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電力系統(tǒng)分析第一章 習(xí)題動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的基本構(gòu)成形式如何?答:由生產(chǎn)、變換、傳送、分配和消耗電能的電氣設(shè)備(電設(shè)備等)分的總和。電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的中出去發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備外的部分。根據(jù)發(fā)電廠使用一次能源的不同,發(fā)電廠主要有哪幾種形式?答:發(fā)電廠主要有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核動(dòng)力發(fā)電廠和其他能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐等)發(fā)電廠。電力變壓器的主要作用是什么?主要類別有哪些?220v答:直流輸電主要優(yōu)點(diǎn):(1)造價(jià)低;(2)運(yùn)行費(fèi)用低;(3)不需要串并聯(lián)補(bǔ)償;(4)不存在穩(wěn)定性問(wèn)題;(5)采用直流聯(lián)絡(luò)線可以限制互聯(lián)系統(tǒng)的短路容量。(1)(2);(3)答:電力系統(tǒng)接線復(fù)雜,分層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是電力網(wǎng)的一大特點(diǎn)。無(wú)備用接線方式接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便,但可靠性差。有備用接線方式供電可靠性高,但投資大,操作較復(fù)雜。答:綜合考慮導(dǎo)線載流部分截面積大小和絕緣等要求,對(duì)應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離有一最PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion-PAGE30-PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion、6kv、10kv35kv、110kv、220kv、330kv500kv。)105%10%10%5%。(TmaxTmax答:電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性是指反映電力系統(tǒng)符合功率隨系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)(主要是電壓和頻率)變化而變化的的曲線或數(shù)學(xué)表達(dá)式。110kv3~66kv答:220kv110kv20~60kv3~10kv380/220v答:電能質(zhì)量的三個(gè)主要只表示電壓、頻率和波形。電壓要求:我國(guó)目前規(guī)定3kv及以上電壓5%,10kv7%+5%~0.5Hz為±0.2Hz30min內(nèi)允許±1Hz,15min1.5Hz-4Hz。波形要求:110kv電網(wǎng),要求電壓總諧波畸變率不超過(guò)2.0%,66kv、35kv電網(wǎng)不超3.0%,10kv、6kv4.0%,0.38kv5.0%。第二章 習(xí)題ρ(Ω/Km) 每相線位度的阻r= ;ρ1 S(Ω/Km) x1
=0.14451gDmrmeq7.58
+0.0157;n(S/Km) b1
=Dlg mDr
×10?6 ;?P(S/Km) 絕緣泄和暈現(xiàn)象定,g 1
g,通常很小,可忽略不計(jì)。U2Lnrdn?1e影抗數(shù)的主因是三相重間的幾和r(效半nrdn?1eeq中,rdn)。);π.200km50Hz。使用短線路,(2)(3)π解:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的阻抗和導(dǎo)納分別為:Z=(0.1+j2×103××60)Ω/Km=(0.1+j0.75)Ω/Km=0.76∠89.2oy=j0.01×10?6××60S/km=j3.8×10?6S/km(1)短線路模型為:Z=zl=152∠82.9o?Y=0S2Z=152∠82.9o?Y yl2=2
=3.8×10?4∠90oSZYY=yl=7.6×10?4jSZYγl=
=0.34∠89.6°ZYZ = =447.2∠?0.4°ZYCeγl=e2.410?3ej0.34≈∠0.34rad=0.943+0.33j2sinhγl
=eγl
?e?γl
=j0.66sinhγl=0.33j2coshγl=2×0.943coshγl=0.943Z'=ZC
sinhγl=447.2∠?0.4°×0.33∠90°=147.6∠89.6°?Y' coshγl?1 1 0.943?1= = × S=3.84×10?4∠90.4°S2 Z sinhγl 447.2∠?0.4° 0.33jC00三相雙繞組升壓變壓器的型號(hào)SFPSL-40500/22040500kv·A00121kv/10.5kv,?Pk
=234.4kw,Uk
=11,?P0000
=93.6kw,I0
=2.315,求該變壓器的參數(shù),并作其等效電路。解:由題意知,歸算到一次側(cè)(SN(1)求電阻RT
的單位用kv?A),其計(jì)算過(guò)程如下:U 2R = K N
=234.4×1212
