《電力系統(tǒng)分析 第三版 (于永源 楊綺雯 著) 中國電力出版社 課后答案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電力系統(tǒng)分析 第三版 (于永源 楊綺雯 著) 中國電力出版社 課后答案.doc（73頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

______________________________________________________________________________________________________________ Chapter 一 1-1、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的含義是什么？ 答：電力系統(tǒng)指生產、變換、輸送、分配電能的設備如發(fā)電機、變壓器、輸配電線路等， 使用電能的設備如電動機、電爐、電燈等，以及測量、保護、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所 組成的統(tǒng)一整體。一般電力系統(tǒng)就是由發(fā)電設備、輸電設備、配電設備及用電設備所組成的 統(tǒng)一體。 電力系統(tǒng)中，由各種電壓等級的電力線路及升降壓變壓器等變換、輸送、分配電能設備 所組成的部分稱電力網(wǎng)絡。 1-2、 電力系統(tǒng)接線圖分為哪兩種？有什么區(qū)別？ 答：電力系統(tǒng)接線圖分為地理接線圖和電氣接線圖。 地理接線圖是按比例顯示該系統(tǒng)中各發(fā)電廠和變電所的相對地理位置，反映各條電力線 路按一定比例的路徑，以及它們相互間的聯(lián)絡。因此，由地理接線圖可獲得對該系統(tǒng)的宏觀 印象。但由于地理接線圖上難以表示各主要電機、電器之間的聯(lián)系，對該系統(tǒng)的進一步了解。 還需閱讀其電氣接線圖。 電氣接線圖主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電力元件 之間的電氣接線。但電氣接線圖上難以反映各發(fā)電廠、變電所的相對位置，所以閱讀電氣接 線圖時，又常需參考地理接線圖。 1-3、 對電力系統(tǒng)運行的基本要求是什么？ 答：對電力系統(tǒng)運行通常有如下三點基本要求: 1）保證可靠地持續(xù)供電； 2）保證良好的電能質量； 3）保證系統(tǒng)運行的經濟性。 1-4、電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？什么叫電力線路 的平均額定電壓？ 答：各部分電壓等級之所以不同，是因三相功率 S 和線電壓 U、線電流 I 之間的關系為 S= 3 UI。當輸送功率一定時，輸電電壓愈高，電流愈小，導線等截流部分的截面積愈小， 投資愈小；但電壓愈高，對絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器等絕緣的投資也愈大。 綜合考慮這些因素，對應于一定的輸送功率和輸送距離應有一個最合理的線路電壓。但從設 備制造角度考慮，為保證生產的系列性，又不應任意確定線路電壓。另外，規(guī)定的標準電壓 等級過多也不利于電力工業(yè)的發(fā)展。考慮到現(xiàn)有的實際情況和進一步的發(fā)展，我國國家標準 規(guī)定了標準電壓，即為額定電壓。 各元件的額定電壓： -可編輯修改- 1、各用電設備的額定電壓取與線路額定電壓相等，使所有用電設備能在接近它們的 額定電壓下運行； 2、發(fā)電機的額定電壓為線路額定電壓的 105%； 3、升壓變壓器一次側額定電壓與發(fā)電機的額定電壓相同，二次側的額定電壓為線路 額定電壓的 110%； 4、降壓變壓器一次側取與線路額定電壓相等，二次側的額定電壓為線路額定電壓 的 110%或 105%。 電力線路的平均額定電壓：是約定的、較線路額定電壓高 5%的電壓系列。 1-5、系統(tǒng)不同電壓等級的適用范圍怎樣？ 答：3KV 只限于工業(yè)企業(yè)內部采用；500、330、220KV 多用于大電力系統(tǒng)的主干線；110KV 既用于大城市或大工業(yè)企業(yè)內部網(wǎng)絡，也廣泛用于農村網(wǎng)絡；10KV 則是最常用的更低一級 的配電電壓；只有負荷中高壓電動機的比重很大時，才考慮 6KV 配電的方案。 1-6、 電力系統(tǒng)負荷曲線有哪些？什么是年持續(xù)負荷曲線和最大負荷利用小時數(shù)？有何用 處？ 答：電力系統(tǒng)負荷曲線： 1） 按負荷種類分為有功功率負荷曲線和無功功率負荷曲線； 2） 按時間段長短分為日負荷曲線和年負荷曲線； 3） 按計量地點分為個別用戶、電力線路、變電所及至整個系統(tǒng)的負荷曲線。 年持續(xù)負荷曲線：一年中系統(tǒng)負荷按其數(shù)值大小及其持續(xù)時間順序由大到小排列而 成。 最大負荷利用小時數(shù) Tmax：如果負荷始終等于最大負荷 Pmax，則經過 Tmax 小時所消耗 的電能恰好等于全年耗電量 W，即： 8760 W ∫ pdt Tmax = = Pmax 0 Pmax Tmax 的大小反映了負荷隨時間變化波動的幅度大小，Tmax 大則表示負荷波動小，Tmax 小表示負荷波動大。 1-7、 某 一 負 荷 的 年 持 續(xù) 負 荷 曲 線 如 圖 所 示 ， 試 求 最 大 負 荷 利 用 小 時 。 