电力系统分析作业答案Word文档下载推荐.docx
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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。
解;
272
r=——=\3.6nun.p=3\.5Qjnnr/km
2
req=x/13.6x400x400x5/2x400=1S7.3nun
£
>
„,=a/1lxl1x2x11=13.86/n=13860/7w?
S4x400
单位长度的电阻为斤=£
=-=0.02Q/km
,g187.3
单位长度的电纳为xIO"
=1386()x10"
6=4.06xlO^S/km
集中参数为R=i\l=0.02x250=5(Q)
X=xj=0.274x250=6&
5(C)
^=^7=4.06x10^x250=1.015x10"
3(5)
/?
=0.078x230=17.94(0)
X=0.412x230=94.76(0)
B=2.77xl0_6x230=637.1x1(T6(S)等值电路如图15所示。
17.49+>
94.76
11・
2092
「I
S;
11尸
S,丨
G
L6371x10-■
LG
O
120MWcos(p=0.92
图15习题解图3」
线路末端的充电功率为
A(2r2=t/2-=2092x318.55xl0_6=13.915(Mvar)
S2=S2+ASy2=120+J51.12-jl3.915=120+j37.2(MK4)
线路阻抗中的损耗为
12O2+3722
代咼二如.94十
HU=
120x17.94+37.2x94.76“
=2/.1O/
209
首端电压为S=209+27」67=236.167伙U)
线路首端充电功率为△$]=236」672x318.55x10"
=17.767(Mvar)
首端功率为£
=120+J37.2+6.483+J34.246-J17.767=126.483+J53.679(MV<
4)
2、由A、B两端供电的电力网,其线路阻抗和负荷功率等如图所示,试求A、B两端供电电压相等时,各段线路的输送功率是多少?
3、=6+J12Q
B
Z2=4+Z3=2+/4Q
Z4=3十J6Q
卄丄
」b
1.4支路合并,等值电路如图21所示。
ZI4=-(3+j6)=2+j4(Q)
札=(30+丿‘15)(4-丿8)+(20+"
0)(2-“)=?
()+肿
Sb
=(20+丿10)(6-八2)+(30+八5)(4—)8)=3()+
8-J16・八
S°
b=»
一耳=20+J10一(30+;
15)=-(10+;
5)
»
〜亠=(3。
5)—・;
2二訂6)=2。
+加
乙+Z4
3、额定电压llOkv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,求功率分布和个母线电压(注:
考虎功率损耗,可以不计电压降落的横分量)
20+J4l)L>
20十./30Q,
KBS
40十
10十fiMVA
ASa20+J40QbSb20+J30QC
■•-—»
CZ1——*_—|——•IZZF
\0+JSMVA
40+;
30MVA
等值电路如图20所示,设山“⑷=H0Z0\则有
Sb=-Sc+Sc=(TO-+O.27I+j0.407=-9.793-;
7.593(ME4)
=氐+=40+J30-9.793_丿7953=30.207+y22.407
an21nojf)72
A5北=-]]()—(2°
+J40)=2.338+丿4676(MW)
UB=UA=121-14.332=106.668(kV)
=S;
+△九=30.207+j22.407+2.338+)4.676=32.545+;
27.O83(ME4)已知UA=\2\KVt于是有
Uc=UH-\Ubc=106.668一3.972=110.64伙V)
Uc=匕一△仏.=106.668—3.972=110.64(KV)
4、发电厂C的输出功率、负荷D及E的负荷功率以及线路长度参数如图所示,当Uc=\nkvtUA=UB,并计及线路CE上的功率损耗,但不计其他线路上的功率损耗时,求线路AD、DE上通过的功率。
4=100+
UC=H2^
AB
SD=40+J30S;
.=-(3O+j5)
图26习题解图3-9
ASC£
=9.965+J19.95a10+;
205£
=Sf-(SC-ASC£
)=6O+J25-(100-J50-10-J20)=-(30+J5)
如图26所示,于是有
S—SqZ+ZJ+SeZ_(40+J30)(3-丿^"
