電力系統(tǒng)北交大第1次作業(yè)答案

1、電力系統(tǒng)北交大第1次作業(yè)答案電力系統(tǒng)分析第1次作業(yè)參考答案(請(qǐng)一定信守承諾，不可外傳給下屆及外班同學(xué))第一部分：概念題(請(qǐng)?zhí)羁栈蚧卮饐?wèn)題，并在理解的基礎(chǔ)上記住) 1、如下圖電力系統(tǒng)，各變壓器的額定變比分別：T1的變比是121/10.5, T2 的變比是 110/38.5, T3 的變比是35/11;若T1工作于+5%抽頭、T2工作在-2.5%抽頭、T3工作在主抽頭， 貝U T1 的變比是 127.05/10.5, T2 的變比是107.25/38.5 , T3的變比是35/11。知識(shí)點(diǎn)及注意：(1)以教材為準(zhǔn)：變比指高壓側(cè)額定電壓與低壓側(cè)額定電壓之比，老師上課時(shí)講解有誤，請(qǐng)更正。(2)此類題目

2、請(qǐng)?jiān)诶斫獾那闆r下記?。喊l(fā)電機(jī)額定電壓為所接母線電壓的 1.05倍;變壓器的一次繞組連接發(fā)電機(jī)時(shí)其額定電壓為發(fā)電機(jī)的額定電壓，一次繞組連接線 路時(shí)其額定電壓為線路母線額定電壓；變壓器的二次繞組額定電壓為所連接線路母 線額定電壓的1.1倍。(3)雙繞組變壓器的抽頭設(shè)在高壓側(cè)。2、如下電力系統(tǒng)中，各變壓器的額定變比為：T1的變比是242/10.5 , T2的變比是(高壓/中壓/低壓)220/121/38.5?T3 的變比是35/6.6,發(fā)電機(jī)的額定電壓為10.5kV;若T1工作于+2.5%抽頭、T2的低壓側(cè)工作在主抽頭，高壓側(cè)工作在 -2.5%抽頭，中壓側(cè)工作在+5%抽頭、T3 工作在主抽頭，則 T

3、1的變比是 248.05/10.5 : T2的變比是 214.5/127.05/38.5 、T3 的變比是 35/6.6。35kVT3 gkV4、對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：1） 保證供電的可靠性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4）滿足節(jié)能與環(huán)保的要求5、電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)是：1）電能不能大量?jī)?chǔ)存、發(fā)、輸、配同時(shí)完成2）電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程非常短促，電能傳輸以光速進(jìn)行3）與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們生活水平密切相關(guān)6、請(qǐng)推導(dǎo)對(duì)稱三相電路中的單相瞬時(shí)功率表達(dá)式，并回答：?jiǎn)蜗喙?率是恒定值嗎？單相功率中的有功分量和無(wú)功分量有何特點(diǎn)（必要時(shí)畫(huà)圖分析）？進(jìn)一步，請(qǐng)從各個(gè)單相瞬時(shí)功率的表達(dá)式，推導(dǎo)出三相

4、電路總的瞬時(shí)功率，你發(fā)現(xiàn)了什么？u t = . 2U cos ti t = 2I cos ictp=u（t） i（t） =2UI cos t cos't）= 2UI cos t Icos -t cos-' 'sin tsin I=UI cos : cos2 t 1 UI sin 2 t sin :pR=UI cos' ； cos2 t 1Px =UI sin sin 2 t單相功率不是恒定值。單項(xiàng)有功功率，有功分量始終大于0,有功與與無(wú)功分量TvJPA =uA t iA t = 2U cos t . 2I cosict 二。）二UI |cos ' cos

5、 2 t ,：pB =uB t iB t = J2U cos t -120 v2I cos t - -120：二UI |cos-»cos 2 t - : -240 ：lPC =uc t ic t - 2U cos t -240%3l cos t - : - 240-=UI |cos。cos 2 t - : 240 ： Ip = Pa Pb Pc =3UI cos :所以三相功率是恒定的。7、復(fù)習(xí)電機(jī)學(xué)中有關(guān)變壓器的相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)問(wèn)變壓器的有哪幾種等3 / 7效電路？變壓器的開(kāi)路試驗(yàn)和短路試驗(yàn)是如何進(jìn)行的？通過(guò)兩個(gè)試 驗(yàn)?zāi)艿玫绞裁磪?shù)？為什么？答：1）變壓器有T型、兀型等效電路和簡(jiǎn)化等效

6、電路（圖略）；2）進(jìn)行短路試驗(yàn)時(shí)，將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)繞組施加電壓，使 短路繞組的電流達(dá)到額定值，測(cè)得變壓器的短路總損耗和短路電壓；進(jìn)行空載試驗(yàn)時(shí)，將一側(cè)繞組空載，在另一側(cè)繞組施加額定電壓，測(cè) 得變壓器的短路空載損耗和空載電流。3）短路試驗(yàn)：忽略鐵心損耗，則短路損耗就等于額定電流時(shí)的原副 邊電阻損耗，可確定電阻；又由于電阻的壓降遠(yuǎn)小于電抗壓降，短路 電壓就等于額定電流時(shí)電抗上的電壓降，從而可計(jì)算得到電抗值?？蛰d試驗(yàn)：由于空載電流小，可忽略空載銅耗，此時(shí)空載損耗等于額 定電壓時(shí)的鐵心損耗，從而可計(jì)算得到電導(dǎo)；又由于空載電流上的有 功分量很小，空載電流就等于額定電壓時(shí)的無(wú)功電流， 從而可計(jì)算得