P(M W ) 1 0 0 6 0 3 0 0 2 0 0 0 5 0 0 0 8 7 6 0 t(h) 解：A 年 = 2000 ×100 + (5000 ? 2000) ×60 +(8760 ?5000) ×30 =492800( Mw. )h Tmax = A年 Pmax = 492800 = 492（8 h） 100 1-8、電力系統(tǒng)中性點的接地方式有哪些？它們各有什么特點？我國電力系統(tǒng)中性點接地情 況如何? 答：接地方式通常分為兩大類： 1）大接地電流系統(tǒng)，即直接接地； 2）小接地電流系統(tǒng)，即不接地和經消弧線圈接地。 特點：電力系統(tǒng)最常見的故障是單相接地，對中性點直接接地系統(tǒng)來說當出現(xiàn)單相接 地時，出現(xiàn)了除中性點外的另一個接地點，構成了短路回路，所以接地相電流即短路電流數(shù) 值也就很大，為了防止損壞設備，必須迅速切除接地相甚至三相，從而降低了供電可靠性。 不接地系統(tǒng)供電可靠性高，但對絕緣水平的要求也高。因這種系統(tǒng)中單相接地時，不構成短 路回路，接地相電流不大，不必切除接地相，但這時非接地相的接地電壓卻升高為相電壓的 3 倍。 目前在我國，110KV 及以上的系統(tǒng)采用中性點直接接地，35KV 及以下的系統(tǒng)中性點 不接地。 1-9、 中性點不接地單相接地時，各相對地電壓有什么變化？怎樣計算單相接地電流？ 答：1)假設 C 相接地，則 C 相電流為 0。此時相量圖如圖一。由圖可知，故障相電壓變?yōu)?0， 非故障相得對地電壓變?yōu)榫€電壓，即為原來的 3 倍。 3 2）則相量圖為圖二。由圖可知，∑Ic= 3 Ica= 流為非故障時電容對地電流的 3 倍。 3 Ia=3 Ia。即故障時單相接地電 1-10 、消弧線圈的工作原理是什么？電力系統(tǒng)一般采用哪種補償方式？為什么？ 答：工作原理：在小接地電流系統(tǒng)的中性點處裝設消弧線圈，其實就是電感線圈，接地點接 地相電流中增加了一個感性分量，它和原來接地點的電流即線路兩非故障相的對地電容電流 之和恰方向相反，數(shù)值相抵消，從而減小了接地點的電流，使電弧易于自行熄滅，提高了供 電可靠性。 電力系統(tǒng)中一般采取過補償，因為全補償和欠補償易被擊穿。 當 IL= ∑ IC 時稱為全補償，系統(tǒng)中會產生諧振過電壓，這是不允許的；當 IL ＞ ∑ IC 時稱為過補償，這是系統(tǒng)運行中經常使用的補償方式；當 IL ＜ ∑ IC 時稱為欠補償，一般 也不采用，以防止再切除線路或系統(tǒng)頻率下降時使 ∑ IC 減少可能出現(xiàn)全補償而出現(xiàn)諧振過 電壓。 Chapter 二 2-1、架空電力線路由哪些部分組成？它們的作用如何？架空電力線路的桿塔由哪些形 式？ 答：架空電力線路由導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等構成。 作用：1）導線：傳輸電能； 2）避雷線：將雷電流引入大地以保護電力線路免受雷擊； 3）桿塔：支持導線和避雷線，保持導線與導線、導線與避雷線、導線與大地 的安全距離； 4）金具：支持、接續(xù)、保護導線和避雷線，連接和保護絕緣子。 桿塔的型式：直線桿，耐張桿，終端桿，轉角桿等。 2-2、在電力系統(tǒng)計算時，導線材料的電阻率ρ為什么略大于它們的直流電阻率？ 答：原因：1）交流電的集膚效應使得電阻上升； 2）輸電線路為多股絞線，其每股長度略大于導線長度； 3）計算中采用的標稱截面積略大于實際截面積。 2-3、分裂導線的作用是什么？分裂數(shù)為多少合適?為什么？ 答：分裂導線的作用：為了減少電暈損耗，應設法降低導線表面電場強度值，實踐證明采用 每相導體分裂為幾根子導體的分裂導線結構可降低導線表面電場強度值，因此分裂導線成為 目前國內外超高壓輸電線路上廣為采用的導線型式。 分裂數(shù)為 2~4 合適。因為分裂的根數(shù)愈多，電抗下降也愈多，但分裂根數(shù)超過 3-4 根 時，電抗的下降已逐漸減緩。而導線與金具的結構、線路架設與運行等卻隨著分裂根數(shù)的增 加而大為復雜，目前導線的分裂根數(shù)一般不超過 4 根 2-4、電力線路的等值電路是怎樣表示的？ 答：1)短線路，是指長度不超過 100km 的架空線路，線路電壓為 35KV 及以下時，電納可 略。等值電路如圖一。 2）中等長度線路，是指長度在 100~300km 之間的架空線路和不超過 100km 的電纜線路。 這種線路的等值電路有 T 型和π型等值電路，如圖二。 3）長線路，是指長度超過 300km 的架空線路和超過 100km 的電纜線路。這種線路的等 值電路要考慮它們的分布參數(shù)特性，如圖三。 2-5、什么叫自然功率？ 答：自然功率也稱波阻抗負荷。是指負荷阻抗為波阻抗時，該負荷所消耗的功率。 2-6、什么叫變壓器的短路試驗和空載試驗，從這兩個試驗可確定變壓器哪些參數(shù)？ 答：1）短路試驗：低壓側短路，在高壓側加電壓使繞組通過的電流達額定值，測出高壓側 P U 2 所加電壓值和回路所消耗的有功功率 PK?？纱_定的參數(shù)：繞組電阻 RT = K N ，繞組電抗 S 2 N X = U %U 2 K N 。 N T 100 S 2）空載試驗：低壓側開路，高壓側加額定電壓，測出變壓器的空載電流 I0 和空載損 耗 P0?？