯至繞組最外層的排列順序是低壓繞組、中壓繞組、高壓繞 組，高低壓繞組間漏抗最大。繞組間漏抗不同，則 XT 就不同。 當(dāng)變壓器參數(shù)計(jì)算公式中代入不同電壓級(jí)的額定電壓則得出歸算到不同電壓級(jí)下的參 數(shù)。 2-10 、發(fā)電機(jī)的等值電路有幾種形式？它們等效嗎？發(fā)電機(jī)電抗的百分?jǐn)?shù) XG

17、%的含義是什 么？ 答：一般有兩種形式，一是以電壓源和串聯(lián)電抗表示的等值電路，一是以電流源和并聯(lián)電抗 表示的等值電路。兩者之間完全等效。 發(fā)電機(jī)電抗的百分?jǐn)?shù) XG% 實(shí)際上是在 XG 上通過(guò)額定電流時(shí)產(chǎn)生的電壓降與額定電 壓的比值的百分值。其計(jì)算公式是： XG (%) = 3IN XG 100 UN 2-11、電力系統(tǒng)負(fù)荷有幾種表示方式？它們之間有什么關(guān)系？ 答：電力系統(tǒng)負(fù)荷有兩種表示方法：阻抗和導(dǎo)納，它們相互等值。 2-12 、組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)的基本條件是什么？ 答：標(biāo)么值的折算和電壓級(jí)的歸算即求出的電力系統(tǒng)各元件參數(shù)。 2-13 、什么是有名制？

18、什么是標(biāo)幺制？標(biāo)幺制有什么特點(diǎn)？基準(zhǔn)值如何選取？ 答：有名制：進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行運(yùn) 算。 標(biāo)幺制：進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用沒(méi)有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的 相對(duì)值進(jìn)行運(yùn)算。 標(biāo)幺制的特點(diǎn)：線電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù) 值相等。計(jì)算結(jié)果清晰，便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性，可大量簡(jiǎn)化計(jì)算等。 基準(zhǔn)值的選?。?）基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同。2）阻抗、導(dǎo)納、電壓、電 流、功率等五個(gè)基準(zhǔn)值之間應(yīng)符合電路關(guān)系。 2-14 、電力系統(tǒng)元件參數(shù)以標(biāo)幺值表示時(shí)，是否可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)？計(jì)

19、算元件標(biāo)幺 值的兩種算法，其結(jié)果是否相同，為什么？ 答：元件參數(shù)以標(biāo)幺值表示時(shí)可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)。 計(jì)算元件參數(shù)標(biāo)幺值的兩種算法 1 是按變壓器實(shí)際變比計(jì)算，2 是按平均額定電壓之 比計(jì)算。結(jié)果有差異，按變壓器實(shí)際變比計(jì)算得出的標(biāo)幺值是所謂精確值，按平均額定電壓 之比計(jì)算得出的標(biāo)幺值是近似值，通常用在短路計(jì)算中。 2-15 、什么叫變壓器的額定變比，實(shí)際變比，平均額定電壓之比？在歸算中如何應(yīng)用？ 答：額定變比是把變壓器的變比看成額定電壓之比，實(shí)際變比是把變壓器的變比看成變壓器 的實(shí)際電壓之比，平均額定電壓之比是看成變壓器的平均額定電壓之比。根據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果精 度的要求在歸算中

20、選用不同的變比。 2-16 、電力系統(tǒng)接線圖如下圖所示，圖中標(biāo)明了各級(jí)電力線路的額定電壓（KV），試求： 1）發(fā)電機(jī)和變壓器各繞組的額定電壓，并標(biāo)在圖中； 2）設(shè)變壓器 T1 工作于+5%抽頭，T2、T5 工作于主抽頭（T5 為發(fā)電廠的廠用變壓器）， T3 工作于-2.5%抽頭，T4 工作于-5%抽頭，求個(gè)變壓器的實(shí)際變比； 3）求各段電力線路的平均額定電壓，并標(biāo)于圖中。 解：（1）如上圖。 242(1 + 5%)  24.2 K = （2） 1 = 10.5 K 2(1? 2) = 220 121