("
。
一妙心一妙一工计”6"
Z|+Z;
+Z<
2+1+2+”4+2+4)
5-JI0
乙+耳0+乙)=40+)30(2-”)+(-30-)5)(3-)6)=2+,Q
Z[+Z、+Z3LPC'
SD+Se=10+J25
S“+S彩=12+)16—2+)9=10+)25
则Sde=SAD-SD=(12+丿16)-(40+)30)=-(28+J14)
5、如图所示为某35/llkv变电所,原是一台5600kvA变压器,由于低压侧负荷的增加,需扩建一台2400kvA的变压器,各变压器的阻抗已归算至35kv侧,若5600kvA变压器的变比为33.25/1lkv,而2400kvA变压器的变比为35/llkv,试求各变压器通过的功率损耗和电压损耗。
如图所示,由于两台变圧器的变化不匹配,所以有循环功率。
将35RU母线分上下两段,
设上母线电压/为35RU,则下母线电压比为33.252,于是有
电压差:
△"
=4一4=35-33・25=1・75伙V)
g_\U・Un_1.75x35
c7(2・22—)16・4)+(3・7—J33・2)
通过变压器的功率T1为
_仏2•_
——*%一
Zv
(6.2+j4.57)(6.7-;
33.2)
(2.22-丿•16・4)+(6・7-/33・2)
+0.215—儿196
=4.1+J3.28+0.215—儿196=4.315+J2.084
;
_sZT[/
T2♦〒
Art
=(6.2+丿457)(2.2276.4)_02]5+川96
(2.22-yl6.4)+(6.7-J33.2)
通过变压器的功率T2为
=2.1+J1.47-0.215+儿196=1.885+J2.666
Sn+ST2=4」35+丿2084+1.855+>
2.666=6.2+J4.75=S
可知,计算正确
431S2+20842
功率损耗:
A5n=(2.22+J16.4)=0.0416+)0.3075(MK4)
1.8852+2.6662
35^
(6.7+>
33.2)=0.0583+j0.2SS9(MVA)
电压损耗:
4.135x2.22+2.084x16.4
35
=\.25KV
I・885x6・7+2・666x33・2
=2.89KV
作业四
K某火电厂装设两套发电设备,其耗量特性分别为
Fx=2+0.2心+0.001用i
F2=4+0.2&
2+0.002用2
两台发电机的额定容量均为200MW,而最小有功功率为=弘讪=50MW°
若该电厂承担负荷为300MW,试求负荷的最优分配方案。
按等耗量微增率准则分配负荷,此时有
兄]=0.2+0.002PGVA2=0.2+0.004PG2
令入=人得
0.2+0.002^=0・2+0・004〈2
PG{+屜=300
联立解得:
②=200(MW),巴2=100(MW)
2、设有三个火电厂并列运行,各电厂的耗量特性及有功功率的约束条件如下:
F、=4+0.3/^,+0.0007^100MWz<
PG[S200MW
F2=3+0.32&
2+0.0004用2120MWS%S250MW
F、=3.5+0.3巴;
+0.00045150MW<
PG3<
300MW
当总负荷为700MW,试确定发电厂间的最优分配方案。
由耗量特性可求得各电厂的耗量微增率为
A=—=0.3+2x0.0007/^.,=0.3+0.0014巴]
1dPGl6161
<
入==0.32+2x0.0004巴2=0.32+0.0008&
?
=0.3+2xO.OOO457^3=0.3+0.0009巴3
根据等耗量微增率准则,令人=22=23有
0.3+0.0014/^,=0.32+0.0008/^2
0.32+0.0008^=0.3+0.0009巴3
联立Pg\=Pg2=Pg3=700
可解出:
心]=176(MIV),〈2=274(MIV)3、三个电力系统联合运行如图所示,已知它们的单位调节功率为:
Ka=200MW/Hz
Kr=80MVVIHz,Kc=100MW/Hz.。
当系统B增加200MW负荷时,三个系统都参加一次调频,并且C系统部分机组参加二次调频增发70MW功率。
求联合电力系统的频率偏移纣。
由题意可知
^PGA=0,^PGli=0,^PGC=10MW
Ka=200,Kb=80,Kc=100
APm=(),△/%=200MW,=0
则
a^=apm-a^=o
、Pb=—\Pgb=200(A/W)
帆=込一△氐=—70(MW)
=*P2・=0+2005=0.3427(HZ)
K、+Kb+K(.200+80+100
作业五
1、电力系统短路故障(简单短路)的分类、危害以及短路计算的目的是什么?