纱_定的參數(shù)：勵磁電導 G = P0  ，勵磁電納 B = I0 %SN 。 U N T 2 T N 100U 2 2-7、雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣的等值電路表示？雙繞組變壓器與電力線路的等 值電路有何異同？ 答：1）雙繞組變壓器的等值電路： 三繞組變壓器的等值電路： 2）同——都有一串聯(lián)的阻抗 Z=R+jX 和并聯(lián)的導納 Y=G+jB。 異——雙繞組變壓器的勵磁回路的等值導納并聯(lián)在變壓器繞組等值阻抗的首端； 線路的總導納一半并聯(lián)在線路的等值阻抗的首端，一半并聯(lián)在末端；線路的 G≈0;雙繞組變 壓器的并聯(lián)電納是感性因此 BT 前是“－”號，線路的并聯(lián)電納是容性的，因此 BL 前是“+” 號。 2-8、什么叫三繞組變壓器的最大短路損耗？ 答：指兩個 100%容量繞組中流過額定電流，另一個 100%或 50%容量繞組空載時的有功損 耗。 2-9、對于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？如何理解變壓器的參數(shù)具有電壓級的概念？ 答：不同。因為對升壓型和降壓型的三繞組變壓器來說，其繞組排列方式不同。升壓型的從 鐵芯至繞組最外層的排列順序是中壓繞組、低壓繞組、高壓繞組，由于高中壓繞組相隔最遠， 二者間漏抗最大；降壓型的從鐵芯至繞組最外層的排列順序是低壓繞組、中壓繞組、高壓繞 組，高低壓繞組間漏抗最大。繞組間漏抗不同，則 XT 就不同。 當變壓器參數(shù)計算公式中代入不同電壓級的額定電壓則得出歸算到不同電壓級下的參 數(shù)。 2-10 、發(fā)電機的等值電路有幾種形式？它們等效嗎？發(fā)電機電抗的百分數(shù) XG%的含義是什 么？ 答：一般有兩種形式，一是以電壓源和串聯(lián)電抗表示的等值電路，一是以電流源和并聯(lián)電抗 表示的等值電路。兩者之間完全等效。 發(fā)電機電抗的百分數(shù) XG% 實際上是在 XG 上通過額定電流時產生的電壓降與額定電 壓的比值的百分值。其計算公式是： XG (%) = 3IN XG ×100 UN 2-11、電力系統(tǒng)負荷有幾種表示方式？它們之間有什么關系？ 答：電力系統(tǒng)負荷有兩種表示方法：阻抗和導納，它們相互等值。 2-12 、組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡的基本條件是什么？ 答：標么值的折算和電壓級的歸算即求出的電力系統(tǒng)各元件參數(shù)。 2-13 、什么是有名制？什么是標幺制？標幺制有什么特點？基準值如何選取？ 答：有名制：進行電力系統(tǒng)計算時，采用有單位的阻抗、導納、電壓、電流、功率等進行運 算。 標幺制：進行電力系統(tǒng)計算時，采用沒有單位的阻抗、導納、電壓、電流、功率等的 相對值進行運算。 標幺制的特點：線電壓和相電壓的標幺值數(shù)值相等，三相功率和單相功率的標幺值數(shù) 值相等。計算結果清晰，便于迅速判斷計算結果的正確性，可大量簡化計算等。 基準值的選取：1）基準值的單位應與有名值的單位相同。2）阻抗、導納、電壓、電 流、功率等五個基準值之間應符合電路關系。 2-14 、電力系統(tǒng)元件參數(shù)以標幺值表示時，是否可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡？計算元件標幺 值的兩種算法，其結果是否相同，為什么？ 答：元件參數(shù)以標幺值表示時可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡。 計算元件參數(shù)標幺值的兩種算法 1 是按變壓器實際變比計算，2 是按平均額定電壓之 比計算。結果有差異，按變壓器實際變比計算得出的標幺值是所謂精確值，按平均額定電壓 之比計算得出的標幺值是近似值，通常用在短路計算中。 2-15 、什么叫變壓器的額定變比，實際變比，平均額定電壓之比？在歸算中如何應用？ 答：額定變比是把變壓器的變比看成額定電壓之比，實際變比是把變壓器的變比看成變壓器 的實際電壓之比，平均額定電壓之比是看成變壓器的平均額定電壓之比。根據(jù)對計算結果精 度的要求在歸算中選用不同的變比。 2-16 、電力系統(tǒng)接線圖如下圖所示，圖中標明了各級電力線路的額定電壓（KV），試求： 1）發(fā)電機和變壓器各繞組的額定電壓，并標在圖中； 2）設變壓器 T1 工作于+5%抽頭，T2、T5 工作于主抽頭（T5 為發(fā)電廠的廠用變壓器）， T3 工作于-2.5%抽頭，T4 工作于-5%抽頭，求個變壓器的實際變比； 3）求各段電力線路的平均額定電壓，并標于圖中。 解：（1）如上圖。 242(1 + 5%)  24.2 K = （2） 1 = 10.5 K 2(1? 2) = 220 121  =1.82 K 2(1?3) = 220 = 5.71 38.5 K = 110(1 ? 2.5%) = 9.75 3 11 K = 35(1 ? 5%) = 5.04 4 6.6 K5 = 10 3.15 = 3.17 Ul1 = 220× (1 + 5%) = 231KV Ul 2 = 110× (1 + 5%) = 115.5KV (3) Ul3 = 35× (1 + 5%) = 36.75KV Ul 4 = 10 × (1 + 5%) = 10.5KV Ul5 = 6 × (1 + 5%) = 6.3KV Ul 6 = 3 × (1 + 5%) = 3.15KV 2-17.