農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題——答案

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（一）一、回到下列問(wèn)題（40分） 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)是什么？答：衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)是電壓、頻率和波形。 架空輸電線路由哪些部分組成？答：架空輸電線路包括導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。 三相導(dǎo)線的位置不對(duì)稱時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么后果？如何改善？答：三相導(dǎo)線布置的位置不對(duì)稱，則各相的電感值就不會(huì)相等，當(dāng)通過(guò)相同的電流時(shí)，各相的壓將不相等，將引起三項(xiàng)電壓的不平衡。此外，還會(huì)對(duì)周?chē)ㄓ嵕€路造成干擾。改善措施是進(jìn)行導(dǎo)線換位。 什么是電暈？它的后果是什么？避免電暈現(xiàn)象的有效措施施什么？答：電暈是一種氣體放電現(xiàn)象，是當(dāng)導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，導(dǎo)線周?chē)目諝夥肿?/p>

2、游離而產(chǎn)生的。主要后果是消耗有功功率，而且產(chǎn)生噪聲，干擾通訊線路。避免電暈現(xiàn)象應(yīng)設(shè)法降低導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度值，一般采用分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線。 電力網(wǎng)的損耗由哪幾部分組成？答：電力網(wǎng)的損耗主要體現(xiàn)在輸電線路和變壓器上。 降低線損的措施由那些？答：降低發(fā)電機(jī)和變壓器的損耗標(biāo)準(zhǔn)，改變電力網(wǎng)的功率分布，提高負(fù)荷的功率因數(shù)，提高電網(wǎng)電壓運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有功、無(wú)功經(jīng)濟(jì)分配。 我國(guó)現(xiàn)行的電壓等級(jí)有那些？試列出具體值？答：3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。 電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有那些？答：改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓

3、，改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無(wú)功功率分布調(diào)壓，改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓。 什么是時(shí)電力系統(tǒng)的短路？有哪幾種類(lèi)型？答：電力系統(tǒng)短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。 什么是標(biāo)幺制？有何特點(diǎn)？答：標(biāo)幺制就是把各種物理量用標(biāo)幺值來(lái)表示的一種方法，標(biāo)幺值為實(shí)際值和基準(zhǔn)值之比。采用標(biāo)幺值時(shí)，可使計(jì)算簡(jiǎn)化。二、 計(jì)算題（60分）1.試計(jì)算SFL120000/110型雙繞組變壓器歸算到高壓側(cè)的參數(shù)，并畫(huà)出它的等值電路。變壓器銘牌給出該變比為110/11、SN=20MVA、Pk=135kW、P0=22kW、Uk%=10.5、I0%=0.8。解 由短路損

4、耗Pk=135kW可求得變壓器電阻為 由短路電壓百分值Uk%可求得變壓器電抗為 由空載損耗P0=22kW可求得變壓器勵(lì)磁支路的電導(dǎo)為 由空載電流百分值I0%可求得變壓器勵(lì)磁支路的電納為 于是等值電路如圖2-2所示。2110KV單回架空線路，其參數(shù)如圖所示，線路始端電壓為116KV，末端負(fù)荷為15j10MVA，求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。解：3網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，求K點(diǎn)短路電流值。解：農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（二）一、 回到下列問(wèn)題（60分）1 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？答：最大限度地滿足用戶用電的需要，保證供電的可靠性；保證良好的電能質(zhì)量；保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。2 架空線路有哪

5、些部分組成？答：架空輸電線路包括導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。3 導(dǎo)線類(lèi)型有哪些？答：導(dǎo)線按材料有銅線、鋁線、鋼線，按結(jié)構(gòu)形式有單股導(dǎo)線、多股導(dǎo)線、鋼芯鋁絞線，按機(jī)械強(qiáng)度有普通型、輕型、加強(qiáng)型。4 桿塔分幾種類(lèi)型？答：桿塔分五種類(lèi)型：直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、特種桿。5 某一架空線路的絕緣子鏈個(gè)數(shù)為8，試估計(jì)該線路的電壓等級(jí)？答：110kV。6 在近似計(jì)算中，輸電線路的電抗X1取多少？b1取多少？答：X1取0.4/kM；b1取3×10-6S/kM。7 我國(guó)電力系統(tǒng)所采用的中性點(diǎn)接地方式主要有那幾種？答：中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)不接地。8 電力系統(tǒng)的調(diào)壓措

6、施有那些？農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)壓主要采用什么方式？答：改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓，改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無(wú)功功率分布調(diào)壓，改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓。農(nóng)村電網(wǎng)主要靠改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無(wú)功功率分布調(diào)壓。9 選擇導(dǎo)線截面積時(shí)應(yīng)考慮那些因素？答：選擇導(dǎo)線時(shí)應(yīng)考慮技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件，技術(shù)條件包括電暈、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定及電壓損耗。經(jīng)濟(jì)條件包括成本和運(yùn)行維護(hù)。10 當(dāng)突然短路時(shí)大約經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間會(huì)出現(xiàn)沖擊電流？沖擊電流約為短路電流的多少倍？答：當(dāng)突然短路時(shí)大約經(jīng)過(guò)0.01秒會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，沖擊電流約為短路電流的（2.552.7）倍。11 電力系統(tǒng)的短路有哪幾種類(lèi)型？有何危害？答：電力系統(tǒng)短路是指相與相之間

