《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)大綱 (二)

《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)大綱

課程名稱：電力系統(tǒng)分析

適用班級：22級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專升本函授：

輔導(dǎo)教材：《電力系統(tǒng)分析》（第三版）于永源等編著中國電力出版社

一、本課程的地位、任務(wù)和作用

本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的必修專業(yè)課程。除了課程本身的目的和

任務(wù)以外，它還是學(xué)習(xí)其它專業(yè)課的重要基礎(chǔ)。

本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生了解電力系統(tǒng)的組成和運(yùn)行情況，掌握電力系

統(tǒng)各主要元件的特性、數(shù)學(xué)模型和相互關(guān)系，學(xué)會電力系統(tǒng)分析和計(jì)算的基本原

理和方法，為進(jìn)一步研究電力系統(tǒng)分析和運(yùn)行問題提供良好的基礎(chǔ)，并使學(xué)生在

電力系統(tǒng)方面的工程計(jì)算能力及分析和解決問題的能力得到訓(xùn)練和培養(yǎng)。

二、本課程的相關(guān)課程

先修課程：《高等數(shù)學(xué)》、《電路理論》、《電機(jī)學(xué)》、《電力電子技術(shù)》、

《工程電磁場與波》等。

后續(xù)課程：《電力繼電保護(hù)》

三、本課程的基本內(nèi)容及要求

第一章電力系統(tǒng)的基本概念

對電力系統(tǒng)的組成和生產(chǎn)過程、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和基本要求、負(fù)荷及其變化規(guī)律

等有基本的了解。掌握電力系統(tǒng)接線方式和電壓等級、中性點(diǎn)接地方式。了解我國電力工業(yè)

及電力系統(tǒng)基本情況。

第二章電力網(wǎng)元件參數(shù)和等值電路

了解發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型。掌握輸電線路參數(shù)的計(jì)算方法和等值電路、變壓器參數(shù)

的計(jì)算方法和等值電路、多電壓等級電力網(wǎng)絡(luò)等值電路的形成和計(jì)算。掌握標(biāo)幺值計(jì)算方法。

第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)分析和計(jì)算

熟練掌握線路和變壓器中的電壓降落、功率損耗的計(jì)算方法,掌握電能損耗的計(jì)算方法。

了解線路和變壓器中有功功率與兩端電壓相位差及無功功率與電壓之間存在密切關(guān)系的原

理。掌握輻射形、環(huán)形、兩端供電網(wǎng)中功率分布和電壓分布的計(jì)算方法。了解環(huán)形電力網(wǎng)中

功率強(qiáng)制分布的原理和方法。

第四章電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法

掌握節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成方法及特點(diǎn)、功率方程和節(jié)點(diǎn)分類。掌握牛頓-拉夫遜法潮流

計(jì)算的基本原理、求解方法和計(jì)算程序框圖。了解P-Q分解法潮流計(jì)算的基本原理和方法。

第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整

了解電力系統(tǒng)有功功率與頻率之間的關(guān)系、有功功率平衡及備用容量要求的必要性，各

類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合。了解經(jīng)濟(jì)功率分布的基本原理和計(jì)算方法。掌握負(fù)荷和發(fā)

電機(jī)的功-頻靜態(tài)特性及其應(yīng)用方法。掌握?次調(diào)頻、二次調(diào)頻和聯(lián)絡(luò)線調(diào)頻的基本概念和

計(jì)算方法。了解負(fù)荷-頻率控制的基本原理。

第六章電力系統(tǒng)的無功功率及電壓調(diào)整

了解電力系統(tǒng)無功功率和電壓之間的關(guān)系、無功功左平衡和備用容量要求的必要性、各

種無功電源及其特點(diǎn)。了解電壓管理和電壓調(diào)整的必要性。熟練掌握電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償和電

壓調(diào)整措施的原理、特點(diǎn)和計(jì)算方法。了解無功功率最優(yōu)分布的基本原理和方法。

第七章電力系統(tǒng)對稱短路的分析與計(jì)算

了解電力系統(tǒng)短路的種類和危害以及進(jìn)行短路分析的目的卻作用。了解無窮大電源的特

點(diǎn)，掌握無窮大電源供電的電力系統(tǒng)三相短路電流分析和計(jì)算方法。掌握電力系統(tǒng)三相短路

電流的實(shí)用計(jì)算方法。

第八章電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計(jì)算

掌握各元件負(fù)序和零字參數(shù)的計(jì)算原理和方法以及冬序序網(wǎng)的形成方法,熟練掌樨電力

系統(tǒng)簡單不對稱短路時(shí)故障點(diǎn)和非故障點(diǎn)的電流、電壓計(jì)算方法和分析過程以及各序電流和

電壓的向量圖。

四、習(xí)題數(shù)量及要求

以思考題為主，針對課程內(nèi)容適時(shí)進(jìn)行討論。

五、教學(xué)方式與考核方式

教學(xué)方式：面授輔導(dǎo)、平時(shí)作業(yè)

