電力系統(tǒng)分析思考題與習(xí)題及答案

1、第1章思考題與習(xí)題1-1動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的基本組成形式如何？1-2電力系統(tǒng)的接線方式有幾種？何謂開式網(wǎng)絡(luò)？何謂閉式網(wǎng)絡(luò)？1-3簡述電力系統(tǒng)運行特點和要求。1-4如何評價電能質(zhì)量，電能質(zhì)量的三個指標(biāo)是什么？各有怎樣要求？1-5為什么要規(guī)定電力系統(tǒng)的電壓等級？簡述主要電壓等級。1-6電力系統(tǒng)的各個元件（設(shè)備）的額定電壓如何確定？舉例說明。1-7電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線有幾種？什么是年持續(xù)負(fù)荷曲線和最大負(fù)荷利用小時數(shù)？1-8某一負(fù)荷的年持續(xù)負(fù)荷曲線如圖1-11所示，試求最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmaxo圖1-11題1-8的年持續(xù)負(fù)荷曲線1-9試確定圖1-12所示的電力系統(tǒng)中發(fā)電機和變壓器的額定電壓（圖

2、中標(biāo)示電力系統(tǒng)的額定電壓）。飛 hbvtF圖1-12題1-9電力系統(tǒng)接線圖1-10試求圖1-12中各變壓器的額定變比，當(dāng)變壓器T1運行于 5%抽頭，T2運行于主抽頭, T3運行于 2.5%抽頭時，各變壓器的實際變比是多少？1-11某電力系統(tǒng)的典型日負(fù)荷曲線如圖1-13所示，試計算日平均負(fù)荷和負(fù)荷率。I 圖1-13題1-11的日負(fù)荷曲線第2章思考題與習(xí)題2-1架空輸電線路的電阻、電抗、電納和電導(dǎo)是如何計算的，影響電抗的參數(shù)的主要因素是什么？2-1架空線路采用分裂導(dǎo)線有哪些優(yōu)點？電力線路一般采用什么樣的等效電路表示？2-3何謂自然功率？2-4雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣等值電路表示？2-5對于

3、升壓型和降壓型的變壓器，如果所給出的其他原始數(shù)據(jù)均相同，它們的參數(shù)相同 嗎？為什么？2-7什么稱為變壓器的額定變比、實際變比、平均額定電壓變比，在歸算中如何應(yīng)用？2-8何謂有名值？何謂標(biāo)幺制？標(biāo)幺制有什么優(yōu)缺點？基準(zhǔn)值如何選??？2-9電力系統(tǒng)等值電路的元件參數(shù)計算時，何謂精確計算法？何謂近似計算法？它們分別用在怎樣的場合？2-10試推導(dǎo)由負(fù)荷功率求取恒定負(fù)荷阻抗或?qū)Ъ{的方法。2-11 一條長度為600km的500kV架空線路，使用 4 X LGJ-400分裂導(dǎo)線， ri 0.0187、% 0.275 /km、6 4.05 10 6 S/km、g1 0。試計算該線路的 形等 值電路。并討論精確計

4、算和近似計算的誤差。2-12 已知一條長度 200km的輸電線路，R 0.1、L 2.0mH/km、C 0.01 F / km,系統(tǒng)額定頻率fN 60Hz。試求：（1）短線路；（2）中線路；（3）長線路模型求其形等值電路。2-13有一臺雙繞組變壓器，電壓比35kV/10KV ,額定容量20MVA欲通過短路、空載試驗求參數(shù)。受條件限制，短路實驗電流200A （一次側(cè)），空載試驗電壓為10kV （二次側(cè)）。測得：FK 45kW,UK% 4.85,P。 18kW,I。 0.5（參數(shù)均未折算）。求折算至一次側(cè)的變壓器參數(shù) 、XGt、Bt ,并繪出形等值電路圖。2-14三相雙繞組升壓變壓器的型號為 SF

5、PSL-40500/220 ,額定容量40500kVA,額定電壓為 121kV/10.5kV , Pk 234.4kW、Uk% 11, F0 93.6kW,I。 2.315。求該變壓器的FT、Xt、Gt、Bt參數(shù)，并繪出其等值電路。2-15有一臺SFL120000/110型10kV供電網(wǎng)絡(luò)的降壓變壓器，銘牌給出的試驗數(shù)據(jù)為：FK 135kW、UK% 10.5、F0 22k, 10% 0.8。要求（1）試計算折算至一次側(cè)的變壓器參數(shù)；（1）試求變壓器不含勵磁支路的形等值電路。2-16如圖2-36所示簡單電力系統(tǒng)，各元件有關(guān)參數(shù)如下：0.8；發(fā)電機 G ： 25MW,10.5kV, XG% 130