7、或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。短路電流可能達(dá)到該回路電流的幾倍、幾十倍甚至幾百倍，使導(dǎo)線嚴(yán)重發(fā)熱，造成造成導(dǎo)體熔化和絕緣損壞，同時(shí)巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形或損壞。短路電流可能使電網(wǎng)電壓降低，嚴(yán)重時(shí)可能造成電壓崩潰，造成大面積停電。短路時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧，可能損壞故障元件本身，也可能燒壞周?chē)O(shè)備。短路時(shí)可能使發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性破壞，引起保護(hù)裝置的誤動(dòng)作及大量甩負(fù)荷。不對(duì)稱短路會(huì)產(chǎn)生負(fù)序和零序分量。不對(duì)稱短路時(shí)會(huì)使非故障相電壓升高。12 什么樣的電源可以認(rèn)為是無(wú)限大功率電源？答：系統(tǒng)功率為無(wú)窮大，系統(tǒng)阻抗約為零，系統(tǒng)母線電壓恒定。二

8、、 一條長(zhǎng)度為100km，額定電壓為110kV的雙回路架空輸電線，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ185，水平排列，線間距離為4m，求線路的參數(shù)并畫(huà)出等值電路圖。（15分）解 LGJ185型號(hào)導(dǎo)線，查表得：半徑 線路每千米的電阻（可由附錄表2中查得）：線路每千米的電抗 線路每千米的電納 雙回線路的電阻、電抗和電納為 電暈臨界電壓 取m1=1、m2=1（晴天），=1 中間一相導(dǎo)線的臨界電壓為Ucr=0.96127.61=122.51kV，因?yàn)閁cr> U（工作電壓），所以，線路在晴天不會(huì)發(fā)生電暈。線路的等值電路如圖2-1所示。三、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

9、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(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量。解：農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（三）一、（25分）降壓變壓器及其等值電路如圖所示。歸算至高壓側(cè)的阻抗為RT+jXT=2.44+j40。已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)通過(guò)變壓器的功率分別為Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高壓側(cè)的電壓分別為U1max=110kV和U1min=113kV。要求低壓母線的電壓變化不超過(guò)6.06.6kV的范圍，試選擇分接頭。解：先計(jì)算最大負(fù)荷及最小負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓損耗假定變壓器在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)低側(cè)的電壓分別取為

10、2max=6kV和2min=6.6kV，則可得取算術(shù)平均值 選最接近的分接頭1t=107.25kV。接所選分接頭校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓。 可見(jiàn)所選分接頭是能滿足調(diào)壓要求的。二、（25分）三個(gè)火電廠并聯(lián)運(yùn)行，各電廠的燃料特性及功率約束條件如下F1=4+0.3PG1+0.0007P2G1 t/h，100MWPG1200MWF2=3+0.32PG2+0.0004P2G2 t/h，120MWPG2250MWF3=3.5+0.3PG3+0.00045P2G3 t/h，150MWPG3300MW當(dāng)總負(fù)荷為400MW時(shí)，問(wèn)負(fù)荷如何分配最為經(jīng)濟(jì)? 解：1、按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為，令，可解出 ,

11、 2、總負(fù)荷為400，即。將和都用表示，可得于是， 由于已低于下限，故應(yīng)取100剩余的負(fù)荷功率300，應(yīng)在電廠2和電廠3之間重新分配。將用表示，便得由此可解出：和，都在限值內(nèi)。三、（25分）如圖所示系統(tǒng)，變壓器的容量為20兆伏安，額定電壓為110/38.5千伏。參數(shù)如下：歐（歸算到2側(cè)），歐，西，變壓器導(dǎo)納支路功率為千伏安，低壓側(cè)負(fù)荷兆伏安?，F(xiàn)要求低壓側(cè)電壓為36千伏，求電源處1的母線電壓及輸入的功率。解 將3側(cè)實(shí)際要求電壓歸算到高壓側(cè)，即2側(cè)得 變壓器的電壓損耗 2點(diǎn)的電壓 （略去橫分量）變壓器串聯(lián)阻抗的功率損耗 進(jìn)入變壓器的功率 MVA線路末端導(dǎo)納功率 Mvar從線路串聯(lián)阻抗中流出的功率