21、  =1.82 K 2(1?3) = 220 = 5.71 38.5 K = 110(1 ? 2.5%) = 9.75 3 11 K = 35(1 ? 5%) = 5.04 4 6.6 K5 = 10 3.15 = 3.17 Ul1 = 220 (1 + 5%) = 231KV Ul 2 = 110 (1 + 5%) = 115.5KV (3) Ul3 = 35 (1 + 5%) = 36.75KV Ul 4 = 10 (1 + 5%) = 10.5KV Ul5 = 6 (1 +

22、 5%) = 6.3KV Ul 6 = 3 (1 + 5%) = 3.15KV 2-17.某一回 110kv 架空電力線路,長(zhǎng)度為 60km,導(dǎo)線型號(hào) LGJ-120,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 15.2mm, 三相導(dǎo)線水平排列,兩相鄰導(dǎo)線三相間的距離為 4m,試計(jì)算該電力線路的參數(shù),并作等效電 路。 ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? km) 120 r = 15.2 = 7.6(mm) 2 m D = 3 4000 4000 2 4000 = 5039.7(mm) X

23、= 0.1445lg Dm 1 r + 0.0157 = 0.1445lg 5039.7 + 0.0157 = 0.423(? / km) 7.6 b1 = 7.58 lg Dm r 10 ? 6 = 7.58 lg 5039.7 7.6 10 ? 6 = 2.69 10 ?6 (s) g1 = 0. R1 = r1l = 0.2625 60 = 15.75(?) X 1 = x1l = 0.423 60 = 25.38(?) ?6 ? 4 則 B1 = b1l = 2.69 10  60 = 1.

24、614 10 (s) B1 = 0.80710 2  ? 4 (s) G1 = 0. 2-18.有一回 220kv 架空電力線路,采用型號(hào)為 LGJ-2185 的雙分裂導(dǎo)線,每一根導(dǎo)線的計(jì)算 外徑為 19mm,三相導(dǎo)線的不等邊三角形排列,線間距離 D12 = 9m , D23 = 8.5m, D31 = 6.1m, 分裂導(dǎo)線的分裂數(shù) n=2,分裂間距為 d=400mm,試計(jì)算該電力線路的參數(shù),并作其等值電路。 解： r1 = ρ = ns 31.5 2 185 = 0.085(? / km)

25、 req = = 2 19 400 = 61.64(mm) 2 m D = 3 900 8500 6100 = 7756 .46(mm) 1 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0,1445lg 7756.46 + 0.0157 = 0.311(? / km) req n 61.64 2 b1 = 7.58 D  ?6 10 = 7.58 10 7756.46  ?6 = 3.6110  ?6 (s / km) lg m req

26、. b1 lg 61.64 ?6 = 1.80510 2 (s / km) g1 = 0. 2-19.三相雙繞組升壓變壓器的型號(hào)為 SFL-40500/110, 額定容量為 40500KVA,額定電壓為 121/10.5KV, Pk = 234.4kw, Uk (%) = 11, P0 = 93.6kw, I 0 (%) = 2.315, 求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。 解: ` R = PKU N = 234.4 10  (10.5 103 )2 = 1.57 10? 2

27、 (?) 2 3 S N T 2 (40500103 )2 2 X = UN (%)U N 11 (10.5 103 )2 =  = 0.3(?) N T 100S 100 40500103 3 P0 U GT = 2 N = 93.6 10 (10.5 103 )2 = 8.49 10? 4 (S) 3 I (%)S B = 0 N = 2.315 4050010 = 8.5 10? 3 (S) N T 100U 2 100 (10.5 103 )2

28、 2-20. 三 相 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號(hào) 為 SFPSL-120000/220, 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA,額定電壓為 220/121/11KV, PK (1? 2 ) = 601KW , PK (1? 3) = 182.5KW , PK ( 2? 3) = 132.5KW ,U K (1? 2 ) (%) = 14.85,U K (1? 3) (%) = 28.25, UK ( 2?3 ) (%) = 7.96, P0 = 135KW , I 0 (