?=2.093?T 1000S 2NX
1000×40.52TX =UK
N
=11×1212 ?=39.67?TGT
100SN?P
100×40.593.6GTTBT
= 0N
=1000×1212
S=6.40×10?6I%SB = NT N
2.315×=100×1212
S=6.40×10?5S等效圖如圖所示:有一臺(tái)SFL1
20000/110型10kv 網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器,銘牌給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為:?P=135kW,Uk
=10.5,?P0000
=22kW,I0
=0.8。00試求(100Π解:(1)由型號(hào)知,SN
=20000KVA,
=110KV,各參數(shù)如下:N?PU R = K N
×103
135×1102= ×103Ω=4.08ΩT S2N
200002X =UK
%U2N
×103
10.5 1102= × 103Ω=63.53Ω= × T 100 SN22
100 20000G = 0T U 2N
×10?3
= ×10?3S=1.82×10?6S1102=I%S=B 0 NT 100U 2
×10?3
0.8 20000= × × = 10?3S 13.2 10?6S= × × = 100 1102NUK = T UU2N
=110=1011(2)變壓器阻抗折算到一次側(cè)時(shí),含理想變壓器的等效電路示于圖a所示,習(xí)題2-33中已算出Z =(4.08+j63.52)Ω,KT
11010,因此圖b11TZ =4.08+j63.52Ω=(0.408+j6.352)ΩTK 10TTZ =4.08+j63.52Ω=(-0.453-j7.058)ΩT1?K 1?10TTZ =4.08+j63.52Ω=(0.0453+j0.706)ΩTTTK (K ?10×?TT2-6一臺(tái)220kv/121kv/10.5kv,120MV·A,容量比100/100/50的YN
/y/d三相變壓器(升壓器)n00I =0.9,000
=123.1KW,短路損耗和短路電壓見(jiàn)表習(xí)題2-6。試計(jì)算勵(lì)磁支路的導(dǎo)納,各繞組電阻和等效漏抗,個(gè)參數(shù)折算到中壓側(cè)。項(xiàng)目短路損耗/kw項(xiàng)目短路損耗/kw高壓-中壓660高壓-低壓256中壓-低壓227SN短路電壓(0 )24.714.78.80已折算解:由題意,計(jì)算過(guò)程如下:123.1G =T 1212
×10?3
S=8.41×10?6SB =0.9×120T 100 1212
S=73.8×10?6SPK1PK2PK3則各繞組電阻
=0.5(660+4×256?4×227)kW=388kW=0.5(660+4×227?4×256)kW=272kW=0.5(4×256+4×227?660)kW=636kWR=388
×1212?=0.394? 1 1000 120 R =272
×1212?=0.277? 2 1000 120 R =636
×1212?=0.647? 3 1000 120 U =0.5(24.7+14.7?8.8)=15.3k1U =0.5(25.7+8.8?14.7)=9.4k2U =+8.8?24.7)=?0.6k2從而可得各繞組電抗X =15.3×1 100 120
?=18.67?X =9.4×2 100 120
?=11.47?X =?0.6×3 100 120
?=?0.73?等,三相功率標(biāo)幺值與單項(xiàng)功率標(biāo)幺值相等;基準(zhǔn)值S和UN N
原則上可以任意確定的。功率的基準(zhǔn)值一般可選電力系統(tǒng)中某一發(fā)電廠的總?cè)萘炕蛳到y(tǒng)總?cè)萘?,而較多選定為100MV·A和1000MV·A以便計(jì)算。線電壓的基準(zhǔn)值UN
一般是取選作為基本級(jí)的額定電壓或該電壓級(jí)的平均額定電壓,其他的可有S和U 確N N
U 2 1 SN3UZ = N ,N3UN S N
= ,I =Z NN N2-6S=100MVA,U=220kVB B解:電力網(wǎng)等值電路如圖(2-33b),各元件參數(shù)計(jì)算如下:220kV級(jí)為基本級(jí),取S=100MVA,U=220kVB B各電壓等級(jí)的電壓基準(zhǔn)值為U
=UBk
=220
121214.5
=124.1kVU
12(T2)U= BUk13(T2)
=220
38.5214.5
=39.5kV= UB
=220
121
×10.5
=11.85kV
k k12(T2)
214.5 110變壓器T1參數(shù)(歸算到220kV側(cè))PR = P
U2 S1N
=893×2422×100=0.00333T1*
1000S2 UN
1000 1802 2202X =Uk
%?U1N S
=13
2422×
100
=0.08742BT1* 1002BP
S UN I
100%S
180U2
2202175 0.5180 2202Y =( 0 ?j
N)
=( ?j )×T1* 21N
100U2 S1N
1000×2422 1002422 100=(1.45?j7.44)×10?3220kV線路l-1的參數(shù)S
100Zl?1*
=(r1jB
+jx)l BUBS
=(0.08+j0.406)×200200 2202
2202
=0.0331+j0.1677Y = lB=j2.81×10?6× × =j0.136l?1*
U2B
2 100自藕變壓器T參數(shù)21 1P =k1 2
(P +Pk(1?2) k
