农村电力网作业题——答案

1、东北农业大学网络教育学院农村电力网作业题（一）、回到下列问题（ 40 分）衡量电能质量的指标是什么？ 答：衡量电能质量的指标是电压、频率和波形。2.架空输电线路由哪些部分组成？3.等，答：架空输电线路包括导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具。 三相导线的位置不对称时会产生什么后果？如何改善？ 答：三相导线布置的位置不对称，则各相的电感值就不会相等，当通过相同的电流时，各相的压将不相 将引起三项电压的不平衡。此外，还会对周围通讯线路造成干扰。改善措施是进行导线换位。4.什么是电晕？它的后果是什么？避免电晕现象的有效措施施什么？ 答：电晕是一种气体放电现象，是当导线表面电场强度达到或超过某一数值时，导

2、线周围的空气分子游离 而产生的。主要后果是消耗有功功率，而且产生噪声，干扰通讯线路。避免电晕现象应设法降低导线表面的电 场强度值，一般采用分裂导线或扩径导线。5. 电力网的损耗由哪几部分组成？答：电力网的损耗主要体现在输电线路和变压器上。6. 降低线损的措施由那些？ 答：降低发电机和变压器的损耗标准，改变电力网的功率分布，提高负荷的功率因数，提高电网电压运行水平，实现变压器的经济运行，实现整个系统的有功、无功经济分配。7. 我国现行的电压等级有那些？试列岀具体值？答： 3kV 、 6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。8. 电力系

3、统的调压措施有那些？答：改变发电机端电压调压，改变变压器分接头调压，改变电力网无功功率分布调压，改变输电线路参数 调压。9. 什么是时电力系统的短路？有哪几种类型？ 答：电力系统短路是指相与相之间或相与地之间的不正常接触。有三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路。10. 什么是标幺制？有何特点？ 答：标幺制就是把各种物理量用标幺值来表示的一种方法，标幺值为实际值和基准值之比。采用标幺值时，可 使计算简化。计算题（ 60 分）1.试计算 SFL120000/110 型双绕组变压器归算到高压侧的参数，并画出它的等值电路。变压器铭牌给出该变比 为 110/11、SN=20MVA 、Pk=13

4、5kW、P0=22kW、Uk%=、I0%=。解 由短路损耗 Pk=135kW 可求得变压器电阻为由短路电压百分值Uk%可求得变压器电抗为10%可求得变压器励磁支路的电纳为2-2 所示。由空载损耗 P0=22kW 可求得变压器励磁支路的电导为 由空载电流百分值于是等值电路如图其参数如图所示，线路始端电压为116KV，末端负荷为15 + jlOMVA，求该电力线路末2 . 110KV单回架空线路, 端电压及始端输出的功率。解：3 .网K点发生两相短路接地，求 K点短路电流值。 解：农村电力网 作业题（二）、 回到下列问题（ 60 分）1对电力系统运行的基本要求是什么？答：最大限度地满足用户用电的需

5、要，保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；保证电力系统运行的经济性。2架空线路有哪些部分组成？答：架空输电线路包括导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具。3导线类型有哪些？答：导线按材料有铜线、铝线、钢线，按结构形式有单股导线、多股导线、钢芯铝绞线，按机械强度有普通型、轻型、加强型。4杆塔分几种类型？答：5某一架空线路的绝缘子链个数为8，试估计该线路的电压等级？答：110kV。6在近似计算中，输电线路的电抗X1 取多少？ b1 取多少？杆塔分五种类型：直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特种杆。答：Xi取Q /kM ; bi取 3X 10-6S/kM。7我国电力系统所采用的中性点接地方式主要有那几种？答

6、：中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点不接地。8电力系统的调压措施有那些？农村电网调压主要采用什么方式？改变发电机端电压调压，改变变压器分接头调压，改变电力网无功功率分布调压，改变输电线路参数答：调压。农村电网主要靠改变变压器分接头调压，改变电力网无功功率分布调压。9 选择导线截面积时应考虑那些因素？答：选择导线时应考虑技术条件和经济条件，技术条件包括电晕、机械强度、热稳定及电压损耗。经济条件包括成本和运行维护。10 当突然短路时大约经过多长时间会出现冲击电流？冲击电流约为短路电流的多少倍？答：当突然短路时大约经过秒会出现冲击电流，冲击电流约为短路电流的（）倍。11电力系统的短路有哪几

7、种类型？有何危害？答：电力系统短路是指相与相之间或相与地之间的不正常接触。有三相短路、 两相接地短路。短路电流可能达到该回路电流的几倍、几十倍甚至几百倍，使导线严重发热， 坏，同时巨大的短路电流还将产生很大的电动力，可能使导体变形或损坏。短路电流可能使电网电压降低，严重时可能造成电压崩溃，造成大面积停电。 短路时产生的高温电弧，可能损坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备。 短路时可能使发电机的稳定性破坏，引起保护装置的误动作及大量甩负荷。单相接地短路、两相短路、造成造成导体熔化和绝缘损不对称短路会产生负序和零序分量。 不对称短路时会使非故障相电压升高。12.什么样的电源可以认为是无限大功率电源?