某一回 110kv 架空電力線路,長度為 60km,導線型號 LGJ-120,導線計算外徑為 15.2mm, 三相導線水平排列,兩相鄰導線三相間的距離為 4m,試計算該電力線路的參數(shù),并作等效電 路。 ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? km) 120 r = 15.2 = 7.6(mm) 2 m D = 3 4000× 4000× 2 × 4000 = 5039.7(mm) X = 0.1445lg Dm 1 r + 0.0157 = 0.1445lg 5039.7 + 0.0157 = 0.423(? / km) 7.6 b1 = 7.58 lg Dm r ×10 ? 6 = 7.58 lg 5039.7 7.6 ×10 ? 6 = 2.69 ×10 ?6 (s) g1 = 0. R1 = r1l = 0.2625× 60 = 15.75(?) X 1 = x1l = 0.423× 60 = 25.38(?) ?6 ? 4 則 B1 = b1l = 2.69 ×10 × 60 = 1.614× 10 (s) B1 = 0.807×10 2  ? 4 (s) G1 = 0. 2-18.有一回 220kv 架空電力線路,采用型號為 LGJ-2×185 的雙分裂導線,每一根導線的計算 外徑為 19mm,三相導線的不等邊三角形排列,線間距離 D12 = 9m , D23 = 8.5m, D31 = 6.1m, 分裂導線的分裂數(shù) n=2,分裂間距為 d=400mm,試計算該電力線路的參數(shù),并作其等值電路。 解： r1 = ρ = ns 31.5 2 ×185 = 0.085(? / km) req = = 2 19 × 400 = 61.64(mm) 2 rd 2 m D = 3 900 × 8500 × 6100 = 7756 .46(mm) 1 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0,1445lg 7756.46 + 0.0157 = 0.311(? / km) req n 61.64 2 b1 = 7.58 D  ?6 ×10 = 7.58 ×10 7756.46  ?6 = 3.61×10  ?6 (s / km) lg m req . b1 lg 61.64 ?6 = 1.805×10 2 (s / km) g1 = 0. 2-19.三相雙繞組升壓變壓器的型號為 SFL-40500/110, 額定容量為 40500KVA,額定電壓為 121/10.5KV, Pk = 234.4kw, Uk (%) = 11, P0 = 93.6kw, I 0 (%) = 2.315, 求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。 解: ` R = PKU N = 234.4 ×10 × (10.5 ×103 )2 = 1.57 × 10? 2 (?) 2 3 S N T 2 (40500×103 )2 2 X = UN (%)U N 11× (10.5 × 103 )2 =  = 0.3(?) N T 100S 100× 40500×103 3 P0 U GT = 2 N = 93.6 ×10 (10.5 ×103 )2 = 8.49 ×10? 4 (S) 3 I (%)S B = 0 N = 2.315× 40500×10 = 8.5 ×10? 3 (S) N T 100U 2 100× (10.5 ×103 )2 2-20. 三 相 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號 為 SFPSL-120000/220, 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA,額定電壓為 220/121/11KV, PK (1? 2 ) = 601KW , PK (1? 3) = 182.5KW , PK ( 2? 3) = 132.5KW ,U K (1? 2 ) (%) = 14.85,U K (1? 3) (%) = 28.25, UK ( 2?3 ) (%) = 7.96, P0 = 135KW , I 0 (%) = 0.663,求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。 解: I: PK (1? 2 ) = 601(KW ) P ' K (1? 3) ' = 4 PK (1?3) = 730 (KW ) PK (2?3) = 4 PK ( 2? 3) = 530 ( KW ) P = 1 (P + P ' – P ' ) = 400.5(KW ) K1 2 K (1? 2) K (1? 3) K ( 2? 3) P = 1 (P + P ' – P' ) = 200.5(KW ) K 2 2 K (1?2 ) K ( 2? 3) K (1?3) P = 1 (P' + P' ? P ) = 329.5(KW ) K 3 2 K (1? 3) K ( 2?3 ) K (1? 2) 2 3 3 2 R = PK 1U N 1 = 400 .5 × 10 × ( 220 × 10 ) = 1.346 ( ? ) S T 1 2 N 2 (12 × 10 4 × 10 3 ) 2 3 3 2 R = PK 2 U N 1 = 200 . 