電力系統(tǒng)分析課后習(xí)題解答

電力系統(tǒng)分析課后習(xí)題解答

第1章緒論

1-1

答：能保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行，且具有最佳技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的電壓，稱為額定電壓。

用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓相等。

發(fā)電機(jī)的額定電壓比所連接線路的額定電壓高5%,用于補(bǔ)償電網(wǎng)上的電壓損失。

變壓器一次繞組的額定電壓等于電網(wǎng)的額定電壓。

當(dāng)升壓變壓器與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同。

變壓器二次繞組的額定電壓一般比同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高10%。

當(dāng)變壓器二次側(cè)輸電距離較短，或變壓器阻抗較小(小于7%)時(shí)，二次繞組的額定電壓可只比同

級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高5%。

1-2

答：一般情況下，輸電線路的電壓越高，可輸送的容量(輸電能力)就越大，輸送的距離也越遠(yuǎn)。因?yàn)?/p>

輸電電壓高，線路損耗少，線路壓降就小，就可以帶動(dòng)更大容量的電氣設(shè)備。

在相同電壓下，要輸送較遠(yuǎn)的距離，則輸送的容量就小，要輸送較大的容量，則輸送的距離就短。

當(dāng)然，輸送容量和距離還要取決于其它技術(shù)條件以及是否采取了補(bǔ)償措施等。

1-3

答：是?個(gè)假想的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力

負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。

1-4

解：(1)G：IO.5kV；T-I：IO.5kV/242kV；T-2：220kV/l2lkV,220kV/38.5kV；T-3：UOkV/llkV；

T-4：35kV/6.6kV：T-5：10.5kV/3.3kV,(長線路)IO.5kV/3.15kV(短線路)

(2)Td工作于+5%抽頭:實(shí)際變比為10.5/242X(1+5%)=10.5/254.1,即KT-I=254.1“0.5=24.2；

T-2工作于主抽頭：實(shí)際變比為KT-2(I-2)=220/121=1.818；KT-2(I-3)=220/38.5=5.714;

KT.2(2.3)=121/38.5=3.143；

T-3工作于-2.5%抽頭：實(shí)際變比為KT-3=110X(l-2.5%)/l1=9.75；

T-4工作于-5%抽頭：實(shí)際變比為KT-4=35X(1-5%)/6.6=5.038；

T-5工作于主抽頭：實(shí)際變比為KT.S=10.5/(3+3X5%)=3.333。

1-5

解：由已知條件，可得日總耗電最為

%=70x2+50x4+80x2+100x4-f-80x2+90x4+120x4+70x2=2O4OMW

W7040

則日平均負(fù)荷為9“=寸=二不=85MW

pQCp5()

負(fù)荷率為心=^-=—=0.708；最小負(fù)荷系數(shù)為。=_皿=衛(wèi)=0.417

匕”⑶7ax120

1-6

解：系統(tǒng)年持續(xù)負(fù)荷曲線如圖所示。

2040365

由題1-5可得年平均負(fù)荷為優(yōu)v===85MW

87608760

W9（u（）x365

最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為八、=工==6205h

maxp120

max

P/MW

120------

110-

100——

4-

+

-

'

—

>t/h

014602920438058407300

第2章電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算

2-1

答：分裂導(dǎo)線是抑制電暈放電和減少線路電抗所采取的一種導(dǎo)線架設(shè)方式。

在輸電線路中，分裂導(dǎo)線輸電線路的等值甩感和等值電抗都比單導(dǎo)線線路小，分裂的根數(shù)越多，電抗下

降也越多，但是分裂數(shù)超過4時(shí)，電抗的下降逐漸趨緩。所以最好為4分裂。

2-2

答：變壓器的空載試驗(yàn)：將變壓器低壓側(cè)加額定電壓，高壓側(cè)開路。此實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得變壓器的空載損耗

和空載電流。

變壓器的短路試驗(yàn)：將變壓器高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路，使短路繞組的電流達(dá)到額定值。此實(shí)驗(yàn)