12、MVA線路電壓損耗 KV1點(diǎn)的電壓 KV （略去橫分量）線路阻抗上的功率損耗 MVA線路首端導(dǎo)納功率 Mvar進(jìn)入系統(tǒng)的功率 MVA MVA四、（25分）在題三圖所示的電力系統(tǒng)中，三相短路發(fā)生在，系統(tǒng)對(duì)母線a處的短路功率為1000MVA，母線a的電壓為恒定值，試計(jì)算短路電流周期分量。各元件參數(shù)如下：線路L1 ：40km,x=0.4/km。變壓器T:30MVA,Vs%=10.5。電抗器R:6.3kV,0.3kA,X%=4。電纜L2:0.5km,x=0.08/km.解：取。先計(jì)算第一種情況。 系統(tǒng)用一個(gè)無(wú)限大功率電源代表，它到母線a的電抗標(biāo)幺值各元件的電抗標(biāo)幺值分別計(jì)算如下：農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（四）

13、一、有一回電壓等級(jí)110kV，長(zhǎng)為150km的輸電線路，末端接一臺(tái)容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/11kV。如圖1所示，當(dāng)A點(diǎn)實(shí)際電壓為115kV時(shí)，求A、C二點(diǎn)間的電壓損耗及B點(diǎn)和C點(diǎn)的實(shí)際電壓。（注：Pk=190kW， Uk%=10.5， P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）圖1 題一圖解 線路LGJ150 r1=0.21(/km)R=0.21150=31.5() X=0.401150=60.15()B=2.8410-6150=4.2610-6(S) 變壓器： 設(shè)C=110， 0° 由SA和A點(diǎn)電壓求各點(diǎn)電壓及電損耗二、簡(jiǎn)單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變

14、比為110±2×2.5%/11kV，若不計(jì)變壓器勵(lì)磁支路及線路對(duì)地電容，則線路和變壓器的總阻抗Z=26+j130，節(jié)點(diǎn)A的電壓為118kV，且維持不變，降壓變電所低壓側(cè)母線要求常調(diào)壓，保持10.5kV電壓。若補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應(yīng)設(shè)置的無(wú)功補(bǔ)償容量。（20分）圖2 題二圖解 計(jì)算補(bǔ)償前最大、最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓。先計(jì)算功率損耗 首端功率為 因此，i節(jié)點(diǎn)電壓為 （a）選擇電容器容量。先按最小負(fù)荷時(shí)電容器全部退出的條件選擇變壓器變比，為 于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即UTI =110kV，則變壓器變比k=110/11=10。再

15、按最大負(fù)荷時(shí)的要求，求無(wú)功補(bǔ)償容量 三、如圖3所示網(wǎng)絡(luò)中，A、B、C為三個(gè)等值電源，其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C的容量和電抗不詳，只知裝設(shè)在母線4上的斷路器QF的斷開(kāi)容量為3500MVA。線路l1、l2、l3的長(zhǎng)度分別為10、5、25km，電抗均為0.4/km。試計(jì)算在母線1三相直接短路時(shí)的起始次暫態(tài)電流和短路沖擊電流。（20分）圖3 題3圖解：取SB=1000MVA，作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖首先確定電源C的等值電抗XC。如果短路不是發(fā)生在母線1，而是發(fā)生在母線4的斷路器QF之后，則電源A、B、C供給的短路電流都要通過(guò)QF，其中電源A、B供給的短

16、路電流決定于如下的電抗 X*=(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754短路瞬間，這兩個(gè)電源供給的短路功率為 斷路器QF允許電源C供組的短路功率為 3500-1326=2174(MVA)由此可得電源C的等值電抗XC至少為 然后作母線1的短路計(jì)算。這時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗為 X*=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暫態(tài)電流為 以有名值表示則為 沖擊電流的有名值為四、如圖4所示的某三相系統(tǒng)中k點(diǎn)發(fā)生單相接地故障，已知，Z1=j0.4， Z2=j0.5，Z0=j0.25，Zk=j0.35。求a相經(jīng)過(guò)阻抗Z

17、k接地短路時(shí)短路點(diǎn)的各相電流、電壓。（20分）解 單相接地時(shí)復(fù)合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知 求各相電流和電壓為 五、如圖5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，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(guò)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。（20分）圖5 題5圖解 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)為 在最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器低

18、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，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（五）一、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計(jì)電壓降落的橫分量）。（15分）圖一 題一圖解 設(shè)C=N= 0° =110 0° 已知UA=121kV二、某發(fā)電廠裝有兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F1=3+0.3PG1+0.

19、002 (t/h)F2=5+0.3PG2+0.002 (t/h)兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的額定容量均為100MW，而最小可發(fā)有功功率均為30MW，若該廠承擔(dān)負(fù)荷150MW，試求負(fù)荷在兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備間的最優(yōu)分配方案。（15分）解 兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為 按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令1=2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等約束條件為 PG1+PG2=150聯(lián)立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。把PG2=150-PG1代入式（A）有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150PG1) 0.004PG1=0.90.006PG1 0.01PG1=0.9于是解得 PG1=90MW PG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準(zhǔn)則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（30<90<100、30<60<100），因此，可做為最優(yōu)分配方案。三、如圖二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，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(guò)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