電力系統(tǒng)分析教材習(xí)題參考答案

電力系統(tǒng)分析第一章 習(xí)題動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的基本構(gòu)成形式如何？答：由生產(chǎn)、變換、傳送、分配和消耗電能的電氣設(shè)備（電設(shè)備等）分的總和。電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的中出去發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備外的部分。根據(jù)發(fā)電廠使用一次能源的不同，發(fā)電廠主要有哪幾種形式？答：發(fā)電廠主要有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核動(dòng)力發(fā)電廠和其他能源（太陽能、風(fēng)能、潮汐等）發(fā)電廠。電力變壓器的主要作用是什么？主要類別有哪些？220v答：直流輸電主要優(yōu)點(diǎn)：（1）造價(jià)低；（2）運(yùn)行費(fèi)用低；（3）不需要串并聯(lián)補(bǔ)償；（4）不存在穩(wěn)定性問題；（5）采用直流聯(lián)絡(luò)線可以限制互聯(lián)系統(tǒng)的短路容量。（1）（2）；（3）答：電力系統(tǒng)接線復(fù)雜，分層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是電力網(wǎng)的一大特點(diǎn)。無備用接線方式接線簡單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便，但可靠性差。有備用接線方式供電可靠性高，但投資大，操作較復(fù)雜。答：綜合考慮導(dǎo)線載流部分截面積大小和絕緣等要求，對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離有一最PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion-PAGE30-PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion、6kv、10kv35kv、110kv、220kv、330kv500kv。)105%10%10%5%。（TmaxTmax答：電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性是指反映電力系統(tǒng)符合功率隨系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)（主要是電壓和頻率）變化而變化的的曲線或數(shù)學(xué)表達(dá)式。110kv3～66kv答：220kv110kv20～60kv3～10kv380/220v答：電能質(zhì)量的三個(gè)主要只表示電壓、頻率和波形。電壓要求：我國目前規(guī)定3kv及以上電壓5%，10kv7%+5%～0.5Hz為±0.2Hz30min內(nèi)允許±1Hz，15min1.5Hz-4Hz。波形要求：110kv電網(wǎng)，要求電壓總諧波畸變率不超過2.0%，66kv、35kv電網(wǎng)不超3.0%，10kv、6kv4.0%，0.38kv5.0%。第二章 習(xí)題ρ（Ω/Km） 每相線位度的阻r= ;ρ1 S（Ω/Km） x1

=0.14451gDmrmeq7.58

+0.0157；n（S/Km） b1

=Dlg mDr

×10?6 ；?P（S/Km） 絕緣泄和暈現(xiàn)象定，g 1

g,通常很小，可忽略不計(jì)。U2Lnrdn?1e影抗數(shù)的主因是三相重間的幾和r（效半nrdn?1eeq中，rdn）。）;π.200km50Hz。使用短線路，（2）（3）π解：單位長度的阻抗和導(dǎo)納分別為：Z=（0.1+j2×103××60）Ω/Km=（0.1+j0.75）Ω/Km=0.76∠89.2oy=j0.01×10?6××60S/km=j3.8×10?6S/km（1）短線路模型為：Z=zl=152∠82.9o?Y=0S2Z=152∠82.9o?Y yl2=2

=3.8×10?4∠90oSZYY=yl=7.6×10?4jSZYγl=

=0.34∠89.6°ZYZ = =447.2∠?0.4°ZYCeγl=e2.410?3ej0.34≈∠0.34rad=0.943+0.33j2sinhγl

=eγl

?e?γl

=j0.66sinhγl=0.33j2coshγl=2×0.943coshγl=0.943Z'=ZC

sinhγl=447.2∠?0.4°×0.33∠90°=147.6∠89.6°?Y' coshγl?1 1 0.943?1= = × S=3.84×10?4∠90.4°S2 Z sinhγl 447.2∠?0.4° 0.33jC00三相雙繞組升壓變壓器的型號SFPSL-40500/22040500kv·A00121kv/10.5kv，?Pk

=234.4kw，Uk

=11，?P0000

=93.6kw，I0

=2.315，求該變壓器的參數(shù)，并作其等效電路。解：由題意知，歸算到一次側(cè)（SN（1）求電阻RT

的單位用kv?A），其計(jì)算過程如下：U 2R = K N

=234.4×1212

?=2.093?T 1000S 2NX

1000×40.52TX =UK

N

=11×1212 ?=39.67?TGT

100SN?P

100×40.593.6GTTBT

= 0N

=1000×1212

S=6.40×10?6I%SB = NT N

2.315×=100×1212

S=6.40×10?5S等效圖如圖所示：有一臺SFL1

20000/110型10kv 網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器，銘牌給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：?P=135kW,Uk