考核方式：考勤、作業(yè)和考試

六、幾點(diǎn)說明

推薦教材：于永源，《電力系統(tǒng)分析（第三版）》，北京，中國電力出版社，2021

年，第三版

主要參考書：李庚寅，《電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社2010,

第三版

陳玲，《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》北京：中國電力出版社2007,第三版

《電力系統(tǒng)分析》復(fù)習(xí)范（或習(xí)題集）

一、填空題

1、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式可分為兩大類：接地方式和________接地方式。

直接；間接；

2、電力系統(tǒng)的電壓偏移一般不超過用電設(shè)備額定電壓的,頻率偏移不超過一

Hzo

±5%；±0.2-0.5Hz；

3、對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求為：、、o供電可靠

性；電能質(zhì)量；運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；

4、我國llOkV及以二系統(tǒng)，中性點(diǎn)運(yùn)行方式采用o直接接地；

5、變壓器一次側(cè)接受電能，相當(dāng)于設(shè)備，二次側(cè)送出電能，相當(dāng)

于。

用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)：

6、在電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法中，普遍采用的兩種方法是：；

牛頓-拉夫遜法和P-Q分解法。

7、電力系統(tǒng)的無功功率電源，除了發(fā)電機(jī)外，還有；及。

同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器、靜止補(bǔ)償器。

8、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的對角線元素為稱，非對角線元素稱。

自導(dǎo)納；互導(dǎo)納；

9、同步發(fā)電機(jī)定子回路的短路電流包括三種分量：同頻率的交流分量、一分量和

倍同步頻率的交流分量。直流；兩

10、電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、、電力線路和各種等在電氣上相互連

接所組成的有機(jī)整體。

變壓器、用電設(shè)備；

11、三相架空線的零序電流必須通過________形成回路；

大地

12、正序分量在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生____磁場；負(fù)序分量在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生_____磁場；

正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)

13、電力系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)方式有：順調(diào)壓、和:

逆調(diào)壓、恒調(diào)壓

14、電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平同______密切相關(guān)。電壓調(diào)整主要手段

為：:;。

無功功率平衡、改變發(fā)電機(jī)端電壓、改變變壓器的變比、無功功率補(bǔ)償：

15、環(huán)網(wǎng)潮流的自然分布取決于線路的；

阻抗

16、影響變壓器零序電抗參數(shù)的主要因素有、和一；

鐵芯結(jié)構(gòu)、繞線聯(lián)結(jié)方式、中性點(diǎn)接地方式；

17、電力系統(tǒng)的“一次調(diào)頻”是靠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的；“二次調(diào)頻”是靠調(diào)節(jié)發(fā)電

機(jī)組的;

調(diào)速器、調(diào)頻器

二、選擇題

I、關(guān)于聯(lián)合電力系統(tǒng)，下述說法中錯(cuò)誤的是（D）

A、聯(lián)合電力系統(tǒng)可以更好地合理利用能源：

B、在滿足負(fù)荷要求的情況卜，聯(lián)合電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量可以減少；

C、聯(lián)合電力系統(tǒng)可以提高供電可靠性和電能質(zhì)量；

D、聯(lián)合電力系統(tǒng)不利于裝設(shè)效率較高的大容量機(jī)組。

2、架空輸電線路全換位的目的是（B）

A、使三相線路的電阻參數(shù)相等；B、使三相線路的電抗和電納參數(shù)相等；

C、減小線路電抗；D、減小線路電阻

3、在輸電線路參數(shù)中屬于耗能參數(shù)的是（D）

A、電抗、電阻；B、電納、電阻：C、電導(dǎo)、電抗；D、電阻、電導(dǎo)

4、影響電力系統(tǒng)頻率高低的主要因素是（A）

A、電力系統(tǒng)的有功平衡關(guān)系：B、電力系統(tǒng)的無功平衡關(guān)系；

C、電力系統(tǒng)的潮流分布；D、電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

17、短路電流中一定存在零序分量的短路類型是（A）。

A、單相接地短路；B、相間短路：C、不對稱短路；D、三相短路。

18、故障計(jì)算可以應(yīng)用（C）

A、等面積定則B、小干擾法C、正序增廣定則D、等耗量微增率原則

19、輸電線路的正序阻抗與負(fù)序阻抗相比，其值要（C）

A、大B、小C、相等D、都不是

20、系統(tǒng)中發(fā)生單接地故障時(shí)，零序回路中不包含（D）

A、零序電流B、零序電壓C、零序阻抗D、電源電勢

21、電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生概率最大的是（B）

A、三相短路B、單相接地短路C、兩相短路D、兩相接地短路

22、一年中負(fù)荷消耗的電能W除以一年中的最大負(fù)荷P,四稱為（A）

A、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：B、年負(fù)荷率；C、年負(fù)荷損耗率D、最大負(fù)荷損耗率