8、答：系统功率为无穷大，系统阻抗约为零，系统母线电压恒定。二、一条长度为100km，额定电压为110kV的双回路架空输电线，导线型号为LGJ 185，水平排列，线间距离为4m，求线路的参数并画岀等值电路图。（15分）解 LGJ 185型号导线，查表得:半径 r d I99.5mm0.95cm2 2线路每千米的电阻（可由附录表2中查得）：ri-0.17S/ km线路每千米的电抗X10.1445lg-Dmr0.0157线路每千米的电纳双回线路的电阻、-7.58b1.Dm lg 一 r电抗和电纳为107.58 10,504lg0.956-2.7910 6(S/km)电晕临界电压Ucr49.3mi m2

9、rlgDmr取 m1=1、m2=1中间一相导线的临界电压为等值电路如图2-1所示。三、有一台降压变压器如图所示，（晴天），=1cr=Ucr=，因为 Ucr> U （工作电压），所以，线路在晴天不会发生电晕。线路的其归算至高压侧的参数为+Q,已知变压器母线在任何方式下均维持电压为，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。 解：农村电力网作业题（三）一、（25 分）降压变压器及其等值电路如图所示。归算至高压侧的阻抗为RT+jXT=+j40 Q。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=28+j14MVA 和Smin = 10+j

10、6MVA，高压侧的电压分别为U1max = 110kV和U1min=113kV。要求低压母线的电压变化不超过的范围，试选择分接头。2max=6kV 和 V 2min=，则可得解：先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低侧的电压分别取为V取算术平均值选最接近的分接头V 1t=。接所选分接头校验低压母线的实际电压。可见所选分接头是能满足调压要求的。二、（25 分）三个火电厂并联运行，各电厂的燃料特性及功率约束条件如下F2=3+ t/hF1=4+ t/h ，100MWE Pg1< 200MWF3=+ t/h，120MWe FG2< 250MW，15

11、0MWe Pg3< 300MW当总负荷为400MWtf,问负荷如何分配最为经济？解：1、按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为dF11dFG10.3 0.0014FG1，令入1 =入2=入3，可解岀Pg1 14.29 0.572FG20.643Pg3, FGs 22.22 0.889Pg22、总负荷为400MW,即PG1PG2Pg3 400。将PgI和P G3都用P G2表示，可得于是，PG2 147.7MW,PG1 14.29 0.572FG214.29 0.572 147.7MW98.77MW2和电厂3之间重新分由于P Gi已低于下限，故应取 P G1 = 100 MW .剩余的负荷

12、功率 300MW，应在电厂配。将P G3用P G2表示，便得由此可解岀： PG2 147.05MW 和 Pg3 300 147.05MW 152.95MW，都在限值内。三、（25 分）如图所示系统，变压器的容量为20兆伏安，额定电压为 110/千伏。参数如下：ZT4.93j63.5 欧（归算到2侧），ZL 21.6j33.0欧，Bl /21.1 10 4西，变压器导纳支路功率为Sty 60j600 千伏安，低压侧负荷 S315j11.25兆伏安。现要求低压侧电压为36千伏，求电源处1的母线电压及输入的功率。解 将3侧实际要求电压归算到高压侧，即 2侧得变压器的电压损耗2点的电压U2 U3 Ut

13、 102.867.66110.52KV（略去横分量）变压器串联阻抗的功率损耗进入变压器的功率S2/S3StzSty (15 j 11.25) (0.16 j2.11) (0.06 j0.6)15.22 j13.96 MVA线路末端导纳功率 1 2sy2j?U2 blj1.110110.522j1.34 Mvar从线路串联阻抗中流出的功率 /S2S2Sy2 (15.22j13.96)j1.34)15.22j12.62 MVA线路电压损耗UlP2 RlQ2 Xl15.22U2216 佗62 33.06 74 KV110.521点的电压U1 U2UL 110.52 6.74 117.26 KV (略

14、去横分量)线路阻抗上的功率损耗2 215 22 12 2621522(21. 6 j33.0) 0.69 j1.06 MVA110.52线路首端导纳功率Syi1 2 jU1 Bl2j1.1 10 4 1 17.262j1.51 Mvar进入系统的功率S1S2S lzSy 1(15.22j12.62)(0.69j1.06) ( j1.51) MVA15.91j12.17 MVA四、（25 分）在题三图所示的电力系统中,三相短路发生在h点和f2点，系统对母线 a处的短路功率为1000MVA，母线a的电压为恒定值，试计算短路电流周期分量。各元件参数如下:线路 L1 : 40km, x= Q /km。