=10.5,?P0000

=22kW，I0

=0.8。00試求（100Π解：（1）由型號知，SN

=20000KVA,

=110KV,各參數(shù)如下：N?PU R = K N

×103

135×1102= ×103Ω=4.08ΩT S2N

200002X =UK

%U2N

×103

10.5 1102= × 103Ω=63.53Ω= × T 100 SN22

100 20000G = 0T U 2N

×10?3

= ×10?3S=1.82×10?6S1102=I%S=B 0 NT 100U 2

×10?3

0.8 20000= × × = 10?3S 13.2 10?6S= × × = 100 1102NUK = T UU2N

=110=1011（2）變壓器阻抗折算到一次側(cè)時(shí)，含理想變壓器的等效電路示于圖a所示，習(xí)題2-33中已算出Z =(4.08+j63.52)Ω，KT

11010，因此圖b11TZ =4.08+j63.52Ω=（0.408+j6.352）ΩTK 10TTZ =4.08+j63.52Ω=(-0.453-j7.058)ΩT1?K 1?10TTZ =4.08+j63.52Ω=(0.0453+j0.706)ΩTTTK (K ?10×?TT2-6一臺220kv/121kv/10.5kv，120MV·A，容量比100/100/50的YN

/y/d三相變壓器（升壓器）n00I =0.9，000

=123.1KW，短路損耗和短路電壓見表習(xí)題2-6。試計(jì)算勵(lì)磁支路的導(dǎo)納，各繞組電阻和等效漏抗，個(gè)參數(shù)折算到中壓側(cè)。項(xiàng)目短路損耗/kw項(xiàng)目短路損耗/kw高壓-中壓660高壓-低壓256中壓-低壓227SN短路電壓（0 ）24.714.78.80已折算解：由題意,計(jì)算過程如下：123.1G =T 1212

×10?3

S=8.41×10?6SB =0.9×120T 100 1212

S=73.8×10?6SPK1PK2PK3則各繞組電阻

=0.5(660+4×256?4×227)kW=388kW=0.5(660+4×227?4×256)kW=272kW=0.5(4×256+4×227?660)kW=636kWR=388

×1212?=0.394? 1 1000 120 R =272

×1212?=0.277? 2 1000 120 R =636

×1212?=0.647? 3 1000 120 U =0.5(24.7+14.7?8.8)=15.3k1U =0.5(25.7+8.8?14.7)=9.4k2U =+8.8?24.7)=?0.6k2從而可得各繞組電抗X =15.3×1 100 120

?=18.67?X =9.4×2 100 120

?=11.47?X =?0.6×3 100 120

?=?0.73?等，三相功率標(biāo)幺值與單項(xiàng)功率標(biāo)幺值相等；基準(zhǔn)值S和UN N

原則上可以任意確定的。功率的基準(zhǔn)值一般可選電力系統(tǒng)中某一發(fā)電廠的總?cè)萘炕蛳到y(tǒng)總?cè)萘?，而較多選定為100MV·A和1000MV·A以便計(jì)算。線電壓的基準(zhǔn)值UN

一般是取選作為基本級的額定電壓或該電壓級的平均額定電壓，其他的可有S和U 確N N

U 2 1 SN3UZ = N ,N3UN S N

= ,I =Z NN N2-6S=100MVA，U=220kVB B解：電力網(wǎng)等值電路如圖（2-33b），各元件參數(shù)計(jì)算如下：220kV級為基本級，取S=100MVA，U=220kVB B各電壓等級的電壓基準(zhǔn)值為U

=UBk

=220

121214.5

=124.1kVU

12(T2)U= BUk13(T2)

=220

38.5214.5

=39.5kV= UB

=220

121

×10.5

=11.85kV

k k12(T2)

214.5 110變壓器T1參數(shù)（歸算到220kV側(cè)）PR = P

U2 S1N

=893×2422×100=0.00333T1*

1000S2 UN

1000 1802 2202X =Uk

%?U1N S

=13

2422×

100

=0.08742BT1* 1002BP

S UN I

100%S

180U2

2202175 0.5180 2202Y =( 0 ?j

N)

=( ?j )×T1* 21N

100U2 S1N

1000×2422 1002422 100=(1.45?j7.44)×10?3220kV線路l-1的參數(shù)S

100Zl?1*

=(r1jB

+jx)l BUBS

=(0.08+j0.406)×200200 2202

2202

=0.0331+j0.1677Y = lB=j2.81×10?6× × =j0.136l?1*

U2B

2 100自藕變壓器T參數(shù)21 1P =k1 2

(P +Pk(1?2) k

?P )k(2?3)

