(完整版)電力系統(tǒng)分析試題及參考答案

1、218.電力系統(tǒng)中PQ節(jié)點(diǎn)的數(shù)量（）作業(yè)題一參考答案一、填空題降壓變壓器高壓側(cè)的主分接頭電壓為220kv,若選擇+2X2.5%的分接頭，貝V該分接頭電壓為231KV。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有效接地方式指的是中性點(diǎn)直接接地。輸電線路的電氣參數(shù)包括電抗、電導(dǎo)、電納和電阻。輸電線路的電壓偏移是指線路始端或末端母線的實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的數(shù)值差。電力系統(tǒng)的潮流分布一般是用各節(jié)點(diǎn)的電壓和功率表示。調(diào)整發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率用來(lái)調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行的頻率。7復(fù)合故障一般是指某一時(shí)刻在電力系統(tǒng)二個(gè)及以上地方發(fā)生故障。用對(duì)稱分量法計(jì)算不對(duì)稱故障，當(dāng)三相阻抗完全對(duì)稱時(shí)，則其序阻抗矩陣Zsc的非對(duì)角元素為零TOC o

2、1-5 h z系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時(shí)故障點(diǎn)短路電流的大小是零序電流的3倍。減小輸出電元件的電抗將提高（改善）系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。二、單項(xiàng)選擇題在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)頻率之間是否有嚴(yán)格的關(guān)系（）根據(jù)發(fā)電機(jī)的形式定否是不一定三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)、通常將高壓繞組放在（）內(nèi)層中間層外層獨(dú)立設(shè)置中性點(diǎn)以消弧線圈接地的電力系統(tǒng)，通常采用的補(bǔ)償方式是（）有時(shí)全補(bǔ)償，有時(shí)欠補(bǔ)償無(wú)法確定全補(bǔ)償欠補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償三相導(dǎo)線的幾何均距越大，貝導(dǎo)線的電抗（）越大越小不變變壓器的電導(dǎo)參數(shù)Gt，主要決定于哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（）APAPU%1%O

3、KKO當(dāng)功率的有名值為s=P+jQ時(shí)（功率因數(shù)角為申）取基準(zhǔn)功率為S，則有功功率的標(biāo)n上Sn）與電抗成正比分布與阻抗成反比分布Pcos申Sn么值為（）S-cos申S-sin申nn環(huán)網(wǎng)中功率的自然分布是（與電阻成正比分布與阻抗成正比分布全都是大量的少量的必有且一般只設(shè)一個(gè)19.潮流計(jì)算中，要求某些節(jié)點(diǎn)之間電壓的相位差應(yīng)滿足的約束條件是（）I8-8|8-8|minijijI8-8|8-8|maxijijI8-8|xxxdqddxxxxdqdd同時(shí)在兩相中出現(xiàn)只有故障相出現(xiàn)其它相不出現(xiàn)）xxxxqdddxxxxddqd若ac兩相發(fā)生短路，則基準(zhǔn)相選擇為（）a相b相c相a相和c）（其中，1,2，0分別

4、為正序、下網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，其復(fù)合序網(wǎng)為圖所示（負(fù)序、零序阻抗）7L自名TLArJiT無(wú)法確定調(diào)壓計(jì)算對(duì)稱分量法28越靠近電源點(diǎn)負(fù)序電壓越（）低高不變29.作為判據(jù)dPE0主要應(yīng)用于分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的（）d6暫態(tài)穩(wěn)定故障計(jì)算靜態(tài)穩(wěn)定30分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性可以應(yīng)用（）等耗量微增率準(zhǔn)則等面積定則小干擾法三、簡(jiǎn)答題31電力變壓器的主要作用是什么？答：電力變壓器的主要作用是升高或降低電壓，另外還起到將不同電壓等級(jí)電網(wǎng)相聯(lián)系的作用。32簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)分為哪些類網(wǎng)絡(luò)？答：簡(jiǎn)單的閉式網(wǎng)可分為兩端供電網(wǎng)絡(luò)（2分）和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（2分）兩類（1分）。33為什么說(shuō)當(dāng)電力系統(tǒng)無(wú)功功率不充足時(shí)僅靠改變變壓器變比分按頭