6、,cos N變壓器 T1： 31.5MVA,10.5/121kV,UK% 10.5； T2 ： 15MVA,110/ 6.6kV,UK % 10.5；線路 l： 100km, X1 0.4 /km；電抗器 R： 6kV,1.5kA, Xr% 6。不計元件的電阻和導(dǎo)納試完成：(1)以110kV為基本級，做出有名制等值電路；(2)取Sb 100MVA ,按基準(zhǔn)電壓比作出標(biāo)幺制的等值電路。圖2-36題2-16系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖T32-17 110kV母線上接有負(fù)荷 SD (20 j15)MVA。試分別用阻抗和導(dǎo)納表示表示該負(fù)荷，如取Sb 100MVA,Ub UavN,將其為以導(dǎo)納表示的標(biāo)幺制等值電路。2-1

7、8 500kV 架空線路長 600km,采用三分裂導(dǎo)線，型號為LGJQ- 400X 3(計算半徑)裂距400mm三相導(dǎo)線水平排列，線距 D 11m。試作出其等值電路并計算波阻抗Zc、波長 、傳播速度 、自然功率PN、充電功率QN和末端空載時的電壓升高率U 。2-18 如圖 2-37 所示，選取 UB 100V,ZB 0.01 ,試求 IB、U、Z、I、I。圖2-37 題2-18電路圖第3章思考題與習(xí)題3-1何謂電壓降落、電壓損失、電壓偏移、功率損耗和輸電效率？3-2輸電線路和變壓器阻抗元件上的電壓降落如何計算？電壓降落的大小主要由什么決定？電壓降落的相位由什么決定？什么情況下會出現(xiàn)線路末端電壓

8、高于首端電壓的情況？3-3如何計算輸電線路和變壓器的功率損耗？其導(dǎo)納支路上的功率損耗有何不同？3-4運算功率指的是什么？運算負(fù)荷指的是什么？如何計算升壓變電所的運算功率和降壓變電所的運算負(fù)荷。3-5輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流分布的計算可以分為哪兩類型？分別說明計算方法。3-6簡單閉式網(wǎng)絡(luò)在主要有哪幾種形式？簡述其潮流分布計算的主要步驟。3-7某電力網(wǎng)接線如圖3-30所示，輸電線路長80km,額定電壓 110kV,線路參數(shù)為ri 0.27 /km,x 0.412 /km,。 2.76 10 6S km ,變壓器 SF 20000/110，變比110/38.5kV,R 163kW,P0 60kW , uk%

9、10.5,10% 3 ,已知變壓器低壓側(cè)負(fù)荷為15 j11.25MVA ,正常運行時要求電壓 36 kV，試求電源處母線應(yīng)有的電壓和功率。ABCIH3DH-圖3-30題3-7的電力網(wǎng)接線圖答案：200.35 0.34okV3-8什么是自然功率分布？什么是循環(huán)功率？3-9有功分點和無功分點是如何定義的？為什么在閉式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計算中要找出功率 分點？3-10某110kV輸電線路，長 80km,線路參數(shù)為 r10.21 /km,為 0.409 /km,b1 2.74 10 6S/km ,線路末端功率10Mvy cos 0.95 （滯后）。已知末端電壓為110kV,試計算首端電壓的大小、相位、首端

10、功率，并做相量圖。答案：112.14 1.367°, 10.144 j0.683MVA。3-11輸電線路參數(shù)同 3-10,線路末端功率 10MW cos 0.95 （超前）。已知首端電壓為112kV,試計算末端電壓的大小、相位、首端功率，并做相量圖。答案：112.14 1.367°, 10.168 j5.66MVA。3-12臺雙繞組變壓器，型號SFL1-10000,電壓35 5%/11kV , R 58.29kW ,P0 11.75kW, Uk% 7.5, I0% 1.5,低壓側(cè)負(fù)荷 10MW cos 0.85(滯后)，低壓側(cè)電壓為10kV,變壓器抽頭電壓為 5%。試求：(

11、1)功率分布；！(2)高壓側(cè)電壓。答案：(1) G 10.11 j7.61MVA , ST 0.01175 j0.15MVA,S 10 j6.2MVA； (2) 36.61kV。3-13某電力系統(tǒng)如圖3-31所示，已知變壓器型號 SFT-40000/110，額定數(shù)據(jù)，R 200kW ,P0 42kW , I0% 0.7, Uk% 10.5，變比 110/11 ;線路 AC 段 l50km, r10.27/km x10.42/km；線路 BC 段 l50 km, r10.45/km,x10.41/'km；線路AB段l 40km,r1 0.27 /km, x1 0.42 /km ;各段線路

12、的導(dǎo)納均可以忽略不計，負(fù)荷功率為Sldb25 j18MVA； Sldd 30 j20MVA ；母線B點電壓為108kV時，試求：(1)網(wǎng)絡(luò)的功率分布及功率損失；(2)求A、B、D點的電壓。答案：(1)略；(2) 115.42kV, 108.55kV , 101kV。圖3-31題3-13的電力系統(tǒng)接線圖3-14某35kV變電所有兩臺變壓器并聯(lián)運行。變壓器 T1為SN 8MVA , Pk 24kW ,Uk% 7.5； T2為Sn 2MVA, R 24kW , Uk% 6.4 ；忽略兩臺變壓器勵磁支路，變壓器低壓側(cè)總功率 SLD 8.5 j5.3MVA。試求：(1)當(dāng)兩臺變壓器變比相同時，每臺變壓器