(448+1625?1512)=294kW21 1P =k2 2

(Pk

+Pk(2

?P )k(3?1)

(448+1512?1625)=154kW21 1P =k3 2

(Pk(2

+Pk

?P )k(1?2)

(1512+1652?448)=1358kW2從而PR = P

U2 SN

=294

2202×100

=0.0020412*

1000S2UN

1000

1202

2202PR = kP

U2 SN

=154×2202×

100

=0.0010722*

1000S2UN

1000 1202 2202PR = kP

U2 SN

=1358×2202×100=0.0094332*

1000S2UN

1000 1202 2202各繞組等值漏抗：U %

1

%+

%)?U

%=1(9.6+35)?23=10.8k1 2

k

k

k(2?3) 2U %

1

%+

%)?U

1% ( ) = 9.6+23?35% ( ) k2U %k3

212

kk(1?3)

%+

k(2k(2?3)

%)?U

kk(1?2)

2%=12

23+35)?9.6=24.2于是U %U 2

2202

100XT12*

= k1 ? N100 SN

= 100

×120

2202

=0.09U %U

?1.2 2202 100X = k2 ? N

× × =?0.01T22 100 SN

100 120 2202U %U 2 24.2 2202 100X T32

k3 ? N100 SN

= 100

×120

2202

=0.202Y =(

?jI0%×SN)UB02m2* 202N

100 U2 SN B=( 891000×2202

?j0.35100

1202202

)×2202100=(0.89?j4.2)×10?3實(shí)際變比k =220(1?0.025)=214.512 121214.5k =13 38.5110kV線路l-2的參數(shù)S

121

100Zl?2*

=(r2

+jx)l 2 U2

=(0.105+j0.383)×80

124.12

=0.0545+j0.1989B(110)jB U2 jblU

80 Y = l

B(110)=

B

=j2.98×10?6× ×

j0.01836l?2* 2 S 2 SB B

2 100變壓器T3參數(shù)（歸算到220kV側(cè)）PR = P

U2 S1N

=280×1102×100 =0.00554T3*

1000S2 UN

1000 632 X =Uk

%U 2S1N

=10.5×1102×100 =0.1309T3*

100 S UN

100 63 P I% S U

60Y = 0 ?j 0 × N

B(110)= ?j ×T3*

21N

100

U2 S1N

1000×11020.61×63124.1210011020.61×63124.12100110210010kV線路l-3的參數(shù)Z =(r+jx)l SBl?3* 3 3 U2

=(0.45+j0.08)×3×100 =0.9614+j0.170911.852B(10)35kV線路l-4的參數(shù)S

100Zl?4*

=(r4

+jx)l 4 U2

=(0.17+j0.38)×15× =0.1634+j0.365839.52B(35)

第三章 習(xí)題的相位主要由什么決定？什么情況下會(huì)出現(xiàn)線路末端電壓高于首端電壓的情況？答：電壓降落是指變壓器和輸電線路兩端電壓的相量差，可按照電路原理進(jìn)行計(jì)算，電壓降落的大小主要決定于電壓降落的縱分量?U=(PR+QX)/U，相位主要決定U=(PX?QR/U。X>>R于末端電壓的情況。算負(fù)荷？答：潮流：在發(fā)電機(jī)母線上功率被注入網(wǎng)絡(luò)，而在變（配）電站的母線上接入負(fù)荷，其間，功率在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)。對于這種流動(dòng)的功率，電力生產(chǎn)部門稱之為潮流。Yij

等于節(jié)點(diǎn)i，j之間所連支路元件導(dǎo)納的負(fù)值，其物理意義是：在節(jié)點(diǎn)i施加單位電壓，其他節(jié)點(diǎn)全部接地時(shí)，等于經(jīng)節(jié)點(diǎn)j注入網(wǎng)絡(luò)的電流。答：線路載荷能力包括以下三方面內(nèi)容:熱極限:導(dǎo)體承受的最高溫度取決于熱極限,對于短電力線路，載荷能力主要取決于熱極限，例如斷路器、開關(guān)等設(shè)備;;:對于輸電線路長度超過300km保聯(lián)絡(luò)線潮流低于線路熱極限和電力系統(tǒng)穩(wěn)定極限；必須保持某些中樞點(diǎn)母線上的電壓水平在容許范圍答:1）平衡節(jié)點(diǎn)，一般一個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗是未P和無功功率Q點(diǎn)設(shè)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。平衡節(jié)點(diǎn)是電壓參考節(jié)點(diǎn)，該母線的U

