电力系统分析备考

1、16.当功率的有名值为s=P+jQ时（功率因数角为中）取基准功率为Sn，则有功功率的标么值为（）Pcos中Sn P PS cos 甲S sin甲17.环网中功率的自然分布是（与电抗成正比分布与电阻成正比分布23.与阻抗成正比分布通过改变变压器变比，实质上（与阻抗成反比分布）改变了电压损耗的数值改变了负荷变化时次级电压的变化幅度改变了电力网的无功功率分布增加了整个电力系统的无功功率容量24.三相短路时，非周期分量极小值只能是在某种情况（）25.28.三、一相中出现三相均不出现同步机的各种电抗间关系为（越靠近电源点负序电压越（同时在两相中出现只有故障相出现其它相不出现xdxdxdxqxd低简答题高

2、不变无法确定31.答：用。32.简单闭式网分为哪些类网络?电力变压器的主要作用是什么？电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作答：简单的闭式网可分为两端供电网络（2分）和环形网络（2分）两类（1分）。为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系 统的电压水平？答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平，同时却使系统 中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并 不能改变系统的电压水平。为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性？答：在输电线路

3、送端的变压器经小电阻接地，当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过 该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用，因而是能提高系统的暂态稳定性。四、简算题某三相单回输电线路，采用LGJ-300型导线（计算外径25.2mm），已知三相导线正三角形布置，导线间距离D = 6m，求每公里线路的电抗值。解：计算半径：r = 252 = 12.6mm = 12.6 x 10-3m 2几何均距：DD=6mDxi = 0.1445lgm + 0.0157=0.1445lg 6+ 0.015712.6 x10 -3=0.403。/km36.110K V单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV,末端

4、负荷为15 + j10MVA, 求该电力线路末端电压及始端输出的功率。IUi加*，做会UxH 1- F 1* MVAT-jl-KKrs解：. U）设全网电压为Un= hokv&二10-4x -jl,瓷】域机差 m 曷 +QsS = 15 + J8.669MV&（1 分）+ X）=0.496+992 MYA（1分）、P：IS； = ； +AS7=i5.496 + j9.661 MVAaQ7）= jl-lx 乂_.jL33i 邮r（1 分）=葛 +Q.I5必&+j8.33 MVA （1 分），（2）令 U = 1I6/KVU2= Ui -（匕。+ .i = 109,997、3.的8= 110.05

5、8KV（3 分）某系统发电机组的单位调节功率为740MW/Hz，当负荷增大200MW时，发电机二次调频 增发40MW，此时频差为0.2Hz，求负荷的单位调节功率。解：.已知 Kq = 740MWZH7.,= 200w, PG= 一 0.21五求：Kl= ?KKlT:： -0.2= -（3 分）/4V + IS电解：根据公式4= 一竺二* (3分)普-740=800-74）qw/Hz（1 分）r E网K点发生两相短路接地，求K点短路电流值。mW 冲 y&3W6& Mk/4S *产 sr MrNV4-J7人。=冲心 EZ幻4相-ALkj顼三为/U匕i -亚耳屹乂尊 =丁32= Xr = 0JQ5x

6、 = 0.20,372x0.2 山03723X? =0.?2 + （0.32/10.13）=0,412 而/ ().32 x 0.13一而.志一场沪心球= 3,?4KA五、综合题有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93 + j63.525Q，已知变压器 母线在任何方式下均维持电压为107.5KV,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。98.7KV mr 工 IS x 4.93 4-13.5 x 3.5251. J ）LmaK -l 10/. 5 - -107.5U皿1-左耳-专W竺企竺二3分）107,5（2）按最小负荷盹无

7、补偿情配来逸翌变注器分接义临=1。2痂品-矣=L皈 35KV 选用 U0f.5gl 107.25/11 （2 分）接最大典莓盹调压耍或确定Q容量9c =x （戚竺项7 x布&） k坪笋-I攻加G分）3 费算:最大负荷时补璧设誓金部投入IB.5U 河：_1&E.93+土一 虽壬必一.监湖11二99,85勺0；五=电压偏移专主xltXm -0.1%量Z?负荷防= 2,96x11/107- 10.56KV电压偏移=1土与 x 100 =1.8% （W 分）作业题二参考答案架空线路开路时，其末端电压比首端电压高8.将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为低一中一高常用的潮流计算的基本数学模型是 节

8、点电压方程标么值近似计算中基准电压常诜网络平均额定电压。A 一样B越大C越小D都不对4.在变压器的等值电路中其导纳是口二、选择题 3.相同截面的导线，使用的电压等级越高，其电3 AC -GT+jBTD -GT-jBTA GT+jBTB GT-jBT中性点不接地系统对设备绝缘的要求C不变D都不对架空线路采用导线换位的目的_A减小电抗B减小电纳 C减小三相参数的不对称D都不对N-R迭代的主要优点是：顼A简单B收敛快C准确D占用内存少10.变压器的运算负荷是 DA变压器付方功率加上变压器阻抗的功率损耗；B变压器付方功率加上变压器导纳的功率损耗；C变压器副方功率加上变压器阻抗和导纳的功率损耗；D在C的

