電力系統(tǒng)分析上復習資料

電力系統(tǒng)分析（上）復習提綱

1..電務系統(tǒng)的定義。

答：消費、輸送、安排和消費電能的各種電氣設備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)。

2.電力消費的主要特點（電力系統(tǒng)運行的特點）

答：（1〕電能不能大量存儲：（2）電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程特別短促；（3）及國民經(jīng)濟的各部門嚴密相關。

3.對電力系統(tǒng)的根本要求。

答：平安、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地向用戶供電及電能消費還必需符合環(huán)境愛護標準。

（1）保證平安牢靠的供電；（2）要有符合要求的電能質(zhì)量；

（3）要有良好的經(jīng)濟性；（4）盡可能減小對生態(tài)環(huán)境的有害影響。

4.無備用網(wǎng)絡和有備用網(wǎng)絡分別包括哪幾種接線形式，分別合適什么狀況和什么負荷類型的供電。

答：無備用網(wǎng)絡包括：放射式、干線式、樹狀式，無備用接線只適用于向第三類負何供電。

有備用網(wǎng)絡包括：雙回放射式、雙回干線式、環(huán)網(wǎng)、兩端供電式，有備用接線適用于第一類和第二類負荷供電。

5.變壓器的主要參數(shù)包括哪幾個，駕馭參數(shù)計算公式和等值電路。

答：變壓器主要參數(shù)包括：電阻/?丁、旦抗X7、電導G『、電納8/、變壓比

變壓器的白

6.線路的主要參數(shù)4RTjXT公式；

答：線路的主要參數(shù)有---工-------2度I

廠］；路的一

7.分裂導線的特點才GTUGT

答：分裂導線可以增大：LJa壓，

8.出名單位制和標&儂口/;必。------------

答：在一般的電路計算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用V,A,W,。表示，這種用實際出名單位表示

物理量的方法稱為出名單位制

所謂標幺制，就是把各個物理量均用標幺制來表示的一種相對單位制,標幺制（perunit）電路計算中各物理量和

參數(shù)均以其出名值及基準值的比值表示的無量綱體制。

9.標幺值的計算公式，為什么要采納標幺制？

實際有名值（任意單位）

答:標幺制

基準值（與有名值同單位）

采納標幺制：（1）易于比擬電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)。（2）簡化計算公式。（3）簡化計算工作。

10.單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)基準值的選取必需滿意的方程式

答：單相電路基準值的選取必需滿意的方程式;

三柞電路基準值的選取必需滿意的方程式BL

11.單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)標幺值的計算公式

答：單相系統(tǒng)標幺值的計算公式：匕，.=z/,Sp,=V“；三相系統(tǒng)標幺值的計算公式：匕=Z/,S.=VX

12.同步電機的根本方程包括d,a,0坐標系下同步電機的電勢方程和磁鏈方程。（填空）

13.派克變換的概念和物理意義。

答：從物理意義上理解，它將視察者的角度從靜止的定了?繞組轉(zhuǎn)移到隨轉(zhuǎn)了-一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上一定子繞組自、互感,

定、轉(zhuǎn)子繞組間互感變成常數(shù)，簡化同步電機的原始方程。

14.節(jié)點導納矩陣的主要特點。

答：（1）節(jié)點導納矩陣的元素很簡單依據(jù)網(wǎng)絡接線圖和支路參數(shù)直觀地求得.（2）節(jié)點導納矩陣是稀疏、對稱矩陣

15.節(jié)點導納矩陣中自導納和互導納的物理意義。

Y"節(jié)點i自導納，等于及i相連全部支路導納之和；

節(jié)點i,川司的互導納，等于節(jié)點i,J間支路導納的負值

16.短路的概念。

答：所謂短路是指一切不正常的相及相之間或相及地之間發(fā)生通路的狀況。

17.短路的類型。

答：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。

18.短路的危急后果。

答：（1）短路點旁邊的支路中出現(xiàn)大電流；（2）系統(tǒng)電壓大幅度下降，影響用戶；

（3）短路點距電源不遠，持續(xù)時間長；（4）不對稱短路：不平衡電流

19.短路計算的目的。

答：（1）電氣設備的選擇，斷路器，互感器，母線，電纜，瓷瓶等；12）繼電愛護和自動裝置的配置；

（3）設計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線；（4）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，短路對用戶工作的影響