23、由于無限大電源供電的系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流最大瞬時(shí)值出現(xiàn)的時(shí)刻是（C）

A、短路后Os；B、短路后0.05s；C、短路后0.01s；D、短路后0.02s；

24、下列哪項(xiàng)屬于短路電流對電力系統(tǒng)的危害（A）

A、電暈損失增大；B、電氣設(shè)備過熱；C、輸電線阻抗增大；D、無功功率過剩；

25、當(dāng)采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，相電壓的標(biāo)幺值和線電壓的標(biāo)幺值關(guān)系為（C）

A、3倍；B、回C、相等；D、不確定

26、可能產(chǎn)生零序電流的短路形式有兩相接地短路和（C）

A、兩相相間短路；B、三相短路；C、單相接地短路；D、所有短路

27、UOkv及以上電力系統(tǒng)應(yīng)采用的中性點(diǎn)運(yùn)行方式為（A）。

A、直接接地；B、不接地；C、經(jīng)消弧線圈接地；D、不接地或經(jīng)消弧線圈接地；

28、某變壓器名牌上標(biāo)示也壓為220±3x2.5%,它共有（D）個(gè)分接頭；

A、3；B、4；C、6；D、7

29、當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生對稱短路時(shí)，變壓器中性線路上通過的電流為（C）

A、正序電流；B、負(fù)序電流；C、二倍零序電流；D、二倍正序電流

30、在各種調(diào)壓手段中，一般應(yīng)首選（D）調(diào)壓

A、發(fā)電機(jī)；B、同步調(diào)相器；C、靜止補(bǔ)償器；D、并聯(lián)電容器

三、簡答題

1、為什么要采用分裂導(dǎo)線？分裂導(dǎo)線對電暈臨界電壓有何影響？

答：采用分裂導(dǎo)線是為了減小線路的電抗，但分裂導(dǎo)線將使電暈臨界電壓降低，需要在線路

設(shè)計(jì)中

予以注意。

2、什么是無方大電源？

答：無限大電源是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源距離短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，由短路而引起的電源

送出功率的變化與遠(yuǎn)小于電源容量S,即S.AS時(shí)，可設(shè)S=8,則稱電源為無限大

容量電源。

3、提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性措施的基本出發(fā)點(diǎn)有何不同，并各給出三個(gè)主要措施。

答：電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)收到小干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期失步，

自動回復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。提高靜態(tài)穩(wěn)定性措施有：采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝

置，減少元件電抗，改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備。暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系

統(tǒng)在運(yùn)行中受到大干擾后能否回復(fù)到起始狀態(tài)的能力。提高暫態(tài)穩(wěn)定性措施：快

速切除故障；采用自動重合閘；裝設(shè)強(qiáng)行勵磁裝置.；電氣制動。

4、中等長度輸電線路的集中參數(shù)等值電路有那兩種形式？電力系統(tǒng)分析計(jì)算中采用哪一

種？為什么？

答：中等長度輸電線路的集中參數(shù)等值電路有T型等值電路和〃型等值電路兩種，電

力系統(tǒng)分析計(jì)算中采用）型等值電路。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析計(jì)算通常采用節(jié)點(diǎn)電壓

法，為減少獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，所以采用左型等值電路。

5、為什么要采用分裂導(dǎo)線？分裂導(dǎo)線對電暈臨界電壓有何影響？

答：采用分裂導(dǎo)線是為了減小線路的電抗，但分裂導(dǎo)線將使電暈臨界電壓降低，需要

在線路設(shè)計(jì)中予以注意。

6、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型為什么采用節(jié)點(diǎn)電壓方程，而不采用回路電流方程？

答：電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中之所以采用節(jié)點(diǎn)電壓方程而不采用回路電流方程，主要由于

以下原因：①電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于獨(dú)立回路數(shù)（電力系統(tǒng)等

值網(wǎng)絡(luò)中有很多的接地支路，所以導(dǎo)致獨(dú)立回路數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多余獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)）；②對

具有交叉跨接的非平面網(wǎng)絡(luò)，建立獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電壓方程式較建立獨(dú)立回路電流方程

式方便；③建立獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電壓方程式前，不必將并聯(lián)支路合并，而建立獨(dú)立回路

電流方程式前，需要將并聯(lián)支路合并，以減少獨(dú)立方程式數(shù)；④網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或變壓

器變比改變時(shí)，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改比較方便。

7、造成電力系統(tǒng)頻率波動的原因是什么？

答：造成電力系統(tǒng)頻率波動的原因是有功負(fù)荷的變化（負(fù)荷波動），因?yàn)橐S持電力

系統(tǒng)在某一頻率下運(yùn)行，就必須保證該頻率下的有功功率平衡，當(dāng)系統(tǒng)有功負(fù)荷

變化時(shí)，打破了系統(tǒng)的在原有頻率下的有功功率平衡關(guān)系，所以就會引起系統(tǒng)頻

率變化（波動）。

8、電力系統(tǒng)有功負(fù)荷最有分配的目的是什么？最優(yōu)分配的原則是什么？

答：電力系統(tǒng)有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的是在滿足負(fù)荷需求的情況下使系統(tǒng)總的能源消