9、基础上，再加上变压器所联线路导纳中的功率。三、某系统发动机组的单位调节功率为740MW/Hz,当负荷增大200MW时，发电机二次调频增 发40MW，此时频差为0.2Hz，求负荷的单位调节功率。解： PDO=APGK(f KDAf200=40 + 740X0.2 + 0.2XKD所以 K =60MW/HzD所以负载的单位调节功率为60MW/Hz。四、额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源A的电压为121kV， 求功率分布和各母线电压。(注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量8U )。、立_罕刁盘与号范?4C+|WMVAi(H-j8VfVA解设U = U =企=110如

10、C N102 +82.费 =(20 + + j30) = 0.271 + j0.407BC 1102S =-故 +展 =(-10 - j8) + 0.271 + j0.407 = -9.793 - j7.593S =因 + / = 40 + j30 - 9.793 - j7.953 = 30.207 + j22.407 TOC o 1-5 h z B BBS = 30.2072 + 22.4072(20 + j40) = 2.338 + j4.676AB1102帝= + 气=30.207 + j22.407 + 2.338 + j4.676 = 32.545 + j27.083已知 UA=12

11、1kVU = 32.545 X 20 + 27.083 E0 =14.332(kV)AB121U = U - U = 121 -14.332 = 106.668(kV)u I-9.79* x 20 + (-7.593) X30 =-3.972(kV)bc106.668UC = UB -UBC = 106.668 + 3.972 = 110.64(kV)六、如图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2.5%和7.5%，最大负荷为18MVA，最小负荷为7MVA，cos中=0.8，变压器高压侧的电压在任何运行情况

12、下均维持107.5kV，变压器参数为U%=10.5，P=163kW，励磁影响不计。试选择变压器的分接头。 kklOT.JkViDMVA|0ilfcVJD-PU 2kN解变压器的电阻和电抗为631 = 4.93(Q)1000S 21000 x 202NUN =些些=63.5(Q)100S100 x 20N末端最大和最小负荷为S = 18cos 中 + j18sin 中=18 x 0.8 + j18 x 0.6 = 14.4 + j10.8(MVA)QZXS = 7cos中 + j7sin9 = 7 x 0.8 + j7 x 0.6 = 5.6 + j4.2(MVA)min按最大和最小负荷时调压要

13、求，变压器低压侧电压应为U：= 10(1 + 2.5%) = 10.25(kV)U 严、=10(1 + 7.5%) = 10.75(kV)i min在最大和最小负荷时变压器低压侧的电压由下式求得Ui max=U -AU = 107.5 -144x 493 +10.8x 竺I maxi maxU=Uimax-AUmm = 107.5 - 5.6 x 4.93 +驼 x 63.5maxUi min解得U = 99.9(kV)U max = 104.6(kV)i min然而最大和最小负荷时分接头电压为U = U = 99.9 x-L = 107.2(kV)T/max z max U10.25U /

14、. = UUU = 104.6 x 1015 = 107(kV)i minUTIT/max T / min2107.2 +1072=107.1(kV)故选分接头电压为110(1-2.5%) =107.25的分接头。校验低压母线电压：最大负荷时 U % = U = 99.9 x 11 = 10.25(kV) imaximax U107.25最小负荷时 U = UCn = 104.6 x 11 = 10.73(kV)iminimin U107.25电压偏移：最大负荷时 U % = 10.25 T x 100% = 2.5%max1010 73 10最大负荷时 U % = x 100% = 7.3%

15、 ii?SMYA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aSmaxaS202 +152-0 x (26 + j130) = 1.34 + j6.71MVA102 + 7.52x (26 + j130) = 0.34 + j1.68MVAmax1102首端功率为S =侬+衣 =(20 + j15) + (1.34 + j6.71) = 21.34 + j21.71MVA 七.=S +/. = (10 + j7.5) + (0.34 + j1.68) = 10.34 + j9.18MVA 因此，i节点电压为Ui max11821.34 x 26 + 21.71 x 13

16、0118=89.38(kV)118U = 118 - 10.34 x 26 罗.18 x 130 = 105.61(kV)i min(a)选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，为U = U- = 105.61 x 工=110.64(kV)TIimin U10.5于是可选择110kV电压的主抽头，艮尚TI=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k 2UQc=TrU，i Cmax ki max102 x 10.513010.5 -89.38 10=12.62(Mavr)三、如图3所示网络中，A、B、。为三个等值电源，其中Sa

17、=75MVA，Xa=0.380，S535MVA，X=0.304C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。 B线路七、l2、l3的长度分别为10、5、25km，电抗均为0.4Q/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S =1000MVA，作系统的等值网络如图9-2 (b)B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 = (5.07+0.151)/0.586+0.242=

18、0.754*短路瞬间，这两个电源供给的短路功率为S = I S = S = X1000 = 1326(MVA)* b X b 0.754断路器QF允许电源C供组的短路功率为3500-1326=2174(MVA)由此可得电源C的等值电抗X至少为 X = 迎 =0.46Cc* 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%*=(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暂态电流为1* = 0.728 =1，373以有名值表示则为I = I I = 1.373 x I000 = 6.89(kA)* B3x 115冲击电