29、%) = 0.663,求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。 解: I: PK (1? 2 ) = 601(KW ) P K (1? 3) = 4 PK (1?3) = 730 (KW ) PK (2?3) = 4 PK ( 2? 3) = 530 ( KW ) P = 1 (P + P – P ) = 400.5(KW ) K1 2 K (1? 2) K (1? 3) K ( 2? 3) P = 1 (P + P – P ) = 200.5(KW

30、) K 2 2 K (1?2 ) K ( 2? 3) K (1?3) P = 1 (P + P ? P ) = 329.5(KW ) K 3 2 K (1? 3) K ( 2?3 ) K (1? 2) 2 3 3 2 R = PK 1U N 1 = 400 .5 10  ( 220 10 ) = 1.346 ( ? ) S T 1 2 N 2 (12 10 4 10 3 ) 2 3 3 2 R = PK 2 U N 1 = 200 . 5 10  (

31、220 10 ) = 0.674 ( ? ) S T 2 2 N 2 (12 10 4 10 3 ) 2 3 3 2 R = PK 3U N 1 = 329 .5 10  ( 220  10 ) = 1.107 ( ? ) S T 3 2 N (12 10 4 10 3 ) 2 II：U K (1? 2) (%) = 14.85,U K (1?3) (%) = 28.25,U K ( 2? 3) (%) = 7.96 UK1 (%) = 1 (U 2  K (

32、1? 2) (%) + U  K (1? 3) (%) ? U  K ( 2? 3) (%)) = 17.57 UK 2 UK 3 (%) = 1 (U 2 (%) = 1 (U 2  K (1? 2) K (1? 3) (%) + U (%) + U  K ( 2?3 ) K ( 2 ?3) (%) ? U (%) ? U  K (1? 3) K (1? 2) (%)) = ?2.72 (%)) = 10.68 U (%)U

33、 2 X = K1 N1 17.57 (220 103 )2 =  = 70.866(?) N T1 100S 2 10012 104 103 3 2 XT 2 = UK 2 (%)U N1 100SN = ? 2.72 (22010 ) 10012 104 103 = ?10.971(?) U (%)U 2 X = K 3 N1 10.68 (220 103 )2 =  = 43.076(?) N T 3 100S 10012 104 103 III： G =

34、 P0 = 135103  = 2.79 10? 6 (S) U N1 T 2 (220103 )2 4 3 IV： BT = I 0 (%)SN N 1 100U 2 = 0.66312 10 10 100 (220103 )2 = 1.64410? 5 (S) 2-21 ． 三 相 自 耦 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號(hào) OSSPSL-120000/220 ， 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA ， 額 定 電 壓 220/121/38.5KV ， PK (1?

35、 2 ) = 417 KW , PK (1?3) = 318.5KW , PK ( 2 ?3) = 314 KW ; U K (1? 2) (%) = 8.98, UK (1? 3) (%) = 16.65,U K ( 2 ?3) (%) = 10.85; P0 = 57.7 KW , I 0 (%) = 0.712. 求該變壓器的參數(shù), 并作等值電路. 解: I: PK (1? 2) = 417(KW ) P K (1? 3) P K ( 2? 3) = 4 PK (1?3) = 4PK ( 2? 3) =

36、 1274(KW ) = 1256(KW ) P = 1 (P + P – P ) = 217.5(KW ) K1 2 K (1? 2) K (1?3) K ( 2? 3) P = 1 (P + P – P ) = 199.5(KW ) K 2 2 K (1? 2) K ( 2? 3) K (1? 3) P = 1 (P + P ? P ) = 1056.5(KW ) K 3 2 K (1? 3) K ( 2? 3) K (1? 2) 2 3 3 2 R