可以測(cè)得變壓器的短路損耗和短路電壓。

2-3

答：理論上說只要兩臺(tái)變壓器參數(shù)一致（包含給定的空載損耗、變比、短路損耗、短路電玉等），那么

這兩臺(tái)變壓器的性能就是一致的，也就是說可以互換使用。但是實(shí)際上不可能存在這樣的變壓器，我們

知道出于散熱和電磁耦合等因數(shù)的考慮，一般高壓繞組在底層（小電流），低壓繞組在上層（大電流，

外層便于散熱）。繞組分布可以導(dǎo)致一二次繞組的漏磁和銅損差別較大，故此無法做到升壓變壓器和降

壓變壓器參數(shù)完全一致。

2-4

答：標(biāo)幺值是相對(duì)于某一基準(zhǔn)值而言的，同一有名值，當(dāng)基準(zhǔn)值選取不同時(shí)，其標(biāo)幺值也不同。它們的

關(guān)系如下：標(biāo)幺值=有名值/基準(zhǔn)值。其特點(diǎn)是結(jié)果清晰,計(jì)算簡便，沒有單位，是相對(duì)值.

在電力系統(tǒng)中，選取基準(zhǔn)值的原則是：

a.全系統(tǒng)只能有?套基準(zhǔn)值。

b.一般取額定值為基準(zhǔn)值。

c.電壓、電流、阻抗和功率的基準(zhǔn)值必須滿足電磁基本關(guān)系。

2-5

答：線路額定平均電壓是指輸電線路首末端電壓的平均值。

我國的電力線路平均額定電壓有

3.15kV>6.3kV、10.5kV>15.75Vv>37kV>115kV>230kV.345kV、525kV.

2-6

解：（1）已知架空輸電線路的導(dǎo)線型號(hào)為LGJ-120,則導(dǎo)線的夕=31.55*mm?/km

所以，,?=^=2L^=o.2629Q/km

1S120

則線路的電阻為/?=/]/=0.2629x60=15.770

(2)因?yàn)閷?dǎo)線采用LGJ-I20,所以=0.779r=0.779x15.2/2=5.920〃加，

則=V4X4X8=4V2w=4^2x1O3/77/H

4V2xIO3

x.=0.14451g-.............=0.423Q/km

15.920

所以，X=x"=0.423x60=25.380

,7.58,7.58

（3）導(dǎo)線的電納為A=—5-xlO|n6xlO=2.686xlO-6S/^

\4V2xlO3

lg

r15.2/2

-6-4

則=/?1/=2.686x10^x60=161.IbxlO=I.612X10S

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，畫出線路等值電路如圖所示。

O------------------------1I-------------------------0

15.77+J25.38Q

一,806X10T$-70.806X10^^

O------------------------------------------------------------0

2-7

解：(1)導(dǎo)線電阻為八=￡=3L55=O.O85Q/km

,S2x185

(2)2分裂導(dǎo)線的互幾何均距為

De(/=^DahDlKDca=19x8.5x6.1=7.7566=7.756x

2分裂導(dǎo)線的自幾何均距為D巾=瘋2=70.779x19/2x400=54.408〃〃〃

則X,=0.14451g絲=0.14451g7乃6-1。=().31IQ/km

%54.408

(3)計(jì)算線路電納：t'=>[rd=V19/2x400=61.644mm

7CO7co

則h.xlO-6=-------------xlO-6=3.61xlO-55/A:/7z

,D.7,756x10-

1g—lg------------

61.644

req

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，畫出線路等值電路如圖所示。

OO

0.085+jO.311Q/^

一了.805xl0Ys/近八805x100/物?

O

2-8

解：（1）歸算到高壓側(cè)：額定電壓為V,v=35kV

空屋Jx空IE

XT=

100SN10031.5

△P（）

30=2.449xlO-5S

GT=

1000V：1000X352

BT=標(biāo)嚕嗑'第=3.—

（2）歸算到低壓側(cè)：額定電壓為VN=1MV

△GY；_177.2x112

R==O.O216Q

r1000S;1000x31.52

3需喈端嗡加7。

△P。，=———-=2.479x10-4S

GT=

1000V；1000xll2

3

BT=LL^X^L=_L1X21^=3J24XI0-S

100V；100ll2

2-9

解:(1)求各繞組的等值電阻

因變壓器各繞組的容量相同，所以短路損耗不需要折算。

△△)然的)-饃-)=￡⑵)