5、來(lái)調(diào)壓并不能改變系統(tǒng)的電壓水平？答：通過(guò)調(diào)分接頭實(shí)質(zhì)是改變了電力網(wǎng)的無(wú)功分布，只能改善局部電壓水平，同時(shí)卻使系統(tǒng)中另個(gè)的某些局部電壓水平變差并不能改變系統(tǒng)無(wú)功不足的狀況因此就全系統(tǒng)總體來(lái)說(shuō)并不能改變系統(tǒng)的電壓水平。34為什么變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地能夠提高當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障進(jìn)的暫態(tài)穩(wěn)定性？答：在輸電線路送端的變壓器經(jīng)小電阻接地，當(dāng)線路送端發(fā)生不對(duì)稱接地時(shí)，零序電流通過(guò)該電陰將消耗部分有功功率起到了電氣制動(dòng)作用，因而是能提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。四、簡(jiǎn)算題35.某三相單回輸電線路，采用LGJ300型導(dǎo)線（計(jì)算外徑25.2mm）,已知三相導(dǎo)線正三角形布置，導(dǎo)線間距離D=6m，求每公里線路的電抗值。解：

6、計(jì)算半徑：r=252=12.6mm=12.6x10-3m幾何均距：Dm=D=6mDx=0.14451gm+0.01571r6=0.1445lg+0.015712.6x10-3=0.403Q/km36。.110KV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15+jlOMVA,求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率?！鼻?解：.（1）設(shè)全網(wǎng)電壓為11OKVQ衛(wèi)二10-4x-jl,331MV舸監(jiān)=$+戲=1頭血石矽/査（1分）（1分）=0.496+j0.992MYAS；=；+AS7r=15.496+j9.661MVAQ7i=-jl.lx10-4kll02=-JL331iMVar

7、（1分）S.4-AQy：=I5.4U6+j8.33MVA仃分匸（2）令U=II氐凌KVU2=j5l.：a=Ui-（啦護(hù)匹們E：奇9巴）二!09,997J3.678-110.058KV（3甘）37.某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/HZ，當(dāng)負(fù)荷增大200MW時(shí)，發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻增發(fā)40MW，此時(shí)頻差為0.2Hz，求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：.已知Kq740MWZH7.,PL=200W,PG4i)MW-OQIiz求：K.二?整：根皤公式:=-今f1二氐+K.于是器崔分)38.網(wǎng)K點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，求K點(diǎn)短路電流值。弭5曲vaaX/fAL/咒盧小筑%4如T耳力皿-磴工$工6PMAKl=-740

8、=800-74060MWALc(1分)XJt0=3xO.0906-0.2720.572X?=0.?2+(0.32/10.13)=0,412Xt=0J05x=0.2-心2“戸坯二而2二乳424石/().32x0.13盲JiT話心424=3,?4KA五、綜合題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4.93+j63.525Q，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(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量。98.7KV亠107,5-1075-）按最小負(fù)荷吋無(wú)補(bǔ)償悄睨來(lái)選崔變壓齧分接頭訂眄=1024弘：詁全=123針選用1

9、10-2%?即107.25/11KY乜幼裟最大尖荷時(shí)調(diào)壓要求確筈Q,：容瑩Q嚴(yán)詈賽（工寫-羽泮云-k95Mvar（3分）口；臉?biāo)悖幌U大負(fù)荷時(shí)補(bǔ)噲?jiān)O(shè)備全豁投人107.5riimiMO7.5-x49-卜匹:H妙處拓KV.:11如=99.85x血厲二102AKV電壓偏糅皿主黑忍100%=QJ%最妒負(fù)荷時(shí)D；：=102.96x11/107.25=I0.56KV甩壓偏移=1匸誇一x100=1.0%分40.某簡(jiǎn)單系統(tǒng)如圖若在K點(diǎn)發(fā)生三相短路，求使得系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定的極限切除角。）解：Xi=：0.2+0.15+0-15=0.7（1分）P嚴(yán)晉sin埠爭(zhēng)sin3（1分）3罕警2=21.8（1分）（1分）60-s

