農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題——答案

1、東北農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教育學院農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（一）一、回到下列問題（ 40 分）衡量電能質(zhì)量的指標是什么？答：衡量電能質(zhì)量的指標是電壓、頻率和波形。2.架空輸電線路由哪些部分組成?答：架空輸電線路包括導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。3.三相導線的位置不對稱時會產(chǎn)生什么后果？如何改善?答：三相導線布置的位置不對稱，則各相的電感值就不會相等，當通過相同的 電流時，各相的壓將不相等，將引起三項電壓的不平衡。此外，還會對周圍通訊線 路造成干擾。改善措施是進行導線換位。4什么是電暈？它的后果是什么？避免電暈現(xiàn)象的有效措施施什么?答：電暈是一種氣體放電現(xiàn)象， 是當導線表面電場強度達到或超過某一數(shù)值時，般采用

2、分裂導線導線周圍的空氣分子游離而產(chǎn)生的。主要后果是消耗有功功率，而且產(chǎn)生噪聲，干 擾通訊線路。避免電暈現(xiàn)象應設法降低導線表面的電場強度值， 或擴徑導線。5.電力網(wǎng)的損耗由哪幾部分組成?答：電力網(wǎng)的損耗主要體現(xiàn)在輸電線路和變壓器上。6 降低線損的措施由那些?答：降低發(fā)電機和變壓器的損耗標準，改變電力網(wǎng)的功率分布，提高負荷的功 率因數(shù)，提高電網(wǎng)電壓運行水平，實現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟運行，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有功、無功經(jīng)濟分配。7. 我國現(xiàn)行的電壓等級有那些？試列出具體值?答： 3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV 、 220 kV 、 330 kV 、 500 kV。8. 電力系統(tǒng)

3、的調(diào)壓措施有那些?答：改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓，改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無功功率分 布調(diào)壓，改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓。9 .什么是時電力系統(tǒng)的短路？有哪幾種類型?答：電力系統(tǒng)短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、 單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。標幺值為實際值和基準10.什么是標幺制？有何特點?答：標幺制就是把各種物理量用標幺值來表示的一種方法， 值之比。采用標幺值時，可使計算簡化。計算題（ 60 分）1.試計算 SFL120000/110 型雙繞組變壓器歸算到高壓側(cè)的參數(shù)， 并畫出它的等值電路。變壓器銘牌給出該變比為110/11 、SN=20MVA、Pk=135kW、

4、P0=22kW、Uk%=10.5、I 0%=0.8。解 由短路損耗P=135kW可求得變壓器電阻為由短路電壓百分值 U%可求得變壓器電抗為由空載損耗P0=22kW可求得變壓器勵磁支路的電導為由空載電流百分值 I 0%可求得變壓器勵磁支路的電納為于是等值電路如圖 2-2 所示。2. 110KV單回架空線路，其參數(shù)如圖所示，線路始端電壓為116KV末端負荷為15+ j10MVA求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。解：3網(wǎng) K 點發(fā)生兩相短路接地，求 K 點短路電流值。解：農(nóng)村電力網(wǎng) 作業(yè)題（二）一、回到下列問題（ 60 分）1對電力系統(tǒng)運行的基本要求是什么？答：最大限度地滿足用戶用電的需要， 保

5、證供電的可靠性； 保證良好的電能質(zhì)量； 保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。2架空線路有哪些部分組成？答：架空輸電線路包括導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。3導線類型有哪些？答：導線按材料有銅線、鋁線、鋼線，按結(jié)構(gòu)形式有單股導線、多股導線、鋼芯 鋁絞線，按機械強度有普通型、輕型、加強型。4桿塔分幾種類型？答：桿塔分五種類型：直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、特種桿。5. 某一架空線路的絕緣子鏈個數(shù)為 8，試估計該線路的電壓等級？答：110kV。6.在近似計算中，輸電線路的電抗 Xi取多少？ bi取多少?答：X 取 0.4 Q /kM; bi 取 3X 10-6S/kM。7我國電力系統(tǒng)所采用的中性點接地方式

6、主要有那幾種？答：中性點直接接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點不接地。8. 電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有那些？農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)壓主要采用什么方式？答：改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓，改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng)無功功率分布 調(diào)壓，改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓。農(nóng)村電網(wǎng)主要靠改變變壓器分接頭調(diào)壓，改變電力網(wǎng) 無功功率分布調(diào)壓。9. 選擇導線截面積時應考慮那些因素？答：選擇導線時應考慮技術(shù)條件和經(jīng)濟條件，技術(shù)條件包括電暈、機械強度、熱 穩(wěn)定及電壓損耗。經(jīng)濟條件包括成本和運行維護。10. 當突然短路時大約經(jīng)過多長時間會出現(xiàn)沖擊電流？沖擊電流約為短路電流的多少倍?答：當突然短路時大約經(jīng)過0.01秒會出現(xiàn)沖擊電流，沖擊電流約為短路

