电力系统稳态分析陈珩 作业答案Word文档格式.docx
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(1)保证可靠地的持续供电
(2)保证良好的电能质量(3)保证系统运行的经济性。
(4)环保性。
1-3.何为电力系统的中性点?
其运行方式如何?
它们有什么特点?
我国电力系统中性点运行情况如何?
星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。
中性点的运行方式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。
直接接地供电可靠性低。
系统中一相接地,接地相电流很大,必须迅速切除接地相甚至三相。
不接地供电可靠性高,对绝缘水平的要求也高。
系统中一相接地时,接地相电流不大,但非接地相对地电压升高为线电压。
我国110kV及以上的系统中性点直接接地,60kV及以下系统中性点不接地。
1-4.中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,各相对地电压有什么变化?
单相接地电流的性质如何?
怎样计算?
中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,接地相电压为0,非接地相电压升高为原来的倍,即升高为线电压。
单项接地电流为容性。
接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和,其幅值为倍非接地相对地电容电流,也就等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。
(可画向量图来解释)
1-5.消弧线圈的工作原理是什么?
补偿方式有哪些?
电力系统一般采用哪种补偿方式?
为什么?
消弧线圈就是电抗线圈。
中性点不接地系统中一相接地时,接地点的接地相电流属容性电流,通过装消弧线圈,接地点的接地相电流中增加了一个感性分量,它和容性电流分量相抵消,减小接地点的电流。
使电弧易于熄灭,提高了供电可靠性。
补偿方式有欠补偿和过补偿,欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式,过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。
电力系统一般采用过补偿方式。
因为随着网络的延伸,电流也日益增大,以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压,所以一般采用过补偿。
1-6.目前我国电力系统的额定电压等级有哪些?
额定电压等级选择确定原则有哪些?
我国电力系统的额定电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。
额定电压等级选择确定原则有:
用电设备的额定电压=系统额定电压。
发电机的额定电压比系统额定电压高5%。
变压器一次绕组额定电压=系统额定电压,只有与发电机直接相连的变压器的一次绕组额定电压=发电机额定电压,变压器二次绕组额定电压比系统额定电压高10%。
只有漏抗很小,二次测直接和用电设备相连的和电压特别高的变压器,其二次绕组额定电压比系统额定电压高5%。
1-7.电力系统的接线方式有哪些?
各自的优、缺点有哪些?
无备用接线包括单回路放射式、干线式、链式。
无备用接线简单、经济、运行方便,但是供电可靠性差。
有备用接线包括双回路放射式、干线式、链式、环式和两端供电网络。
放射式、干线式、链式供电可靠性和电压质量高,但是不经济。
环式供电可靠性较高但是运行调度复杂,故障时电压质量差。
两端供电网络供电可靠性较高但是要两个或两个以上独立电源。
1-8.标出下图所示电力系统各设备的额定电压。
G1:
10.5kV;
T1:
一次侧10.5kV,二次侧:
121kV;
T2:
一次侧110kV,二次侧:
38.5kV
(b)
一次侧10.5kV,二次侧121kV;
G2:
低压侧10.5kV,中压侧38.5kV,高压侧121kV
(c)
G:
低压侧11kV,中压侧38.5kV,高压侧110kV;
T3:
一次侧35kV,二次侧6.3kV;
T4:
一次侧10kV,二次侧3.3kV;
M:
6kV;
第二章电力系统各元件的特性和数学模型
1.思考题、习题
2-1.什么是发电机的功角特性?
隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别?
2-2.什么是变压器的短路试验和空载试验?
从这两个试验中可确定变压器的哪些参数?
2-3.双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示?
双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同?
2-4.三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220,额定容量为120000/120000/60000/kVA,额定电压为220/121/11kV,Pk(1-2)=601kW,Pk(1-3)=182.5kW,Pk(2-3)=132.5kW,Uk(1-2)(%)=14.85,Uk(1-3)(%)=28.25,Uk(2-3)(%)=7.96,P0=135kW,I0(%)=0.663,求该变压器的参数,并做出等值电路。
2-5.架空线路主要有哪几部分组成?
各部分的作用是什么?
2-6.电力线路一般以什么样的等值电路来表示?
2-7.一条110kV、80km的单回输电线路,导线型号为—150,水平排列,导线计算外径为19mm,其线间距离为4,求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。
,
该输电线路属于短线路,采用一字形等值电路。
(电路图略)
2-8.有一回500kV架空线路,采用型号为—4×
400的分裂导线,长度为250km。
每一导线的计算外径为27.2mm,分裂根数n=4,分裂间距为400mm。
三相导线水平排列,相邻导线间距离为11m,求该电力线路的参数,并作等值电路。
该输电线路属于中长线路,采用∏形等值电路。
2-9.何为负荷的定义?