10、inAj-Pfl=0（1分）XH=0.2-r0.15-*-0.40.15=0.9（1分）Pw=尋2iriS=|sin3（1分）公iaO8x090-180-sm廠=143.13（1分）0.8x（143.13-21.8）x展+）sl4313-0rxleudcosocm=L33r/=61.97。（3分）作業(yè)題二參考答案一、填空題TOC o 1-5 h z衡量電能質(zhì)量的主要扌指標(biāo)是：電壓、頻率、波形。我國(guó)110kV及以上系統(tǒng)，中性點(diǎn)運(yùn)行方式采用直接接地。一公里L(fēng)GJ-300型的架空線路，其電阻大約為0.1Q。一個(gè)將10kV升到220kV的變壓器，其額定變比為10.5/242。電廠供電負(fù)荷與綜合用電負(fù)荷

11、的差別是前者包括網(wǎng)絡(luò)損耗。6潮流計(jì)算中，三類節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的是PQ節(jié)點(diǎn)。架空線路開路時(shí)，其末端電壓比首端電壓一高。將壓三繞組變壓器三個(gè)繞組排列方式，從內(nèi)至外為低一中一高。常用的潮流計(jì)算的基本數(shù)學(xué)模型是節(jié)點(diǎn)電壓方程。標(biāo)么值近似計(jì)算中基準(zhǔn)電壓常選網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓。二、選擇題1組成電力系統(tǒng)的幾種主要元件是：BA電源、電阻、電感、電容B發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、負(fù)荷C發(fā)電廠、變電所、變壓器、線路D發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、開關(guān)2對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：CA在優(yōu)質(zhì)前提下，保證安全，力求經(jīng)濟(jì)；B在經(jīng)濟(jì)前提下，保證安全，力求優(yōu)質(zhì)；C在安全前提下，保證質(zhì)量，力求經(jīng)濟(jì)；D在安全前提下，力求經(jīng)濟(jì)，保證質(zhì)量。3相同截面的

12、導(dǎo)線，使用的電壓等級(jí)越高，其電阻AA一樣B越大C越小D都不對(duì)4在變壓器的等值電路中，其導(dǎo)納是BAG+jBBG-jBC-G+jBD-G-jB中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對(duì)設(shè)備絕緣的要求一AA高B低C不變D都不對(duì)架空線路采用導(dǎo)線換位的目的CA減小電抗B減小電納C減小三相參數(shù)的不對(duì)稱D都不對(duì)7三類節(jié)點(diǎn)中，只有一個(gè)且必須有一個(gè)的是CAP-Q節(jié)點(diǎn)BPV節(jié)點(diǎn)C平衡節(jié)點(diǎn)D都不是&NR迭代的主要優(yōu)點(diǎn)是：A簡(jiǎn)單B收斂快C準(zhǔn)確D占用內(nèi)存少PQ迭代是在B基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化來(lái)的。A直角坐標(biāo)形式的NR迭代；B極坐標(biāo)形式的NR迭代；CGS迭代D都不是變壓器的運(yùn)算負(fù)荷是DA變壓器付方功率加上變壓器阻抗的功率損耗；B變壓器付方功率加上變壓器導(dǎo)納

13、的功率損耗；C變壓器副方功率加上變壓器阻抗和導(dǎo)納的功率損耗；D在C的基礎(chǔ)上，再加上變壓器所聯(lián)線路導(dǎo)納中的功率。三、某系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率為740MW/HZ,當(dāng)負(fù)荷增大200MW時(shí)，發(fā)電機(jī)二次調(diào)頻增發(fā)40MW，此時(shí)頻差為0.2Hz，求負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。解：AP=APKfKfDOGGD200=40+740X0.2+0.2XKD所以K=60MW/HzD所以負(fù)載的單位調(diào)節(jié)功率為60MW/HZ。四、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖所示。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6U）。解設(shè)U=U=Zq=110i0CN-102

14、+82S=(20+j30)=0.271+j0.407BC1102S=-S+AS=(10-j8)+0.271+j0.407=-9.793-j7.593BCBCSS+aS=40+j30-9.793-j7.953=30.207+j22.407BBBSAB30.2072+22.40721102(20+j40)=2.338+j4.676S=S+AS=30.207+j22.407+2.338+j4.676=32.545+j27.083ABAB已知U=121kVAAUAB=14.332(kV)32.545x20土27.083x40121U=U-AU=121-14.332=106.668(kV)BAABAU=