?P )k(2?3)
(448+1625?1512)=294kW21 1P =k2 2
(Pk
+Pk(2
?P )k(3?1)
(448+1512?1625)=154kW21 1P =k3 2
(Pk(2
+Pk
?P )k(1?2)
(1512+1652?448)=1358kW2從而PR = P
U2 SN
=294
2202×100
=0.0020412*
1000S2UN
1000
1202
2202PR = kP
U2 SN
=154×2202×
100
=0.0010722*
1000S2UN
1000 1202 2202PR = kP
U2 SN
=1358×2202×100=0.0094332*
1000S2UN
1000 1202 2202各繞組等值漏抗:U %
1
%+
%)?U
%=1(9.6+35)?23=10.8k1 2
k
k
k(2?3) 2U %
1
%+
%)?U
1% ( ) = 9.6+23?35% ( ) k2U %k3
212
kk(1?3)
%+
k(2k(2?3)
%)?U
kk(1?2)
2%=12
23+35)?9.6=24.2于是U %U 2
2202
100XT12*
= k1 ? N100 SN
= 100
×120
2202
=0.09U %U
?1.2 2202 100X = k2 ? N
× × =?0.01T22 100 SN
100 120 2202U %U 2 24.2 2202 100X T32
k3 ? N100 SN
= 100
×120
2202
=0.202Y =(
?jI0%×SN)UB02m2* 202N
100 U2 SN B=( 891000×2202
?j0.35100
1202202
)×2202100=(0.89?j4.2)×10?3實(shí)際變比k =220(1?0.025)=214.512 121214.5k =13 38.5110kV線路l-2的參數(shù)S
121
100Zl?2*
=(r2
+jx)l 2 U2
=(0.105+j0.383)×80
124.12
=0.0545+j0.1989B(110)jB U2 jblU
80 Y = l
B(110)=
B
=j2.98×10?6× ×
j0.01836l?2* 2 S 2 SB B
2 100變壓器T3參數(shù)(歸算到220kV側(cè))PR = P
U2 S1N
=280×1102×100 =0.00554T3*
1000S2 UN
1000 632 X =Uk
%U 2S1N
=10.5×1102×100 =0.1309T3*
100 S UN
100 63 P I% S U
60Y = 0 ?j 0 × N
B(110)= ?j ×T3*
21N
100
U2 S1N
1000×11020.61×63124.1210011020.61×63124.12100110210010kV線路l-3的參數(shù)Z =(r+jx)l SBl?3* 3 3 U2
=(0.45+j0.08)×3×100 =0.9614+j0.170911.852B(10)35kV線路l-4的參數(shù)S
100Zl?4*
=(r4
+jx)l 4 U2
=(0.17+j0.38)×15× =0.1634+j0.365839.52B(35)
第三章 習(xí)題的相位主要由什么決定?什么情況下會(huì)出現(xiàn)線路末端電壓高于首端電壓的情況?答:電壓降落是指變壓器和輸電線路兩端電壓的相量差,可按照電路原理進(jìn)行計(jì)算,電壓降落的大小主要決定于電壓降落的縱分量?U=(PR+QX)/U,相位主要決定U=(PX?QR/U。X>>R于末端電壓的情況。算負(fù)荷?答:潮流:在發(fā)電機(jī)母線上功率被注入網(wǎng)絡(luò),而在變(配)電站的母線上接入負(fù)荷,其間,功率在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)。對(duì)于這種流動(dòng)的功率,電力生產(chǎn)部門稱之為潮流。Yij
等于節(jié)點(diǎn)i,j之間所連支路元件導(dǎo)納的負(fù)值,其物理意義是:在節(jié)點(diǎn)i施加單位電壓,其他節(jié)點(diǎn)全部接地時(shí),等于經(jīng)節(jié)點(diǎn)j注入網(wǎng)絡(luò)的電流。答:線路載荷能力包括以下三方面內(nèi)容:熱極限:導(dǎo)體承受的最高溫度取決于熱極限,對(duì)于短電力線路,載荷能力主要取決于熱極限,例如斷路器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備;;:對(duì)于輸電線路長(zhǎng)度超過(guò)300km保聯(lián)絡(luò)線潮流低于線路熱極限和電力系統(tǒng)穩(wěn)定極限;必須保持某些中樞點(diǎn)母線上的電壓水平在容許范圍答:1)平衡節(jié)點(diǎn),一般一個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。在潮流分布算出以前,網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗是未P和無(wú)功功率Q點(diǎn)設(shè)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。平衡節(jié)點(diǎn)是電壓參考節(jié)點(diǎn),該母線的U
是給定值,作為輸入數(shù)據(jù),典型取標(biāo)幺1 11值1.0∠0oP1QPQ1PQPi
QPi
Qi
是給定的,潮流計(jì)算程序計(jì)Ui
和相角δi
