電力系統(tǒng)分析中國電力出版社蘇小林閆曉霞版

1、第一章1-1解：發(fā)電機(jī)G額定電壓： 變壓器額定變比：1-2解：(1)：發(fā)電機(jī)G：10.5KV變壓器高低壓側(cè)額定電壓： (2) 變壓器實(shí)際變比：1-3解：日用電量：日平均負(fù)荷： 負(fù)荷率： 最小負(fù)荷率： 1-4 解： 第二章2-1 解：線路長(zhǎng)度為65km，屬短線路，不計(jì)分布性參數(shù)等效電路： 2-2 解：(1) 不計(jì)分布性參數(shù)等效電路：(2) 不計(jì)分布性參數(shù)2-3 解：2-4 解：型等效電路：2-5 解：等效電路圖：2-6 解：等效電路圖：2-7 解：（1）以220kv電壓作為基本級(jí)等效電路：(2)選取等效電路：(3)選取等效電路為：2-8解：(1)計(jì)算線路參數(shù)：等效電路圖：(2) 標(biāo)幺制下，按精確

2、計(jì)算法計(jì)算，選取2-9解：選取等效電路圖：第三章3-1解：(1)計(jì)算線路參數(shù)：電壓向量圖為： (2)空載運(yùn)行時(shí)：3-2解：計(jì)算變壓器參數(shù)(歸算到高壓側(cè))： 3-3解：計(jì)算線路參數(shù)： 電壓歸算到高壓側(cè)：即始端電壓為225.984kV，始端功率為(83.166+j45.556)MVA3-4解：計(jì)算線路參數(shù)：設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，計(jì)算功率分布： 用給定的始端電壓和求得的功率分布，計(jì)算各段中的電壓和變電所高壓母線電壓：110kV側(cè)的實(shí)際電壓為： 35kV側(cè)的實(shí)際電壓為：對(duì)于B點(diǎn)， 變壓器低壓側(cè)實(shí)際電壓：將計(jì)算結(jié)果標(biāo)于圖上：3-5解：設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，計(jì)算功率分布：根據(jù)給定電壓計(jì)算各段電壓：變壓器中

3、、低壓側(cè)實(shí)際電壓為：將計(jì)算結(jié)果標(biāo)于圖上：3-6解：計(jì)算線路參數(shù)：(1) 設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓即B點(diǎn)電壓為214.86kV，C點(diǎn)電壓為224.845kV。(2)廠用電負(fù)荷：即發(fā)電機(jī)的發(fā)電負(fù)荷為(506.78+j267.124)MVA。3-7解：(1)不計(jì)功率損耗正常運(yùn)行時(shí)，最大電壓損耗出現(xiàn)在B點(diǎn)：最大電壓損耗為：AB故障切除：電壓損耗：AC故障切除：電壓損耗：即切除AC線路時(shí)的電壓損耗最大，為8.837%(2)計(jì)及功率損耗的功率分布：由(1)知，取正常運(yùn)行時(shí)，最大電壓損耗出現(xiàn)在B點(diǎn)：最大電壓損耗為：AB故障切除：設(shè)全網(wǎng)為額定電壓電壓損耗為：AC故障切除：設(shè)全網(wǎng)為額定電壓電壓損耗為：即切除AC線路

4、時(shí)的電壓損耗最大，為9.008%(3) 不計(jì)功率損耗：正常運(yùn)行時(shí)，最大電壓損耗出現(xiàn)在B點(diǎn)： 最大電壓損耗為：AB故障切除：電壓損耗：AC故障切除：電壓損耗：即切除AB線路時(shí)的電壓損耗最大，為9.19%阻抗增大后，其最大電壓損耗也將增大。3-8解：等效電路圖如下：不計(jì)功率損耗，計(jì)算功率分布：功率分點(diǎn)在3點(diǎn)，分解網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算按給定電壓計(jì)算各段電壓：將結(jié)果標(biāo)于圖上：3-9解：參數(shù)計(jì)算：(1)斷路器QF合上時(shí)：不計(jì)網(wǎng)損及并聯(lián)導(dǎo)納，計(jì)算功率分布：2點(diǎn)為功率分點(diǎn)，設(shè)全網(wǎng)為額定電壓計(jì)算結(jié)果標(biāo)于圖上：(2)斷路器QF斷開后，因變壓器變比不等，產(chǎn)生循環(huán)功率，為順時(shí)針方向，不計(jì)網(wǎng)損及并聯(lián)導(dǎo)納，計(jì)算功率分布：2點(diǎn)為