15、(-9.793)x20+(-7.593)x30=-3.972BC106.668U=U-AU=106.668+3.972=110.64(kV)TOC o 1-5 h zCBBC五、某發(fā)電廠裝有兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F=3+0.3P+0.002P2(t/h)1G1G1F=5+0.3P+0.002P2(t/h)2G2G2兩臺(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。解兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備的耗量微增率分別為dF九=l=0.3+2x0.002P=0.3+0.004PdPG1G1G1dF九=才=0.3+2x0.003

16、P=0.3+0.006PdPG2G2G2按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令入廠入J有0.3+0.004P=0.3+0.006PG1G2而等約束條件為P+P=150G1G2聯(lián)立式(A)、式(B)、求解P、P。G1G2把P=150-P代入式(A)有G2G10.3+0.004P=0.3+0.006(150P)G1G10.004P=0.90.006PG1G10.01P=0.9G1于是解得P=90MWP=60MWG1G2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(3090100、3060100)，因此，可做為最優(yōu)分配方案。六、如圖所示某降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為20MVA、電壓為11

17、0/11kV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，cos申=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U%=10.5，P=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。kkIO7.IJrVHOillfcV3D1解變壓器的電阻和電抗為PU2kN1000S2=叫NU%U210.5X1102、kN=63.5(0)100S100X20N末端最大和最小負(fù)荷為SmzxSmin=18cos9+jl8sin9=18x0.8+j18x0.6=14.4+jl0.8(MVA)=7cos9+j7s

18、in9=7x0.8+j7x0.6=5.6+j4.2(MVA)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UimaxUimin=10(1+2.5%)=10.25(kV)=10(1+7.5%)=10.75(kV)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UimaxUimax=U-AUImaxmax=U-AUImaxmin=107.5-=107.5-14.4x4.93+10.8x63.5U5.6x4.934.2x63.5Uimin解得imaximin=99.9(kV)=104.6(kV)然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為U=U=99.9X-=107.2(kV)T/maximaxU10.25im

19、axU=U=104.6x=107(kV)T/miniminU10.75iminUTIU+UT/maxT/min2107.2+1072=107.1(kV)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)U%=UU7N=99.9X11=10.25(kV)imaximaxU107.25TI最小負(fù)荷時(shí)U=UMn=104.6x11=10.73(kV)iminiminU107.25TI電壓偏移：最大負(fù)荷時(shí)U%=x100%=2.5%max10107310最大負(fù)荷時(shí)U%=X100%=7.3%xqxqVxq都不對(duì)4.a為旋轉(zhuǎn)因子l+a+a2等于多少（1）0112輸電線路

20、的正序阻抗與負(fù)序阻抗相比，其值要（3）大小相等都不是系統(tǒng)中發(fā)生單接地故障時(shí)，零序回路中不包含（4）TOC o 1-5 h z零序電流零序電壓零序阻抗電源電勢(shì)7兩相短路接地故障中，附加阻抗為（4）ZZZ+ZZZ0工2工0工2工0工2工&在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)中，機(jī)械功率PT與電磁功率相比，將（3）大小相等無(wú)關(guān)系9.P6曲線被稱為（4)耗量特性曲線負(fù)荷曲線正弦電壓曲線功角曲線10.故障計(jì)算可以應(yīng)用3)等面積定則小干擾法正序增廣定則等耗量微增率原則三、簡(jiǎn)答題1.列出三種提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施。（1）自動(dòng)勵(lì)磁裝置的應(yīng)用；（2）減小各元件的電流；（3）改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備。2寫出對(duì)稱分量變換矩陣

21、的表達(dá)式。1aa21a2a111寫出系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生a、c兩相短路時(shí)的原始邊界條件。i二o,I+1二0,uj二ujbacac在架空輸電線路中，為什么要進(jìn)行導(dǎo)線換位？保證三相系統(tǒng)參數(shù)對(duì)成、減少對(duì)周圍通訊線路的干擾什么是電暈現(xiàn)象？如何避免？高壓線路表明周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度高于周圍空氣的擊穿強(qiáng)度，會(huì)使空氣游離發(fā)生放電現(xiàn)象這種現(xiàn)象稱之為電暈現(xiàn)象。避免措施是增加導(dǎo)向的等值半徑，如采用擴(kuò)徑導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線。四、電力系統(tǒng)接線下圖所示。其中，發(fā)電機(jī)G1：S=8N1X=0E=1d*發(fā)電機(jī)G2：S=100/0.85N2X=0.125dE=1*變壓器T1：S=120MVANT1U%=10.5k線路I/l=50km1x=0.4Q