。負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和無(wú)功功率注入的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都屬于這類節(jié)點(diǎn)。有些情況下,系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)為固定時(shí),該發(fā)電廠母線也可以作為PQ節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)典型的潮流程序中絕大多數(shù)母線作為PQ節(jié)點(diǎn)。PU(),Pi
UPi
和節(jié)點(diǎn)電壓幅值U是給i定的,潮流程序計(jì)算節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率Qi
和電壓相角δi
。這類節(jié)點(diǎn)必須具有足夠的無(wú)功可調(diào)容量,用以保持給定的節(jié)點(diǎn)電壓幅值。在電力系統(tǒng)中這類節(jié)點(diǎn)的數(shù)目較少。
i
≤U i≤
i
,即節(jié)點(diǎn)電壓幅值在一定的范圍之內(nèi);PGimin
≤P ≤P ,Gi GimaxQGimin
≤Q ≤Q ;Gi Gimax些點(diǎn)間電壓位差滿足δ?δ <δ?δi j i j行的穩(wěn)定性。
max試問(wèn):用牛頓已知量:??P
ii?P、?Q、 ii?δ
、 i、 i?U ?U待求量:
i ii i j j對(duì)于PQ?Ui
、?δ;i對(duì)于PV?U0,只有?δi
待求;已知量?P、
通過(guò)公式求解:?P=Pi i
i i?nUij=1
(Gj
cosδij
+Bsinδ),ij ij?Q=Q
?
UU
sinδ
?Bcosδ);i i i j j=1
ij ij ij式中,δij
=δ?δi
GBj ij
Yij
的實(shí)部和虛部。3-283-133-13(1)-(2)21.03235Mvar0Mvar13-283-13節(jié)點(diǎn)號(hào)1-21-32-3輸電線阻抗節(jié)點(diǎn)號(hào)1-21-32-3輸電線阻抗0.08+j0.240.02+j0.060.06+j0.18輸電線導(dǎo)納000表習(xí)題3-13(2)發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷和節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)電機(jī)注入功率負(fù)荷i1V1.05+j0.0MW MvarMW0Mvar021.0320502030 06025
y =1.25?j3.7512y =1.667?j5.023y =5.0?136.25??1.25+j3.75 ?5.0+ Y =?1.25+j3.73 2.9167?j8.75 ?1.6667+j5.0B ?5.0+?16667+j5.0 6.6667?j20.0 &31.0+j0,則&U(0)=1.05+j0.0&1U(0)=1.667?j5.0&2U =1.0+j0.03選取功率的基準(zhǔn)值100MV·A。P=U2 2
3j[
(Gj
cosδij
+Bsinδ)ij ij]=1.031.05×(?1.25+0)+1.03×(2.9167+0)+1.0×(?1.667+0)=0.02575Q =U2 2
3j=1
(Gj
sinδij
?Bcosδ)ij ij(0?+1.03×(0+8.75)+1.0×(0?5.0)]=0.07725母線2上發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力Q? =0.2+0.7725=0.27725 QG2
=27.725MvarP=U3 3
3j=1
(Gj
cosδij
+Bsinδ)ij ij=1.0[1.05×(?5.0)+1.03×(?1.6667)+1.0×6.6667]=-0.3Q =U3 3
3j=1
(Gj
sinδij
?Bcosδ)ij ij=1.0[1.05×(0?15.0)+1.03×(0?5.0)+1.0×20]=-0.9求得修正方程中的誤差向量(4)求雅可比矩陣元素
?P(0)2?P(0)33
=?0.3?0.02575=?0.32575=?0.6?(?0.3)=?0.3=?0.25?(?0.9)=0.65將各節(jié)點(diǎn)電壓的初值代入,求得修正方程式中的雅可比矩陣的各個(gè)元素H(0),N(0),J(0),L(0)如下:ij ijH22
ij ij3= 2=U?δ 2
U(Gj
sinδij
?Bcosδ)ij ij2 jj≠2=U(G sinδ ?B cosδ)+U(G sinδ ?B cosδ)]2 1 21 21 21 21 3 23 23 23 23(?3.37)+1.0×(?5.0)]=-9.2056266??P2H23=?δ23
=?UU(G2 3
sinδ23
?B cosδ)23 23=?1.03×1.0×(0?5)=5.15N = 223 3
=?UU(G2 3
sinδ23
+B cosδ)23 23=(-1.03)(-1.6667)=1.7166724??P3H32=32
=?UU(G3 2
sinδ32
?B cosδ)32 32=(-1.03)(-5.0)=5.15??PH = 333
=U3
U(Gj
sinδij
?Bcosδ)ij ij3 jj≠3=1.0[1.05×(?15.0)+1.03×(?5.0)]=-20.9??PN = 333
=U3
U(Gj
cosδij
+Bsinδij
)?