5、功率分點(diǎn)，設(shè)全網(wǎng)為額定電壓計(jì)算結(jié)果標(biāo)于圖上：3-10解：因變壓器變比不等，產(chǎn)生循環(huán)功率，為順時(shí)針方向，不計(jì)功率損耗，計(jì)算基本功率分布：計(jì)算結(jié)果標(biāo)于圖上：第四章得到節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣： 修改后的導(dǎo)納矩陣中： 其余元素不變。 4-2 解：得到節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：修改后的矩陣中：修改后的導(dǎo)納矩陣為：4-3 解：（1）有名制下： 有名制下的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：（2）標(biāo)幺制下：取標(biāo)幺制下導(dǎo)納矩陣：4-4 解：先計(jì)算系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：又給定電壓初值：計(jì)算 （只有一個(gè)PQ節(jié)點(diǎn)和一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)）計(jì)算雅可比矩陣各元素：第一次迭代后修正方程式為：即 4-5 解（1）節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)2為PV節(jié)點(diǎn)（2）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中各元素為：

6、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為： （3）給定電壓初值： 又計(jì)算雅可比矩陣各元素：第一次迭代后修正方程式為：未迭代前的功率方程：平衡節(jié)點(diǎn)功率：線路功率：線路上的損耗：迭代后的功率方程：平衡節(jié)點(diǎn)功率：線路功率：線路上的損耗：4-6 解：1為平衡節(jié)點(diǎn)，2為PV節(jié)點(diǎn)，3為PQ節(jié)點(diǎn)計(jì)算第一次迭代后節(jié)點(diǎn)3電壓為：4-7 解：導(dǎo)納矩陣為：1為平衡節(jié)點(diǎn)，2，3為PQ節(jié)點(diǎn)。計(jì)算迭代后節(jié)點(diǎn)功率方程：（平衡節(jié)點(diǎn)）線路上：（2）為平衡節(jié)點(diǎn)，為PQ節(jié)點(diǎn)，3為PV節(jié)點(diǎn)計(jì)算由（）知：平衡節(jié)點(diǎn)功率：線路上：4-8 解：導(dǎo)納矩陣為：1為平衡節(jié)點(diǎn)，2、3為PV節(jié)點(diǎn)，4、5為PQ節(jié)點(diǎn)修正各點(diǎn)電壓：平衡節(jié)點(diǎn)功率：線路上功率：第五章5-1 解：（1）

7、計(jì)算每臺(tái)機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)：水輪發(fā)電機(jī)100MW： 75MW：汽輪發(fā)電機(jī)100MW： 50MW：較小容量發(fā)電機(jī)1000MW：負(fù)荷 3000MW：又即系統(tǒng)新的穩(wěn)定頻率為：(2)全部機(jī)組都不參加一次調(diào)頻， 即系統(tǒng)新的穩(wěn)定頻率為：(3)僅水輪機(jī)參加一次調(diào)整： 即系統(tǒng)新的穩(wěn)定頻率為：5-2 解：(1) (2) 要求系統(tǒng)頻率不低于49.8Hz， 發(fā)電機(jī)二次調(diào)整整發(fā)的功率不超過452.545MW5-3 解：計(jì)算發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)： 1000MW： 200MW：負(fù)荷1200MW：又 即系統(tǒng)的頻率變化量為0.256Hz5-4 解： 負(fù)荷減少后系統(tǒng)頻率為50.34H

8、z， A、B兩機(jī)組分別出力864MW、1856MW5-5 解：計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：又 (1) (2)實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，f=0 (3) 5-6解： 又 即A、B兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率分別為500MW/Hz , 750MW/Hz5-7解：計(jì)算各系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率： (1) (2 ) 5-8解： 取平均值：選取最接近的分接頭電壓242kV，并進(jìn)行校驗(yàn) 所選分接頭電壓滿足要求。5-9解： 取平均值： 選取最接近的分接頭電壓110kV，并校驗(yàn) 所選分接頭電壓滿足要求。5-10解：計(jì)及變壓器功率損耗，設(shè) 選取分接頭電壓為104.5kV，并校驗(yàn) 所選分接頭滿足要求。變比為104.5/10.55-11解：不計(jì)變

9、壓器功率損耗計(jì)及變壓器各繞組的電壓損耗及中低壓母線電壓的歸算值 (1) 根據(jù)低壓母線的調(diào)壓要求，選擇高壓繞組分接頭。低壓母線要求在最大負(fù)荷時(shí)為6kV，在最小負(fù)荷時(shí)為6.5kV 選取分接頭電壓為115.5kV，并校驗(yàn) 所選分接頭電壓滿足要求。 (2) 根據(jù)中壓母線的調(diào)壓要求，選擇中壓繞組的分接頭電壓 中壓母線的要求值：最大負(fù)荷時(shí)為35kV，最小負(fù)荷時(shí)為38kV 由 得 選取分接頭電壓為38.5kV 所選分接頭電壓滿足要求。變壓器變比為115.5/38.5/6.65-12解：設(shè)置補(bǔ)償設(shè)備前變電所低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓為： 裝電容器，最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部退出運(yùn)行，降壓變壓器分接頭電壓為： 即分接