22、/km1線路】2：l=40km2x=0.4Q/km2當(dāng)母線4發(fā)生三相短路時(shí)，求短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值1、沖擊電流i。M（S=100MVA,U=U，K=1.8）BBavM解：用標(biāo)幺值計(jì)算的參數(shù)是：Xli=0.4x50 x待=。1分）TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark68 o Current Document X=0.4x40 x=0.121（1分）L21152 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document X=0.105x100=0.0875（1分）ti120XGd=0.125x100 x0.8510=0.106（1分

23、） HYPERLINK l bookmark74 o Current Document I=4.854（3分）*X（0.151/0.1935）+0.121dX HYPERLINK l bookmark78 o Current Document I=聖=0.502kA（2分）Bv3Uv3x115B HYPERLINK l bookmark82 o Current Document I=I*I=2.437kA（3分）*B HYPERLINK l bookmark84 o Current Document i=2.55*I=6.215kA3分）M五、已知發(fā)電機(jī)d、q軸的同步電抗X=1.1，X=1.0

24、8，負(fù)載的電壓U=1.0F30,dq1電流I=0.8/-15，試計(jì)算暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)E。qTOC o 1-5 h z解：E=UJ+jIX=1.0/30。+j0.8Z-15ox1.08=1.723Z50.77。（4分）Qq8=50.77。-30。=20.77。（2分）I=Isin（8+申）=0.73（3分）dE=E+1（X+X）=1.723+0.73x（1.1-1.08）=1.738（4分）qQddqE=1.738/50.770Q分）q2作業(yè)題四參考答案、有一回電壓等級(jí)llOkV,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11O/11kV。如圖1所示，當(dāng)A點(diǎn)實(shí)際電壓為

25、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：P=190kW,U%=10.5,P=31.05kW,I%=0.7)kk00LGJ-ISO150km(20分)SFL1-31500/1100/，lkV爲(wèi)咖VA(a)圖1題一圖解線路LGJ150d17r=一=8.5(mm)r=0.21(Q/km)221TOC o 1-5 h zD4000 x=0.14451gm+0.0157=0.14451g+0.0157=0.401(0/km) HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 1r8.57.587.58b=x10-6=.x10-6=2.84x1

26、0-6(S/km) HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 1、D4000丿Igmr8.5R=0.21x150=31.5(0)X=0.401x150=60.15(0)變壓器：B=2.84x10-6x150=4.26x10-6(S)2B=213310-4(S)PU2k1000N%Uk100100000100UN190X11021000 x31.5210.5x1102100 x31.31.05521000X11020.7x31.52.317(0)40.3(0)N2.566100X11021.82X10X10(S)(S)設(shè)-=110,上UT20 x2.3

27、17+15x40.3110=5.92S202+152ZTU2U211022.317+j202+152110240.3=0.12+j2.08S=U2(G+jB)=1102(2.566+j18.2)x10-6=0.03+j0.22YT+AS=(20+j15)+(0.12+j2.08)=20.12+j17.08ZT+AS=(20+j15)+(0.12+j2.08)+(0.03+j0.22)=20.15+j17.3TS=S+ASY12=20.15+j17.3-j2.13x10-4x1102=20.15+j14.72S20.152+14.722Z11102(31.5+j60.15)=1.62+j3.10

28、SY11=-j2.13x10-4x1102=-j2.58S=S+AS+ASZ1Y11=20.15+j14.72+1.62+j3.10-j2.58=21.77+j15.24由S和A點(diǎn)電壓求各點(diǎn)電壓及電損耗AUPR+QX21.77x31.5+15.24x60.15115=13.93PX-QRA1A21.77x60.15-15.24x31.5115=7.21U=(11513.93)2+7.212B=101.33(kV)U20.12x2.317+17.08x40.3101.33=7.25SU20.12x40.3-17.08x2.317101.33=7.61=(101.33-7.25)+7.612=94

29、.39(kV)UAC=115-94.39=20.61(kV)、簡(jiǎn)單輸電系統(tǒng)如圖2所示，變壓器變比為1102X2.5%/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+j130Q，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。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-202+152S=x(26+jl30)=1.34+j6.71MVAmax1102102+752S=x(26+j130)=0.34+j1.68MV