7、 到電納。8、復(fù)習(xí)電機(jī)學(xué)中中有關(guān)同步發(fā)電機(jī)的相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出隱極同步發(fā) 電機(jī)和凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程， 分別畫(huà)出兩者的相量圖。凸極同 步發(fā)電機(jī)中虛擬電動(dòng)勢(shì)的構(gòu)建有何意義？直軸和交軸同步電抗的物 理含義是什么？對(duì)于隱極和凸極電機(jī)，直軸和交軸同步電抗的大小關(guān) 系如何？為什么？（1）隱極發(fā)電機(jī)的電壓方程：不考慮磁飽和時(shí):Eo=U iRa jlX a考慮磁飽和時(shí)：E =U II （Ra jX二）凸極發(fā)電機(jī)的電壓方程：E0 =U +lRa +jlLXd +jdqXq相量圖：略。由于電壓方程中含有兩個(gè)方向的電流（直軸電樞電流和交軸電樞電流)引入虛擬電動(dòng)勢(shì)Eq后，電壓方程可化為：Eq =U +jiX q恰

8、好消去兩個(gè)分量的電流，使得凸極發(fā)電機(jī)的等值電路 可以在一個(gè)電路圖中表示出來(lái)。(3)直軸/交軸同步電抗是反映直軸/交軸電樞電流產(chǎn)生直軸/交軸電 樞磁動(dòng)勢(shì)的參數(shù)。(4)對(duì)于凸極發(fā)電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子形狀的不對(duì)稱，在直軸方向，氣隙 較小，因此磁阻較小，磁通大，因此感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)大，也即直軸電 抗大；反之，交軸電抗小，即 Xad>Xaq。但隱極發(fā)電機(jī)可以認(rèn)為轉(zhuǎn) 子形狀是對(duì)稱的，因此二者近似相等。第二部分：計(jì)算題9、設(shè)如圖所示的三相對(duì)稱交流電路，電源經(jīng)阻抗Zt =(20 + j20)C向某 負(fù)載供電，輸送電流Ia=2。-15A,負(fù)載的復(fù)功率為Sd =(10-j6)kVA(容性)。請(qǐng)求：(1)電源送出的有

9、功功率和無(wú)功功率分別是多少？其無(wú)功功率是感性還是容性的？按照一般的慣例，是相當(dāng)于無(wú)功電源還是無(wú)功負(fù)荷？(2)電源的線電壓Uab相量。Zt =(20 j20)，JSd =(10 - j6)kVAIa =20 -15 A注意：電力系統(tǒng)用單線圖表示時(shí)，所注負(fù)荷為三 相負(fù)荷，電流與阻抗均為一相的數(shù)值，電壓為線 電壓。(1)答：Z： =20 j20 =20 ,2. 45U： =Z： I： =400.2. 30-2或 Pt =3Ia% =3 400 20 =24kWQT =3I2XT =3 400 20 =24kVarPT =3Re U：I：=24kWQt =3Im U：I：=24kVar，匕 jQT =

10、 24 j 24(kVA)S= ST S： =34j18 =38.47/27.9或 8r =3UTIa =3 400,2, 3020. 15 =24,2. 45 =(24 j24)kVA總負(fù)荷吸收有功為34kW,無(wú)功為18kVar。即電 源輸出了對(duì)應(yīng)的功率。負(fù)荷吸收感性無(wú)功，為感 性負(fù)荷，按一般慣例為無(wú)功負(fù)荷；而電源必須可 以發(fā)出感性無(wú)功，即吸收容性無(wú)功，按一般慣例 為無(wú)功電源。注意：電力系統(tǒng)潮流計(jì)算一般計(jì)算的都是負(fù)荷的 吸收功率，并且圖中標(biāo)注的電壓電流對(duì)負(fù)載而言 均為關(guān)聯(lián)方向，即計(jì)算的功率為吸收功率。對(duì)于 有功而言，吸收正有功即消耗功率為有功負(fù)荷； 吸收負(fù)有功即發(fā)出功率為有功電源。對(duì)于無(wú)功而 言，按照一般慣例，吸收正無(wú)功即消耗感性無(wú)功 為無(wú)功負(fù)荷；吸收負(fù)無(wú)功即發(fā)出感性無(wú)功為無(wú)功 電源。(無(wú)功的吸收與發(fā)出均已感性無(wú)功為準(zhǔn)！ 即通常所提的無(wú)功均為感性無(wú)功：電容發(fā)無(wú)功， 電感吸無(wú)功！)答：U SA =3I：38.47. 27.93* 20 . 15=0.641. 12.9UsAb：3U： . 30 =1.11. 42.9；10、過(guò)激運(yùn)行的三相同步電動(dòng)機(jī)，它的電流可以領(lǐng)先電壓，應(yīng)用它可 以改進(jìn)功率因數(shù)。設(shè)同步電動(dòng)機(jī)的線電壓U；b =3000/0，線電流Ia =5