則%=1(&-+7+200.7-158.6=129.552

A&=；(Mg+Ms-Me))=?(15&6+217-200.7)=87.452W

=3=；(Mg)+M(”3)-M(I_2)=；X(200.7+158.6-217)=刃.15ZW

_129.55x2202

則各繞組電阻為Rn==3.919Q

10005；1000x402

M2噂一87.45x220:2645G

七2

1000S；1000X402

△八_71.15x22()2

%=2.152Q

1000S；1000X402

(2)求各繞組的等值電抗

%%二g優(yōu)『2)%+匕a,％-匕(2.3)%)=3x(17+10.5-6)=10.75

匕2%=；優(yōu)27)%+%-匕(3T)%)=；X(6+17—10.5)=6.25

匕3%=gMg)%+匕g)%-匕g)%)=；X(10?5+6-17)=-0.25

10.75x220-

則各繞組電抗為=13aQ75Q

10(麻100x40

Xn

5,=華迦―)25C

X73

IOOSN100x40

(3)求繞組的等值導(dǎo)納G=AP°,46.8

T=9.669xlO-7S

1000V；1000X2202

0.940

BT=八,-x-----7=7.438xlO^S

100V；1002202

2-10

解：(1)歸算到UOkV側(cè)的參數(shù)

因變壓器各繞組的容量不相同，所以短路損耗需要折算。

100

1'100、~i\-270x|—|=191.284%W

△Psi-450xJ00J+240x----

2166.7166.7；

<100、2+450x(圖

-240x|—|=258.716%W

△A2270x166.7

UooV66.7J

2/

4240x(翳J+270x(翳j.450x儒)=348,177^

△AM_191.284x11()2

則=2.333。

10005^-1000x31.52

R:△-2匕1=258.716x1102

=3.155。

2-1000S；-1000x31.52

348.177x1102

=4.246Q

1(X)()S：100()x31.52

1

優(yōu)

因%)=lx(11.5+21-8.5)=12

.%-

2-2)

1h

匕

%%+%匕%)=lx(8.5+11.5-21)=-0.5

2=-2-

2-32)

匕%

3=%)=-x(21+8.5-11.5)=9

V^12X110^

所以==46()95Q

100Sv100x31.5

=-0.5X110-=_L921Q

X?

100S.v100x31.5

二鷲然二四”二34.571。

X3

l()()SjV100x31.5

△P。SO

=6.612X1O-6S

G=T

T1000V；1000X110

仁濟(jì)，所以3等二等二懸瑞=7WS

因?yàn)?/p>

（2）歸算到35kV側(cè)的參數(shù)

=191.284ZW,APS2=258.716kW,△&=348.177ZW

則

△々2匕；_258.716x38.52

R、==0.3860

1000S：1000x31.52

348.177x38.52

=0.520Q

&=1000S；1000x31.52

因％%=：(匕f%+匕皿%-匕g%)=1x(11.5+21-8.5)=12

匕2%=4(匕心3)%+匕”2)%-匕①)％)=1X(8.5+11.5-21)=-0.5

J乙

匕3%=；(匕(3T)%+匕33)%-VS(I.2)%)=；X(21+8.5—11.5)=9

所以乂=需=簫*5.647。

鷲%=3%f=-0.235Q

X,

100SjV100x31.5

二%2殂二9x38.52“235Q

X3

lOOS'100x31.5

△P。80

G==53.972xlO~6S

T1000V；1000x38.52

V3/0Vv_850x1000

B=573.453x1O's

(38.5x1000)2

（3）歸算到lOkV側(cè)的參數(shù)

△O%I=191.284&W,J，=258.716ZW,JJ=348.177ZW

則心靛二露整—

黑翳―

1

因4%=*%+匕口％-匕。3)%)=

YS(I-2)—x(11.5+21-8.5)=12

“I)/2

匕2%=J(匕心3)%+匕(")％-匕(3T%)1

=-x(8.5+11.5-21)=-0.5

2

匕3%=!(匕(37%+匕12-3)%-匕“2)%)=；x(21+8.5-11.5)=9

所以乂=鷲”一旦

=0.4610

100黑100x31.5

v-0.5x112

=-().01920

IOOSN_100x31.5

%3%匕；9xll2

=0.3460

1005“-100x31.5

APQA

r()—――=661.2X10-6S

T1000V；1000xll72

R一四必

BLF黑舞739XWS

2-11

解:選基準(zhǔn)值=100MVA,=lOkV

10.5,110.