是給定值，作為輸入數(shù)據(jù)，典型取標(biāo)幺1 11值1.0∠0oP1QPQ1PQPi

QPi

Qi

是給定的，潮流計(jì)算程序計(jì)Ui

和相角δi

。負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和無功功率注入的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都屬于這類節(jié)點(diǎn)。有些情況下，系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)為固定時(shí)，該發(fā)電廠母線也可以作為PQ節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)典型的潮流程序中絕大多數(shù)母線作為PQ節(jié)點(diǎn)。PU（），Pi

UPi

和節(jié)點(diǎn)電壓幅值U是給i定的，潮流程序計(jì)算節(jié)點(diǎn)的無功功率Qi

和電壓相角δi

。這類節(jié)點(diǎn)必須具有足夠的無功可調(diào)容量，用以保持給定的節(jié)點(diǎn)電壓幅值。在電力系統(tǒng)中這類節(jié)點(diǎn)的數(shù)目較少。

i

≤U i≤

i

，即節(jié)點(diǎn)電壓幅值在一定的范圍之內(nèi)；PGimin

≤P ≤P ，Gi GimaxQGimin

≤Q ≤Q ；Gi Gimax些點(diǎn)間電壓位差滿足δ?δ <δ?δi j i j行的穩(wěn)定性。

max試問：用牛頓已知量：??P

ii?P、?Q、 ii?δ

、 i、 i?U ?U待求量：

i ii i j j對于PQ?Ui

、?δ；i對于PV?U0，只有?δi

待求；已知量?P、

通過公式求解：?P=Pi i

i i?nUij=1

(Gj

cosδij

+Bsinδ)，ij ij?Q=Q

?

UU

sinδ

?Bcosδ)；i i i j j=1

ij ij ij式中，δij

=δ?δi

GBj ij

Yij

的實(shí)部和虛部。3-283-133-13(1)-（2）21.03235Mvar0Mvar13-283-13節(jié)點(diǎn)號1-21-32-3輸電線阻抗節(jié)點(diǎn)號1-21-32-3輸電線阻抗0.08+j0.240.02+j0.060.06+j0.18輸電線導(dǎo)納000表習(xí)題3-13（2）發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷和節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)電機(jī)注入功率負(fù)荷i1V1.05+j0.0MW MvarMW0Mvar021.0320502030 06025

y =1.25?j3.7512y =1.667?j5.023y =5.0?136.25??1.25+j3.75 ?5.0+ Y =?1.25+j3.73 2.9167?j8.75 ?1.6667+j5.0B ?5.0+?16667+j5.0 6.6667?j20.0 &31.0+j0，則&U(0)=1.05+j0.0&1U(0)=1.667?j5.0&2U =1.0+j0.03選取功率的基準(zhǔn)值100MV·A。P=U2 2

3j[

(Gj

cosδij

+Bsinδ)ij ij]=1.031.05×(?1.25+0)+1.03×(2.9167+0)+1.0×(?1.667+0)=0.02575Q =U2 2

3j=1

(Gj

sinδij

?Bcosδ)ij ij(0?+1.03×(0+8.75)+1.0×(0?5.0)]=0.07725母線2上發(fā)電機(jī)的無功出力Q? =0.2+0.7725=0.27725 QG2

=27.725MvarP=U3 3

3j=1

(Gj

cosδij

+Bsinδ)ij ij=1.0[1.05×(?5.0)+1.03×(?1.6667)+1.0×6.6667]=-0.3Q =U3 3

3j=1

(Gj

sinδij

?Bcosδ)ij ij=1.0[1.05×(0?15.0)+1.03×(0?5.0)+1.0×20]=-0.9求得修正方程中的誤差向量(4)求雅可比矩陣元素

?P(0)2?P(0)33

=?0.3?0.02575=?0.32575=?0.6?(?0.3)=?0.3=?0.25?(?0.9)=0.65將各節(jié)點(diǎn)電壓的初值代入，求得修正方程式中的雅可比矩陣的各個(gè)元素H(0),N(0),J(0),L(0)如下：ij ijH22

ij ij3= 2=U?δ 2

U(Gj

sinδij

?Bcosδ)ij ij2 jj≠2=U(G sinδ ?B cosδ)+U(G sinδ ?B cosδ)]2 1 21 21 21 21 3 23 23 23 23(?3.37)+1.0×(?5.0)]=-9.2056266??P2H23=?δ23

=?UU(G2 3

sinδ23

?B cosδ)23 23=?1.03×1.0×(0?5)=5.15N = 223 3

=?UU(G2 3

sinδ23

+B cosδ)23 23=（-1.03）（-1.6667）=1.7166724??P3H32=32

=?UU(G3 2

sinδ32

?B cosδ)32 32=(-1.03)(-5.0)=5.15??PH = 333

=U3

U(Gj

sinδij

?Bcosδ)ij ij3 jj≠3=1.0[1.05×(?15.0)+1.03×(?5.0)]=-20.9??PN = 333

=U3

U(Gj

cosδij

+Bsinδij

)?