耗最小。電力系統(tǒng)有功負(fù)荷最有分配的原則是在滿足系統(tǒng)有功平衡功率約束條件

的情況下，按各機(jī)組耗量微增率相等的原則分配各發(fā)電機(jī)的有功出力。

9、電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整與電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整相比牧有那些特點(diǎn)？

答：電力系統(tǒng)的頻率只有一個(gè)，頻率調(diào)整也只有調(diào)整發(fā)電機(jī)有功出力一種方法（調(diào)速

器、調(diào)頻器和有功負(fù)荷最優(yōu)分配都是改變發(fā)電機(jī)有功出力）；而電力系統(tǒng)中各點(diǎn)

的電壓都不相同，電壓的調(diào)整也有多種方式。

10、在常用的無功補(bǔ)償設(shè)備中，那些無功補(bǔ)償設(shè)備具有正的調(diào)節(jié)效應(yīng)？那些具有負(fù)的

調(diào)節(jié)效應(yīng)？

答：在常用的無功補(bǔ)償設(shè)備中，調(diào)相機(jī)、SR型靜止無功補(bǔ)償器和TCR型靜止無功補(bǔ)

償器具有正的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)；而電力電容器、TSC型靜止無功補(bǔ)償器具有負(fù)的電

壓調(diào)節(jié)效應(yīng)。

11＞什么叫電力系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)？電壓中樞點(diǎn)的電壓調(diào)整方式有那幾種？

答：電力系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)是指某些可以反映電力系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐

變電所母線，只要控制這些點(diǎn)的電壓偏移在一定范圍，就可以將電力系統(tǒng)絕大部

分負(fù)荷的電壓偏移在允許的范圍。

電壓中樞點(diǎn)的電壓調(diào)整方式有三種：即逆調(diào)壓、順調(diào)壓和常調(diào)壓。（順調(diào)壓指負(fù)

荷低谷時(shí)，允許電壓適當(dāng)升高，但不得高于107.5UN%,負(fù)荷高峰時(shí)允許電壓適當(dāng)

降低，但不得低于102.5UN的調(diào)壓方式；逆調(diào)壓指負(fù)荷低谷時(shí)，要求將電壓中

樞點(diǎn)電壓適當(dāng)降低，但不低于UN,負(fù)荷高峰時(shí)要求將電壓中樞點(diǎn)電壓升高至

105UN%的電壓調(diào)整方式；常調(diào)壓則指無論在負(fù)荷低估還是負(fù)荷高峰時(shí)均保持中

樞點(diǎn)電壓為一基本大變的數(shù)值的電壓調(diào)整方式。）

12、常用的調(diào)壓措施有那些？對于由于無功缺乏造成電壓水平下降的電力系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先

采取何種調(diào)壓措施？對于無功功率并不缺乏，但局部電網(wǎng)電壓偏低的電力系統(tǒng)應(yīng)

優(yōu)先采用何種調(diào)壓措施？

答：常用的調(diào)壓措施有改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)壓、改變變壓器變比調(diào)壓和利用無功補(bǔ)

償裝置調(diào)壓等。

對于由于無功缺乏造成電壓水平下降的電力系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先采取增加無功補(bǔ)償設(shè)備

的調(diào)壓措施。（因?yàn)榇藭r(shí)采用改變變壓器變比調(diào)壓并不能改變電力系統(tǒng)的無功功

率平衡美系，只能改變電力系統(tǒng)的無功流向，提高局部電網(wǎng)的電壓水平，但這部

分電網(wǎng)電壓水平的提高，使其消耗的無功功率增大，將更加增大整個(gè)電力系統(tǒng)的

無功缺額，導(dǎo)致電網(wǎng)其他部分的電壓水平進(jìn)一步下降）；對于無功功率并不缺乏，

但局部電網(wǎng)電壓偏低的電力系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先采用改變變壓器變比的調(diào)壓措施。

13、電力系統(tǒng)無功電源最有分布的目的是什么？無功電源最優(yōu)分布的原則是什么？

答：電力系統(tǒng)無功電源最優(yōu)分布的目的是使整個(gè)電力系統(tǒng)的有功損耗最小。電力系統(tǒng)

無功電源最優(yōu)分布的原則是等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則。

14、調(diào)相機(jī)、晶閘管控制電抗器型靜止無功補(bǔ)償裝置（TCR型）、自飽和電抗相型靜

止無功補(bǔ)償裝置（SR型）、晶閘管控制電容器型靜止補(bǔ)償裝置（TSC型）、并聯(lián)