2G3 333 jj≠3= ?1.0[1.05×(5.0)+1.03×(?1.6667)]?2×1.02×6.6667=-6.366604??Q3J32=32
=UU(G3 2
cosδ32
+B sinδ)32 32=(1.03)(?1.6667)=-1.7166724Q 3J33=?δ
3=?U3
U(Gj
cosδij
+Bsinδ)ij ij3 jj≠3=?1.0[1.05×(?5.0)+1.03×(?1.6667)]=6.9667??QL = 333
=U3
U(Gj
sinδij
?Bcosδij
)+2B3 333 jj≠3=?1.0[1.05×(?15.0)+1.03×(?5.0)]+2×1.02×(?20)=-19.1(5)根據(jù)修正方程式求修正向量由修正方程式?0.32575 ?9.20563 5.15 1.71667 δ ?0.3 = 5.15 ?20.9 ?6.36660=δ2 3 0.65
?1.71667
?19.1 U U3 3δ 2.8575° δ2 =1.98° 解得
3 U3
U 0.025917°3δ 2.8575° δ2=1.98° 所以
3 U3
0.025917°)。(否則轉(zhuǎn)入下一步)。計(jì)算節(jié)點(diǎn)2諸如的有功功率和無(wú)功功率P(1)2
=U32j=1
(Gj
cosδij
+Bsinδ)ij ij=1.01.0(?1.25cos2.85757)+3.73sin(?2.85757)+1.0(2.9167)+1.025917(?1.6667cos(2.85757°+1.9788))+5.0sin(2.85757°+.9788)]=-0.30009Q(1)2
=U32j=1
(Gj
sinδij
?Bcosδij
)=0.043853母線2的發(fā)電機(jī)無(wú)功出力Q(1)?G2
=0.2+0.043853=0.243853 Q(1)G2
=24.3853Mvar在約束范圍內(nèi)。同理可得:?P(1)=?0.3?(0.030009)=0.000090P)=?0.60407 22 ?
=?0.6?(?0.60407)=0.00407Q(1)2
=0.2224 3? =? ?? =? =? ?? =30.01.3-812123數(shù)0121.03∠0°1.03∠?2.85757°1.03∠?2.8517°1∠0°1.025917∠?1.9788°1.02476∠?1.947°~ &* * *S=U?U)Y1 1 2 12
=1.01.05?1.0∠2.8517)(?1.25+j3.7)=0.2297+j0.016533同理可得其他線路的潮流如表3-9所示表3-9其他線路的潮流線路PQ線路PQ1-20.22970.0165333-1-0.674565-0.1958452-1-0.22332-0.00493132-3-0.0741260.05541-30.683960.2243-20.07461-0.054第四章 習(xí) 題答:互聯(lián)成網(wǎng)的交流電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行條件下具有同一頻率,當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率不平衡時(shí),如有功功率電源不足或者負(fù)荷增大時(shí),將會(huì)引起頻率下降,反之造成頻率過(guò)高。何為電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率—KL的大小與哪些因素有關(guān)?答:當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率變化的特性即為負(fù)荷的有功功率——頻率靜態(tài)特性。),KL的大小與系統(tǒng)中各種負(fù)荷所占的比例有關(guān)。何為發(fā)電機(jī)組的有功功率—KG素有關(guān)?