37、T1 PK1U N1 S = 2 N = 217.5 10 (22010 ) (12 104 103 )2 = 0.73(?) 2 3 3 2 RT 2 PK 2UN1 S = 2 N = 199.5 10 (220 10 ) (12 104 103 )2 = 0.67(?) 2 3 3 2 RT 3 PK 3U N1 S = 2 S = 1056.5 10 (22010 ) (12 104 103 )2 = 3.55(?) II: UK (1? 2) (%) =

38、8.98 K (1?3) K (1?3) U (%) = 2U (%) = 33.3 K ( 2 ?3) K (1?3) U (%) = 2U (%) = 21.7 UK 1 (%) = 1 (U 2  K (1? 2)  (%) + U K (1? 3)  (%) ? U K ( 2 ?3) (%)) = 10.29 UK 2 (%) = 1 (U 2  K (1? 2)  (%) + U K ( 2? 3)  (%) ? U K (1?3) (%)) = ?1

39、.31 U (%) = 1 (U (%) + U (%) ? U (%) = 23.01 K 3 2 K (1? 3) K ( 2?3 ) K (1? 2 ) U %U 2 10.29 (220 103) 2 XT1 = K 1 100S N 1 = = 41.503(?) N 100 12 104 103 XT = UK 2 N1 ?1.31 (220 103) 2 = = ?5.284(?) %U 2 N 2 100 S 100 12 104 103 U %U 2 

40、23.01(220 103) 2 XT 3 = K3 100SN N1 = = 92.807(?) 100 12 104 103 III: G = P0 = 57.7 103 = 1.19 10?6 (S) U N1 T 2 (220103 )2 4 IV: B = I 0 (%)SN = 0.71212 10 103 = 1.765 10? 5 (S) N 1 T 100U 2 100(220 103 )2 2-22.雙水內(nèi)冷汽輪同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)為 TQFS-125-2, PN =

41、125MW , cos ? N = 0.85,U N = 13.8KV , X d = 1.867, X d = 0.257, X = 0.18, 試計(jì)算該發(fā)電機(jī)的直 d 軸同步電抗 X d ,暫態(tài)電抗 X d ,直軸次暫態(tài)電抗 X d 的有名值. U 2 解: ZN = N SN  U 2 cos ? = N N = 1.295(?) PN X d = 1.867ZN = 1.8671.295 = 2.418(?) X d N = 0.257 Z 

42、= 0.257 1.295 = 0.333(?) X d N = 0.18Z = 0.18 1.295 = 0.233(?) 2-23.電抗器型號(hào)為 NKL-6-500-4, UN 試計(jì)算該電抗器電抗的有名值. = 6KV , I N = 500A, 電抗器電抗百分?jǐn)?shù) X L (%) = 4. 解: X L = = 4 6 10  = 0.277(?) 3 100 3 500 Chapter 三 3-1.電力系統(tǒng)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

43、達(dá)式是什么? L P 2 + Q 2 答: ?SL = ?PL + j?QL = i i (R U 2 i + jX L ) 1 ?S 2 C1 = ? jU 2 BL 1 2 1 ?S = ? jU 2 BL 2 C 2 2 2 3-2.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 ?其電壓的計(jì)算公式是以相 電壓推導(dǎo)的,是否也適合于線電壓?為什么? 答: ?U Pi R + Qi X U = i i δU Pi X ? Qi R U =

44、i i 此公式也適合于線電壓，原來(lái)在相電壓的計(jì)算公式中功率是每相功率，而用于線電壓計(jì) 算時(shí)功率用三相總功率即可。 三相功率是每相功率的 3 倍，當(dāng)公式用三相功率代入時(shí)，要使等式成立ΔU 和δU 前面 都要乘 3 倍。而線電壓是相電壓的 3 倍, 將ΔU 和δU 前的 3 變成 3 3 ，其中一個(gè) 3 與 ΔU、δU 相乘則使相電壓的ΔU、δU 變成了線電壓的ΔU、δU，另一個(gè) 3 則和等式右側(cè)分母 上的相電壓 U 相乘得到線電壓 U。 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? . . . 答:電壓降落:線路始.末兩端