30、Amax1102首端功率為S=S+$=(20+jl5)+(1.34+j6.71)=21.34+j21.71MVAAmaxmaxmaxS=S+&=(10+j7.5)+(0.34+jl.68)=10.34+j9.18MVAAminminmin因此，i節(jié)點(diǎn)電壓為Uimax=11821.34x26+21.71x130118=89.38(kV)Uimin=11810.34x26+9.18x130118=105.61(kV)(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U=U=105.61x丄=110.64(kV)TIiminU10.5imin于是可選擇110kV電壓的主抽頭，

31、即UT=110kV,則變壓器變比k=110/ll=10。再按最大負(fù)荷時(shí)的要求，求無(wú)功補(bǔ)償容量imaxiCmaxiCmax102x10.513010.589.38)10=12.62(Mavr)三、如圖3所示網(wǎng)絡(luò)中，A、B、C為三個(gè)等值電源，其中S=75MVA,X=0.380,S=535MVA,AABX=0.304。的容量和電抗不詳，只知裝設(shè)在母線4上的斷路器QF的斷開容量為3500MVA。B線路1、壬、13的長(zhǎng)度分別為10、5、25km，電抗均為0.4Q/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S=1000MVA，作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖9-2(b)

32、B0C35305680.242C-0151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S二IS二丄S=-X1000=1326(MVA)*BXB0.754*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X至少為X=丄=型0=0.46CC*S2174*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

33、.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I=1.373*0.728以有名值表示則為I=II=1.373x2000=6.89(kA)*B73x115沖擊電流的有名值為i=2.55T=2.55x689=175亦為M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E=jl,a1工Z二j0.4,Z二j0.5,Z=j0.25,Z二j0.35。求a相經(jīng)過(guò)阻抗Z接地短路時(shí)短路點(diǎn)的120kk-E=I=I=atSa1a1a1Z+Z+Z+3Z1S2SOSk=j1j0.4+j0.5+j0.25+3x0.35=0.64/42.5。U=I(Z+Z

34、+3Z)a1a12S0Sk二0.6/42.5。(j05+j0.25+3x0.35)=0.6/42.5。x1.2/35.5。=0.8./78。U=-1Za2a22SU二Iza0a00S=-0.64/42.5。x0.V/90o=0.32/-47一5。=-0.64/42.5ox0.290o=0.16/47.5o求各相電流和電壓為I=I+1+1=3I=3x0.64,42.5。=1.92/2.50a1a1a2a0a1L=i=0U=IZ=1.92/42.50 x0.35=0.6/42.50aakU=a2J/+aU+Uba1a2a0=0.83780+2400+0.3/-47.50+1200+0.16/47.

35、50=0.82-j0.37=0.9/-24.50U=aU+a2UJ+Ucala2a0=0.83780+1200+0.3-47.50+2400+0.16/47.50=0.993-j0.44=11/-156五、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/llkV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，cos申=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U%=10.5，P=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。kk2DMVA|0lkVJI07.JVV-和粘

36、圖5題5圖解變壓器的電阻和電抗為R=TPU2kN1000S2=叫N末端最大和最小負(fù)荷為SLmzxSLminU%U210.5x1102kN=63.5(0)100S100 x20N=18cos屮+j18sin屮=18x0.8+j18x0.6=14.4+jl0.8(MVA)=7cosV+j7sin=7x0.8+j7x0.6=5.6+j4.2(MVA)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UimaxUimin=10(1+2.5%)=10.25(kV)=10(1+7.5%)=10.75(kV)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UimaxUimax=U-AUImaxmax=U-AUI

37、maxmin=107.5-=107.5-14.4x4.93+10.8x63.5U5.6x4.93402x63.5Uimin解得imaximin=99.9(kV)=104.6(kV)然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為U=U=99.9x-1=107.2(kV)T/maximaxU10.25imaxU=U=104.6x=107(kV)T/minimin1iminUTIU+UT/maxT/min2107.2+1072=107.1(kV)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)U%=UUiN=99.9x11=10.25(kV)imaximaxU107.25

38、TI最小負(fù)荷時(shí)U=UUin=104.6x11=10.73(kV)iminiminU107.25TI電壓偏移：最大負(fù)荷時(shí)U%=x100%=2.5%max10107310最大負(fù)荷時(shí)U%=x100%=7.3%7.5%min10比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。作業(yè)題五參考答案一、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6U）。4G+j30MVA圖一題一圖解設(shè)U=U=110kVCNASBC1102102+82(20+j30)=0.271+j0.407S=-S+AS=(10-j8)+0.