13、通過的功率各是多少？(2)當(dāng)變壓器 T1變比為34.125/11 ，變壓器T2變比為35/11時，每臺通過功率各是多少？答案：(1) 6.51 j4.24MVA,1.99 j1.06MVA ;(2) 6.61 j4.79MVA,1.89 j0.51MVA。3-15某變電所有一臺三繞組變壓器，額定電壓為110/38.5/6.6kV ,其等值電路(參數(shù)歸算到高壓側(cè))和負(fù)荷如圖3-32所示，當(dāng)實際變比為110/38.5/6.6. 時，低壓母線電壓6kV，試計算高、中壓測的實際電壓。答案：103.22kV , 37.65kV .第4章思考題與習(xí)題4-1電力系統(tǒng)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣有什么特點？其與節(jié)點阻抗矩陣

14、有什么關(guān)系？4-2電力系統(tǒng)中節(jié)點分為幾類？各類節(jié)點有什么特點？4-3何i胃V節(jié)點，為什么潮流計算中必須有一個而且只有一個V節(jié)點？4-4簡述牛頓-拉夫遜法進行潮流分布計算的步驟？4-5P-Q分解法相對牛頓法做了哪些改進？有何優(yōu)點？4-6已知一電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣為j20j9j8j7j9-j600j80-j60j700-j6,畫出其相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并標(biāo)出各接地支路的導(dǎo)納值及串聯(lián)支路的阻抗值。4-7如圖4-6所示變壓器支路，做出以導(dǎo)納和阻抗表示的形等值電路4-8電力網(wǎng)絡(luò)如圖4-13所示，網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)均為電抗標(biāo)幺值，試求該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。圖4-13題4-8電力網(wǎng)絡(luò)圖4-9電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖 4-14

15、所示，節(jié)點1為平衡節(jié)點，電壓為 L& 1.0 0o pu。節(jié)點2負(fù)荷 S% 280 j60 MVA。線路阻抗 Z 0.02 j0.04 pu （基準(zhǔn)功率 100MVA試求：（1）用高斯-塞得爾迭代法求&2,初始估計值為 U201.0 j 0.0,進行迭代2次。（2）經(jīng)過k次迭代后，節(jié)點2電壓收斂于 U2k0.90 j0.10 pu ,求呼和線路的有功功率和無功功率損耗。已知P2V1 V2 Y21 cos 2121V2 | Y22 cos 22Q2|V1 V2 Y21 sin 2121|V2 | Y22 sin 22求用牛頓迭代的雅克比矩陣表達式。 2 1Ls%圖4-14題4-9

16、電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 24-10電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖 4-9所示，線路阻抗用標(biāo)幺值標(biāo)注在圖中，已知負(fù)荷功率的標(biāo)幺值為S%1 1 j0.5 , %3 1 j1 ;電源功率為PG10.5,PG21.5;各節(jié)點電源幅值為-拉夫遜法迭代一次求解潮流，求出1.0 p.u.,節(jié)點3裝有無功功率補償設(shè)備。試用牛頓G2Qg2、1.0 0°。節(jié)點2連接負(fù)4-11圖4-16為一個兩節(jié)點系統(tǒng)，節(jié)點 1為平衡節(jié)點，電壓為 L&荷，負(fù)荷吸收有功功率 100MW/無功功率50Mvar。線路電抗 4 0.12 j0.16 p.u.（基準(zhǔn)功率100MVA）。試用牛頓-拉夫遜法求節(jié)點2的電壓幅值和相角。初始估計值為1&

17、amp;21.0 p.u.和2V0°，要求迭代兩次。圖4-16題4-11電力系統(tǒng)接線圖4-12如圖4-11所示電力系統(tǒng)，已知線路阻抗為：乙2 10 j16, Z23 24 j22乙2 10 j16；負(fù)荷功率為 SLd2 20 j15 MVA , Sd3 25 j18 MVA ,U& 115 0° kV ,試用牛頓-拉夫遜法計算潮流。(1)求節(jié)點導(dǎo)納矩陣；(2)第一次迭代用的雅克比矩陣；(3)當(dāng)用牛頓-拉夫遜法計算潮流時，求三次迭代結(jié)果。I "kV圖4-17題4-12電力系統(tǒng)接線圖4-13如圖4-18所示簡單電力系統(tǒng)，節(jié)點1、2接發(fā)電機，節(jié)點1的電壓為U&a

18、mp; 1.0 0o pu.,節(jié)點2的電壓幅值固定在1.05 pu.不變，發(fā)電機有功功率 400MW節(jié)點3連接負(fù)荷，負(fù)荷吸收有功功率 500MW/無功功率準(zhǔn)功率取100MVA試求：(1)節(jié)點2的有功功率和節(jié)點P240色U1cos90o2P320 U&3U&cos90o3Q320 U&3 U&1 sin 90o3(2)利用牛頓-拉夫遜迭代法400Mvar,線路導(dǎo)納如圖示，忽I3的有功、無功功率表達式為：120U&2 U&3 cos 90o21201&3 U&2 cos 90o3120 U3 U2 sin 90o 3求U&2和

