电力系统分析西南交大作业

1、、主观题（共8道小题）1。电能质量最主要的两个指标是什么？电压和频率.简述电力系统、电力网和动力系统的联系与区别电力线路和变压器组成的网络称为电力网；电力网+发电机+负荷=电力系统；电 力系统+动力部分=动力系统。.电力系统运行的特点和要求分别是什么？特点：（1）电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分配和使用必须同时 进行；（2）过渡过程十分短暂：要求自动化控制程度高；（3）对社会生活、政 治和国民经济影响巨大。要求：（1）保证安全可靠持续供电；（2）保证必要的电能质量；（3）保证电力 系统运行的经济性.我国的电压等级有哪些？简述对用电设备、发电及和变压器额定电压的规定。有 3kV, 6

2、kV, 10kV, 35kV, （60kV） , 110kV, （154kV） , 220kV, 330kV, 500kV等电压等级。用电设备额定电压与电力系统额定电压相同.考虑电网中有电压损耗，为了尽量使用电设备在额定电压下工作，发电机比电力系统额定电压 高5%。变压器一次侧相当于用电设备，规定其额定电压与电力系统额定电压相 同，二次侧相当于发电设备，考虑到变压器漏阻抗很大，其额定电压一般比电力系 统额定电压高10% o.电力系统中性点接地方式有哪些？各有什么特点 ？小电流接地方式：单相短路接地时故障相对地电压降为零 ；非故障相对地电压升 高为线电压，三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电

3、设备仍能照常运行 ， 但允许继续运行的时间不能超过 2h。大电流接地方式：发生单相接地故障即引起断路器跳闸，中断供电 ；因此，供电 可靠性不如小电路接地方式。发生单相接地故障时，非故障相对地电压仍为相电 压，电气设备的绝缘水平只相电压考虑，可以降低工程造价。.电力系统的构成？电力系统发电机、变压器、电力线路和负荷按一定规律连接而成的系统。.当变压器带有一定负荷时，在其中要产生哪些功率损耗？空载时有无损耗 ？为 什么？有功功率损耗和无功功率损耗。空载时有损耗，因为空载时变压器励磁支路仍消 耗有功功率和无功功率。标出图1所示系统各设备的额定电压。G: 10.5kVT1: 10.5/121kV T2

4、 : 110/38.5/11kVT3: 35/6.6kV T4 :10kV/420V M : 6kV一、主观题(共6道小题)1。电力系统等值网络中，有名制和标么制分别表示什么含义？有名制：系统所有参数和变量都以有名单位表示。标幺制：系统所有参数和变量都以与它们同名基准值相对的标幺值表示，因此没有单位。2.采用标么值计算有什么优点？(1 )易于比较各元件的特性与参数；(2)方便评估电压质量，判断计算的正确性; (3)能够简化计算公式3。什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度 ？传播常数片亚匕十,其中，a为衰减常数产%书 -,为相位常数，波阻抗为 1 ,波长为工骂k项速度与光速

5、相同。4。什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的 现象？自然功率为忽略电力线路电阻和对地电导时，末端接阻抗大小等于波阻抗时电力线路传输的功率.当远距离交流输电线路输送自然功率时，有以下特点：(1)电力线路各点电压和电流同相位；(2 )电力线路各点电压大小相等，电力线路各点电流大小相等；5。一台向10kV网络供电的SFL31500/110型降压变压器，其技术参数为：电压 110kV/11kV, Ps=180kWP0=31 kW,U%=10.5% , 10% =0.8。试计算归算到高压 侧的参数。二靠颦哉累y100 %100 31 5色二-4-xW3 = Hxiov =

6、 2.56 xWS此 1W20%082.0Bx1Q-sS100100 11 d6.输电线路单位长电阻ri=0o 03 Q /km,正序电抗x1=0.4Q/km,正序电纳bi=2.84X10-6S/km,线路长度为300km试计算电路参数。产30口工kr = l-x =1-x0,4x2.84 内口 =0.966=1-，3乂*吩需）331 上%=贴、=1+-又口交 2.S4 乂 1口 = 1.0085。12”力12Z = AN +於,修2 二 0.966x0.03x300+70583x0.4 x3Q0= S3+711738 Q/kmT呼2.84x10 x100口nF1=jk /1.QQ85 x-

7、“.296x10 1 S/km222一、主观题（共5道小题）1。什么是电力系统潮流计算？电力系统潮流计算的目的是什么？求解电力系统中（各节点）电压、 （各支路的有功、无功）功率的稳态分布的计 算即为潮流计算。目的：服务于电力系统的运行与规划设计； 分析和评价电网运 行的安全性和经济性.2。试分别说明电压损耗和电压降落的概念。电压损耗是两节点的电压大小之差.电压降落是两节点的电压相量之差。两者概 念不同。.电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、 末端的电容功率表达 式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？电力线路阻抗中的功率损耗p2+q1MVA电力线路始