7、電流的(2.552.7 )倍。11. 電力系統(tǒng)的短路有哪幾種類型？有何危害?答：電力系統(tǒng)短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、單 相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。短路電流可能達到該回路電流的幾倍、幾十倍甚至幾百倍，使導線嚴重發(fā)熱，造 成造成導體熔化和絕緣損壞，同時巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動力，可能使導 體變形或損壞。短路電流可能使電網(wǎng)電壓降低，嚴重時可能造成電壓崩潰，造成大面積停電。短路時產(chǎn)生的高溫電弧，可能損壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設備。短路時可能使發(fā)電機的穩(wěn)定性破壞，引起保護裝置的誤動作及大量甩負荷。不對稱短路會產(chǎn)生負序和零序分量。不對稱短路時會使非故障相

8、電壓升高。12.什么樣的電源可以認為是無限大功率電源?答：系統(tǒng)功率為無窮大，系統(tǒng)阻抗約為零，系統(tǒng)母線電壓恒定。(15 分)二、一條長度為100km,額定電壓為110kV的雙回路架空輸電線，導線型號為LGJ-185，水平排列，線間距離為 4m求線路的參數(shù)并畫出等值電路圖。解LGJ 185型號導線，查表得:半徑 r =d =19 = 9.5mm = 0.95cm2 2線路每千米的電阻（可由附錄表 2中查得）：門=£ =0.17f；/kmS線路每千米的電抗線路每千米的電納x1 =0.1445lg D! +0.0157r_667.58 咒 10 c rc H c 6/g/i 一 =2.79x

9、10一（S/km）,504lg0.957.58“b1 = D X10Dmlgr雙回線路的電阻、電抗和電納為電暈臨界電壓Ucr =49.3m1m26取 mM、n2Fl （晴天），6 =1中間一相導線的臨界電壓為Ur=0.96 x127.61=122.51kV，因為U>U（工作電壓），所以，線路在晴天不會發(fā)生電暈。線路的等值電路如圖2-1所示。4.93 + j63.525 Q，已知三、有一臺降壓變壓器如圖所示，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)為變壓器母線在任何方式下均維持電壓為107.5KV，其低壓側(cè)母線要求順調(diào)壓，若采用靜電電容器作為補償設備，試選擇變壓器分接頭和無功補償設備容量。解:農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題

10、（三）RT+jXT=2.44+j40 Q。一、（25分）降壓變壓器及其等值電路如圖所示。歸算至高壓側(cè)的阻抗為已知在最大和最小負荷時通過變壓器的功率分別為Sma>=28+j14MVA和&n = 10+j6MVA高壓側(cè)的電壓分別為 Ulmax=110kV和Ulmin=113kVo要求低壓母線的電壓變化不超過6.06.6kV的范圍，試選擇分接頭。解：先計算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗 假定變壓器在最大負荷和最小負荷運行時低側(cè)的電壓分別取為V 2max=6kV和V 2min=6.6kV，則可得取算術(shù)平均值選最接近的分接頭V it=107.25kV o接所選分接頭校驗低壓母線的實際

11、電壓?？梢娝x分接頭是能滿足調(diào)壓要求的。二、（25分）三個火電廠并聯(lián)運行，各電廠的燃料特性及功率約束條件如下Fi=4+0.3 Pg汁0.0007P% t/h,100MW Pgi< 200MWF2=3+0.32 Pg2+0.0004P2g2 t/h,120MW Pg2< 250MWF3=3.5+0.3P G3+0.00045P2g3 t/h,150MW Pg3< 300MW當總負荷為400MW寸，問負荷如何分配最為經(jīng)濟 ？解：1、按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為dFidPGi= 0.3 +0.0014FGi ,令入1 =入2 =入3 ,可解出Pg! =14.29 +0.5