19、U3的相量值。初非戔路電阻和充電電納。基32240U&3 2i計值為庚°1.0 j0 ,U&01.0 j0,并保持 長 1.05 pu.不變。迭代兩次。必2j40P2 400MWV13j20平衡節(jié)點U& 1.0 00500MW400Mvary23j20網(wǎng),1.05圖4-18題4-13電力系統(tǒng)接線圖第 5 章思考題與習(xí)題5-1 電力系統(tǒng)有功功率平衡對頻率有什么影響，系統(tǒng)為什么要設(shè)置有功功率備用容量？5-2 何謂負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)？解釋其物理意義。5-3 何謂一次調(diào)頻，如何完成？5-4 何謂二次調(diào)頻，如何完成？5-5 何謂發(fā)電機的調(diào)差系數(shù)，如何求取，其值是多少

20、？5-6 何謂發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率？其物理意義是什么？5-7 何謂電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率？5-8 為什么一次調(diào)頻不能做到無差調(diào)節(jié)，如何做到無差調(diào)節(jié)？5-9 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整有幾種方式？常用那種方式？5-10 何謂等耗量微增率準(zhǔn)則？5-11 何謂有功電源的最優(yōu)組合？其目的是什么?根據(jù)什么原則進行？5-12 什么是頻率調(diào)整的三種方法？各自如何完成調(diào)頻過程？5-13 什么是有功電源的最優(yōu)組合？根據(jù)什么原則進行的？5-14 某系統(tǒng)各機組的調(diào)差系數(shù)均為0.05， 最大機組的容量為系統(tǒng)負(fù)荷的10%， 該機組有15%的熱備用容量，當(dāng)負(fù)荷變動5%寸，系統(tǒng)頻率下降 0.1 Hz,設(shè)Kl 0。試求如果最大機組

21、因故障停運時系統(tǒng)的頻率下降多少？5-15系統(tǒng)A,當(dāng)負(fù)荷增加250 (MW,頻率下降0.1 ( Hz);系統(tǒng)B,當(dāng)負(fù)荷增加400 (MVV, 頻率下降0.1 (Hz)。系統(tǒng)A運行在49.85 (Hz),系統(tǒng)B運行在50 ( Hz),如用聯(lián)絡(luò)線 將兩系統(tǒng)連接，求聯(lián)絡(luò)線中的功率。5-16電力系統(tǒng)中有A、B兩等值機組并列運行，向負(fù)荷PL供電，A機組額定容量500 (MW,調(diào)差系數(shù)為0.04; B機組額定容量為 400 (MW,調(diào)差系數(shù)為0.05.系統(tǒng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù) 為1.5。當(dāng)負(fù)荷PL 600(MW)時，頻率為50 (Hz), A機組出力500 (MW, B機組出力 100( MW) 。試求：(1

22、)當(dāng)系統(tǒng)增加50 (MVV負(fù)荷后，系統(tǒng)頻率和機組出力；(2)當(dāng)系統(tǒng)切除500 (MW負(fù)荷后，系統(tǒng)頻率和機組出力答案 1 f 49.72( Hz), PGA 500(MW), PGB 144.9( MW)2 f50.117( Hz), PGA 470.75(MW), PGB81.30(MW)5-17系統(tǒng)有兩臺100 (MW的發(fā)電機組，其調(diào)差系數(shù)10.02, 20.04,系統(tǒng)負(fù)荷容量為140(MW),負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)Kl 1.5。系統(tǒng)運行頻率為 50 (Hz)時，兩機組出力為PG1 600(MW) , PG2 80(MW ) o當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加 500 (MW時，試求：( 1 )系統(tǒng)頻率下降多

23、少？( 2)各機組輸出有功功率多少？答案 f0.324(Hz),PGi 92.4(MW),PG2 96.2(MW)5-18某電力系統(tǒng)中，一半機組的容量已經(jīng)完全利用；占總?cè)萘?/4的火電廠尚有10%備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為16.6 ;占總?cè)萘?/4的火電廠尚有20%&用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為25;系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL 1.5。試求：(1)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 KS(2)負(fù)荷功率增加5%寸的穩(wěn)態(tài)頻率f。(3)如頻率容許降低0.2Hz ,系統(tǒng)能夠承擔(dān)的負(fù)荷增量。5-19 A、B 系統(tǒng)經(jīng)聯(lián)絡(luò)線相連，已知 Kga 260(MW/Hz) , Kla 20(MW/Hz), Kgb 45