的大小與哪些因K1HzG小可以整定,與調(diào)差系數(shù)有關(guān)。0ff0N值,即f0
?f )/fN
×100%。它與發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率的標(biāo)幺值成倒數(shù)關(guān)系。答:負(fù)荷變化引起頻率偏差時(shí),系統(tǒng)中凡裝有調(diào)速器又留有可調(diào)容量的發(fā)電機(jī)組都自動(dòng)參加頻率調(diào)整,這就是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整。電力系統(tǒng)的一次調(diào)整只能做到有差調(diào)節(jié)。答:電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整由主調(diào)頻率廠承擔(dān),調(diào)頻機(jī)通過(guò)調(diào)頻器調(diào)整機(jī)組的有功功率——頻率靜態(tài)特性,改變機(jī)組的有功功率輸出,以承擔(dān)系統(tǒng)變化的負(fù)荷,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)。第五章習(xí)題(包括勵(lì)磁支路和繞組漏抗中的無(wú))。中樞點(diǎn)電壓控制有逆調(diào)壓,順調(diào)壓,常調(diào)壓三種方式。1.05UN
,低谷負(fù)荷時(shí)調(diào)到UN
;順調(diào)壓方式要求高峰負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓不低于1.025UN
,低谷時(shí)不高于1.075UN
;常調(diào)壓方式要求在任何負(fù)荷中點(diǎn)電壓基保不且大于U 。N5-7a、RT
+jXT
=(2.44+j40)Ω。已知在最大負(fù)最負(fù)荷時(shí)通變壓器功分為S S 一側(cè)max min的電壓分為U =110KV和U 113KV要二側(cè)線的化超過(guò)6.0—6.6KV范圍試選分1max 1min接頭。圖圖5-19題5-8a 5-8b解:先計(jì)算最大負(fù)荷及最小負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓損耗?UTmax
=28×2.44+14×40kV=5.7kV110?UTmax
=10×2.44+6×40kV=2.4kV110定變壓器最負(fù)和最負(fù)荷運(yùn)行時(shí)測(cè)的電壓分為U =6kV和2maxU 6.6kV,則2minUt1max
=?5.7)
6.36.06.3
kV=109.5kV取算術(shù)平均值
Ut2
=?2.4)× kV=105.6kV6.6U +U )]U t1maxt1 2
t1min=
109.5+105.6
/2kV=107.5kV最近的頭U =110×(1?2.5%)kV=107.25kVt1按所選分接頭校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓U2max
=?5.7)
6.3107.256.3
kV=6.13kV>6kVU2min
=?2.4)× kV=6.5kV<6.6kV107.25110kV/11kVS S 壓器等效阻抗首端的功率分別為max=(28+j14)MV?A,min=(14+j6)MV?A,一次側(cè)實(shí)際電壓分別為U1max=110kV,U1min=114KV。要求二次側(cè)母線電壓在最大負(fù)荷時(shí)不低于10.3kV,最小負(fù)荷時(shí)不高于10.75kV,確定變壓器二次側(cè)所需的無(wú)功補(bǔ)償容量。解:最大和最小負(fù)荷時(shí)變壓器阻抗中的電壓損耗分別為?Umax
=28×2.44+14×40kV=100?Umin
=14×2.44+6×40kV=2.40kV114按最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償電容器全部切除的條件來(lái)確定變壓器分接頭電壓11Ut1min
=?2.40)
10.75
kV=114.20kV與U 最接的接電壓為110(1+%5)kV=115.5kV,而得電為t1mink=115.5kV/11kV=10.5.則補(bǔ)償容量=U'=Q 2Cc X
2C
U 10.3 110?5.71? 2max)k2= ? )×10.52Mvark 40 10.5=10.5Mvar求取補(bǔ)償容量QCmax
=10.5Mvar,驗(yàn)算最大負(fù)荷時(shí)變電所二次側(cè)母線的實(shí)際電壓~T
≈
max
?jQC=
(28+?j10.5)MV?A+?A補(bǔ)償后變壓器阻抗電壓損耗變?yōu)?8×2.44+3.5×40kV=1.89kV110變電所二次側(cè)母線的實(shí)際電壓為110?1.89kV=10.3kV10.5可見(jiàn)能滿足電壓質(zhì)量要求。5-9ab110.5kVT-2(2)~S~max~S~min
=(20+j1.5)MV?A=(10+j7.5)MV?A?jQCU'2U2U'2U2~(26+j1.30)?k:1?jQ1C圖5-20題5-9a 5-9b解:(1)計(jì)算補(bǔ)償前首端二次側(cè)母線折算到一次測(cè)的電壓?S~
max
=[202+152110
(26+?A+?A?~于是
min
=102+7.52(26+j130)MV?A+?A1102SS~ ~ ~SS1max
=max
+?
max=(20++1.34+j6.72)MV?A+j21.72)MV?ASS~ ~ ~SS1min
=min
+?
min=+j7.5+0.34+j1.68)MV?A+?A利用首端功率可以算出U2max
=U1
P1max
R+Q 1maxU1
=
21.34×26+21.72118
)kV=89.37kVU2min
=U1
P1min
R+Q 1minU1
=
1034×26+9.18×130118
)kV=(2)選擇靜電電容器的容量按最小負(fù)荷時(shí)無(wú)功補(bǔ)償確定變壓器分接頭電壓U'1
U U2min 2U
=105.61×11kV=110.69kV10.52min最接近的抽頭電壓為110kV,由此可得降壓變壓器的電壓比為U'
k=110kVUQ = 2CmaxC X
2C
? 2max)k2k=10.5?89.37)×100Mvar=12.62Mvar130 10按補(bǔ)償容量QC
=12Mvar,驗(yàn)算最大負(fù)荷時(shí)首端二次側(cè)的實(shí)際電壓?S~
C
=202+?12)21102
(26+j130)MV?A+?A~1Cmax
=[20+?12)+0.9+j4.4]MV?A+?AU2Cmax
=U?1Cmax1
R+Q X1CmaxPUP1=?20.88×26+7.4×130)kV=105.25kV118故U'2Cmax
=U2CkU
=105.2510105.61
kV=10.525kVU' = 2Cmin= kV=2Cmin k 10=U'=k 2Cmax
U2
+
2C
U2
=10.2×89.37+2×10.5×105.61
=9.54U'22Cmax
+2U'22C
10.52+2×10.52選取最接近的標(biāo)準(zhǔn)分街頭電壓比k=9.5按公式確定調(diào)相機(jī)容量U' U 10.5 89.37Q = 2CC X
2C
? 2max)k2k
130
9.5
)×9.52Mvar=7.96Mvar選取最接近標(biāo)準(zhǔn)容量的同步調(diào)相機(jī),其額定容量為7.5Mvar。驗(yàn)算首端二次側(cè)電壓最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)按額定容量過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行,因而有?S~
C
=202+?7.5)21102
×(26+j130)MV?A+?A最小負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)按50%額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行QC
=?3.75Mvar?S~
C
=102+(7.5+3.75)21102
×(26+j130)MV?A+j2.134)MV?A~1Cmax
=
C
+?