2G3 333 jj≠3= ?1.0[1.05×(5.0)+1.03×(?1.6667)]?2×1.02×6.6667=-6.366604??Q3J32=32

=UU(G3 2

cosδ32

+B sinδ)32 32=(1.03)(?1.6667)=-1.7166724Q 3J33=?δ

3=?U3

U(Gj

cosδij

+Bsinδ)ij ij3 jj≠3=?1.0[1.05×(?5.0)+1.03×(?1.6667)]=6.9667??QL = 333

=U3

U(Gj

sinδij

?Bcosδij

)+2B3 333 jj≠3=?1.0[1.05×(?15.0)+1.03×(?5.0)]+2×1.02×(?20)=-19.1（5）根據(jù)修正方程式求修正向量由修正方程式?0.32575 ?9.20563 5.15 1.71667 δ ?0.3 = 5.15 ?20.9 ?6.36660=δ2 3 0.65

?1.71667

?19.1 U U3 3δ 2.8575° δ2 =1.98° 解得

3 U3

U 0.025917°3δ 2.8575° δ2=1.98° 所以

3 U3

0.025917°）。（否則轉(zhuǎn)入下一步）。計(jì)算節(jié)點(diǎn)2諸如的有功功率和無功功率P(1)2

=U32j=1

(Gj

cosδij

+Bsinδ)ij ij=1.01.0(?1.25cos2.85757)+3.73sin(?2.85757)+1.0(2.9167)+1.025917(?1.6667cos(2.85757°+1.9788))+5.0sin(2.85757°+.9788)]=-0.30009Q(1)2

=U32j=1

(Gj

sinδij

?Bcosδij

)=0.043853母線2的發(fā)電機(jī)無功出力Q(1)?G2

=0.2+0.043853=0.243853 Q(1)G2

=24.3853Mvar在約束范圍內(nèi)。同理可得：?P(1)=?0.3?(0.030009)=0.000090P)=?0.60407 22 ?

=?0.6?(?0.60407)=0.00407Q(1)2

=0.2224 3? =? ?? =? =? ?? =30.01.3-812123數(shù)0121.03∠0°1.03∠?2.85757°1.03∠?2.8517°1∠0°1.025917∠?1.9788°1.02476∠?1.947°~ &* * *S=U?U)Y1 1 2 12

=1.01.05?1.0∠2.8517)(?1.25+j3.7)=0.2297+j0.016533同理可得其他線路的潮流如表3-9所示表3-9其他線路的潮流線路PQ線路PQ1-20.22970.0165333-1-0.674565-0.1958452-1-0.22332-0.00493132-3-0.0741260.05541-30.683960.2243-20.07461-0.054第四章 習(xí) 題答：互聯(lián)成網(wǎng)的交流電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行條件下具有同一頻率，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率不平衡時(shí)，如有功功率電源不足或者負(fù)荷增大時(shí)，將會(huì)引起頻率下降，反之造成頻率過高。何為電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率—KL的大小與哪些因素有關(guān)？答：當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率變化的特性即為負(fù)荷的有功功率——頻率靜態(tài)特性。），KL的大小與系統(tǒng)中各種負(fù)荷所占的比例有關(guān)。何為發(fā)電機(jī)組的有功功率—KG素有關(guān)？

的大小與哪些因K1HzG小可以整定，與調(diào)差系數(shù)有關(guān)。0ff0N值，即f0

?f )/fN

×100%。它與發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率的標(biāo)幺值成倒數(shù)關(guān)系。答：負(fù)荷變化引起頻率偏差時(shí)，系統(tǒng)中凡裝有調(diào)速器又留有可調(diào)容量的發(fā)電機(jī)組都自動(dòng)參加頻率調(diào)整，這就是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整。電力系統(tǒng)的一次調(diào)整只能做到有差調(diào)節(jié)。答：電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整由主調(diào)頻率廠承擔(dān)，調(diào)頻機(jī)通過調(diào)頻器調(diào)整機(jī)組的有功功率——頻率靜態(tài)特性，改變機(jī)組的有功功率輸出，以承擔(dān)系統(tǒng)變化的負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。第五章習(xí)題（包括勵(lì)磁支路和繞組漏抗中的無）。中樞點(diǎn)電壓控制有逆調(diào)壓，順調(diào)壓，常調(diào)壓三種方式。1.05UN

，低谷負(fù)荷時(shí)調(diào)到UN

；順調(diào)壓方式要求高峰負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓不低于1.025UN