45、電壓的相量差 (U 1 ? U 2 ) 或 d U . 電壓損耗:線路始末兩端電壓的數(shù)值差(U1 ? U 2 )≈ΔU. 從百分?jǐn)?shù)表示,電壓損耗ΔU %= U 1 ? U 2 100. U N 電壓偏移:線路始.末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差(U1 ? UN )或 (U 2 ? U1 ),以百分?jǐn)?shù)表示 始端電壓偏移ΔU1。 N %= U1 ? UN U N  100. 末端電壓偏移ΔU2。 N %= U 2 ? U N U N  100. 電壓調(diào)整:

46、線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差 (U 20 ? U 2 ).以百分?jǐn)?shù)表示,電壓調(diào)整ΔU U 0%= 20 ?U 2 100. U 20 輸電效率:線路末端輸出有功功率 P2 與線路始端輸入有功功率 P1 的比值,以百分?jǐn)?shù)表示, 輸電效率η%= P2 100. P1 3-4.什么叫運(yùn)算負(fù)荷?什么叫運(yùn)算功率?一個(gè)變電所的運(yùn)算負(fù)荷如何計(jì) 算? 答:運(yùn)算負(fù)荷為從電力線路阻抗中流出的功率稱(chēng)為運(yùn)算負(fù)荷；運(yùn)算功率為流入電力線路阻抗 中流出的功率。 變電所的運(yùn)算負(fù)荷=低壓側(cè)負(fù)荷+變壓器的繞組損耗+變壓器的勵(lì)磁損耗+所有與其高壓母線 相連線路充電功率的

47、一半。 3-5.對(duì)簡(jiǎn)單開(kāi)式網(wǎng)絡(luò),變電所較多的開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的內(nèi)容和步驟是什么? 答:潮流計(jì)算的內(nèi)容:求各節(jié)點(diǎn)電壓和各條支路功率。 簡(jiǎn)單開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)：運(yùn)用已知的功率或電壓計(jì)及各段線路和變壓器上的功率損耗和電壓降落逐 環(huán)節(jié)推算出各條支路的功率和各點(diǎn)電壓。 環(huán)式網(wǎng)絡(luò)：以計(jì)算負(fù)荷代替變電所，忽略線路的損耗，用靜力矩法求出初步功率，找出功 率分點(diǎn)，在功率分點(diǎn)處拆成兩個(gè)開(kāi)式網(wǎng)，最后計(jì)及功率損耗，求出最終功率分布。 3-6．變壓器在額定狀態(tài)下，其功率損耗的簡(jiǎn)單表達(dá)式是什么？ 答： ?S = ?ST + ?SO = PK + j UK %SN 100 +

48、PO + j I O %SN 100 = PK + PO + j(UK %SN 100 + I O %SN ) 100 3-7．求環(huán)式網(wǎng)絡(luò)中的功率分布的力矩法計(jì)算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考 慮了網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電壓降落？ n . * . ∑ Sm Z m * 答： S a = m=1 ZΣ 該公式?jīng)]有考慮網(wǎng)絡(luò)中的損耗。 3-8．110kv 雙回架空電力線路，長(zhǎng)度為 150km，導(dǎo)線型號(hào)為 LGJ-120，導(dǎo)線計(jì)算外徑為 15.2mm, 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 30+j

49、15MVA,末端電壓為 106kv,求始 端電壓、功率,并做出電壓相量圖。 ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? / km) 120 D = 5m = 5000(mm),r = 15.2 = 7.6(mm) m 2 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.423(? / km) 1 r 7.6 b1 =  7.58 D 10?6 = 7.58 10? 6 5000 = 2.69 10? 6 (s / km), g1 =

50、0 lg m r lg 7.6 R = 1 r l = 1 0.2625 150 = 19.687(?) L 2 1 2 X = 1 x l = 1 0.423150 = 31.725(?) L 2 1 2 1 L B = 2b l = 2 2.69 10? 6 150 = 8.07 10? 4 (s) GL = 0. . . = + (? jU 2 BL ) = (30 + j15) + (? j1062 8.07 10 ) = 30 + j10.466(MVA) ? 4 S 2 S2 2 2 2