19、流的有名值为，M = 2-55/ = 2-55 X 6-89 = 17-57(kA)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E = j1,a1EZ/j0.4, Z/=j0.5, Z0=j0.25, Zk=j0.35。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)A = A =戊=解 单相接地时复合网为串联型，于是可知atSa1 a1 a1 Z 方 + Z 2 + Z 总 + 3Z kj1j0.4 + j0.5 + j0.25 + 3 x 0.35=0.64/ 42.5 o TOC o 1-5 h z 砍=I (Z + Z + 3Z )al al W 0k=0.64

20、 42.5 o(j0.5 + j0.25 + 3 x 0.35)=0.6/ 42.5ox1.2矿 35.5o= 0.8/ 78o夜=一戊 Z= -0.64/42.5 ox0.5/90o= 0.32 / 47.5 oa2a2 2U0 = -% Z 0 = -0.64/42.5 ox0.25?90o= 0.16/- 47.5 o求各相电流和电压为戊=戊+ 戊+ 戊=3戊=3 x 0.64 42.5o= 1.92/42.5 oal al a2 a0al#=a=0A = Iz = l.92/42.5 ox0.35 = 0.6/ 42.5 oa a kU = a U + aU + Ubala2 a0=0

21、.83/ 78 o+240 o+0.3/ 47.5 o+l20 o+0.l6.u - 47.5 o=0.82 - j0.37 = 0.9 - 24.5 o* = aU + a U + Ucala2 a0=0.83/ 78 o+l20 o+0.3 47.5 o+240 o+0.l6,/ - 47.5 o=0.993 - j0.44 = ll/-l56作业题五参考答案一、额定电压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，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量8U ）。图一题一图5ac解设 Uc= Un= 110 kV102 +82.

22、 =(20 + + j30) = 0.271 + j0.407BC 1102S =-S +展 =(-10 - j8) + 0.271 + j0.407 = -9.793 - j7.593 SB =籍 + 籍=40 + j30 - 9.793 - j7.953 = 30.207 + j22.407S = 30.2072 + 22.4072(20 + j40) = 2.338 + j4.676AB1102帝= + 气=30.207 + j22.407 + 2.338 + j4.676 = 32.545 + j27.083已知 UA=121kVU = 32.545 x 20 + 27.083 X40

23、 =14.332(kv)AB121U = U - U = 121 -14.332 = 106.668(kV)U =5dWQ = -3.972(kV)bc106.668UC = UB -UBC = 106.668 + 3.972 = 110.64(kV)四、如图三所示的网络中，当降压变压所10.5kV母线上发生三相短路时，可将系统视为无限大功率电源，试求此时短路点的冲击电流和短路功率。 10td图三题四图人F7TT 卜土取 Sb=100MVAUB=UavX1*X2*=0.105 x 四=0.52520=0.4 x 10 x 迎=0.292372等值网络如图所示。周期分量电流的有效值有名值电流为X

24、3*=X 4* = 0.07 x 蜀=2.19X = 0.525 + 0.292 + - x 2.19 = 1.9122Xz*= 0.5231.912=0.523 x1003 x 10.5=2.88(kA)若取K=1.8，则冲击电流M =x L8 x 1 = 2.551 = 2-55 x 2-88 = 7*短路功率为S = S - S = I - S = 0.523 x 100 = 52.3(MVA) k * B * B五、已知某系统接线如图四所示，各元件电抗均已知，当k点发生BC两相接地短路时，求短路点各序电流、电压及各相电流、电压，并绘出短路点的电流、电压相量图。2SMW一杓T：部与FI5

25、0MW局WL5O5.-12lkVf hnVU5图四题五图I15LVIM 一七TW10.5121kV澎一田3HiFi.40AnnJL_-阳 f s3|.弘陌W S/l2lkVxg1）计算各元件电抗（取SB=100MVA UB=Uav） o发电机G1X = *% - b = 0.125 x100 = 0.25100 S50X =以. = 0.16x 也=0.32100 S n50发电机G2X =芝莒.Sb = 0.125 x100 = 0.5100 S25X = %.七=0.16 x 迎=0.64100 S25变压器T1Nv v v U % S10.5 100X = X = X = kb =x =

26、 0.175N变压器T2线路l105 x 瓢=0.333100 31.5X = X = x l -b = 0.4 x 50 x= 0.15BX 0 = 2 X1 = 2 x 0.15 = 0.302）以a相为基准相作出各序网络图，求出等值电抗七xy晶 j1 x j(0.333 + 0.5) + j1 x j(0.25 + 0.175 + 0.15) ME = j1aj(0.25 + 0.175 + 0.15 + 0.333 + 0.50)X1SX2SX3S=j(0.25 + 0.175 + 0.15)/j(0.333 + 0.50) = j0.289 =j(0.32 + 0.175 + 0.15)/j