24、0(MW/Hz) , Klb 35(MW/Hz) , Rb 300(MW)。系統(tǒng) B 負(fù)荷增加 150(MW)o 兩系統(tǒng)所有發(fā)電機均參與一次調(diào)頻，求系統(tǒng)頻率、聯(lián)絡(luò)線上的功率變化量及A、B兩系統(tǒng)發(fā)電機和負(fù)荷功率變化量。5-20A、B兩系統(tǒng)通過互聯(lián)系統(tǒng)連接如圖5-14所示，其中 A系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為500 MW/Hz刀系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率為 1000 MW/Hz。正常運行時系統(tǒng)頻率 50( Hz),聯(lián)絡(luò)線上無交換功率。A系統(tǒng)因故障突然切除 300 (MW/的發(fā)電機一臺，此時系統(tǒng)運行頻率是多少？聯(lián)絡(luò)線上的交換功率是多少？答案 f 49Hz, PAB200(MW)PGna 12000(MW)Plna

25、10000(MW)Kla* 2Kga* 15圖 5-15 題 5-20PGnb 12000(MW)P_NB 10000(MW)Klb* 2Kgb* 15的，:聯(lián)系統(tǒng)答案f49.8(Hz), PAB200(MW)5-21兩臺容量均為500 (MW/的發(fā)電機并列運行，向 300 (MW/負(fù)荷供電。發(fā)電機的最小有 功功率均為60 (MW,耗量特性為：F10.001PG1 2 t： hF2 0.002PG22 4 t； h試求(1)機組的經(jīng)濟分配方案；(2)若平均分擔(dān)負(fù)荷，多消耗的燃料(單位時間內(nèi))為多少？答案(1) PG1 200(MW),PG2 100(MW); (2)F 7.5(t/h)5-22

26、洪水季節(jié)日負(fù)荷曲線如圖 5-15所示，試將下列各類發(fā)電廠安排在曲線上(填入相應(yīng)字母)；A一高溫高壓火電廠；B當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)煤電廠；C水電廠； A火電廠的強迫功率；水電廠可調(diào)功率；F中溫中壓火電廠；G1核電廠。圖5-16題5-22的有功功率日負(fù)荷曲線第6章思考題與習(xí)題6-1如何確定發(fā)電機的運行極限？6-2電力系統(tǒng)電壓水平與無功功率平衡有何關(guān)系？6-3電力系統(tǒng)的電壓偏移的定義是什么？我國現(xiàn)行規(guī)定的電壓偏移為多少？6-4調(diào)整電壓可以采用哪些措施？其優(yōu)缺點何在？6-5何謂逆調(diào)壓、順調(diào)壓和恒調(diào)壓？各適應(yīng)什么場合？6-6何謂電力系統(tǒng)電壓中樞點？如何選擇電壓中樞點？如何確定中樞點電壓的允許范圍。6-7如圖所示6-

27、20所示某一升壓變壓器，其額定容量為31.5(MVA),變比為10.5/121 2 2.5%,歸算到高壓側(cè)阻抗為Zt 3 j48(),通過變壓器功率為Smax 24 j16(MVA) , Smin 13 j10(MVA),高壓側(cè)調(diào)壓要求 Umax 120(kV),U min 120(kV),發(fā)電機的可能調(diào)整電壓范圍1011kV,試選分接頭。答案：主分接頭121kVHH1VUOkVGHCCH圖6-20題6-7升壓變壓器6-8某輸電系統(tǒng)的等值電路如圖所示。已知電壓U1 115(kV)維持不變。負(fù)荷有功功率PLD 40 MW 保持恒定，無功功率與電壓平方成正比，即Qld Qn -U 。試就110Ql

28、d 20 MVar和Qld 30 MVar r兩種情況按無功功率平衡的條件確定節(jié)點2的電壓U 2。IA=4OQ|'圖6-21題6-8系統(tǒng)圖6-9某變電所由阻抗為 4.32+j10.5 的35kV線路供電。變電所負(fù)荷集中在變壓器10kV母線B點。最大負(fù)荷8+j5MVA,最小負(fù)荷4+j3MVA,線路送端母線 A的電壓在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時均為36kV,要求變電所10kV母線上的電壓在最小負(fù)荷與最大負(fù)荷時電壓偏差不超過土5%試選擇變壓器分接頭。變壓器阻抗為0.69+j7.84 Q,變比為35± 2 X 2.5%/10.5kV 。圖6-22題6-9系統(tǒng)圖6-10如圖6-23所示電力系

29、統(tǒng)，如 A點電壓保持36kV不變，B點調(diào)壓要求為10.2kV Ub 10.5kV ,試配合選擇變壓器分接頭確定并聯(lián)補償電容器容量。不計變壓器及線路的功率損耗。答案Qc 4 MVA* 、 IN-J6.MVA35X(1 ±2X2.5 |kV/llkV圖6-23題6-10系統(tǒng)圖6-11如圖6-24所示，某一降壓變電所由雙回110kV,長70km的架空輸電線路供電，導(dǎo)線單位長度阻抗為0.27+j0.416( Q/km)。變電所有兩臺變壓器并聯(lián)運行，其參數(shù)為：31.5MVA,為110±2X2.5%/11kV, Uk% 10.5。變電所最大負(fù)荷為40+j30(MVA),最小負(fù)荷為 30