51、 . P 2 2 ? S L  = ?PL +  j?QL =  2 + Q 2  (RL +  jX L ) = 30 + 10.466 2  (19.687 +  j 31.725) U 2 2 2 106 2 = 1.769 + j2.85(MVA) . . . S1 = S 2 + ? S L = (30 + j10.466) + (1.769 + j2.85) = 31.769 + j13.316(MVA) . dU 2 = ?U 2 + jδU 2

52、 P R = 2  + Q X L 2 L U 2  P X + j 2  – Q R L 2 L U 2 = 30 19.687 + 10.466 31.725 + j 30 31.725 ? 10.46619.687 106 106 = 8.7 + j7.03(kv) . . . 。 U 1 = U 2 + d U 2 = 106 + 8.7 + j7.03 = 114.7 + j7.03 = 114.9∠3.5（kv) . . B  ? 4 1 S1

53、 = S1 + (? jU 2 L ) = (31.769 + j13.316) + (? j114.92 8.07 10 ) 2 2 = 31.769 + j7.99(MVA) . . . 設(shè) U 2 = 106∠0（kv), ?U 2 = 8.7(kv),δU 2 = 7.03(kv), 則U = 114.9∠3.5 (kv) 3-9.220KV 單回架空電力線路,長(zhǎng)度為 200KM,導(dǎo)線型號(hào) LGJ—300,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 24.2mm , 三相導(dǎo)線幾何平均距離為 7.5m ,已知其始端輸出的功率為 120 + j50MVA ,始端的電壓為 240 KV

54、 .求末端電壓及功率,并作出電壓向量圖. ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.105(? / Km) 300 Dm = 7.5m = 7500(mm) r = 24.29 = 12.1(mm) 2 Dm x1 = 0.1445lg r + 0.0157 = 0.1445lg 7500 + 0.0157 = 0.419(? / km) 12.1 7.58 ?6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r 10 = 7500 10 lg 12.1 = 2.71510 (S /

55、 km) RL =r1 l = 0.105 200 = 21(?) X L = x1l = 0.419 200 = 83.8(?) 1 l B = b l = 2.715 10 ? 6 200 = 5.43 10 ? 4 (S ) Gl = 0 S?′ = S?  ? (? jU 2 B 5.43? 4 l ) = (120 + j50) ? (? j2402 ) 1 1 1 2 2 = 120 + j65.6384(MVA) 2 ?S = P1′ + Q1′

56、 (R  + jX ) = 120 + 65.63842  (21 + j83.8) U 2 2 L 2 L L 1 2402 = 6.82 + j27.22(MVA) ? ? S2′ = S1′ ? ?S?L = (120 + j65.6384) ? (6.82 + j27.22) = 113.18 + j38.418(MVA) dU?1 = ?U1 + jδU1 = P1′RL + Q1′X L U1 + j P1′X L ? Q1′RL U1 = 120

57、21+ 65.6384 83.8 + j 120 83.8 ? 65.6384 21 240 240 = 33.419 + j36.157(MVA) U? 2 = U1 ? dU?1 = 240 ? 33.419 ? j36.157 = 206.58 ? j36.157 = 209.72∠ ?10(KV ) S? = S?′ ? (? jU 2 BL ) = (113.18 + j38.418) ? (? j209.722 5.43 10?4 ) 2 2 2 2 2 = 113.18 + j50.3

58、6(MVA) . ∴ S 2 = 113.18 + j50.36(MVA) ；U? 2 = 209.72∠ ?10(KV ) 。 3-10.110kv 單回架空電力線路,長(zhǎng)度為 80km,導(dǎo)線型號(hào)為 LGJ-95,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 13.7mm,三 相導(dǎo)線幾何平均距離為 5m,電力線路始端電壓為 116kv,末端負(fù)荷為 15+j10MVA,求該電力線 路末端電壓及始端輸出的功率. ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.332(? / km) 95 Dm = 5m = 5000(mm), r = 13.7 = 6.85(mm) 2