C
=+j7.5+0.98+j4.9)MV?A=(20.98+j12.4)MV?A~1Cmin
=
C
+?
C
=+j(7.5+3.75)+0.487+j2.434]MV?A+?AU2max
=(U?1
P
R+Q 1CmaxU
)/k1=?20.98×26+12.4×130)/=10.496kV118U2min
=(U?1
P
R+Q 1CminU
)/k1=?10.487×26+13.684×130)/=10.59kV118在最小負(fù)荷時(shí)電壓略高于10.5kV,如果調(diào)相機(jī)按60%額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行,便得U =10.48kV2min第六章習(xí)題)(kch
的大小與什么有關(guān)?答:沖擊電流是短路電流的瞬時(shí)最大值,它出現(xiàn)在短路發(fā)生后半個(gè)周期(約0.01s)時(shí),沖擊系數(shù)k ch)?流的標(biāo)幺值是否相等?為什么?=~ S=S* tt S
= =I*IIavtn nnkch
有何關(guān)系?答:短路后第一個(gè)周期的電流的有效值最大,這一有效值我們稱它為短路電流最大有效值。它與沖擊系數(shù)kch
的關(guān)系為Im2Im21+2(kchch?qEq
有何意義??q6-16-2Eq沒(méi)有明確的物理意義,僅僅是為了方便運(yùn)算而引入的。a) b) c) c)圖6—1穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)等效電路a)隱極機(jī)b)凸極機(jī)c)凸極機(jī)a) b)圖6—2同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的相量圖(a凸極機(jī),b隱極機(jī))E′、E′x、x通常d q q d是發(fā)電機(jī)的實(shí)測(cè)參數(shù)。用次暫態(tài)表示的發(fā)電機(jī)等效電路如圖6—3所示暫態(tài)等效電路如圖6—4所示圖6—3同步機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖6—4暫態(tài)等效電路(1)(2)(5)6-56-9L50kmx=0.4Ω/kmT為1S=10MV?A,UN
10.5,k 110/11106.5kv0000器低壓母線發(fā)生三相短路。試計(jì)算:短路電流周期分量、沖擊電流、短路電流最大有效值及短路容量的有名值。計(jì)算各元件參數(shù)
圖6-5習(xí)題6-9=10MV·A,Un
=U 。av變壓器T
=Uk%Sn
=10.5×10=0.105T 100SN
100×10線路X xL計(jì)算起始次暫態(tài)電流
=50×0.4
10 =0.0151152106.5I′=E= 115x 0.105+0.015
=7.7173×10.5名為 I′=7.7173×10.5
kA=4.243kA2計(jì)算沖擊電流的有名值2
iimp
=1.8×
×4.243kA=短路電流最大有效值的有名值I =m
×I1+1+2(K?1)2imp1+?1)2= ×4.2431+?1)2路容量 SD
=7.717×10MV?A=77.17MV?A6-10系接線圖6-6所示已各元數(shù)下:發(fā)電機(jī)G SN
=60MV?A,x=0.1d器T S=30MV?A,UN
線路L l=20km,x=0.38Ω/km求k點(diǎn)三短時(shí)的次暫態(tài)0000電流、沖擊電流、短路電流最大有效值和短路容量等的有名值。
G10kVTG10kVT35kVl解:采用標(biāo)幺值計(jì)算,選取Sn(1)計(jì)算各元件參數(shù)
圖6-6習(xí)題6-10=100MV?A,Un
=U 。av發(fā)電機(jī)G
=x′×Sn
=100
=0.2331 d S 60N變壓器T
=Uk%Sn
=8×100
=0.233T 100SN
100×30100線路X xL
=20×0.38×
1372
=0.555(6-7)x=x+x1 T
+x =0.233+0.267+0.555=1.055LE=E1
=1.08
I′=Ex
6-7=1.081.055
=1.0243×37有值為 I′=3×37
kA=1.598kAiimp
=1.8×
2×1.598kA=4.068kA21+2(K?1)1+2(K?1)2impm B1+?1)21+?1)2短容量 SD
=1.024×100MV?A=102.4MV?A第七章 習(xí)題abc答:對(duì)稱分量法實(shí)質(zhì)上是將abc三相不對(duì)稱的電壓或電流變換成三相分別對(duì)稱的正序、負(fù)序、零序分量。abc分量與正序、負(fù)序、零序分量的關(guān)系如下矩陣所示: ?