15、变压器 T:30MVA,Vs%=。电抗器 R:,X%=4。电缆 L2：,x= Q /km.解：取Sb 100M ,Ub Uav。先计算第一种情况。a的电抗标幺值系统用一个无限大功率电源代表，它到母线 各元件的电抗标幺值分别计算如下：农村电力网作业题（四）10110/11kV。如A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压。（注：一、有一回电压等级110kV，长为150km的输电线路，末端接一台容量为的降压变压器，变比为图1所示，当A点实际电压为115kV时，求|0%=）（ 20 分）Pk=190kW， Uk%=,Po=,图1 题一图解线路LGJ1501728.5(mm)ri=( Q /km)变

16、压器:R=(S)X= =( Q )42.13 10 (S)设 U C=110，/0°Ut20 么31715 40.35.92110由Sa和A点电压求各点电压及电损耗二、简单输电系统如图2所示，变压器变比为 110± 2X %/11kV，若不计变压器励磁支路及线路对地电容，则线路和变压器的总阻抗Z=26+j130 Q,节点A的电压为118kV，且维持不变，降压变电所低压侧母线要求常调压，保持电压。若补偿设备为静电电容器试配合变压器分接头的选择确定受端应设置的无功补偿容 量。（20分）图2 题二图解 计算补偿前最大、最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压。先计算功率损耗首端功率为因

17、此，i节点电压为（a）选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退岀的条件选择变压器变比，为于是可选择110kV电压的主抽头，即 Uti =110kV，则变压器变比 k=110/11=10。再按最大负荷时的要求，求无功补偿容量三、如图3所示网络中，A、B、C为三个等值电源，其中S=75MVA，Xa=，Sb=535MVA ，Xb=。C的容量和电抗不详，只知装设在母线4上的断路器QF的断开容量为3500MVA。线路仆|2、b的长度分别为10、5、25km，电抗均为Q /km。试计算在母线1三相直接短路时的起始次暂态电流和短路冲击电流。（20分）图3题3图解：取Sb=1000MVA，作系统的等值网络如

18、图首先确定电源 C的等值电抗Xc。如果短路不是发生在母线1,而是发生在母线 4的断路器QF之后，则电源A、B、C供给的短路电流都要通过QF，其中电源 A、B供给的短路电流决定于如下的电抗X*=+/+=短路瞬间，这两个电源供给的短路功率为 断路器QF允许电源C供组的短路功率为3500-1326=2174（MVA）Xc* 丄型 0.46S*2174然后作母线1的短路计算。这时整个网络对短路点的等值电抗为由此可得电源 C的等值电抗Xc至少为X - *=+ ）/ ） +=由此得到起始次暂态电流为 以有名值表示则为 冲击电流的有名值为四、如图4所示的某三相系统中k点发生单相接地故障，已知Em j1，Z任

19、=,Z2E = , Z0E = , Zk=。求a相经过阻抗 Zk接地短路时短路点的各相电流、电压。（20分）解 单相接地时复合网为串联型，于是可知求各相电流和电压为五、如图5所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的%和，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，COS =，变压器高压Uk%= , Pk=i63kW，励磁影响不计。试选择变压器的分侧的电压在任何运行情况下均维持，变压器参数为接头。（20分）解变压器的电阻和电抗为末端最大和最小负荷为按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为 在最大和最小负荷

20、时变压器低压侧的电压由下式求得 解得110 （ %）=的分接头。然而最大和最小负荷时分接头电压为 故选分接头电压为 校验低压母线电压：最大负荷时最小负荷时Umax% UimaxU TIUi i仏J i minU TIUimin99.9104.611107.2511107.2510.25(kV)10.73(kV)电压偏移:最大负荷时U max %10.25 10100%2.5%最大负荷时Umin%10.73 10100%7.3%7.5%10比较可知，所选择的分接头满足调压要求。农村电力网作业题（五）一、额定电压母线电压。110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图一所示。已知电源A的电压为121kV

21、，求功率分布和各（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U ）。（ 15分）图一题一图C=U N= h °=110 0_已知 UA=121kV二、某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为Fi=3+ P；(t/h)F 2=5+ Pg2两台发电设备的额定容量均为100MW，负荷在两台发电设备间的最优分配方案。（ 解两台发电设备的耗量微增率分别为 按等耗量微增率准则分配负荷，令入1=入2，有（t/h）而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷 150MW，试求15分）而等约束条件为+=+P G1+ Pg2=150联立式（A ）、式（B）、求解 PG1、Pg2。把Pg2=150-P

22、g1代入式（A）有+=+(150 P G1)于是解得P g1=90MWPg2=60MW此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（30<90<100、30<60<100 ），因此，可做为最优分配方案。三、如图二所示某降压变电所装设一台容量为20MVA、电压为110/11kV的变压器，要求变压器低压侧的偏移在大小负荷时分别不超过额定值的%和，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，COS =，变压器高压侧的电压在任何运行情况下均维持，变压器参数为接头。（20分）Uk%=， Pk=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分图二题三图解变压器的电阻和电抗为末端最大和最小负荷为按最大和最小负荷时调压要求，变压器低压侧电压应为