5 × 10 × ( 220 × 10 ) = 0.674 ( ? ) S T 2 2 N 2 (12 × 10 4 × 10 3 ) 2 3 3 2 R = PK 3U N 1 = 329 .5 × 10 × ( 220 × 10 ) = 1.107 ( ? ) S T 3 2 N (12 × 10 4 × 10 3 ) 2 II：U K (1? 2) (%) = 14.85,U K (1?3) (%) = 28.25,U K ( 2? 3) (%) = 7.96 UK1 (%) = 1 (U 2  K (1? 2) (%) + U  K (1? 3) (%) ? U  K ( 2? 3) (%)) = 17.57 UK 2 UK 3 (%) = 1 (U 2 (%) = 1 (U 2  K (1? 2) K (1? 3) (%) + U (%) + U  K ( 2?3 ) K ( 2 ?3) (%) ? U (%) ? U  K (1? 3) K (1? 2) (%)) = ?2.72 (%)) = 10.68 U (%)U 2 X = K1 N1 17.57 ×(220 ×103 )2 =  = 70.866(?) N T1 100S 2 100×12 ×104 ×103 3 2 XT 2 = UK 2 (%)U N1 100SN = ? 2.72 × (220×10 ) 100×12 ×104 × 103 = ?10.971(?) U (%)U 2 X = K 3 N1 10.68 ×(220× 103 )2 =  = 43.076(?) N T 3 100S 100×12 ×104 ×103 III： G = P0 = 135×103  = 2.79 ×10? 6 (S) U N1 T 2 (220×103 )2 4 3 IV： BT = I 0 (%)SN N 1 100U 2 = 0.663×12 ×10 ×10 100 ×(220×103 )2 = 1.644×10? 5 (S) 2-21 ． 三 相 自 耦 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號 OSSPSL-120000/220 ， 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA ， 額 定 電 壓 220/121/38.5KV ， PK (1? 2 ) = 417 KW , PK (1?3) = 318.5KW , PK ( 2 ?3) = 314 KW ; U K (1? 2) (%) = 8.98, UK (1? 3) (%) = 16.65,U K ( 2 ?3) (%) = 10.85; P0 = 57.7 KW , I 0 (%) = 0.712. 求該變壓器的參數(shù), 并作等值電路. 解: I: PK (1? 2) = 417(KW ) P ' K (1? 3) P ' K ( 2? 3) = 4 PK (1?3) = 4PK ( 2? 3) = 1274(KW ) = 1256(KW ) P = 1 (P + P ' – P ' ) = 217.5(KW ) K1 2 K (1? 2) K (1?3) K ( 2? 3) P = 1 (P + P ' – P' ) = 199.5(KW ) K 2 2 K (1? 2) K ( 2? 3) K (1? 3) P = 1 (P' + P ' ? P ) = 1056.5(KW ) K 3 2 K (1? 3) K ( 2? 3) K (1? 2) 2 3 3 2 RT1 PK1U N1 S = 2 N = 217.5 ×10 × (220×10 ) (12 ×104 ×103 )2 = 0.73(?) 2 3 3 2 RT 2 PK 2UN1 S = 2 N = 199.5 ×10 ×(220 ×10 ) (12 ×104 ×103 )2 = 0.67(?) 2 3 3 2 RT 3 PK 3U N1 S = 2 S = 1056.5 ×10 × (220×10 ) (12 ×104 ×103 )2 = 3.55(?) II: UK (1? 2) (%) = 8.98 K (1?3) K (1?3) U ' (%) = 2U (%) = 33.3 K ( 2 ?3) K (1?3) U ' (%) = 2U (%) = 21.7 UK 1 (%) = 1 (U 2  K (1? 2)  (%) + U ' K (1? 3)  (%) ? U ' K ( 2 ?3) (%)) = 10.29 UK 2 (%) = 1 (U 2  K (1? 2)  (%) + U ' K ( 2? 3)  (%) ? U ' K (1?3) (%)) = ?1.31 U (%) = 1 (U ' (%) + U ' (%) ? U (%) = 23.01 K 3 2 K (1? 3) K ( 2?3 ) K (1? 2 ) U %U 2 10.29 ×(220 ×103) 2 XT1 = K 1 100S N 1 = = 41.503(?) N 100 ×12 ×104 ×103 XT = UK 2 N1 ?1.31 ×(220 ×103) 2 = = ?5.284(?) %U 2 N 2 100 S 100 ×12 ×104 ×103 U %U 2 23.01×(220 ×103) 2 XT 3 = K3 100SN N1 = = 92.807(?) 