20.同步發(fā)電機發(fā)生短路電流最大的時間和條件。

答：短路電流的最大瞬時值在短路發(fā)生后約半個周期出現(xiàn)，若頻率為50Hz時，這個時間約為短路發(fā)生后0.01s。

條件：（1）電路原來處于于空載狀態(tài)，短路恰好發(fā)生在短路周期電流取幅值的時刻。（2）相當于短路發(fā)生在電源電勢

剛好過零值。

21.短路沖擊系數(shù)的選取范圍和取值。

答：短路沖擊系數(shù)的改變范圍是IV%加工2。發(fā)電機電壓母線：1.9,發(fā)電廠高壓側(cè)母線：1.85,其它地點：1.8

22.互阻抗（節(jié)點阻抗矩陣）和轉(zhuǎn)移阻抗的概念有何區(qū)分

答：節(jié)點，?單獨注入電流L■時，在節(jié)點j產(chǎn)生的電壓V,及1電流之比即等于節(jié)點八j之間的互阻抗

節(jié)點i單獨施加電勢Ei時，該電勢及其節(jié)點j產(chǎn)生的短路電流L?之比即等于節(jié)點i、j之間的轉(zhuǎn)移阻抗Zjj；

它們的區(qū)分是：確定互阻抗時，采納的是某節(jié)點的注入電流和另一節(jié)點的電壓。確定轉(zhuǎn)移阻抗時，采納的是某節(jié)點的

施加電勢和另一節(jié)點的短路電流。

二.計算

習題1?2電力系統(tǒng)的局部接線示于題圖1-2,各電壓級的額定電壓及功率輸送方向已標明在圖中。

試求：

（1）發(fā)電機及各變壓器高、低壓繞組的額定電壓；

（2）各變壓器的額定變比；

（3）設變壓器T-1工作于+5%抽頭、12、T-4工作于主抽頭，T-3工作于一2.5%抽頭時，各變壓器的實際變比。

解（1）發(fā)電機：VGN=10.5kV，比同電壓級網(wǎng)絡的額定電壓高5%

變壓器T-I為升壓變壓器：VN2=10.5kV,等于發(fā)電機額定電壓；VNI=242kV，比同電壓級網(wǎng)絡的額定電壓高10%

變壓器T-2為降壓變壓器；VN1=220kV,等于同電壓及網(wǎng)絡的額定電壓；丫皿二⑵四和=3&5kV,分別比

同電壓級網(wǎng)絡的額定電壓高10%o

同理，變壓器T-3：VNI=35kV和VN1=llkVo變壓器T-4：VN1=220kV和VN2=!21kV。

（2）T-1：k.rm=242/10.5=23.048

T-2：b2仆2）=220/121=1.818,^T2（1_3）=220/38.5=5.714,Z:T2（2_3）=121/38.5=3.143

T-3：%T3N=35/11=3.182,T-4：AT4N=220/121=1.818

(3)T-1：kTi=(1+0.05)x242/10.5=24.2

T-2：I4i-z)=220/121=1.818,k.Ir&,(I.T,)=220/38.5=5.714,kIT以./(2-=121/38.5=3.143

T-3：)lT3=(1-0.025)x35/11=3.102,=220/110=2

例2?6已知Z7=(4.()8++j63.52)Q,A=110/11=10試求出圖中變壓器不含勵磁支路的［［型等值電路。

解：變壓器阻抗折算到高電壓側(cè)時，含志向變壓器的等值電路示于圖，因此圖中各支路阻抗為

例2-8試計算如圖所示輸電系數(shù)各元件電抗的標幺值。已知各元件的參數(shù)如卜，發(fā)電機SG(N)=30MV.A,VG(N)=10.5kV,

XG，N產(chǎn)0.26；變壓器T-lSTI(N)=31.5MV.A,Vs%=10.5,3=10.5/121；變壓器T-2ST2(N)=15MVA,Vs%=10.5,kT2=110/6.6；