電容器五種無功補(bǔ)償裝置中，哪些具有正的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)？哪些具有負(fù)的電壓調(diào)

節(jié)效應(yīng)？

答：并聯(lián)電容器和TSC型靜止無功補(bǔ)償裝置具有負(fù)的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)；調(diào)相機(jī)具有正

的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)：TOR型和SR型靜止無功補(bǔ)償裝置在一定的電壓變動范圍具有

正的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)。

15、什么叫頻率的一次調(diào)整？

答：針對第一類負(fù)荷波動所引起的頻率波動所進(jìn)行的調(diào)整稱為頻率的一次調(diào)整，頻率

的一次調(diào)整通過發(fā)電機(jī)組調(diào)速器改變原動機(jī)輸入的機(jī)械功率，從而改變發(fā)電機(jī)輸

出的有功功率來實(shí)現(xiàn)。頻率的一次調(diào)整不能實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)"負(fù)荷變化越大，調(diào)整

結(jié)束后的頻率偏移越大，當(dāng)負(fù)荷變化較大時(shí)（如第一類負(fù)荷波動）經(jīng)一次調(diào)整后

的頻率偏移可能超出允許范圍。

16、什么叫頻率的二次調(diào)整？

答：針對第二類負(fù)荷變化引起的頻率波動所進(jìn)行的調(diào)整稱為頻率的二次調(diào)整，二次調(diào)

整通過裝設(shè)在調(diào)頻機(jī)組上的調(diào)頻器調(diào)整發(fā)電機(jī)的有功出力來實(shí)現(xiàn)，二次調(diào)整可以

實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。

17、什么叫頻率的三次調(diào)整？

答：針對第三類負(fù)荷波動所進(jìn)行的調(diào)整稱為頻率的三次調(diào)整，由于第三類負(fù)荷變化是

可以預(yù)測的，所以針對第三類負(fù)荷變化所進(jìn)行的對發(fā)電機(jī)出力的調(diào)整是由系統(tǒng)調(diào)

度員根據(jù)最優(yōu)分配原則安排各發(fā)電機(jī)的有功出力來實(shí)現(xiàn)的。

四、計(jì)算題

1、標(biāo)出下圖所示電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓。（圖中已標(biāo)出線路的額定電

壓）

平_|____噴十?.月

10KV—L-

U0KV

答：上述電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓如下：G：I0.5KV；Tl：0.5/242KV：

T2：220/121/38.5KV；T3：35/6.3KV

2、已知220KV同桿雙何架空輸電線路長度為200km,三相導(dǎo)線平行布置，導(dǎo)線之間的距

離為6.0m,導(dǎo)線型號為LGJ-300,求線路的集中參數(shù)，并畫出其等值電路。（LGJ-300導(dǎo)線計(jì)

算外徑24.2mm）

解：忽略雙回路之間的相互影響，則每回線路導(dǎo)線之間的幾何平均距離為

242

——=1.21（。九）cy/2、

Dm-1.26x6之7.5w2，標(biāo)稱截面為），取導(dǎo)線的電

阻率為X7=31.5。.""〃*/km

則單位長度線路的電抗和電納分別為

315

=2=0105(0/%〃?)

1300、

750

Xj=0.1445lgyyy=0.419g/kin)

7

=—^xl06=2.71xl0-6(S/M

lg1.21

取b=l、6=09,則輸電線路的電暈臨界相電壓為:

298

Ucr=44.3881g=44.388x0.9x1.0x1.21x(1+-,°)x1g—

"比r71.21x1.001.21

=17L54(AV)

220x1.05=13337（AV）

大于線路的最高工作相電壓J3,所以線路不會發(fā)生電暈現(xiàn)象,

輸電線路單位長度的電導(dǎo)&=°

線路的集中參數(shù)為：

x/_0.105x200

[\=-----=------------=10.5(0)

22

B=KX/X2=2.71K10-6X200X2=10.84X10-4(S)

G=g]x/x2=0

線路的等值電路為:

10.5QJ41.9Q

q_(=1_-------1------

=Fj5.42X10^i上5.42又10飛

3、已知自耦變壓器型號為OSFPSL-120000/220,容量比為100/100/50,額定電壓為

220/121/11KV,變壓器特性數(shù)據(jù)為：短路電壓為力31（%）=33.1、/23（%）=21.6、

以I2（%）=9.35（說明短路電壓已歸算到變壓器額定容量之下），A^3i=366/GV

\PKX2=455KWA&23=^KW,空載損耗為△為=73.25KW,短路電流

/0（%）=0.346試求歸算至高壓側(cè)的變壓器參數(shù)，并繪制其等值電路。

解：1）變壓器參數(shù)計(jì)算

①電阻計(jì)算

△外3=4A43i=4x366KW=1464KWAPt=AP2=455/CW

△%=4x346ATW=1384KW

以\=；(A&31+AP屋2-^PK23)=(^1464+455-1384)=267.5K\V

\PK2=-(A7^12+A弓23-△&i3)=-(455+1384-1464)=187.5/TW

△PK3=((△g31+MP、?-A/^12)=1(1464+1384-455)=1196.5/GV

也x運(yùn)?267.52202

R-----x——-=0.899(C)

n=1000S；10001202

187.52202

R72竺*=-----x----=-0.63(。)