10、頭電壓選為35.875kV。 按最大負(fù)荷時(shí)，調(diào)壓要求確定補(bǔ)償容量 選取補(bǔ)償容量為7Mvar，并校驗(yàn) 電壓偏移量：最大負(fù)荷時(shí)： 最小負(fù)荷時(shí)： 均沒有超過1.25% 所選電容器滿足調(diào)壓要求。5-13解：線路參數(shù)： 變壓器電抗： 總阻抗 裝電容器最小負(fù)荷時(shí)： 即分接頭電壓為為104.5kV按最大負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求確定補(bǔ)償容量 即補(bǔ)償設(shè)備最小容量為40Mvar5-14解：不計(jì)功率損耗 補(bǔ)償后壓降為：，電壓為：110-6.6=103.4kV 線路通過的最大電流為：采用0.66kV，40kvar的單相電容器其 單個(gè)電容器容抗為：需要并聯(lián)的支路數(shù)： 需要串聯(lián)的支路數(shù)：取m=3，n=5，則總的補(bǔ)償容量為 對(duì)應(yīng)的補(bǔ)

11、償容抗為：補(bǔ)償后線路末端電壓為： 滿足調(diào)壓要求。 第六章6-1解：最大負(fù)荷下的有功功率損耗： 利用日負(fù)荷曲線進(jìn)行電能損耗計(jì)算： 利用最大負(fù)荷損耗時(shí)間法計(jì)算：線路輸送電能： 查表得： 線路輸送電能： 查表得： 同理得： 6-2解：(1) 全年電能損耗： (2)單臺(tái)變壓器運(yùn)行的臨界功率值為： 6-3解：(1) 對(duì)變壓器： (2)當(dāng)負(fù)荷低于50%的最大負(fù)荷時(shí)，切除一臺(tái)變壓器運(yùn)行：由(1)知： 對(duì)變壓器： 6-4解：變壓器的電能損耗： 線路的電能損耗： 6-5解： 取 取 當(dāng)負(fù)荷小于時(shí)，一臺(tái)型號(hào)為SPT-16000/35的變壓器單獨(dú)運(yùn)行； 當(dāng)負(fù)荷介于與之間時(shí)，一臺(tái)型號(hào)為SF-20000/35的變壓器單

12、獨(dú)運(yùn)行； 當(dāng)負(fù)荷大于時(shí)，兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。6-6解：三個(gè)電廠的耗量特性為： 按等耗量微增率準(zhǔn)則計(jì)算： 若平均分配負(fù)荷：即 即8000h內(nèi)浪費(fèi)23437.5噸煤。6-7解：耗量特性為： (1)按等耗量微增率準(zhǔn)則計(jì)算： (2)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行哪一臺(tái)機(jī)組的耗量特性小，即運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)令，得出當(dāng)負(fù)荷大于50MW時(shí)，當(dāng)負(fù)荷小于50MW時(shí)，即一臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷在050MW內(nèi)采用2號(hào)機(jī)組運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)。6-8解：由水、火電耗量特性可得協(xié)調(diào)方程式為： 又 取，可得:在下午18時(shí)至次日上午8時(shí)() 在上午8時(shí)到下午18時(shí)() 水電廠的全日降水量為： 可見，很小，以致于水電廠分擔(dān)負(fù)荷過大。取，可得:在下午18時(shí)至

13、次日上午8時(shí)() 在上午8時(shí)到下午18時(shí)() 水電廠的全日降水量為： 可見，很小，以致于水電廠分擔(dān)負(fù)荷過大。取，可得:在下午18時(shí)至次日上午8時(shí)() 在上午8時(shí)到下午18時(shí)() 水電廠的全日降水量為： 可見，很小，以致于水電廠分擔(dān)負(fù)荷過大。取，可得:在下午18時(shí)至次日上午8時(shí)() 在上午8時(shí)到下午18時(shí)() 水電廠的全日降水量為： 可見，很小，以致于水電廠分擔(dān)負(fù)荷過大。取，可得:在下午18時(shí)至次日上午8時(shí)() 在上午8時(shí)到下午18時(shí)() 水電廠的全日降水量為： 計(jì)算結(jié)果如表：(負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配方案)0.9418.182181.818636.364363.6363.551.0442.857157.1

14、43671.429328.5713.0441.4518.60581.395779.07220.931.6671.45526.13673.864789.773210.2271.5451.47529.05470.946793.919206.0811.4996-9解：(1) 計(jì)算網(wǎng)損微增率： 按等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則有： 又 (2)計(jì)及無功功率網(wǎng)損修正系數(shù) 6-10解：(1)計(jì)算網(wǎng)損微增率： 按等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則和約束條件建立方程： 不同補(bǔ)償容量下的經(jīng)濟(jì)分配方案及對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損微增率見下表：1.40.8640.536-0.0131.50.8810.619-0.0161.60.8980.702-0.011.80.