因?yàn)閗qp]——，k,=——，則Hl有z

121°T6.6

VVB(1)黑■=115.238kV,VB⑵115.238

vVB(2)V=6.914kV

1\z**2110

Tl

7216.6

22

VVS27I0.5100

則GNxx=0.9923

210030102

2需SVV

°GNB(1)

cI()()

X.=x/—？-=0.4x100x--------7=0.3012

V篇115.2382

-X,=-x0.3012=0.1506

2/2

_匕72%丫4川SB10：5x110ix100^=()6378

X”=X7322

1v0v0SV10015115.238

°T2NVB(2)

vyRNSB66100

XR---X--------x-------=0.2899

10()ENV；⑶10073x1.56.9142

其等值電路如圖所示。

XT2=0.637S

XTI=03675

JXR=0.2899

XG=0.99231「X產(chǎn)0.1506)

XT3=0-6378I

2-12

解：按題意選S8=100MV4,匕⑴=KUV,VB(2)=110A:V,VB(3)=6kV

SB2710.52100

則有—7-=-------X-------------x=0.9923

吟⑴10030w

_%%22

vV71NSB10.510.5100n.,__

XT.=------x---------x--=0.3675

100SUNV；⑴10()31.5102

121

k

_5(2-1).10.512110?八廣,

k—___x八___—110.k4/7■*6

11010.5110

1()

-Xt=-x/^-=-x0.4xl()0x^-=0.1653

2/2%2,HO2

10.5HO2

_匕72%丫\SR_■

X/2=X73---------X-----------X

—100qv2

0T2Nv8(2)10015

110

_切2(2-3)6110

^T2*=%73?=A=x—=0.9091

kHO6.6

入8(2-3)110

6

..X°/oVRNS66100

X=-K------------------H—xx=0.3849

R1。。10073x1.562

其等值電路如圖所示。

2-13

解：按題意選=100MK4,VBU)=10.5/:V,%2)=115kV,VB(3)=6.3kV

寸%%V&Js,,2710.5100八八

則有X=-^------^-=——x----x——-=0.9

G2

10。SGN吟⑴1003010.5

卬=瞽瞥於翳黑、繇。蚪

1

X-x/^-=-x0.4x100x^5.=0.1512

2-/

2V；⑵2H52

2

3810.5115100八)

=一%2%

T)X7">"—r-=---x----x——-=0.7

/Z/J2

100ST2NV；(2)10015115

WSB_6610()

X=4%匕77——(|AAC)1

X入c2—1

Rloo的RN嘖」10073x1.56.3

其等值電路如圖所示。

第3章簡單電力網(wǎng)的潮流計(jì)算

3-1

答：電壓損耗是指始末端電壓的數(shù)值差。

電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓同網(wǎng)絡(luò)該處的額定電壓之間的數(shù)值差。

3-2

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取決于電壓降落的縱分量，即AV=PR+QX

V

相位主要取決于電壓降落的橫分量，即PXyQ』

當(dāng)線路末端的功率為容性負(fù)荷時(shí)，如線路空載，只有充電功率時(shí)，由于X?R,由計(jì)算公式可見，

會(huì)出現(xiàn)首端電壓低于末端電壓的情況。

3-3

答:輸電線路和變壓器的功率損耗可以根據(jù)輸電線路和變壓器的等效電路按照電路的基本關(guān)系通過計(jì)算

阻抗和導(dǎo)納支路的功率損耗來進(jìn)行，不同的是，線路導(dǎo)納損耗是容性無功功率，而變壓器導(dǎo)納支路損耗

是感性的無功功率。

p2+n21

應(yīng)用的公式：bS=J(R+jX)

=鋁+必。。=記+j哈S,v

（得+.陽）

3-4

答:公式是

￡z：s

i=l(C-%2同=S/LD+S/c

Z；

自：’+仞2-丫：耳=s,“c+s

這種方法求出的功率分布沒有考慮網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電壓降落。

3-5

答：與負(fù)荷無關(guān)，由兩個(gè)供電點(diǎn)的電壓差和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)所確定的這部分功率稱為循環(huán)功率。