30、+j20(MVA)。線路首端電壓為 116kV,且維持不變。變電所二次側(cè)母線上的允許電壓偏移在最大、最小負(fù)荷時為額定電壓的2.5% 7.5%。根據(jù)調(diào)壓要求，按并聯(lián)電容器和并聯(lián)調(diào)相機 0.5兩種措施，確定變電所二次側(cè)母線上所需補償?shù)淖钚∪萘俊４鸢?(1)QC 23(M var)k 115.5/11kV;(2)QC 15(M var)k 112.75/11kVHkVnokv圖6-24題6-11系統(tǒng)圖6-12有一條阻抗為21+j34 的110kV單回線路，將降壓變電所與負(fù)荷中心連接，最大負(fù)荷為22+j20MVA。線路允許的電壓損耗為6%,為滿足此要求在線路上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)為單相、0.66kV、40kVA的

31、電容器。試確定所需電容器數(shù)量和容量。,凡甲詆 ,6-13試選擇電壓為110 2 2.5%/11kV,容量位20MVA的減壓變壓器的分接頭，使變壓器低壓母線電壓偏移不超過額定電壓的2.5%7.5%。已知變電所低壓母線最大負(fù)荷為18MWcos 0.8 ,最小負(fù)荷為 7MW cos 0.7 ,已知變電所高壓母線維持107.5kV恒定。變壓器的短路電壓Uk% 10.5,短路損耗R 163kW o圖6-25題6-12系統(tǒng)圖第 7 章思考題與習(xí)題7-1 什么是理想同步電機?為什么要定義理想同步電機?7-2 在理想同步發(fā)電機( 凸極機)原始磁鏈方程中，各電感系數(shù)定子繞組間自感, 互感，轉(zhuǎn)子繞組間自感、互感，

32、定、轉(zhuǎn)子繞組間互感，哪些隨轉(zhuǎn)子位置而變化。哪些不隨轉(zhuǎn)子位置變化 ?若是隱極機又如何?7-3 同發(fā)電機正常穩(wěn)態(tài)運行時的等值電路和相量圖的形式如何?虛構(gòu)電動勢E&Q 有何物理意Q7-4 同步電機定子A、 B、 C 三相通以正弦電流iA、 iB 、 iC ，轉(zhuǎn)子各繞組均開路，已知iA iB iC 0,試問 0o和90o時A相繞組的等值電感為多少？7-5 同步電機定子三相通入直流，iA 1 .0 ， iB =iC=-0.5 ，求轉(zhuǎn)換到dq0 系統(tǒng)的 id 、 i 、 i0。q7-6 設(shè)三相電流的瞬時值分別為下面兩式，試求經(jīng)過派克變換后的id 、 iq、 i0。7-7 三相同步發(fā)電機，頻率調(diào)整勵

33、磁電壓，使電樞機端電壓為額定值(標(biāo)幺值為數(shù)為1)2)cosImcos tcos ta0a0a0120o120oia2) ibicIm0.250.2550Hz由具有常值同步速度的原動機驅(qū)動。電樞繞組初始時開路,1p.u. ) 。電機的電抗標(biāo)幺值和時間常Xd 0.25 p.u， Xd 0.45p.u， Xd 1.50 p.u， d 0.04s1.4s, d 0.04s。試求:分別求次暫態(tài)、暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)短路電流。發(fā)電機出口發(fā)生三相短路時，求電樞電流基頻分量的表達式。假定短路發(fā)生在轉(zhuǎn)子直軸與 a 相軸線重合，即0o。第 8 章思考題與習(xí)題8-1 何謂電力系統(tǒng)的故障？如何分類？8-2 何謂無限大容量電源？

34、其供電系統(tǒng)三相短路時的短路電流包括幾種分量？有什么特點？8-3 何謂短路沖擊電流？何謂最大有效值電流？它在什么條件下出現(xiàn)？沖擊系數(shù)的含義是什么？如何取值？8-4 何謂磁鏈不變原理？它的實質(zhì)是什么？8-5 簡述無阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路的物理過程。8-6 Td 是什么繞組在什么情況下的時間常數(shù)？8-7 何謂暫態(tài)電勢、次暫態(tài)電勢？它在短路瞬間是否突變？8-8 有阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子繞組中的電流由哪些分量組成？各按什么時間常數(shù)衰減？8-9 何謂強行勵磁？其作用是什么？8-10 無限大容量電源供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，三相短路電流周期分量有效值如何計算？電力系統(tǒng)中任意一點的殘余電