，低谷時(shí)不高于1.075UN

；常調(diào)壓方式要求在任何負(fù)荷中點(diǎn)電壓基保不且大于U 。N5-7a、RT

+jXT

=(2.44+j40)Ω。已知在最大負(fù)最負(fù)荷時(shí)通變壓器功分為S S 一側(cè)max min的電壓分為U =110KV和U 113KV要二側(cè)線的化超過6.0—6.6KV范圍試選分1max 1min接頭。圖圖5-19題5-8a 5-8b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?UTmax

=28×2.44+14×40kV=5.7kV110?UTmax

=10×2.44+6×40kV=2.4kV110定變壓器最負(fù)和最負(fù)荷運(yùn)行時(shí)測的電壓分為U =6kV和2maxU 6.6kV，則2minUt1max

=?5.7)

6.36.06.3

kV=109.5kV取算術(shù)平均值

Ut2

=?2.4)× kV=105.6kV6.6U +U )]U t1maxt1 2

t1min=

109.5+105.6

/2kV=107.5kV最近的頭U =110×(1?2.5%)kV=107.25kVt1按所選分接頭校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓U2max

=?5.7)

6.3107.256.3

kV=6.13kV>6kVU2min

=?2.4)× kV=6.5kV<6.6kV107.25110kV/11kVS S 壓器等效阻抗首端的功率分別為max=（28+j14）MV?A，min=（14+j6）MV?A，一次側(cè)實(shí)際電壓分別為U1max=110kV，U1min=114KV。要求二次側(cè)母線電壓在最大負(fù)荷時(shí)不低于10.3kV，最小負(fù)荷時(shí)不高于10.75kV，確定變壓器二次側(cè)所需的無功補(bǔ)償容量。解：最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器阻抗中的電壓損耗分別為?Umax

=28×2.44+14×40kV=100?Umin

=14×2.44+6×40kV=2.40kV114按最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償電容器全部切除的條件來確定變壓器分接頭電壓11Ut1min

=?2.40)

10.75

kV=114.20kV與U 最接的接電壓為110(1+%5)kV=115.5kV，而得電為t1mink=115.5kV/11kV=10.5.則補(bǔ)償容量=U'=Q 2Cc X

2C

U 10.3 110?5.71? 2max)k2= ? )×10.52Mvark 40 10.5=10.5Mvar求取補(bǔ)償容量QCmax

=10.5Mvar，驗(yàn)算最大負(fù)荷時(shí)變電所二次側(cè)母線的實(shí)際電壓~T

≈

max

?jQC=

(28+?j10.5)MV?A+?A補(bǔ)償后變壓器阻抗電壓損耗變?yōu)?8×2.44+3.5×40kV=1.89kV110變電所二次側(cè)母線的實(shí)際電壓為110?1.89kV=10.3kV10.5可見能滿足電壓質(zhì)量要求。5-9ab110.5kVT-2（2）~S~max~S~min

=(20+j1.5)MV?A=(10+j7.5)MV?A?jQCU'2U2U'2U2~(26+j1.30)?k:1?jQ1C圖5-20題5-9a 5-9b解：（1）計(jì)算補(bǔ)償前首端二次側(cè)母線折算到一次測的電壓?S~

max

=[202+152110

(26+?A+?A?~于是

min

=102+7.52(26+j130)MV?A+?A1102SS~ ~ ~SS1max

=max

+?

max=(20++1.34+j6.72)MV?A+j21.72）MV?ASS~ ~ ~SS1min

=min

+?

min=+j7.5+0.34+j1.68)MV?A+?A利用首端功率可以算出U2max

=U1

P1max

R+Q 1maxU1

=

21.34×26+21.72118

)kV=89.37kVU2min

=U1

P1min

R+Q 1minU1

=

1034×26+9.18×130118

)kV=（2）選擇靜電電容器的容量按最小負(fù)荷時(shí)無功補(bǔ)償確定變壓器分接頭電壓U'1

U U2min 2U

=105.61×11kV=110.69kV10.52min最接近的抽頭電壓為110kV，由此可得降壓變壓器的電壓比為U'

k=110kVUQ = 2CmaxC X

2C

? 2max)k2k=10.5?89.37)×100Mvar=12.62Mvar130 10按補(bǔ)償容量QC

=12Mvar，驗(yàn)算最大負(fù)荷時(shí)首端二次側(cè)的實(shí)際電壓?S~

C

=202+?12)21102

(26+j130)MV?A+?A~1Cmax

=[20+?12)+0.9+j4.4]MV?A+?AU2Cmax

=U?1Cmax1

R+Q X1CmaxPUP1=?20.88×26+7.4×130)kV=105.25kV118故U'2Cmax

=U2CkU

=105.2510105.61

kV=10.525kVU' = 2Cmin= kV=2Cmin k 10=U'=k 2Cmax

U2

+

2C

U2

=10.2×89.37+2×10.5×105.61

=9.54U'22Cmax

+2U'22C

10.52+2×10.52選取最接近的標(biāo)準(zhǔn)分街頭電壓比k=9.5按公式確定調(diào)相機(jī)容量U' U 10.5 89.37Q = 2CC X