短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中线)之间的连接。
短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。
短路的危害:
(1)短路回路中的电流大大增加。
其热效应会引起导体或其绝缘的损坏;
同时电动力效应也可能使导体变形或损坏。
(2)短路还会引起电网中电压降低,结果可能使部分用户的供电受到破坏,用电设备不能正常工作。
(3)不对称短路所引起的不平衡电流,产生不平衡磁通,会在邻近的平行通信线路内感应出电动势,造成对通信系统的干扰,威胁人身和设备安全。
(4)由于短路引起系统中功率分布的变化,发电机输出功率与输入功率不平衡,
可能会引起并列运行的发电机失去同步,使系统瓦解,造成大而积停电。
短路计算的目的:
(1)选择有足够电动力稳定和热稳泄性的电气设备,
(2)合理的配置继电保护及自动装置,并正确整泄其参数。
(3)选择最佳的主接线方案。
(4)进行电力系统暂态稳定的计算。
(5)确定电力线路对邻近通信线路的干扰等,
2、冲击电流指的是什么?
它出现的条件和时刻如何?
冲击系数的大小与什么有关?
最大可能的短路电流瞬时值称为短路冲击电流,以。
表示
短路冲击电流岀现的条件:
1.短路前电路为空载状
2.短路回路的感抗远大于电阻R,
短路冲击电流,在短路发生后约半个周期,即0.01s(设频率为50Hz)岀现。
短路冲击系数的值与时间常数7;
有关,通常取为1.旷1.9
3、有一个电力系统,各元件参数如图7-18所示。
试求:
(1)准确计算各元件电抗的标幺值(采用变压器实际变比),基本段取I段,
UBl=iQ.5kvo
基本段分别取I.
(2)近似计算各元件电抗的标幺值(采用变压器平均额定变比)°
(1)准确计算。
取基准值S〃二100MVA,Uti=\0.5KV,则
U直口=Ub丄=10.5x-^7=121k[10.5
Vinn
发电机:
XG.=X.(jV)-A=0.15x—=0.3
Sn50
变压器:
x卄涪X詈X晋=0.175
Sinn
线路:
=X./—?
-=0.4xl00x—=0.273U芯121?
⑵近似计算。
取基准值S〃二100MVA,Ur=Uav=\\5KV,则
S[oo
X"
=X.(小一丄=0・15x——=0・3
SN50
XTP=
=105x1212xim=0.194
100601152
=X.l-^-=o.4xlOOx=0.302%H52
Xt”:
=10.5x110^100o32
1003001152
4•如图所示系统,电源为恒压电源。
当取S〃=100ME4,UH=Uav,冲击系数
心=1・8时,试求在k点发生三相短路时的冲击电流和短路功率是多少?
(1)求各元件的标幺值电抗。
此时有
fi=vt=7^=9J64
X|=0.4x40x-^t=0.121
1152
=1.222
46.39.164
x—x
1000.36.3
Xlv=0.08x0.5x^=0.101
Xz.=0.121+0.35+0.222+0.101=1.794
(2)求电流和功率。
I.=——==0.5574
1.794
I=IJR=0.5574x9.164=5.108(KA)
iM=V2A:
W/=72x1.8/=2.55/=2.55x5.108=13.0254(KA)
Sk=S.SB=ISB=0.5574x100=55.74(MVA)
作业六
1.电力系统接线如图所示,其中,发电机Gl:
Sw2=s,X;
=0,£
=1;
发电机
G2:
XiV2=10%85,X,=0.125,E:
变压器Tl:
=120A/K4,^%=10.5,线
路11:
1)=50km,册=0.4%〃?