100 ×12 ×104 ×103 III: G = P0 = 57.7 ×103 = 1.19× 10?6 (S) U N1 T 2 (220×103 )2 4 IV: B = I 0 (%)SN = 0.712×12 ×10 ×103 = 1.765× 10? 5 (S) N 1 T 100U 2 100×(220 ×103 )2 2-22.雙水內冷汽輪同步發(fā)電機的型號為 TQFS-125-2, PN = 125MW , cos ? N = 0.85,U N = 13.8KV , X d = 1.867, X d = 0.257, X '' = 0.18, 試計算該發(fā)電機的直 d ' '' 軸同步電抗 X d ,暫態(tài)電抗 X d ,直軸次暫態(tài)電抗 X d 的有名值. U 2 解: ZN = N SN  U 2 cos ? = N N = 1.295(?) PN X d = 1.867ZN = 1.867×1.295 = 2.418(?) X d N ' = 0.257 Z = 0.257 × 1.295 = 0.333(?) X d N '' = 0.18Z = 0.18 ×1.295 = 0.233(?) 2-23.電抗器型號為 NKL-6-500-4, UN 試計算該電抗器電抗的有名值. = 6KV , I N = 500A, 電抗器電抗百分數(shù) X L (%) = 4. 解: X L = = 4 × 6 ×10  = 0.277(?) X L (%)U N 100 3I N 3 100 3 × 500 Chapter 三 3-1.電力系統(tǒng)阻抗中的功率損耗表達式是什么?電力線路始.末端的電容功率表達式是什么? L P 2 + Q 2 答: ?SL = ?PL + j?QL = i i (R U 2 i + jX L ) 1 ?S 2 C1 = ? jU 2 BL 1 2 1 ?S = ? jU 2 BL 2 C 2 2 2 3-2.電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達式是什么 ?其電壓的計算公式是以相 電壓推導的,是否也適合于線電壓?為什么? 答: ?U Pi R + Qi X U = i i δU Pi X ? Qi R U = i i 此公式也適合于線電壓，原來在相電壓的計算公式中功率是每相功率，而用于線電壓計 算時功率用三相總功率即可。 三相功率是每相功率的 3 倍，當公式用三相功率代入時，要使等式成立ΔU 和δU 前面 都要乘 3 倍。而線電壓是相電壓的 3 倍, 將ΔU 和δU 前的 3 變成 3 × 3 ，其中一個 3 與 ΔU、δU 相乘則使相電壓的ΔU、δU 變成了線電壓的ΔU、δU，另一個 3 則和等式右側分母 上的相電壓 U 相乘得到線電壓 U。 3-3.什么叫電壓降落.電壓損耗.電壓偏移.電壓調整及輸電效率? . . . 答:電壓降落:線路始.末兩端電壓的相量差 (U 1 ? U 2 ) 或 d U . 電壓損耗:線路始末兩端電壓的數(shù)值差(U1 ? U 2 )≈ΔU. 從百分數(shù)表示,電壓損耗ΔU %= U 1 ? U 2 × 100. U N 電壓偏移:線路始.末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差(U1 ? UN )或 (U 2 ? U1 ),以百分數(shù)表示 始端電壓偏移ΔU1。 N %= U1 ? UN U N  ×100. 末端電壓偏移ΔU2。 N %= U 2 ? U N U N  ×100. 電壓調整:線路末端空載與負載時電壓的數(shù)值差 (U 20 ? U 2 ).以百分數(shù)表示,電壓調整ΔU U 0%= 20 ?U 2 ×100. U 20 輸電效率:線路末端輸出有功功率 P2 與線路始端輸入有功功率 P1 的比值,以百分數(shù)表示, 輸電效率η%= P2 ×100. P1 3-4.什么叫運算負荷?什么叫運算功率?一個變電所的運算負荷如何計 算? 答:運算負荷為從電力線路阻抗中流出的功率稱為運算負荷；運算功率為流入電力線路阻抗 中流出的功率。 變電所的運算負荷=低壓側負荷+變壓器的繞組損耗+變壓器的勵磁損耗+所有與其高壓母線 相連線路充電功率的一半。 3-5.對簡單開式網(wǎng)絡,變電所較多的開式網(wǎng)絡和環(huán)式網(wǎng)絡潮流計算的內容和步驟是什么? 答:潮流計算的內容:求各節(jié)點電壓和各條支路功率。 簡單開式網(wǎng)絡：運用已知的功率或電壓計及各段線路和變壓器上的功率損耗和電壓降落逐 環(huán)節(jié)推算出各條支路的功率和各點電壓。 環(huán)式網(wǎng)絡：以計算負荷代替變電所，忽略線路的損耗，用靜力矩法求出初步功率，找出功 率分點，在功率分點處拆成兩個開式網(wǎng)，最后計及功率損耗，求出最終功率分布。 3-6．變壓器在額定狀態(tài)下，其功率損耗的簡單表達式是什么？ 答： ?S = ?ST + ?SO = PK + j UK %SN 100 + PO + j I O %SN 100 = PK + PO + j(UK %SN 100 + I O %SN ) 100 3-7．求環(huán)式網(wǎng)絡中的功率分布的力矩法計算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考 慮了網(wǎng)絡中的功率損耗和電壓降落？ n . * . ∑ Sm Z m * 答： S a = m=1 ZΣ 該公式沒有考慮網(wǎng)絡中的損耗。 3-8．110kv 雙回架空電力線路，長度為 150km，導線型號為 LGJ-120，導線計算外徑為 15.2mm, 三相導線幾何平均距離為 5m,已知電力線路末端負荷為 30+j15MVA,末端電壓為 106kv,求始 端電壓、功率,并做出電壓相量圖。 ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? / km) 120 D = 5m = 5000(mm),r = 15.2 = 7.6(mm) m 2 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.423(? / km) 1 r 7.6 b1 =  7.58 D ×10?6 = 7.58 ×10? 6 5000 = 2.69 ×10? 6 (s / km), g1 = 0 lg m r lg 7.6 R = 1 r l = 1 × 0.2625× 150 = 19.687(?) L 2 1 2 X = 1 x l = 1 × 0.423×150 = 31.725(?) L 2 1 2 1 L B = 2b l = 2 × 2.69 ×10? 6 ×150 = 8.07 ×10? 4 (s) GL = 0. . ' . = + (? jU 2 BL ) = (30 + j15) + (? j1062 × 8.07 ×10 ) = 30 + j10.466(MVA) ? 4 S 2 S2 2 2 2 . P 2 2 ? S L  = ?PL +  j?QL = ' 2 + Q ' 2  (RL +  jX L ) = 30 + 10.466 2  × (19.687 +  j 31.725) U 2 2 2 106 2 = 1.769 + j2.85(MVA) . ' . ' . S1 = S 2 + ? S L = (30 + j10.466) + (1.769 + j2.85) = 31.769 + j13.316(MVA) . dU 2 = ?U 2 + jδU 2 ' P R = 2 ' + Q X L 2 L U 2 ' P X + j 2 ' – Q R L 2 L U 2 = 30 ×19.687 + 10.466× 31.725 + j 30 × 31.725 ? 10.466×19.687 106 106 = 8.7 + j7.03(kv) . . . 。 U 1 = U 2 + d U 2 = 106 + 8.7 + j7.03 = 114.7 + j7.03 = 114.9∠3.5（kv) . . ' B × ? 4 1 S1 = S1 + (? jU 2 L ) = (31.769 + j13.316) + (? j114.92 × 8.07 10 ) 2 2 = 31.769 + j7.99(MVA) . . . 設 U 2 = 106∠0（kv), ?U 2 = 8.7(kv),δU 2 = 7.03(kv), 則U = 114.9∠3.5 (kv) 3-9.220KV 單回架空電力線路,長度為 200KM,導線型號 LGJ—300,導線計算外徑為 24.2mm , 三相導線幾何平均距離為 7.5m ,已知其始端輸出的功率為 120 + j50MVA ,始端的電壓為 240 KV .求末端電壓及功率,并作出電壓向量圖. ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.105(? / Km) 300 Dm = 7.5m = 7500(mm) r = 24.29 = 12.1(mm) 2 Dm x1 = 0.1445lg r + 0.0157 = 0.1445lg 7500 + 0.0157 = 0.419(? / km) 12.1 7.58 ?6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r ×10 = 7500 × 10 lg 12.1 = 2.715×10 (S / km) RL =r1 l = 0.105 × 200 = 21(?) X L = x1l = 0.419× 200 = 83.8(?) 1 l B = b l = 2.715 ×10 ? 6 × 200 = 5.43 ×10 ? 4 (S ) Gl = 0 S?′ = S?  ? (? jU 2 B 5.43? 4 l ) = (120 + j50) ? (? j2402 × ) 1 1 1 2 2 = 120 + j65.6384(MVA) 2 ?S = P1′ + Q1′ (R  + jX ) = 120 + 65.63842  ×(21 + j83.8) U 2 2 L 2 L L 1 2402 = 6.82 + j27.22(MVA) ? ? S2′ = S1′ ? ?S?L = (120 + j65.6384) ? (6.82 + j27.22) = 113.18 + j38.418(MVA) dU?1 = ?U1 + jδU1 = P1′RL + Q1′X L U1 + j P1′X L ? Q1′RL U1 = 120× 21+ 65.6384× 83.8 + j 120× 83.8 ? 65.6384× 21 240 240 = 33.419 + j36.157(MVA) U? 2 = U1 ? dU?1 = 240 ? 33.419 ? j36.157 = 206.58 ? j36.157 = 209.72∠ ?10°(KV ) S? = S?