電抗器VR(N)=6kV,lR(N)=0.3kA,XR%=5；架空線路長80km,每公里電抗為0.4。；電纜線路長2.5km,每公里電抗

為0.08Q。

解：首先選擇基準值7

各元件電抗的標幺值"

例6-2在例2-8的電

短路點的電流的出名1

解：取SB=100MV.A,

例3-2已知同步電機的參數(shù)為：4=1.0,4=0.6,cos。=0.85。試求在額定滿載運行時的電勢與和與。

解：用標幺值計算，額定滿載時V=L0.1=1.0

(I)先計算EQ。由圖的相量圖可得

(2)確定EQ的相位，相量％和V間的相角差

Vsin(p+xnI053+06

EQ和I的相位差為：3+。=arctg——-——=arctg———=53°

Vcos0.85

(3)計算電流和電壓的兩個軸向重量

(4)計算空載電勢招：旦=EQ+(8—/)/〃=141+(1—0.6)x0.8=1.73

例4?1某電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡示于。各元件阻抗、導納均以標幺值標于圖中，求節(jié)點導納矩陣。解：匕:一^二-/33.3

J0.03

習題4-1系統(tǒng)接線示于題圖4-1,已知各元件參數(shù)如下：

發(fā)電機G-l：SN=120MV.A,x*=0.23；G-2：SN=60MV.A,=0.14。

變壓器T-l：SN=I20MV.A,匕=10.5%；T-2：SN=60MV.A,=10.5%O

6

線路參數(shù)：玉=0.4Q/km,b,=2,8x10S/kmo線路長度L-l：120km,L-2：80km,L-3：70kmo?SB=I20MV.A,

VB=Vav,試求標幺制下的節(jié)點導納矩陣。

解：選SB=120MV-A,VB=Vav,采納標幺參數(shù)的近似算法，即忽視各元件的額定電壓和相應電壓級的Vav的差

異，并認為全部變壓器的標幺變比都等于1。

(1)計算各元件參數(shù)的標幺值

(2)計算各支路導納。

(3)計算導納矩陣元素。

(a)對角元

(b)非對角元

導納矩陣如下

習題5?1供電系統(tǒng)如圖5-1所示，各元件參數(shù)如下。

線路L：長50km,x=0.4Q/km；變壓器T：SN=100MVA,Vs=10.5%,kT=110/llo假定供電點電壓為106.5kV,保持恒

定，當空載運行進變壓器低壓母線發(fā)生三相短路。試計算：(1)短路電流周期重量，沖擊電流，短路電流最大有效值

及短路或,率等的出名值；

解：按出名值計算

(1)短路電流和短路功率計算

VY(0)

(a)基頻重量r=kA=0.4181kA

73x147.05

短路點的電流/〃=/%/=0.4184x—kA=4.181kA

0丁11

(b)沖擊電流取Zrimp=1.8

(c)短路電流最大有效值

(d)短路功率Sf=V3VNIP=V3xl.0x4.181MVA=72.424MVA

習題5-3一臺無阻尼繞組同步發(fā)電機，已知：PN=50MW,cos^?N=0.8,VN=15.75kV,xd=1.04,xq=0.69,

x；=0.31o發(fā)電機額定滿載運行，試計算電勢線，6和E',并畫出相量圖。

解：已知VG=1.0,IG=1.0,cos^?=0.85,=31.79°,sinQN=052678,設VG=1.0/0°，則

習題6?3系統(tǒng)接線示于題圖6-3,己知各元件參數(shù)如下：

發(fā)電機G：SN=60MV.A,=0