35、壓又如何計算？8-11 何謂起始次暫態(tài)電流T ？精確計算步驟如何？在近似計算時又可采用哪些假設(shè)？8-12 如果三相短路點具有大型異步電動機，其沖擊電流和短路電流最大有效值又如何考慮？8-13 電力系統(tǒng)三相短路電流實用計算法的含義是什么？它求的是什么電流？8-14 求任意時刻的短路電流可采用什么方法？8-15 同步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、次暫態(tài)時的電勢方程，等值電路及相量圖的形式如何？8-16虛擬電勢Eq有何意義？為什么要引入暫態(tài)電勢Eq和暫態(tài)電抗Xd ?它們具有怎樣的物理意義？8-17 三相短路電流時網(wǎng)絡(luò)如何用疊加原理？分解后的故障分量網(wǎng)絡(luò)有何特殊意義？8-18 電力系統(tǒng)短路電流計算時，負(fù)荷如何考

36、慮？8-19 什么叫電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移阻抗？二者有何關(guān)系？用什么方法可以求電流分布系數(shù)？8-20 已知同步發(fā)電機的參數(shù)為：Xd 1.2, Xq0.8,Xd 0.29， Xd0.25, X q 0.35。在額定運行時，U 1.0, I 1.0,cos0.9, 試計算在額定運行狀態(tài)下同步發(fā)電機的EQ 、E、Eq、Ed及E之值，并作出該同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、次暫態(tài)時的等值電路。8-21 如圖 8-48 所示電力系統(tǒng)空載運行，發(fā)電機電壓為額定值，電動勢同相，發(fā)電機和變壓的電抗額定標(biāo)幺值用百分比標(biāo)注于圖中，忽略所有電阻，線路電抗為160 。傳輸線路末端發(fā)生三相對稱故障，求短路電流和短路容量。Aj-0 2

37、JLWMVA Xt=163O/4QOkV圖8-40題8-21電力系統(tǒng)接線圖8-22如圖8-40所示電力網(wǎng)絡(luò)，已知各元件參數(shù)如下。發(fā)電機G : 60MVA,Xd 0.14, E 1。變壓器T ： 30MVA,U k% 8。線路l ：長20km,x1 0.38 /km。試求k點三相短路時，起始次暫態(tài)電流、沖擊電流、短路電流最大有效值和短路功率有名值。圖8-41題8-22電力網(wǎng)絡(luò)接線圖8-23如圖8-42所示，簡單電力系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下。發(fā)電機G1 ：60MVA,Xd 0.15, E 1.08。發(fā)電機 G2 ： 90MVA,Xd 0.2,E1.08。變壓器 T1：60MVA,Uk% 12 o

38、變壓器 T2 ： 90MVA,Uk% 12。線路 L：每 回線長80km,x1 0.4 /km。綜合負(fù)荷 LD ： 120MVA,XLd 0.35,E0.8。試分別計算 匕點發(fā)生三相短路時，起始次暫態(tài)電流和沖擊電流有名值。01Tl LlUkV1T2G21r!LL>圖8-42題8-23電力系統(tǒng)接線圖8-24如圖8-43a所示四節(jié)點電力系統(tǒng)接線，發(fā)電機用暫態(tài)電抗和它背后的電動勢表示。所有電抗用同一基準(zhǔn)容量下的標(biāo)幺值表示。為簡化分析，忽略所有電阻和并聯(lián)電容。發(fā)電機在額定電壓下空載運行，電動勢同相。節(jié)點 4發(fā)生金屬性三相故障。試求(1)利用戴維南定理求故障點的等效電抗并求故障電流(單位：p.u.

39、);(2)求故障時的節(jié)點電壓和線路電流；(3)求節(jié)點2發(fā)生三相故障，故障阻抗為 Zf j0.0225,計算(1)和(2)。MO6加 即用 m 二 一 111)l_- -aka圖8-43題8-27簡單電力系統(tǒng)8-25電力系統(tǒng)接線如圖8-53所示，已知各元件參數(shù)如下：汽輪發(fā)電機G1、62為60乂丫人,Un 10.5kV,Xd 0.15。變壓器 Ti、T2 為 60MVA,Uk% 10.5 ,外部系統(tǒng)電源 S 為300MVA, Xs 0.5。系統(tǒng)中所有發(fā)電機組均裝有自勵調(diào)壓器。k點發(fā)生三相短路，試按下列三種情況計算I 0、I 0?和I ，并對計算結(jié)果進行比較分析。取 I I 4s ,外部系 統(tǒng)電源按

40、汽輪發(fā)電機考慮。(1)發(fā)電機GG2及外部系統(tǒng)S各用一臺等值發(fā)電機代替。(2)發(fā)電機Gi和外部電源S合并為一臺等值機。(3)發(fā)電機G1、G2和外部電源S全部合并為一臺等值機。T1GIs- T2G2圖8-53題8-28電力系統(tǒng)接線圖第9章思考題與習(xí)題9-1何謂對稱分量法？正序、負(fù)序和零序分量各有什么特點？9-2回答單相短路、兩相短路、兩相接地短路的邊界條件，如何轉(zhuǎn)化為對稱分量表示的邊界 條件，怎樣根據(jù)邊界條件做出復(fù)合序網(wǎng)圖？9-3兩相短路為什么沒有零序分量？9-4如何制定電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)圖？9-5何謂正序等效定則，各種類型短路的附加電抗是什么？9-6變壓器接線Yyn12和Yd11兩側(cè)對稱分量有何