何为综合用电负荷、供电负荷和发电负荷的定义和区别?
2-10.电力系统负荷曲线有哪些?
它们有何用途?
2-11.双水内冷汽轮同步发电机的型号为TQFS-125-2,PN=125MW,cosφN=0.85,UN=13.8kV,Xd=1.867,Xd′=0.257,Xd″=0.18。
试计算该发电机的直轴同步电抗Xd,暂态电抗Xd′和次暂态电抗Xd″的有名值。
2-12.如何把多电压级电力系统等值成用有名制表示的等值网络?
2-13.标幺值及其特点是什么?
在电力系统计算中,基准值如何选择?
2-14.电力系统参数如图所示,取基准值SB=220MVA,UB线路=209kV,试求其标么值等值电路。
2-15.电网如图所示,设备参数如下:
T4的容量为120MVA.
求1)归算至110kV的网络等值电路;
2)取SB=100MVA,220kV处UBl=220kV,求网络的标么值等值电路。
1)
自耦变压器的电抗
2)
第三章简单电力系统潮流计算
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?
(画出线路的等值电路)
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?
什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率?
什么叫运算功率?
什么叫运算负荷?
一个变电所的运算负荷如何计算?
变压器在额定状况下,其功率损耗的简单表达式是什么?
220kV单回架空线路,长度为200kM,导线型号为LGJ-300,导线计算外径为24.2mm,三相导线几何平均距离为7.5m。
已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA,始端电压为240kV,求末端电压、功率,并作出电压向量图。
r1=31.5/300=0.105/km,x1=0.1445lg(Dm/r)+0.0157
=0.1445lg(7500/12.1)+0.0157=0.42/km
b1=7.56/lg(Dm/r)*10-6=2.71*10-6S/km
R=21,X=83.84,B=542*10-6S.
=-j15.61Mvar
=33.42kV.=36.18Kv
=209.72kV,=-9.930
=
=113.18+j50.31MVA
110kV单回架空线路,长度为80kM,导线型号为LGJ-95,导线计算外径为13.7mm,三相导线几何平均距离为5m。
已知电力线路末端负荷为15+j10MVA,始端电压为116kV,求末端电压和始端功率。
r1=31.5/95=0.33/km,x1=0.43/km,b1=2.65*10-6S/km.R=26.53,X=34.36.
B=212*10-6S设从末端向始端推算:
=15.66+j9.57
=6.42Kv
=2.45kv=109.61kv
=-1.280
220kV单回架空线路,长度为220kM,电力线路每公里的参数分别为:
、线路空载运行,当线路末端电压为205kV,求线路始端的电压。
R=23.76,X=92.4,B=585.2*10-6S
=-5.54kV,=1.43kV
=199.46+j1.43=
3-9为什么要对电力网络的潮流进行调整控制?
调整控制潮流的手段主要有哪些?
3-10简单辐射形网络、环形网络潮流计算的内容及步骤是什么?
3-11图3-1所示简单系统,额定电压为110kV的双回输电线路,长度80km,采用LGJ-150导线,其单位长度的参数为:
,.变电所中装有两台三相110/11kV的变压器,每台的容量为15MVA,其参数为,,。
母线A的实际运行电压为117kV,负荷功率:
。
求母线c的电压(迭代一次即可)。
解
(1)计算参数并作出等值电路。
由于线路电压未知,可用线路额定电压计算线路产生的充电功率,并将其等分为两部分,使得
分别接于节点A和b,作为节点负荷的一部分。
两台变压器并联运行时,他们的等值电阻、电抗及励磁功率分别为
变压器的励磁功率也作为接于节点b的一种负荷,于是节点b的总负荷
节点c的功率即是负荷功率
(2)计算由母线A输出的功率。
先按电力网的额定电压计算电力网中的功率损耗,变压器绕组中的功率损耗为:
线路中的功率损耗为
由母线A输出的功率为
(3)计算各节点电压
线路中电压降落的纵分量和横分量分别为
b点电压为
变压器中电压降落的纵横分量为
归算到高压侧的c点电压
若上述计算中不计电压降落的横分量,所得结果为
,,与计及电压降落横分量的计算结果相比,误差很小。
3-12对图3-2所示的环行等值网络进行潮流计算。
图中各线路的阻抗参数分别为:
各点的运算负荷分别为:
而且U1=235kV。
图3-1 图3-2
解:
(1)求初步功率分布
从电源点1处拆开网络,如图所示。
是两端电源电压相等的两端供电网络。
因为该网络中,,
他们几
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