′ ? (? jU 2 BL ) = (113.18 + j38.418) ? (? j209.722 × 5.43× 10?4 ) 2 2 2 2 2 = 113.18 + j50.36(MVA) . ∴ S 2 = 113.18 + j50.36(MVA) ；U? 2 = 209.72∠ ?10°(KV ) 。 3-10.110kv 單回架空電力線路,長度為 80km,導線型號為 LGJ-95,導線計算外徑為 13.7mm,三 相導線幾何平均距離為 5m,電力線路始端電壓為 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. ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.332(? / km) 95 Dm = 5m = 5000(mm), r = 13.7 = 6.85(mm) 2 x = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.425(? / km) 1 6.85 7.58 ? 6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r × 10 = 5000 × 10 lg 6.85 = 2.647 ×10 (s / km) g1 = 0 RL = r1l = 0.332× 80 = 26.56(?) X L = x1l = 0.429× 80 = 34.32(?) 1 L B = b l = 2.647×10? 6 × 80 = 2.12 ×10? 4 (s) GL = 0 . ' . B 2.12 ×10?4 N S 2 = S 2 + (-j U 2 L ) = (15 + j10) + (? j1102 × 2 ) = 15 + j8.717(MVA) 2 . 2 ? S L P' 2 U = 2 + Q '2 (RL + jXL ) = 15 + 8.7172  × (26.56 + j34.32) = 10.66 + j0.854(MVA) 2 N 2 1102 . ' . ' . S1 = S 2 + ? S L = (15 + j8.717) + (10.66 + j0.854) = 15.66 + j9.57(MVA) ? . . ' 2 BL 2 2.12 × 10 4 S 1 = S 1 + (? jU 1 ) = (15.66 + 2 j9.57) + (? j116 × ) = 15.66 + j8.14(MVA) 2 P' R + Q' X P' X – Q' R 15.66 × 26.56 + 9.57 × 34.32 dU1 = ?U1 + jδU1 = 1 L 1 U1 L + j 1 L 1 L = U1 116 + j 15.66× 34.32 ? 9.57 × 26.56 = 6.417 + j2.442(KV ) 116 . . U 2 = U 1 ? dU1 = 116 ? 6.417 ? j2.442 = 109.583? j2.442(KV ) 3-11.220kv 單 回 架 空 電 力 線 路 , 長 度 為 220km, 電 力 線 路 每 公 里 的 參 數(shù) 為 ?6 r1 = 0.108? / km, x1 = 0.42? / km, b1 = 2.66 ×10 為 205kv 時,求線路始端電壓. 解: RL = r1l = 0.108× 220 = 23.76(KV ) s / km ,線路空載運行,當線路末端電壓 X L = x1l = 0.42 × 220 = 92.4(?) 1 L B = b l = 2.66 ×10?6 × 220 = 5.852×10?4 (s) . 因為線路空載運行, 所以 S 2 = 0 . ' . = + (? jU 2 BL ) = ? j2052 × 5.852×10  = ? j12.3(MVA) ?4 S 2 S 2 2 2 2 ' 2 ' 2 2 . ? S L = P2 + Q2 U 2 2 (RL + jXL ) = 12.3 2052 × (23.76 + j92.4) = 0.085 + j0.33(MVA) . ' . . 2 S1 = S ' + ? S L = ? j12.3 + 0.085 + j0.33 = 0.085 ? j11.97(MVA) . P ' R + Q' X P' X – Q' R ?12.3 × 92.4 12.3 × 23.76 dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = 2 L 2 U 2 L + j 2 L 2 L = U 2 205 + j 205 = ?5.544 + j1.4256(KV ) . . . U 1 = U 2 + dU 2 = 205 ? 5.544 + j1.4256 = 199.456 + j1.4256(KV ) . . B 5.852× = S ' + (? jU 2 L ) = (0.085? j11.97) +[? j(119.4562 + 1.42562 ) × 10? 4 ] S1 1 1 2 2 = 0.085 ? j23.61(MVA) 119.456 2 +1.4256 2 U1 = =119.46( kV) 3-12. 有 一 臺 三 繞 組 變 壓 器 , 其 歸 算 至 高 壓 側 的 等 效 電 路 如