41、變化？9-7如何計算不對稱短路時網(wǎng)絡(luò)中的電流和電壓？9-8何謂非全相運行？它與電力系統(tǒng)不對稱短路有何異同？9-9試?yán)L制圖9-44電力系統(tǒng)中k點發(fā)生單相接地，兩相短路和兩相接地短路時的復(fù)合序網(wǎng) 圖。圖9-44題9-9電力系統(tǒng)圖9-10如圖9-45所示電力系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機 G1： 62.5MVA, Xd 0.125, X2 0.16發(fā)電機 G2： 31.25MVA Xd 0.125, X2 0.16變壓器 T1： 63MVA, Uk% 10.5變壓器 T2： 31.5MVA Uk% 10.5線路 WL： l 50km,x1 0.4 /km,x0 3x1試求k點發(fā)生兩相接地短路時，故

42、障點的各相電流和各相電壓。圖9-45題9-10的電力系統(tǒng)接線圖9-11簡單電力系統(tǒng)如圖 9-46所示。已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機 G ： 50MVA, Xd X2 0.2,E1.05；變壓器T： 50MVA, Uk% 10.5, Ynd11接線，中性點接地電抗力 22 。 k點發(fā)生單相接地或兩相接地。試計算：(1)短路點各相電流及電壓的有名值。(2)發(fā)電機端各相電流及電壓的有名值，并畫出其相量圖。(3)變壓器低壓繞組中各繞組電流的有名值。(4)變壓器中性點的電壓有名值。圖9-46題9-11的電力系統(tǒng)接線圖9-12如圖9-47所示電力系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機 G ： 100MVA, co

43、s0.85,Xd 0.18,X2 0.22。變壓器 T： 120MVA, UK12% 24.7,UK23% 8.8,Uk13% 14.7。輸電線路 WL：l 160km, x1 0.41 /km,x0 3.5x1。S為無限大容量電源系統(tǒng)，內(nèi)阻xs 0。試計算k點單相接地短路時發(fā)電機母線A的線電壓，并繪出相量圖。圖9-47題9-12電力系統(tǒng)圖9-13如圖9-48所示簡單電力系統(tǒng)中， 求在k點發(fā)生不對稱短路情況下，在t 0、t 0.2s、t時短路電流周期分量的有效值。其中發(fā)電機G的額定容量Sng 30MVA, Xd X20.125,變壓器T的額定容量Snt 30MVA,Uk% 10.5。圖9-48

44、題9-13的電力系統(tǒng)接線圖9-14如圖9-49所示簡單電力系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機 G ： SNG 300MVA, , Xd X2 0.22.變壓器 T1 和 T2： SNT 360MVA , Uk% 12。線路每回路 120 km, x1 0.4 /km, oXo 3xi。負(fù)荷LD ： Sld 280MVA。當(dāng)k點發(fā)生單相斷線時，試計算各序電抗，并繪制 復(fù)合序網(wǎng)圖。圖9-49題9-14的電力系統(tǒng)接線圖9-15 如圖 9-50 所示簡單電力系統(tǒng)，在同一基準(zhǔn)容量下的電抗標(biāo)幺值數(shù)據(jù)為發(fā)電機G1、 G2 ：X1X2 0.10, X 00.05；變壓器T1,T2: X1X2 X0 0.25；線

45、路 l : X1 X20.30, X0 0.5。當(dāng)節(jié)點1 發(fā)生故障時求戴維南等效阻抗，并計算當(dāng)節(jié)點1 發(fā)生金屬性故障，在下述情況下的故障電流。(1三相對稱故障；(2單相接地故障；(3兩相故障；(4兩相接地故障。9-50 題 9-15 的簡單電力系統(tǒng)接線圖第10章思考題與習(xí)題10-1何謂簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性？10-2簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據(jù)是什么？10-3何謂電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)和整步功率？10-4如何用小干擾法分析簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？10-5功角 和發(fā)電機組慣性時間常數(shù) 的物理意義是什么？10-6提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施主要有哪些？10-7簡述自動調(diào)節(jié)勵磁裝置對電力系統(tǒng)靜態(tài)

46、穩(wěn)定性的影響。10-8什么是同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子搖擺曲線，有何用處？10-9簡單電力系統(tǒng)如圖10-50所示，各元件參數(shù)如下：發(fā)電機 G , PN 250MW ,cos N 0.85, UN 10.5kV,Xd 1.0 , Xq 0.65 , Xd 0.23 ;變壓器 T1,SN300MVA , Uk%15, KT1 10.5/242 ；變壓器 T2,SN300MVA , Uk% 15,Kt2220/121 ；線路，l 250km, UN 220kV , Xi0.42/km。運行初始狀態(tài)為U|0| 115kV, P0 220MW, cos、 0.98。,功率極限PEq m、(1)如果發(fā)電機無勵磁調(diào)節(jié)，Eq Eqq常數(shù)，試求功