1000S：10001202

1196.52202

R73------x-----=4.02(Q)

1000S；10001202

②電抗計(jì)算

〃1(%)=2[〃[2(%)+〃31(%)一〃0(％)]=5(9.35+33.1-21.6)=10.425

。心(％)=g[UA，[2(%)+UK23(%)—〃K3I(%)]=g(9-35+21.6—33.1)=-1.075之0

UK3(%)=0[UK3I(%)+UK23(%)-UKI2(%)]=4(33.1+21.6-9.35)=22.675

Xn=X1—書…)

100s“

X/20(Q)

100S”

%(%),、筆怒票=9…）

XT3

1005.

③電納、電導(dǎo)計(jì)算

%=翁鬻穿=8…⑸

73.25-6

GT==1.513x10(S)

1(XX)U：KXX)x220

2）變壓器等值電路

RlljXTl

GTCTBT電兇3

4、求下圖所示等值網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣（圖中數(shù)值為標(biāo)么阻抗）。

解：

各支路導(dǎo)納為：

70021

%=士=>20=TTT=J0.02%0==J0.025

；50，50

yp=--------!--------=0.481-y2.4y?=--------!-------=0.453-/1.891

0.08+;0.4130.12+;0.5

出3=——5——=0.588-Z2.353=—=-/2.5

23O,I+jO.434y0.4

各節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納和互導(dǎo)納分別為：

匕=X。+y2+y3=0.934—/4.271、Y22=)4+必2+y23=1.069-74.733

匕=必匕=『一

30+>'13++%=L04—6.719、34=J2.5、

Yl2=y2I=f2=-0.481+j2.4、yi3=%=-713=-0.453+jl.891

L=4=0、

Y=Y

2332=一>23=-0.588+J2.353、Yu=Y42=0%=%=-%=j2.5

節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：

/

0.934-;4.271-0.481+;2.4-0.453+j1.8910、

-041+;2.41.069-j4.733-0.588+j2.3530

-0.453+;1.891-0.588+j2.3531.041-;6.719J2.5

0oj2.5-J2.5

5、某降壓變電所由UOkV線路供電，變電所裝有?臺40MVA普通變壓器，如圖三所示。

UOkV送端電壓U1保持l!5kV不變。若要求變電所10kV母線電壓U2變化范圍不超出10.0?

10.7kV,試選擇變壓器分接頭。

Ui=115KVZT=l?9+j34.8歐姆

.=4?1+“5.2歐姆不、.SmaN=35+jl8MVA

~>Smin=18+j1OMVA

110±2X2.5%/10.5(KV)

解：①最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)線路和變壓器的功率損耗為：

3s2_|_]又2oc211Q-

■max=[]02(41+1.9)+jU02(15.2+34.8)=0.768+；6.401(MVA)

io2.IQ2Io2.Ir\2

A5min="02(41+1.9)+jno2(152+34.8)=0.210+j\.752(MVA)

②最大負(fù)荷和最小負(fù)荷情況下線路首端的功率為：

■=(35+718)4-(0.768+；6.401)=35.768+24.401(A/VA)

5min=(18+；10)+(0.210+兒752)=18.210+jll.752(MVA)

③最大和最小負(fù)荷下線路和變壓器的電壓損耗(不計(jì)電壓降落橫分量影響)為:

35.768x6+24.401x50

——1.^rOixV

115

18.21x6+11.752x50/“一,

A%-------------------=o.OoAV

115

④變壓器分接頭選擇

,r115""12.48.CL.八一/一.八，

x10.5=107.65KV

U“t]max=------?-Q------

八6%105=1()6.9村

flmm"”一

10.7

107.6)+106.9]07.28KV

Uji*==

2

選標(biāo)準(zhǔn)分接頭0"=110(1-0025)=107.25KV,即選擇變壓器的變比

107.25/10.5KV

⑤校驗(yàn)

最大負(fù)荷情況下變壓器低壓側(cè)實(shí)際電壓

115-1248

“max————x10.5=10.03KV>10KV

107.25

最小負(fù)荷情況下變壓器低壓側(cè)實(shí)際電壓

“min="5-606X1O.5=10.67ATV<10.7ATV

mm107.25

所選變壓器變比滿足要求。

6、聯(lián)合電力系統(tǒng)的接線圖及參數(shù)如下，聯(lián)絡(luò)線的功率傳輸限制為300MW,頻率偏移超出

±0.5"z才進(jìn)行二次調(diào)頻，當(dāng)子系統(tǒng)AH1現(xiàn)功率缺額200MW時(shí)，如系統(tǒng)A不參加?次調(diào)頻,