8、、末端的电容功率MVA适合于三相形式，只需功率代入三相功率，电压代入线电压。这是因为&般=弘S% = 3与会第+用=*产（五+与3=方*年+上冷应 三3底防=3YP； = F，U口.电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的 计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？电压降落的纵分量横分量PX-QR横分量PX-QR%计算公式适合于线电压，这是因为dduf三狙R：3Kx二如以a / 闻 “犯=商口 =# Qx Q聿R Jy:电r=px r*5。 包 a5。有一回电压等级为110kV,长为100km的输电线路，电阻ri=0o 21Q/km,电抗xi =00 415

9、Q/km,电纳b1=20 84x 10-6S/km,末端接一台容量为 31.5MVA的降压变压 器,变比为110/11kVo如图2所示。变压器参数为Pk=190kW Uk%=10.5, R=3 1。05kW 10% =0.7。当A点实际电压为115kV时，求A、C二点间的电压损耗 及B点和C点的实际电压.B“100km22+J13MVASTL1-31500/110B“100km22+J13MVASTL1-31500/110110/llkV(1)求等值电路马二电+两)= 100 x (0 21 + J0M戊=21 + j41 5Q1000于1000 31 5a100 %100 31.5t = 2

10、1 舛 104 = 257x103$ 11Q3E 迷电二2 当= 1 S2xl0-ss* 100100 110a(2)计算C点电压设节点Ek C为额定电压,则Zt的功率损耗为电=%?(& + #7)=27(2,32+*。3 = 0,125+启 18MVAC/。11 u治二%+心% = 224 jl 3+0,125+y2.1E= 22,125+15,18kVA =XmZ7j = (2.57x10-5+ /Lg2Ml0)冥110。0.0314 J0.22MVA之二冬+A& 二 22125+jl5一 18+0-031+加.22 = 22.156+/5.40MVA所以有咽+Q2NL21S.40W.5

11、二9/V115% = J A% = 115- 9-6 = 105.4kV峭+ = 2225版宽+ 15力。.3二&”1Q5.4二 1U5J-63 二毁 IkUC点实际电压为、主观题(共7道小题)1。什么是短路故障？不对称故障有哪些种类？短路故障：电力系统中正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间发生通路的情况.不对称故障有两相接地短路、单相接地短路、两相短路 3种。2,短路故障的原因是什么？(1)雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老化，或遭受机械损伤，致使载流导体的绝缘被损坏；(2)不可预计的自然损坏，例如架空线路因大风或导线 履冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等；(3)自然的污秽

12、加重降低绝 缘能力；(4)运行人员违反安全操作规程而误操作，例如线路或设备检修后未拆除 接地线就加上电压等。3,短路故障的后果是什么？(1)短路将产生从电源到短路故障点巨大的短路电流，可达正常负荷电流的几倍 到几十倍。短路电流在电气设备的导体间产生很大的电动力，将导致导体变形、扭曲或损坏。短路电流通过导体产生的热量而使其温度急剧上升，将导致设备因发热而损坏。(2)短路将引起系统电压的突然大幅度下降。系统中异步电动机将因转矩下降 而减速或停转。(3)短路将引起系统中功率分布的突然变化。导致并列运行的发电厂失去同步， 破坏系统稳定性(4)不对称短路电流产生不平衡交变磁场。 对周围的通信网络、信号系

13、统、品闸 管触发系统及自动控制系统产生干扰.短路计算的目的是什么？(1)为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据；(2)为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；(3 )为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠 的依据。.什么情况下可认为系统为无限大功率系统？它的特点是什么？当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的 10%寸，就可以近似认为此电源为无限大 功率电源。无限大功率电源的内阻抗为零，端电压保持恒定。系统如图所示。d点发生三相短路，变压器T2空载。求：（1）求用标幺值表示的 等值网络；（2）短路处起始次暂态电流和短路容量；（3）计算短路冲击

14、电流；（4） 若电源容量为无限大，试计算短路冲击电流。Ti31 .JMVA11科=1Ti31 .JMVA11科=1。510.5/121 kV04金痴1（每回）3OWA=1JOB10.5k.VIVk1口5110/10.5 始T（i）用标幺值表示的等值网络（取 为= iomva ,用平均额定电压进行计算） 把以自身容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值幻二 022x 吧= 0:733430X 二。105x=0.333J1 315=0.105x = 0.333315苞二 200 x0.4 乂100苞二 200 x0.4 乂1001153=0 605回路总电抗为占二蜀+号+耳+吗=0.733+0333+0.333+0,605= 2.004（2）起始次暂态电流=0.539口=0.539口733 + 0多3 + 0至3+0 605有名值为#4氐10.5短路容量为= 45 9MVA= 45 9MVA司+号什区十号口 0.733+0.333+0.333 + 0.605(3)短路冲击电流，取&W了庶二g=也xl 3x2.% = 753kA(4)若电源容量为无限大，则耳二 +石 +库=0.333+0.333+0,605=1.271Z7 = = 0.787有名值为I7 = O.7S7