2C

? 2max)k2k

130

9.5

)×9.52Mvar=7.96Mvar選取最接近標(biāo)準(zhǔn)容量的同步調(diào)相機(jī)，其額定容量為7.5Mvar。驗(yàn)算首端二次側(cè)電壓最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)按額定容量過勵(lì)磁運(yùn)行，因而有?S~

C

=202+?7.5)21102

×(26+j130)MV?A+?A最小負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)按50%額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行QC

=?3.75Mvar?S~

C

=102+(7.5+3.75)21102

×(26+j130)MV?A+j2.134）MV?A~1Cmax

=

C

+?

C

=+j7.5+0.98+j4.9)MV?A=(20.98+j12.4)MV?A~1Cmin

=

C

+?

C

=+j(7.5+3.75)+0.487+j2.434]MV?A+?AU2max

=(U?1

P

R+Q 1CmaxU

)/k1=?20.98×26+12.4×130)/=10.496kV118U2min

=(U?1

P

R+Q 1CminU

)/k1=?10.487×26+13.684×130)/=10.59kV118在最小負(fù)荷時(shí)電壓略高于10.5kV，如果調(diào)相機(jī)按60%額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，便得U =10.48kV2min第六章習(xí)題）（kch

的大小與什么有關(guān)？答：沖擊電流是短路電流的瞬時(shí)最大值，它出現(xiàn)在短路發(fā)生后半個(gè)周期（約0.01s）時(shí)，沖擊系數(shù)k ch）？流的標(biāo)幺值是否相等？為什么?=~ S=S* tt S

= =I*IIavtn nnkch

有何關(guān)系？答：短路后第一個(gè)周期的電流的有效值最大，這一有效值我們稱它為短路電流最大有效值。它與沖擊系數(shù)kch

的關(guān)系為Im2Im21+2(kchch?qEq

有何意義？?q6-16-2Eq沒有明確的物理意義，僅僅是為了方便運(yùn)算而引入的。a） b） c） c）圖6—1穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)等效電路a）隱極機(jī)b）凸極機(jī)c）凸極機(jī)a） b）圖6—2同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的相量圖（a凸極機(jī)，b隱極機(jī)）E′、E′x、x通常d q q d是發(fā)電機(jī)的實(shí)測參數(shù)。用次暫態(tài)表示的發(fā)電機(jī)等效電路如圖6—3所示暫態(tài)等效電路如圖6—4所示圖6—3同步機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖6—4暫態(tài)等效電路（1）（2）（5）6-56-9L50kmx=0.4Ω/kmT為1S=10MV?A,UN

10.5，k 110/11106.5kv0000器低壓母線發(fā)生三相短路。試計(jì)算：短路電流周期分量、沖擊電流、短路電流最大有效值及短路容量的有名值。計(jì)算各元件參數(shù)

圖6-5習(xí)題6-9=10MV·A，Un

=U 。av變壓器T

=Uk%Sn

=10.5×10=0.105T 100SN

100×10線路X xL計(jì)算起始次暫態(tài)電流

=50×0.4

10 =0.0151152106.5I′=E= 115x 0.105+0.015

=7.7173×10.5名為 I′=7.7173×10.5

kA=4.243kA2計(jì)算沖擊電流的有名值2

iimp

=1.8×

×4.243kA=短路電流最大有效值的有名值I =m

×I1+1+2(K?1)2imp1+?1)2= ×4.2431+?1)2路容量 SD

=7.717×10MV?A=77.17MV?A6-10系接線圖6-6所示已各元數(shù)下：發(fā)電機(jī)G SN

=60MV?A，x=0.1d器T S=30MV?A，UN

線路L l=20km，x=0.38Ω/km求k點(diǎn)三短時(shí)的次暫態(tài)0000電流、沖擊電流、短路電流最大有效值和短路容量等的有名值。

G10kVTG10kVT35kVl解：采用標(biāo)幺值計(jì)算，選取Sn（1）計(jì)算各元件參數(shù)