线路12:
l2=40km,x2=0.4%/当母线4发生三相短路时,求短路点短路电流周期分量有效值厂・冲击电流及母线2上的电压
(»
=100MS匕="
“)
求各元件电抗标幺值。
X=0.4x50x-^=0」51
11152
X.=0.4x40x-^t=0」21
100
X,r=0」05x——=0.0875
120
等值电路如图所示短路电流为
111
1.====4.8544
X心(°
・151//0.1935)+0.1210.206
/„=」("
一=0.502伙A)
上Ur73x115
I=IJB=4.8544x0.502=2.437(/^4)
iM=2.55/=2.437x2.56=6.215(/C4)
U2=U.Ub=LXi2.Ub=4.8544X0.121X115=67.549(/fV)
2.电力系统接线如图其中,发电机Gl:
=250ME4,X;
=0.4;
发电机G2:
XjW2=O)MVA,Xd=0.125,;
S=250MVA,UK%=5,线路11:
h=50km,心=0.4%〃?
线路12:
l2=40knKX2=0A^m;
线路
13:
厶=30^,a-=0.4%〃?
.当f点发生三相短路时,求短路点的总电流和各发电机支路
电流(Sp=1000MK4,S
10.5kV
115kV
解:
x=o.4x—=0.16
61250
=0.125x——=0.20860
p10.5100
Xrr=x=0.042
八100250
p10.5100c—
Xt”=x=0.175
10060
X.p=0.4x50x-^2_=0151"
115
100X,=0.4x40x—=0.121
'
1152
x厅=0.4x30x一=0.091
等值电路如图63所示,AtY变换后如图64所示。
于是有
并联两支路如图65所示
X6=(0.16+0.042+0.038)//(0.208+0」75+0.05)=0.24//0.433=0.154
X厂=0」54+0.03=0.184
I.=——==5.435
心0.184
0.433
0.24+0.433
x2.729=1.756(/^4)
024
Zr.=x2.729=0.973(K4)
“0.24+0.433
短路点总短路电流为2.729KA,发电机支路分別为1.756KA,0.973KA.
3.如图所示水电厂D发生三相短路,试求t=0s和1.5s时故障点短路电流周期分量
和5,。
四台水轮发电机的x沪0.2
(水电厂)
作业七
1.己知/]=5J2=-J5,/o=-1,试求a,b,c三相的电流。
Ia=I}+/2+/0=5-y5-l=6.403Z-51.r//,=^2Z1+6J2+Z()=(-i-jAx5+(-l+j^)x(-j5)-l=-2.5一j4.33+j2.5+4.33-1=0.83-jl.83=2.009Z一65.6°
Ic=alx+心=(—£
+/耳)x5+(—[一丿£
)x(—J5)—1
=-2.5+丿433+>
2.5-4.33-1=-7.83+J6.83=1O.39OZ138.90
2.已知某系统接线如图1所示,各原件电抗均已标出,当K点发生AC两相短路时,求短路点各序电流,电压及各项电流.电压并绘出短路点的电流,电压向量图。
10.5/121kv
久%=10.5
3.简答系统如图2所示,已知原件参数如下。
SN=60MV・A,心=0.16,E=1.05,x2=0.19
5iV=60M^Vs.%=10.5o在f点分别发生单相接地,两相短路,两相及接地短路和三相短路时.试计算短路点短路电流的有名值,并进行分析。
4•如图3所示的系统中,当在FF点发生b相断线时,试求
(1)列出断线时的边界条件,并组合负序网
(2)写出复合序网中Em,En、Zm、Zn的表达式
己知两侧电源电动势及M,N端的各序阻抗。
图3
边界条件为
「△匕=△—=0
厶,=0
新边界条件为<
△t/时=Ai/h2=&
Ubo=—^Uh
此时可绘制复合序网如图所示
(2)由图可得
&
乞=~^bN
乙2+Zj\q
Z|》=2W1+ZjV|
^2Z
Zo》=Z^0+Z[N0
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