若變壓器的變比為Ki與七，當(dāng)KiHK?時(shí)則存在循環(huán)功率。

3-6

答：減少無功功率的傳輸，在閉式網(wǎng)絡(luò)中實(shí)行功率的經(jīng)濟(jì)分布，合理確定電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓，組織變壓

器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等。

其它方法：（1）調(diào)整用戶的負(fù)荷曲線；（2）減小高峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷的差值；（3）提高最小負(fù)荷率,

使形狀系數(shù)接近于1。

3-7

解：輸電線路采用乃型等值電路，變壓器采用勵(lì)磁回路前移的等值電路，如圖所示。

線路參數(shù):

R.=-r/=-x0.08x250=10Q

"212

X,=-x./=-x0.4x250=50Q

L212

22

變壓器參數(shù):

iMV；11000x2202

=—x-=--2-.--4-2-Q--

2lOOOS.^2lOOOxlOO2

/△匕％V；112.52202

-__s/y=30.25Q

-2100S川―2100100

go=2△4=2x450=900AW=0.9MW

AQTO=I'Qo=2x35(X)kvar=7(XX)kvar=IMvar

先按額定電壓求功率分布：

=150MW,COSQ=0.85,

則Qu〉=2/)tan。=PU)tanarccos^>=150xtanarccosO.85=92.962A/var

0=P'g+jXQ=12暮962-(2.42+./30.25)=(1.557+力9.464)MVA

ST=SU)+ASr=150+J92.962+1.557+J19.464=(151.557+j\\2.426)MVA

2

△Qo=\QC2="V；=7xICT”x220=33.88Mvar

2

S2=ST+STtt-jQC2=151.557+/112.426+0.9+/7.0-433.88=(152.457+J85.546)MVA

AS,=+jQc)="245；2/546(10+j50)=(6.314+；31.572)MVA

S,=S2+AS,=152.457+J85.546+6.314+J31.572=(158.771+7117.118)^^4

SA=5,-jQCi=158.771+;117.118-J33.88=(158.7714-j83.238)MK4

（1）輸電線路、變壓器以及輸電系統(tǒng)的電壓降落和電壓損耗

①輸電線路

電壓降落為

△LJRL+QIXLjP\X「Q\RL

V,V.

158.771xlO+117.118x50.158.771x50-117.118x10

~2^2」2A2~二(30.759-/27.964)底

%={(匕-△匕『+(%I=1(242-30.759)2+27.964、=213.084ZV

電壓損耗為△匕=匕—匕=242—213.084=28.916%V

電壓損耗百分值為△%%=2891°x1oo=13.145%

L220

②變壓器

電壓降落為

PTRT+QTXT,PTXT-QTRT

AVr=J

151.557x2.42+112.426x30.25.151.557x30.25-112.426x2.42

=(17.682-720.239UV

213.084213.084

22

匕=7(V?-AVr)+(^)=J(213.084-17.682)2+20.239?=196.447AV

電壓損耗為△吟=%-匕=213.084—196.447=16.637%V

電壓損耗百分值為AV_%=1^2x100=7.562%

1220

③輸電系統(tǒng)

電壓降落為

AV=AVL+AVT-=30.759-J27.964+17.682-J20.239=(48.441-/48.203)AV

電壓損耗為AV=AVA+AVr=28.916+16.637=45.553A:V

電壓損耗百分值為AV%=生經(jīng)x100=20.706%

220

(2)輸電線路首端功率和輸電效率

首端功率為

SA=S「jQc\=158.771+;117.118-j33.88=(158.771+j-83.238)MVA

輸電效率為//=—x100%=150x100%=94.477%

PA158.771

(3)線路首端A、末端B及變壓器低壓側(cè)Cr電壓偏移

V-V242-220

首端A電壓偏移為」一^xl00%=———xl00%=10%

Vv220

B點(diǎn)電壓偏移為Vfi~V，vx100%=213,084~220xICO%=-3.144%

八220

變壓器的實(shí)際變比為場(chǎng)=上二——=19

11

VrI%447

變壓器低壓側(cè)C點(diǎn)的實(shí)際電壓為Vc=-^=；=10.339kV

變壓器低壓側(cè)C點(diǎn)的電壓偏移為

3-8

解：思路-因網(wǎng)絡(luò)為均一網(wǎng)絡(luò)，故可將網(wǎng)絡(luò)從A點(diǎn)切開，看作是兩端供電的網(wǎng)絡(luò)，且兩端電壓相同,