1 1
?F F a a1FF?=a2 a 1?FFb
a2?2F a a 1F c
a3式中,a=ej120o。答:電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算步驟如下:①確定基準(zhǔn)相;②列出邊界條件;③變換成解算條件;④計(jì)算故障電流和電壓;⑤作出故障點(diǎn)相量圖。的電勢(shì)E >>斷線故時(shí)的電勢(shì)E ,故一短故比線障嚴(yán)Σ kΣ重的多。7-527-70000
=60MV?A,x,=0.1,dx=0.19S2
=60MV?A,Uk
=10。5,k相短路時(shí),試計(jì)算短路點(diǎn)短路電流的有名值,并進(jìn)行比較分析。7-527-7解:根據(jù)上圖,作其正序、負(fù)序、零序等效電路,如圖7—52a、b、c所示。計(jì)算參數(shù):取S =60MV?A,U =UB B avx =G1 G2
=0.19U%Sx = k B
=10.5×60=0.105=x =xT1 N
100×
T0 T2x=xT0
=0.105x=xG1x =xG
+x =0.16+0.105=0.265T1+x =0.19+0.105=0.295T2按正序增廣網(wǎng)
?x=x +x2
=0.295+0.105=0.4110UI = D(0)
115
=1.4384D1 xD1
+?x 0.265+0.43U3×115B3U3×115BBB
60 kA=0.3012kA
I =3×1.4384×0.3012kA=1.2996kAk?x=x2
=0.295
?x=
xx20 =0.0774UI = D(0)
x +x2 =
110115
=2.7934D1 xD1
+?x 0.265+0.0774I =k
3×1?x1?xx(x +x)2202 0
×2.7934×0.3012kAI =115×0.3012kA=1.0872kAk 0.265由以上計(jì)算結(jié)果可得I(兩相接地)>I(單相接地)>I(三相短路)>(兩相短路)a) b) c)圖7-53 正序 b)負(fù)序 c)零序第八章習(xí)題答:電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性指電力系統(tǒng)受到擾動(dòng)后。憑借系統(tǒng)本身固有的能力和控制設(shè)備的作用,回復(fù)到原式穩(wěn)定運(yùn)行方式,或者達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行方式。電力系統(tǒng)穩(wěn)定一般按電力系統(tǒng)承受擾動(dòng)的大小分簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功角δδ具有雙重的物理意義:(1)它是送端發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)與受端系統(tǒng)電壓之間的相位角;(2)若將受端無(wú)窮大系統(tǒng)看成一個(gè)內(nèi)阻為零的等效發(fā)電機(jī),則功角δ即可看成是送端和受端兩個(gè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對(duì)位置角。J?2答:發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)T = 0 ,物理意義是在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上施加額定轉(zhuǎn)矩后,轉(zhuǎn)子J p2SN從停頓狀態(tài)升速到額定轉(zhuǎn)速所需要的時(shí)間。dδ=???dt 0d? ? = (P ?P)dt T T? JE )?q答:隱極機(jī)功角特性方程為EUP = q
sinδ凸極機(jī)功角特性方程為
Eq Xd∑EU
U2X ?XP = qEq Xd∑
sinδ
d∑ d2 X Xd∑ d∑
sin2δEEq答:自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置對(duì)功角特性影響很大。通常自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置按照發(fā)電機(jī)端電壓的變化而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流,此時(shí)從相角、量圖可知Eq性為
不再是常數(shù),功角特性曲線放生了改變。E′為常數(shù)時(shí)的功角特qE′UP = qEq X
sinδ
U2X′ ?Xd∑ d2 X′X
sin2δd∑E′為常數(shù)時(shí)的功角特性為PEq
d∑ d∑=sinδ′X′?d∑?兩個(gè)方程的最大區(qū)別在于δ
?′與U的夾角,與原功角是不同的。′答:電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生非周期性的是不,自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。答:簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)是SEq
=dPEq
/dδ>0,若考慮
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