12、72Pg2 =0.643Pg3,FG 22.22 +0.889Pg22、總負荷為 400MW,即卩 Pgi +Pg2 +Pg3 =400 o將P G1和Pg3都用P G2表示，可得于是，Pg2 =147.7MW,Pgi =14.29+0.5722 =14.29+O.572x147.7MW =98.77MW由于Ps已低于下限，故應取P Gi = 100MW .剩余的負荷功率 300MW，應在電廠2和電廠3之間重新分配。將P G3用P G2表示，便得由此可解出：Pg2 =147.O5MW和Pg3=3OO_147.O5MW =152.95MW，都在限值內(nèi)。三、（25分）如圖所示系統(tǒng)，變壓器的容量為2

13、0兆伏安，額定電壓為110/38.5千伏。參數(shù)如下:Zt =4.93+j63.5 歐(歸算到 2 側(cè))，ZL=21.6 + j33.0歐，Bl/2=1.1x1o"西，變壓器導納支路功率為 氏TY=60+j600千伏安，低壓側(cè)負荷3=15+j11.25兆伏安?，F(xiàn)要求低壓側(cè)電壓為36千伏，求電源處1的母線電壓及輸入的功率。解 將3側(cè)實際要求電壓歸算到高壓側(cè)，即2側(cè)得變壓器的電壓損耗（略去橫分量）2點的電壓6 =6 +Mt =102.86+7.66 =11O.52KV變壓器串聯(lián)阻抗的功率損耗S2/ =S3+張Z + =(15 + j11.25)+(0.16+j2.11)+(0.06+j0.

14、6) =15.22+j13.96 MVA線路末端導納功率應 y2 =j Uz'bl =j1.1 x10-x110.522 =_j1.34Mvar2從線路串聯(lián)阻抗中流出的功率§2 =§2 +蟲丫2 =(15.22+j13.96)+(_j1.34) =15.22 +j12.62 MVA線路電壓損耗Ml =110.52PR +Q2XL _ 15.22x21.6+12.62 咒 33.0 _6 74 kV _U=.1點的電壓Ui =U2 +3l =110.52 +6.74 =117.26KV (略去橫分量)線路阻抗上的功率損耗2 215.22 +12.262110.52(2

15、1.6 +j33.0) =0.69 +j1.06 MVA線路首端導納功率u/bl =-j1.1x104x117.262 =_j1.51Mvar進入系統(tǒng)的功率S1 =82 +怎LZ +此1 =(15.22 +j12.62)+ (0.69 +j1.06) +(j1.51)MVA=15.91 + j12.17 MVA四、（25分）在題三圖所示的電力系統(tǒng)中， 三相短路發(fā)生在f1點和f2點，系統(tǒng)對母線a處的短路功率為1000MVA母線a的電壓為恒定值，試計算短路電流周期分量。各元件參數(shù)如下:線路 Li :40km,x=0.4 Q /km。變壓器 T:30MVA,Vs%=10.5。電抗器R63kV,0.3

16、kA,X%=4。電纜 L2：0.5km,x=0.08 Q /km.av °解：取Sb =100M,Ub =Uav。先計算第一種情況。系統(tǒng)用一個無限大功率電源代表，它到母線a的電抗標幺值各元件的電抗標幺值分別計算如下:/、農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（四）一、有一回電壓等級 110kV，長為150km的輸電線路，末端接一臺容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/11kV。如圖1所示，當A點實際電壓為115kV時，求AC二點間的電壓損耗及B點和C 點的實際電壓。（注：Pk=190kW，Uk%=10.5,R=31.05kW, lo%=O.7)(20 分)題一圖解線路LGJ-150=d 上=8.

17、5(mm)2 21=0.21( Q /km)F=0.21 X 150=31.5( Q )X=0.401 X 150=60.15( Q)變壓器:B=2.84 >d0-6x 150=4.26 x10-6(S)6=2.13x104(02設u C=110,/ 0 °20X2.317 +15X40.3 二“=5.92110由S和A點電壓求各點電壓及電損耗、簡單輸電系統(tǒng)如圖 2所示，變壓器變比為 110±2X 2.5%/11kV，若不計變壓器勵磁支路及線路對地電容，則線路和變壓器的總阻抗Z=26+j130 Q,節(jié)點A的電壓10.5kV 電壓。為118kV，且維持不變，降壓變電所低

18、壓側(cè)母線要求常調(diào)壓，保持若補償設備為靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應設置的無功補償容量。（20分）圖2 題二圖解 計算補償前最大、最小負荷時低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓。先計算功率損耗首端功率為因此，i節(jié)點電壓為(a)選擇電容器容量。先按最小負荷時電容器全部退出的條件選擇變壓器變比,于是可選擇110kV電壓的主抽頭，即 UTi=110kV，則變壓器變比k=110/11=10o再按最大負荷時的要求，求無功補償容量三、如圖3所示網(wǎng)絡中，A、B、C為三個等值電源，其中S=75MVAX=0.380 , S=535MVAX.=0.304 0 C的容量和電抗不詳，只知裝設在母線4上的斷路器 QF的