59、 x = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.425(? / km) 1 6.85 7.58 ? 6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r  10 = 5000 10 lg 6.85 = 2.647 10 (s / km) g1 = 0 RL = r1l = 0.332 80 = 26.56(?) X L = x1l = 0.429 80 = 34.32(?) 1 L B = b l = 2.64710? 6 80 = 2.12 10? 4 (s) GL = 0

60、 . . B 2.12 10?4 N S 2 = S 2 + (-j U 2 L ) = (15 + j10) + (? j1102 2 ) = 15 + j8.717(MVA) 2 . 2 ? S L P 2 U = 2 + Q 2 (RL + jXL ) = 15 + 8.7172  (26.56 + j34.32) = 10.66 + j0.854(MVA) 2 N 2 1102 . . . S1 = S 2 + ? S L = (15 + j8.717) + (

61、10.66 + j0.854) = 15.66 + j9.57(MVA) ? . . 2 BL 2 2.12 10 4 S 1 = S 1 + (? jU 1 ) = (15.66 + 2 j9.57) + (? j116 ) = 15.66 + j8.14(MVA) 2 P R + Q X P X – Q R 15.66 26.56 + 9.57 34.32 dU1 = ?U1 + jδU1 = 1 L 1 U1 L + j 1 L 1 L = U1

62、 116 + j 15.66 34.32 ? 9.57 26.56 = 6.417 + j2.442(KV ) 116 . . U 2 = U 1 ? dU1 = 116 ? 6.417 ? j2.442 = 109.583? j2.442(KV ) 3-11.220kv 單 回 架 空 電 力 線 路 , 長(zhǎng) 度 為 220km, 電 力 線 路 每 公 里 的 參 數(shù) 為 ?6 r1 = 0.108? / km, x1 = 0.42? / km, b1 = 2.66 10 為 205kv 時(shí),求線路始端電壓. 解: R

63、L = r1l = 0.108 220 = 23.76(KV ) s / km ,線路空載運(yùn)行,當(dāng)線路末端電壓 X L = x1l = 0.42 220 = 92.4(?) 1 L B = b l = 2.66 10?6 220 = 5.85210?4 (s) . 因?yàn)榫€路空載運(yùn)行, 所以 S 2 = 0 . . = + (? jU 2 BL ) = ? j2052 5.85210  = ? j12.3(MVA) ?4 S 2 S 2 2 2 2 2 2 2 . ? S L 

64、= P2 + Q2 U 2 2 (RL + jXL ) = 12.3 2052  (23.76 + j92.4) = 0.085 + j0.33(MVA) . . . 2 S1 = S + ? S L = ? j12.3 + 0.085 + j0.33 = 0.085 ? j11.97(MVA) . P R + Q X P X – Q R ?12.3 92.4 12.3 23.76 dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = 2 L 2 U 2 L + j 2 L

65、 2 L = U 2 205 + j 205 = ?5.544 + j1.4256(KV ) . . . U 1 = U 2 + dU 2 = 205 ? 5.544 + j1.4256 = 199.456 + j1.4256(KV ) . . B 5.852 = S + (? jU 2 L ) = (0.085? j11.97) +[? j(119.4562 + 1.42562 ) 10? 4 ] S1 1 1 2 2 = 0.085 ? j23.61(MVA) U1 = =119.46( kV) 3-12. 有 一 臺(tái) 三 繞 組 變 壓 器 , 其 歸 算 至 高 壓 側(cè) 的 等 效 電 路 如 圖 所 ~ 示, ZT1 = 2.47 + j65?, ZT 2 = 2.47 ? j115?, ZT 3 = 2.47 + j37.8?, S 2 = 5 + j4MVA, ~ S 3 = 8 + j6MVA, 當(dāng)變壓器變比為 110/38.5(1+5%)/6.6kv 時(shí),試計(jì)算高、中壓側(cè)的實(shí)際電壓. . . .