電力系統(tǒng)計(jì)算題

1、五、一容量比為90/90/60兆伏安，額定電壓為220/38.5/11千伏的三繞組變壓器。工廠給出試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：Ps(1-2)=560千瓦，Ps(2-3)=178千瓦，Ps(3-1)=363千瓦，VS（1-2）%=13.15, VS（2-3）%=5.7, VS（3-1）%=20.4, P0=187千瓦，I0 %=0.856。試求歸算到220千伏側(cè)的變壓器參數(shù)。（注：功率值未歸算，電壓值已歸算）例2-5有一臺(tái)SFL120000/110型的向10kV網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器，銘牌給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：試計(jì)算歸算到高壓側(cè)的變壓參數(shù)。解 由型號(hào)知，各參數(shù)如下：例 2-6 三相三繞組降壓變壓器的型號(hào)為SFPSL-

2、120000/220，額定容量為120MVA/120MVA/60MVA，額定電壓為：220kV/121kV/11kV,， ，求變壓器歸算到220kV側(cè)的參數(shù)，并作出等值電路。解：（1）求各繞組的電阻同理可得：電阻計(jì)算如下：（2）求各繞組電抗電抗計(jì)算：變壓器阻抗參數(shù)：（3）求導(dǎo)納 3.2 如圖所示簡單系統(tǒng)，額定電壓為110KV 雙回輸電線路，長度為80km，采用LGJ-150導(dǎo)線，其單位長度的參數(shù)為：r=0.21/km，x=0.416/km,b=2.74。變電所中裝有兩臺(tái)三相110/11kV的變壓器，每臺(tái)的容量為15MVA,其參數(shù)為：。母線A的實(shí)際運(yùn)行電壓為117kV，負(fù)荷功率：。當(dāng)變壓器取主軸

3、時(shí)，求母線c的電壓。 解 （1）計(jì)算參數(shù)并作出等值電路。 輸電線路的等值電阻、電抗和電納分別為 由于線路電壓未知，可用線路額定電壓計(jì)算線路產(chǎn)生的充電功率，并將其等分為兩部分，便得將分別接于節(jié)點(diǎn)A 和b ，作為節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的一部分。兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，它們的等值電阻、電抗及勵(lì)磁功率分別為變壓器的勵(lì)磁功率也作為接于節(jié)點(diǎn)b的負(fù)荷，于是節(jié)點(diǎn)b的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)c的功率即是負(fù)荷功率 這樣就得到圖所示的等值電路（2）計(jì)算母線A輸出的功率。 先按電力網(wǎng)絡(luò)的額定電壓計(jì)算電力網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗。變壓器繞組中的功率損耗為 由圖可知 線路中的功率損耗為 于是可得 由母線A輸出的功率為（3）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓。 線路中電壓

4、降落的縱分量和橫分量分別為 b點(diǎn)電壓為變壓器中電壓降落的縱，橫分量分別為 歸算到高壓側(cè)的c點(diǎn)電壓 變電所低壓母線c的實(shí)際電壓如果在上述計(jì)算中都不計(jì)電壓降落的橫分量，所得結(jié)果為 ， ， 與計(jì)及電壓降落橫分量的計(jì)算結(jié)果相比，誤差很小。路L，如圖7-17（d）所示。（3）網(wǎng)絡(luò)化簡，求組合電勢(shì)和各序組合電抗。由圖7-17（b）可得由圖7-17（b）和圖7-17（c）可得七、如圖所示電網(wǎng)。o01Ð0.51.012+j1.123y13y23y12其元件導(dǎo)納參數(shù)為：y12=0.5-j3, y23=0.8-j4, y13=0.75-j2.5。1、根據(jù)給定的運(yùn)行條件，確定圖2所示電力系統(tǒng)潮流計(jì)算時(shí)各節(jié)

5、點(diǎn)的類型和待求量；2、求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y；3、給出潮流方程或功率方程的表達(dá)式；4、當(dāng)用牛頓-拉夫遜法計(jì)算潮流時(shí)，給出修正方程和迭代收斂條件。七節(jié)點(diǎn)1：節(jié)點(diǎn) 待求量：節(jié)點(diǎn)2：節(jié)點(diǎn) 待求量： 節(jié)點(diǎn)3：平衡節(jié)點(diǎn) 待求量：2、 3、 或 或 收斂條件： ，【例7-1】在圖7-5所示網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)，求K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊電流、短路電流的最大有效值、短路功率？解：采用標(biāo)幺值的近似計(jì)算法各元件電抗的標(biāo)幺值從短路點(diǎn)看進(jìn)去的總電抗的標(biāo)幺值：短路點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值，近似認(rèn)為短路點(diǎn)的開路電壓為該段的平均額定電壓 短路點(diǎn)短路電流的有名值沖擊電流最大有效值電流短路功率例7-2 電力系統(tǒng)接線如圖7-7（a）所示，A系統(tǒng)的容

6、量不詳，只知斷路器B1的切斷容量為3500MVA，C系統(tǒng)的容量為100MVA，電抗XC0.3，各條線路單位長度電抗均為0.4/km，其他參數(shù)標(biāo)于圖中，試計(jì)算當(dāng)f1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流及沖擊電流iM，(功率基準(zhǔn)值和電壓基準(zhǔn)值取)。 圖77 簡單系統(tǒng)等值電路(a) 系統(tǒng)圖 (b)、(c)、(d)等值電路簡化解：采用電源電勢(shì)和忽略負(fù)荷的近似條件，系統(tǒng)的等值電路圖如圖7-7(b)所示。（1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值 （2）計(jì)算A系統(tǒng)的電抗：若短路點(diǎn)發(fā)生在和A相連的母線上即f2點(diǎn)時(shí)，則A、C系統(tǒng)的短路電流都要經(jīng)過斷路器B1，其中C系統(tǒng)供給的短路電流標(biāo)幺值為：由式（7-15）知短路功率和短路