所以循環(huán)功率為零。

（1）計(jì)算線路參數(shù)

線路AB：RAB=rJAB=O.33x4O=13.2Q

XAB=x,lAR=0.429x40=17.16Q

%=^_=2.65xIO4*40/2=().53xKF1S

22

線路BC：Rs。=〃BC=033x30=9.9C

XBC=x]lBC=0.429x30=12.87Q

里=^1BC_=2工5X10-6X30/2=0.3975xlG-45

22

線路AC：RAC=f]lAC=0.33x30=9.90

XAC=x}lAC=0.429x30=12.87Q

吼=奶￡=245x10-6*3o/2=0.3975xl0-45

22

(2)計(jì)算線路電容功率

AB段：(△Qc(.二；BA/；=0.53X10-4XH02=0.6413Mvar

AC段：^QC(AC)=g當(dāng)=03975X10-4X11()2=0.48l/Wvar

42

BC段：-A2C(BC)=-BBMJ=0.3975xl(rxll()=().48\Mvar

(3)計(jì)算各點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷

S'B=SH-=20+J15-JO.6413-川.481=(20+j\3.8777)WEA

f

Sc=Sc-j^\Qc(AC}-j^AQQSG=10+〃°一70.481-jO.481=(10+；9.038)MVA

(4)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的初始功率分布(不計(jì)損耗)

22

盲用.石°，20x60+10x30.13.8777x60+9.038x30

-----+/-----=---------------+/-----------------------=(15+J1I.O38)MVA

&a100100

￡3

V2z!_____；2zl______10x70+20x40.9.038x70+l3.8777x40

=++J=(15+yll.878)MVA

…&Jh100100

SCH=SAC-5c=15+j\1.878-10-J9.038=(5+2.84)MM

（5）計(jì)算計(jì)及功率損耗的功率分布

先按額定電壓求功率損耗和功率分布。

152+11.0382

SB」飛綱（R『jXAB）=(13.2+;17.16)=(0.3784+jO.4919)MVA則

2

VN110

SA，B=SAB+^SAB-^QCUB>=15+*S8+0.3874+j0.4919-J0.6413

=(15.3874+J10.8886)MVA

X15+l1878

ASAC=P；c'3c(R、c+JAC)=；(9.9+71287)=(0.2995+J0.3894)MVA

YN11。

則Sic=S.c+ASAC--A2C(AC)=154-711.878+0.2995+j0.3894-y0.481

=(15.2995+J11.7864)MVA

第4章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整

4-1

答：a.頻率變化對(duì)用戶的影響：影響用戶生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量，使電動(dòng)機(jī)的功率降低，影響電子設(shè)備的準(zhǔn)

確度。b.頻率變化對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身的影響：頻率降低將使它們的出力降低，若頻電降低過多，

有可能使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這會(huì)引起嚴(yán)重后果。電力系統(tǒng)在低頻率運(yùn)行時(shí)，容易引起汽輪機(jī)低壓葉片的

共振，縮短汽輪機(jī)葉片的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使葉片斷裂造成重大事故。電力系統(tǒng)的頻率降低時(shí)，異步電動(dòng)

機(jī)和變壓器的勵(lì)磁電流將大為增加，引起系統(tǒng)的無功功率損耗增加，在系統(tǒng)中備用無功電源不足的情況

下，將導(dǎo)致電壓的降低。

4-2

答：一次調(diào)整：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。二次調(diào)整：通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變動(dòng)引起的頻

率偏移縮小在允許波動(dòng)范圍內(nèi)。關(guān)系：負(fù)荷變化幅度較大，底期較長的，一次調(diào)整和二次調(diào)整同時(shí)參與，

負(fù)荷變化幅度小，周期短時(shí)只需一次調(diào)頻。

4-3

答：當(dāng)電力系統(tǒng)粒態(tài)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)中有功功率隨頻率變化的特性。當(dāng)系統(tǒng)中有功功率失去平衡時(shí)而引起

頻率變化，系統(tǒng)負(fù)荷也參與對(duì)頻率的調(diào)節(jié)，這種特性有助于系統(tǒng)中有功功率在新的頻率值下重新獲得平

衡，這種現(xiàn)象稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。發(fā)電機(jī)輸出的有功功率與系統(tǒng)頻率的關(guān)系。發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功