19、斷幵容量為3500MVA線路丨1、丨2、丨3的長度分別為10、5、25km,電抗均為0.4 Q /km o試計算1、在母線1三相直接短路時的起始次暫態(tài)電流和短路沖擊電流。(20 分)解：取S=1000MVA作系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如圖首先確定電源C的等值電抗X。如果短路不是發(fā)生在母線1，而是發(fā)生在母線 4的斷路器QF之后，則電源 A B、C供給的短路電流都要通過QE其中電源A B供給的短路電流決定于如下的電抗X二(5.07+0.151)/0.586+0.242=0.754短路瞬間，這兩個電源供給的短路功率為斷路器QF允許電源C供組的短路功率為 3500-1326=2174(MVA)由此可得電源C的等值

20、電抗X至少為 Xc=0.46C* S*2174然后作母線1的短路計算。這時整個網(wǎng)絡對短路點的等值電抗為冷二(0.46+0.242 )/0.586 ) +0.151/0.507+0.302=0.728由此得到起始次暫態(tài)電流為以有名值表示則為Ea12 = j1，沖擊電流的有名值為 四、如圖4所示的某三相系統(tǒng)中k點發(fā)生單相接地故障，已知乙刀=j0.4 ，乙刀=j0.5 ，Zq刀=j0.25 ， Z<=j0.35。求a相經(jīng)過阻抗乙接地短路時短路點的各相電流、電壓。（20分）解 單相接地時復合網(wǎng)為串聯(lián)型，于是可知 求各相電流和電壓為2.5%和7.5%,最大負荷五、如圖5所示某降壓變電所裝設一臺容量

21、為 20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的為18MVA最小負荷為7MVAcos® =0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為U%=10.5,Pk=163kW勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。（20分）解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負荷為按最大和最小負荷時調(diào)壓要求，變壓器低壓側(cè)電壓應為在最大和最小負荷時變壓器低壓側(cè)的電壓由下式求得解得然而最大和最小負荷時分接頭電壓為故選分接頭電壓為110（ 1-2.5%）=107.25 的分接頭。校驗低壓母線電壓:最大負荷時最小負荷時U11Ux% =Ui

22、maX 丄=99.9咒=10.25(kV)Uti107.25U115；. =Uimin 嚴=104.6X=10.73(kV)U TI107.25電壓偏移:最大負荷時最大負荷時Umax% =10.2510咒100% =2.5%10U 爲% J0'73 T0x100% =7.3% <7.5%10比較可知，所選擇的分接頭滿足調(diào)壓要求。農(nóng)村電力網(wǎng)作業(yè)題（五）一、額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，可以不計電壓降落的橫分量刃）0 （15分）圖一題一圖解 設Uc=Un= ° =i10-0已

23、知 U=121kV、某發(fā)電廠裝有兩臺發(fā)電設備，其耗量特性分別為Fi=3+0.3P31+0.002 p；（t/h）F2=5+0.3 R2+0.002 pG2（t/h）兩臺發(fā)電設備的額定容量均為100MVy而最小可發(fā)有功功率均為30MW/若該廠承擔負荷150MVV試求負荷在兩臺發(fā)電設備間的最優(yōu)分配方案。（15分）解 兩臺發(fā)電設備的耗量微增率分別為按等耗量微增率準則分配負荷，令入1二入2,有0.3+0.004Ri=0.3+0.006 Pg2而等約束條件為Pgi+Pg2=150聯(lián)立式（A）、式（B）、求解Pg1、962。把Pg2=150-Pgi代入式（A）有0.3+0.004Pi=0.3+0.006(

24、150 PGi)0.004 Pgi=0.9 0.006 B0.01 Ri=0.9于是解得Pgi=90MWR2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（30<90<100、30V60V100）,因此，可做為最優(yōu)分配方案。三、如圖二所示某降壓變電所裝設一臺容量為20MVA電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側(cè)的偏移在大小負荷時分別不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負荷為18MVA最小負荷為7MVAcos半=0.8，變壓器高壓側(cè)的電壓在任何運行情況下均維持107.5kV，變壓器參數(shù)為U%=10.5，Pk=163kW勵磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。（20分）圖二題三圖解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負荷為按最大和最小