圖6-6習(xí)題6-10=100MV?A，Un

=U 。av發(fā)電機(jī)G

=x′×Sn

=100

=0.2331 d S 60N變壓器T

=Uk%Sn

=8×100

=0.233T 100SN

100×30100線路X xL

=20×0.38×

1372

=0.555（6-7）x=x+x1 T

+x =0.233+0.267+0.555=1.055LE=E1

=1.08

I′=Ex

6-7=1.081.055

=1.0243×37有值為 I′=3×37

kA=1.598kAiimp

=1.8×

2×1.598kA=4.068kA21+2(K?1)1+2(K?1)2impm B1+?1)21+?1)2短容量 SD

=1.024×100MV?A=102.4MV?A第七章 習(xí)題abc答：對稱分量法實(shí)質(zhì)上是將abc三相不對稱的電壓或電流變換成三相分別對稱的正序、負(fù)序、零序分量。abc分量與正序、負(fù)序、零序分量的關(guān)系如下矩陣所示： ?

1 1

?F F a a1FF?=a2 a 1?FFb

a2?2F a a 1F c

a3式中，a=ej120o。答：電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計(jì)算步驟如下：①確定基準(zhǔn)相；②列出邊界條件；③變換成解算條件；④計(jì)算故障電流和電壓；⑤作出故障點(diǎn)相量圖。的電勢E >>斷線故時(shí)的電勢E ，故一短故比線障嚴(yán)Σ kΣ重的多。7-527-70000

=60MV?A，x，=0.1，dx=0.19S2

=60MV?A，Uk

=10。5，k相短路時(shí)，試計(jì)算短路點(diǎn)短路電流的有名值，并進(jìn)行比較分析。7-527-7解：根據(jù)上圖，作其正序、負(fù)序、零序等效電路，如圖7—52a、b、c所示。計(jì)算參數(shù)：取S =60MV?A,U =UB B avx =G1 G2

=0.19U%Sx = k B

=10.5×60=0.105=x =xT1 N

100×

T0 T2x=xT0

=0.105x=xG1x =xG

+x =0.16+0.105=0.265T1+x =0.19+0.105=0.295T2按正序增廣網(wǎng)

?x=x +x2

=0.295+0.105=0.4110UI = D(0)

115

=1.4384D1 xD1

+?x 0.265+0.43U3×115B3U3×115BBB

60 kA=0.3012kA

I =3×1.4384×0.3012kA=1.2996kAk?x=x2

=0.295

?x=

xx20 =0.0774UI = D(0)

x +x2 =

110115

=2.7934D1 xD1

+?x 0.265+0.0774I =k

3×1?x1?xx(x +x)2202 0

×2.7934×0.3012kAI =115×0.3012kA=1.0872kAk 0.265由以上計(jì)算結(jié)果可得I(兩相接地)>I(單相接地)>I(三相短路)>(兩相短路)a） b） c）圖7-53 正序 b）負(fù)序 c）零序第八章習(xí)題答：電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性指電力系統(tǒng)受到擾動(dòng)后。憑借系統(tǒng)本身固有的能力和控制設(shè)備的作用，回復(fù)到原式穩(wěn)定運(yùn)行方式，或者達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行方式。電力系統(tǒng)穩(wěn)定一般按電力系統(tǒng)承受擾動(dòng)的大小分簡單電力系統(tǒng)的功角δδ具有雙重的物理意義：（1）它是送端發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢與受端系統(tǒng)電壓之間的相位角；（2）若將受端無窮大系統(tǒng)看成一個(gè)內(nèi)阻為零的等效發(fā)電機(jī)，則功角δ即可看成是送端和受端兩個(gè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對位置角。J?2答：發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)T = 0 ，物理意義是在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上施加額定轉(zhuǎn)矩后，轉(zhuǎn)子J p2SN從停頓狀態(tài)升速到額定轉(zhuǎn)速所需要的時(shí)間。dδ=???dt 0d? ? = (P ?P)dt T T? JE ）？q答：隱極機(jī)功角特性方程為EUP = q

sinδ凸極機(jī)功角特性方程為

Eq Xd∑EU

U2X ?XP = qEq Xd∑

sinδ

d∑ d2 X Xd∑ d∑

sin2δEEq答：自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置對功角特性影響很大。通常自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置按照發(fā)電機(jī)端電壓的變化而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，此時(shí)從相角、量圖可知Eq性為

不再是常數(shù)，功角特性曲線放生了改變。E′為常數(shù)時(shí)的功角特qE′UP = qEq X

sinδ

U2X′ ?Xd∑ d2 X′X

sin2δd∑E′為常數(shù)時(shí)的功角特性為PEq

d∑ d∑=sinδ′X′?d∑?兩個(gè)方程的最大區(qū)別在于δ

?′與U的夾角，與原功角是不同的?！浯穑弘娏ο到y(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性的是不，自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。答：簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)是SEq

=dPEq

/dδ>0，若考慮