39、271+j0.407=-9.793-j7.593BCBCSS+aS=40+j30-9.793-j7.953=30.207+j22.407BBBAS=AB30.2072+22.4072(20+j40)=2.338+j4.6761102S二S+AS二30.207+j22.407+2.338+j4676二32.545+j27083ABAB已知U=121kVAAU=AB32.545x20+27.83x40=M332(kV)121U=U-AU=121-14.332=106.668(kV)BAAB(-9.793)x20+(-7.593)x30一3.972(kv)AU=BC106.668U=U-AU=106

40、.668+3.972=110.64(kV)CBBC、某發(fā)電廠裝有兩臺(tái)發(fā)電設(shè)備，其耗量特性分別為F=3+0.3P+0.0021G1P2G1(t/h)F=5+0.3P+0.0022G2P2G2(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l=0.3+2x0.002P=0.3+0.004PdPG1G1G1dF才=0.3+2x0.003P=0.3+0.006PdPG2G2G2按等耗量微增率準(zhǔn)則分配負(fù)荷，令入廠入2,有0.3+0.004P=0.3+0.006PG1

41、G2而等約束條件為P+P=150G1G2聯(lián)立式（A）、式（B）、求解P、P。G1G2把P=150-P代入式（A）有G2G10.3+0.004P=0.3+0.006(150P)G1G10.004P=0.90.006PG1G10.01P=0.9G1于是解得P=90MWG1P=60MWG2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3090100、3060100），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

42、7MVA，cos申=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U%=10.5，P=163kW，勵(lì)磁影響不計(jì)。試選擇變壓器的分接頭。kkHOillkVd尸冋?qǐng)D二題三圖解變壓器的電阻和電抗為PU2163x1102Rk_4.93(0)T1000s21000 x202NXU%U210.5x1102635(0)Xkn63.5(0)T100s100 x20N末端最大和最小負(fù)荷為S=18cosV+jl8sin甲二18x0.8+j18x0.6=14.4+jl0.8(MVA).mzxs=7cosV+j7sin甲二7x0.8+j7x0.6=5.6+j4.2(MVA)min按最大和

43、最小負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應(yīng)為UimaxUimin=10(1+2.5%)=10.25(kV)=10(1+7.5%)=10.75(kV)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UimaxU，imax=U_AU=107.5_144X493+108X635ImaxU=U_AU=107.5_56X493鼻舵X635ImaxminmaxUiminU=99.9(kV)imaxU=104.6(kV)imin然而最大和最小負(fù)荷時(shí)分接頭電壓為U=U葉=99.9xT/maximaxU10.25imaxU=Ui=104.6x=107(kV)T/miniminU10.75imin“U+U107.2

44、+107U=T/maxT/min=1071(kV)TI22故選分接頭電壓為110(1-2.5%)=107.25的分接頭。=107.2(kV)T/min校驗(yàn)低壓母線電壓：最大負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)U%=UUiN=99.9X11=10.25(kV)imaximaxU107.25TIU=UUiN=104.6X11=10.73(kV)iminiminU107.25TI電壓偏移：最大負(fù)荷時(shí)最大負(fù)荷時(shí)U%=10.2510X100%=2.5%max101073_10U%=X100%=7.3%7.5%min10比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。四、如圖三所示的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)降壓變壓所10.5kV母線上發(fā)生三相短路時(shí)

45、，可將系統(tǒng)視為無(wú)限大功率電源，試求此時(shí)短路點(diǎn)的沖擊電流和短路功率。2OMVA115m.5kV/-10kmM).40ykm2X3.2MVA35/10.5kVC/i%=7圖三題四圖%3%3U=UBav取S=100MVABX=0.105x型=0.52520=0.4x10 x型=0.292372=X=0.07x型=2.194*3.21*X2*X3*等值網(wǎng)絡(luò)如圖所示。X=0525+0.292+2x219=1.912z*周期分量電流的有效值*Xz*僉=0523有名值電流為I二II*B=0.523x一=2.88(kA)V3x10.5若取K=1.8，則沖擊電流MiM八乩1.8X1=左551=左55X左88=734(kA)短路功