聯(lián)絡(luò)線的功率是否越限？

解：

I）系統(tǒng)A不參加一次調(diào)頻，不進(jìn)行二次調(diào)頻時(shí)的頻率偏移

KA=KGA+K[A=45MW/HZ.KH=KGB+KL6=426MW/HZ

o=K.+Kl{=41\MW/Hz

.AP200…

AAf/=----=-----=-0.48Hz

K.417

調(diào)頻器不會動作進(jìn)行頻率的二次調(diào)整。

2）聯(lián)絡(luò)線上的功率變化

△P=七（八^—A%）—右。心—A/8）二七△以二426X200二

.KH+K.471

3）聯(lián)絡(luò)線傳輸功率校撿

P晟=PBA+-=100+⑻=281（MW）v300（MW）

聯(lián)絡(luò)線傳輸功率未超越其傳輸極限功率。

7、系統(tǒng)如下圖所示。d點(diǎn)發(fā)生三相短路，變壓器”空載。求：（1）求用標(biāo)么倘表示的等值

網(wǎng)絡(luò)；（2）短路處起始次暫態(tài)電流和短路容量；（3）計(jì)算短路沖擊電流；（15分）

,d⑶

TiT2,

30MVA31.5MVA200km31.5MVA

（”二022Ud%=lD.50.4Q/km（每回）UM=10.5

￡=19810.5/121kV110/105kV

10.5kV

7、解：（1）用標(biāo)幺值表示的等值網(wǎng)絡(luò)（取Ss=l（）（）MVA,用平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算1,把

以自身容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值化為以全網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一容量基準(zhǔn)口勺標(biāo)么值

1（V）

X；=0.22x—=0.733

30

100

X=0.105x-^-=0.333

r71i31.5

X.「=0.105x—=0.333

7231.5

100

X.=200x0.4X--=0.605

'1152

回路總電抗為：Xy=X；+Xri+Xt+XT2=0.733+0.333+0.333+0.605=2.004

(2)起始次暫態(tài)電流

["==__________L25__________=o539

?0.733+0.333+0.333+0.605

00

有名值為：/：=0.539x=0.539xJ=2.96kA

73X10.5

短路容量為:

SB100

s4=-49.9MVA

X\+Xri+Xt+XT20.733+0.333+0.333+0.605

(3)短路沖擊電流，取Ka,=1.8

i,h=垃K0/=V2xl.8x2.96=7.53kA

8、兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線聯(lián)結(jié)為互聯(lián)系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)線上沒有交換功率流通。

兩系統(tǒng)的容量分別為1500MW和1000MW,各自的單位調(diào)節(jié)功率(分別以兩系

統(tǒng)容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值)示于圖2。設(shè)A系統(tǒng)負(fù)荷增加100MW,試計(jì)算下列情

況的頻率變化I曾量和聯(lián)絡(luò)線上流過的交換功率。試求：

(DA,B兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻。

(2)A,B兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一、二次調(diào)頻。

(3)A、B系統(tǒng)機(jī)組參加一、二次調(diào)頻，且都增發(fā)50MW。

(4)A、B系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)部分機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)60刪；

題2圖

解：將以標(biāo)么值表示的單位調(diào)節(jié)功率折算為有名值

KGA=J?③/九=25x1500/50=750MW/"z

KGB=KG^PGBN/fN=20x1000/50=400MW/Hz

KDA=KDM^V/ZV=1.5X1500/50=45MW/WZ

KDB=KDB*PGB)￡=L3X1000/50=26MW/”Z

⑴兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻

=\PGB="DB=。，"7100MW；

KA=KGA+KDA=795MW/Hz,KB=KGB+KDB=426MW/Hz

X\=NP佻ZA=IOO/W,^=的第-ML。

Ae+A4100

△/'==-0.0819Hz

KA+A795+426

K-426x100

N\B~=-34.889MW

KA+KB―795+426

這種情況正常，頻率下降的不多，通過聯(lián)絡(luò)線由B向A輸送的功率也不大。

(2)兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次調(diào)頻

%="GB=%)B==100MW;

K

KA=KGA+DA=45MW/Hz,KJ}=K(Ui+KDIi=26MW/Hz；

M=100MW，M,=0

M+M=.q=7.4085Hz

△于=

KA+勺45+26

NP二及、"尸仙26x100

=-36.620MW

A"KA+%45+26

(3)A、B系統(tǒng)機(jī)組參加一、二次調(diào)頻，且都增發(fā)50MW

AR.=kPcR==\Q0MW；

\PDB=OMW,KGA=750MW/Hz,KGB=0,

K?=K(..+KnA=795MW/Hz；=KCR+K,)R=426MlM/Hz

=50MW\A^=-50MW

50-50

此時(shí)，N==0Hz

KA+3795+26

△P二儲△4—K〉？795x(—50)—426x50一50m#

,KA+KB795+426

(4)A、B系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)部分機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)

60MW；

△()R

PU.A\—60ABOf?,,=NP[Ur>-0,7U/\=100MW.9

KrA=750,K(,R=400MW/HZ,

KA=KDA=795MW/Hz,KB=KGB+KDR=426MW/Hz,

M=40AW,A5=0。

此時(shí),黃管=福=°。32.