15、9320.868-0.0072.00.9661.034-0.0032.211.20(2)根據(jù)，可得出最優(yōu)網(wǎng)損微增率 由此可得： 第七章7-1解：(1)由派克變換式：(2) 由派克變換式：7-2解：(1)由派克變換：(2) 由派克變換：7-3解：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，若，上述結(jié)果不變。7-4解：7-5解： 發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行， 向量圖如下：7-6解：發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行， 向量圖見上。第八章8-1解：(1)短路前變壓器空載運(yùn)行，且 (2)短路前空載運(yùn)行，又A相非周期分量為0， (3)又 8-2解：外接電抗標(biāo)幺值： 穩(wěn)態(tài)電流： 次暫態(tài)電流： 8-3解：(1) (2)短路后瞬間：(3) 8-4解：短路前空載額定

16、電壓下，有 8-5解：計(jì)算參數(shù)：取 簡(jiǎn)化電路為： 三相短路電流：，有名值：沖擊電流()：8-6解：計(jì)算參數(shù)：取 簡(jiǎn)化電路為： f點(diǎn)的三相短路電流： 有名值為： 沖擊電流為()： 8-7解：(1)當(dāng)線路斷開時(shí)，簡(jiǎn)化電路如下：取 f點(diǎn)起始次暫態(tài)電流：沖擊電流為()：短路容量為：(2) 當(dāng)線路投入時(shí)，等效電路如下： f點(diǎn)起始次暫態(tài)電流：沖擊電流為()：短路容量為：8-8解：計(jì)算參數(shù)：取 根據(jù)母線上的斷開容量可以確定系統(tǒng)的等值電抗，處發(fā)生三相短路，則及系統(tǒng)供給的短路電流都要通過QF，其中相供給的短路電流決定于電抗X 短路瞬間，這兩個(gè)電源供給的短路功率為：負(fù)荷側(cè)也通過QF，此時(shí)QF允許系統(tǒng)供給的短路功率

17、為： 簡(jiǎn)化電路為： f點(diǎn)起始次暫態(tài)電流為： 起始次暫態(tài)電流有名值為：沖擊電流：8-9解：計(jì)算參數(shù)，取點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，簡(jiǎn)化電路為： 計(jì)算運(yùn)算電抗：查運(yùn)算曲線得：點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，簡(jiǎn)化電路為： 計(jì)算運(yùn)算電抗：查運(yùn)算曲線得：點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，簡(jiǎn)化電路為： 由點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的簡(jiǎn)化過程可知： 計(jì)算運(yùn)算電抗：查運(yùn)算曲線得：8-10解：取 簡(jiǎn)化等效電路為： 即變電所35kV母線三相短路t=0.01s時(shí)的短路電流為348.8kA。第九章9-1解：點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路故障： 正序： 負(fù)序： 零序：點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路故障：正序： 負(fù)序： 零序：點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路故障：正序： 負(fù)序： 零序：9-2解：(1)正序、負(fù)序、零序等效

18、電路圖如下： (2)正序、負(fù)序、零序等效電路圖如下：9-3解：正序、負(fù)序、零序等效電路圖如下：9-4解：在f處發(fā)生單相斷線，其正序、負(fù)序、零序等效電路圖如下： 各序電流分量為： 各序電壓分量為：故障處的各相電壓電流為： 在f處發(fā)生單相接地故障：其正序、負(fù)序、零序等效電路圖如下： 各序電流分量為：各序電壓分量為： 故障處的各相電流電壓為： 9-5解：(1)計(jì)算參數(shù)，取 正序： 負(fù)序： 零序： 建立正序增廣網(wǎng)絡(luò)： 計(jì)算運(yùn)算電抗： 故障相電流： (2) 機(jī)端電流為： 電流向量圖： 9-6解：正序： 負(fù)序： 零序： (1)在f點(diǎn)發(fā)生b,c兩相短路： 故障處的電流電壓為： 故障處電流電壓向量圖： (2) 在f點(diǎn)發(fā)生b,c兩相短路接地： 故障處的電流電壓為： 故障處電流電壓向量圖： 9-7解：由題可得，令機(jī)端正序、負(fù)序、零序分別為 取變壓器星形側(cè)正序、負(fù)序?yàn)?由此判斷發(fā)生a相單相接地短路故障。正序、負(fù)序等效電路： 零序：9-8解：正序： 負(fù)序： 零序： 故障處各序電流電壓： 故障處的電流電壓為： 9-9解：計(jì)算參數(shù)，取 正序、負(fù)序電路： 零序：各序電流電壓分量為： 機(jī)端電壓為：9-10解：計(jì)算參數(shù)，取 正序、負(fù)序