7、電流的標(biāo)幺值相等，所以C系統(tǒng)提供的短路功率為： 由A系統(tǒng)提供的短路功率為A系統(tǒng)的電抗為：（2）網(wǎng)絡(luò)化簡（3）短路電流標(biāo)幺值短路電流有名值：（4）沖擊電流例7-1 圖7-17（a）所示輸電系統(tǒng)，在點(diǎn)發(fā)生接地短路，試?yán)L出各序網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算電源的組合電勢(shì)和各序組合電抗、和。已知系統(tǒng)各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)：50MW，變壓器T-1、T-2：60MVA，Vs%=10.5，中性點(diǎn)接地阻抗負(fù)荷線路L：50km，解 （1）各元件參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算。選取基準(zhǔn)功率=100MVA和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的各序電抗的標(biāo)幺值，計(jì)算結(jié)果標(biāo)于各序網(wǎng)絡(luò)圖中。發(fā)電機(jī)：變壓器T-1、T-2：中性點(diǎn)接地阻抗:負(fù)荷LD： 輸電線路L： （2）

8、制訂各序網(wǎng)絡(luò)正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)不包括中性點(diǎn)接地電抗和空載變壓器T-2，因此，正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中包括發(fā)電機(jī)G、變壓器T-1、負(fù)荷LD以及輸電線路L ,如圖7-17（b）和7-17（c）所示。由于零序電流不流經(jīng)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷，因此，零序網(wǎng)絡(luò)中只包括變壓器T-1、T-2和輸電線例7-2如圖7-27（a）所示電力系統(tǒng)，各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)G-1：100MW，cos=0.85，；G-2：50MW，cos=0.8，；變壓器T-1：120MVA，Vs%=14.2；T-2：63MVA，Vs%=14.5；輸電線路L：每回120km，。試計(jì)算點(diǎn)發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)的短路電流。解 （1）制訂各序等值電路，計(jì)算各

9、序組合電抗。選取基準(zhǔn)功率=100MVA和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的各序電抗的標(biāo)幺值，計(jì)算結(jié)果標(biāo)于各序網(wǎng)絡(luò)圖中。（2）計(jì)算各種不對(duì)稱短路時(shí)的短路電流。單相接地短路基準(zhǔn)電流兩相短路兩相短路接地八、如圖所示電力系統(tǒng)，元件參數(shù)如表35所示。故障前線路空載，D點(diǎn)電壓=121kV,在D點(diǎn)分別發(fā)生短路。 發(fā)電機(jī)額定容量(MVA)Xd”X2500.30.35變壓器接線類別額定容量(MVA)額定電壓(kV)Uk%YNd115010.5/12110.5表5線 路額定電壓（kV）x1(/km)x0(/km)線路長度(km)1100.4x03.5 x1501、 計(jì)算D點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)起始次暫態(tài)電流。2、 給出D點(diǎn)

10、發(fā)生A相接地短路時(shí)，各序網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算序網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)；3、 計(jì)算D點(diǎn)發(fā)生A相接地短路時(shí)，短路點(diǎn)起始次暫態(tài)電流有名值。4、 計(jì)算D點(diǎn)發(fā)生A相接地短路時(shí)，流過發(fā)電機(jī)的起始次暫態(tài)電流有名值。八、1、取 MVA，kV = =0.0756以短路前D點(diǎn)電壓為基準(zhǔn)，則 -j2.1889 有名值 0.5495（kA） =0.3 3 A相接地短路，復(fù)合序網(wǎng)由3個(gè)序網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)而成 =j0.762 正序網(wǎng)絡(luò) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò) 零序網(wǎng)絡(luò)38網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，求K點(diǎn)短路電流值。復(fù)合序網(wǎng) 有名值kA從而 kA4發(fā)電機(jī)提供的短路電流有名值kA kA六、如圖所示某降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器

11、，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負(fù)荷時(shí)分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負(fù)荷為18MVA，最小負(fù)荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運(yùn)行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭解 變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負(fù)荷為按最大和最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng) 在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得 解得 然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為 故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗(yàn)低壓母線電壓： 最大負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷時(shí) 電壓偏移： 最大負(fù)荷時(shí) 最大負(fù)荷時(shí) 比較可知，所選

12、擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。 39有一臺(tái)降壓變壓器如圖所示，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為4.93j63.525，已知變壓器母線在任何方式下均維持電壓為107.5KV，其低壓側(cè)母線要求順調(diào)壓，若采用靜電電容器作為補(bǔ)償設(shè)備，試選擇變壓器分接頭和無功補(bǔ)償設(shè)備容量。五、已知某系統(tǒng)接線如圖四所示，各元件電抗均已知，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生BC兩相接地短路時(shí)，求短路點(diǎn)各序電流、電壓及各相電流、電壓，并繪出短路點(diǎn)的電流、電壓相量圖。圖四 題五圖解 1）計(jì)算各元件電抗（取SB=100MVA UB=Uav）。發(fā)電機(jī)G1 發(fā)電機(jī)G2 變壓器T1 變壓器T2 線路l 2）以A相為基準(zhǔn)相作出各序網(wǎng)絡(luò)圖，求出等值電抗X1、X2、X0。 3）邊界條件。原始邊界條件為 由對(duì)稱分量法得出新的邊界條件4）據(jù)邊界條件繪出復(fù)合網(wǎng)如圖所示。5）由復(fù)合網(wǎng)求各序的電流和電壓，得 6）求各相電流和電壓，為 7）電流電壓相量圖