=KA"B-KB、P；\=_426x40=_14MW

AK\+KR795+426

8.有一回電壓等級為llOkV、長為150km的輸電線路，末端接一臺容量為31.5MVA的降

壓變壓器，變比為110kV/llkV。如圖所示，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和C點(diǎn)的實(shí)際電壓。(Pk=190kW,a(％),Po=31.05kW,/o%=0.7)

L_2aL±2__!；—OD-^―?

LGJTISO.-3)500/1101

,mHOkV/llkV2(H；,$MVA

(a)

3豈6015：二j2要多上2O+JI5MVA

4：J2I3X1OTS\J213Xl(r*S?2566Xl()4-jl82Xl(r'

解：線路LGJ-50的參數(shù)為:

r=—=—=0.85(〃〃〃)和q=0.21(XWk〃?)

22

x=O.I4451g-^-+0.0157=0.14451g4(XX)

(+0.0157=0.40l(WA/n)

0.85

b.=^77sTx-?IO6—7^SX-?10-62.84?106(s/k)

..4(X)()

，8TIgTT

R=0.21?15031.5詢和X=0.401?15060.15W

B=2.84創(chuàng)0“is。：4.26?10YS)和8/2=2.13?10-4(S)

變壓器的參數(shù)為：

3黑T哥…w

6

GT=—2.566?10-(5)

1(XW；

普=073.5=182?I。一⑸

loot/；100'110~

設(shè)歐=110?0°和Dq=2。？。，,。⑸40.3=592

D虹『一2.3”4030.12+72.08

ZTN爐R『“爐r[Q1102

26

口%=U*GT+jBr)=HO(2.566+J18.2)?100.03+J0.22

轉(zhuǎn)匚潞+口甥=(20+./15)+(0.12+J2.08)=20.12+717.08

陽=絡(luò)+。島=(20+J15)+(0.12+J2.08)+(0.03+J0.22)=20.15+./17.3

祥=嘉+D翼=(20.15+J17.3)-J2.13倉巾1102=20.15+J14.72

D醫(yī)=?(31.5;60.15)=1.62+J3.10

4

D盤|=?)2.13創(chuàng)O'1102=-J2.58

邕=柳+D甑+D拓=20.15+714.72+1.62+J3.10-J2.58=21.77+J15.24

由￡和A點(diǎn)電壓求各點(diǎn)電壓及電壓損耗為：

n〃.2R/+Q/_21.77?31.515.24?60.15_

〃115

皿P.X.-Q.R.21.77?60.1515.24?31.5

du1=-.---------------------=7.21

4115

%=J(115-13.93)2+7.2『=|O1.33(jtV)

?，20.12?2.31717.08?40.3…

DUP=-----------------------------------------=7.25

10133

20.12?40,317.08?2.317=7,61

clUr=

101.33

22

Uc=7(101.33-7.25)+7.61=94.39(W)

Dt/AC=115-94.39=20.61(AV)

9.設(shè)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組的容量和它們的調(diào)差系數(shù)分別為如下：

水輪機(jī)組：100M/臺x5臺=500MW,<7%=2.5%,75M/臺x5臺=375MW,期=2.75%;

汽輪機(jī)組：100M/臺*6臺=600MW,"=3.5%,50M/臺*20臺=1000MW,<7%=4.0%:

另有較小的單機(jī)容量汽輪機(jī)組合計(jì)1000MW,rT%=4.0%,系統(tǒng)總負(fù)荷為33(X)MW,負(fù)荷的

單位調(diào)節(jié)功率&=1.5.試計(jì)算：①全部機(jī)組都參加調(diào)頻；②全部機(jī)組不參與調(diào)頻；③僅水輪

機(jī)組參加調(diào)頻等三種情況下電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率Ks.計(jì)算結(jié)果分別以MW/Hz和標(biāo)幺值

表示O

解:依據(jù)和/匚？當(dāng)取。的基準(zhǔn)值二

(5-16)K”100,KK0時(shí)，的標(biāo)幺值為

人的。

=PGN1100%按此二項(xiàng)式先計(jì)算各類發(fā)電機(jī)組的K和KQ.

100M/臺x5臺=500MW水輪機(jī)組：s

100%_500'100

=6.06

一創(chuàng)％33002.5

375

75M/臺x5臺=375MW水輪機(jī)組：KG=KX)?1(M)273