率KG表示當(dāng)頻率下降或上升1Hz時(shí)發(fā)電機(jī)增發(fā)或減發(fā)的功率值。

4-4

答：電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率即電力系統(tǒng)的功率-頻率靜態(tài)特性系數(shù)，它表示在計(jì)及發(fā)電機(jī)組和負(fù)荷的

調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位變化的負(fù)荷變化量。

當(dāng)負(fù)荷變化引起頻率偏差時(shí)，系統(tǒng)中的某些發(fā)電機(jī)組裝有調(diào)速器又留有可調(diào)容量就可以參加頻率調(diào)

整，自動(dòng)地增加或減小機(jī)組的功率，從而達(dá)到新的平衡，這是一次調(diào)頻的原理。

通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移縮小在允許

波動(dòng)范圍內(nèi)，這是二次調(diào)頻的原理。

4-5

答：把力聯(lián)電力系統(tǒng)看作是若干個(gè)分系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線聯(lián)接而成的互聯(lián)系統(tǒng)，在調(diào)整頻率時(shí)，必須注意聯(lián)

絡(luò)線功率交換的問題。

若互聯(lián)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)功率的二次調(diào)整增量A七能與全系統(tǒng)負(fù)荷增量AP/)相平衡，則可實(shí)現(xiàn)無差

調(diào)節(jié)，即曠=（）,否則會(huì)出現(xiàn)頻率偏移。

4-6

f50

解：（I）當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行頻率為50Hz時(shí)，f.=^-=—=1

Zv50

K=外=也=刈0.2+0."+0.3尸+0.1歹）=0.4次+0.3x2/次+0.1x312”

=

則近而

=0.4+0.6x1+0.3x12=1.3

f48

（2）當(dāng)/=487//時(shí)，C=^-=—=0.96

fN50

23

Plr=0.2+0.4/；+0.3f：+0.1尸=0.2+0.4x0.96+0.3x0.96+0.1x0.96=0.94895

負(fù)荷變化的百分值為

A^%=（l-0.94895）x100=5.1%

則=^^=^^=0.4+0.6力+0.3人2=0.4+0.6x0.96+0.3x0.962=1.2525

4-7

解：每臺(tái)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率為

±.^_L122

=X=50MW/Hz

2fN0.0450

(1)4臺(tái)機(jī)組原來平均承擔(dān)負(fù)荷

320

則每臺(tái)機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷為PG=^-=S0MW

則增加60MW負(fù)荷后，每臺(tái)機(jī)組可承擔(dān)的負(fù)荷為A2=竽=15MW

所以，V="—=--=-03/7

KG50

或A/'==—0.3”z

4KG4X50

(2)原來3臺(tái)機(jī)組滿載，I臺(tái)帶20MW負(fù)荷

此時(shí)所增加的負(fù)荷只能由一臺(tái)機(jī)組來承擔(dān)，即△?；=60MW

則A/=-^-=--=-1.2Hz

KG50/

(3)兩種情況下頻率變化不同的原因

第一種情況下，△匕二15MW,而第二種情況下，△尸G=60MW,因而在相同的KG下，"變

大4倍。

4-8

1P1|(￥)

解：每臺(tái)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率為

/CG1，=—=

2九0.04502

(1)4臺(tái)機(jī)組原來平均承擔(dān)負(fù)荷

系統(tǒng)發(fā)電機(jī)總的單位調(diào)節(jié)功率為七=4七=4X50=200

AP60

則N—一

=2=-0.2727Hz

Ka+200+20

(2)原來3臺(tái)機(jī)組滿載，I臺(tái)帶20MW負(fù)荷時(shí)

60

N==-0.8571Hz

KKG+50+20

(3)兩種情況下頻率變化不同的原因

因?yàn)樨?fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)起了作用，負(fù)荷隨頻率下降而減少。即實(shí)際負(fù)荷不能增加60MW,從而使頻率

下降得小些。

4-9

1p110()

解：每臺(tái)發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率為KGI=--^~=——X——=50MW/Hz

6*fN0.0450

320

4臺(tái)機(jī)組平均承擔(dān)負(fù)荷，則每臺(tái)機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷為P=—=80MW