电力系统稳态分析作业及其温习资料.docx

电力系统稳态分析作业及其温习资料第一次作业参考答案1、电能生产的主要特点有哪些？答：电能生产的主要特点能够归纳为下面三点。电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。电能生产瞬时性的特点；这是由于电能的传输速度非常快接近光速，电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因而国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供给的中断或减少将对国名经济产生重大影响。2、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行的基本要求有：保证对用户的供电可靠性；电能质量要好；电力系统运行经济性要好；对环境的不良影响要小。3、电力系统中负荷的分类I、II、III类负荷是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活遭到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电；II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电；III类负荷能够停电。4、标出下列图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。图中已标出线路的额定电压答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下：G：10.5KV；T1：10.5/242KV；T2：220/121/38.5KV；T3：35/6.3KV5、为什么110KV及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV及下面架空输电线路不需全线架设避雷线？答：由于110KV及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，进而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的时机，提高220KV电力系统的供电可靠性。35KV及下面系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即便雷击输电线路造成单相接地时，电力系统可以以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。6、在下列图所示的电力系统中已知KVU10=，AUC3530=,如要把单相接地时流过接地点的电流补偿到20A，请计算所需消弧线圈的电感系数。解：单相接地故障时的相量图如下：根据消弧线圈应采用过补偿方式的要求，可知单相接地时流过消弧线圈的电流应为：)(553520ALUIL=+=则：)(334.0100031435510HIULL=?=答：所需消弧线圈的电感系数为0.334(H)。7、消弧线圈的工作原理是什么？电力系统中为什么一般采用过补偿方式？答：消弧线圈的作用是单相接地故障时，以电感电流补偿流过短路点的电容电流，将接地点电流减小到规定值下面，进而防止接地点电弧的出现。其工作原理如下列图所示电力系统之所以一般采用过补偿方式，是由于全补偿方式在正常运行方式下可能引起串联谐振，是应避免出现的补偿方式；欠补偿方式在系统运行方式变化时可能成为全补偿方式，因而也不能采用，过补偿方式在系统运行方式不会全补偿的情况。第二次作业参考答案1、中等长度输电线路的集中参数等值电路有那两种形式？电力系统分析计算中采用哪一种？为什么？答：中等长度输电线路的集中参数等值电路有型等值电路和型等值电路两种，电力系统分析计算中采用型等值电路。由于电力系统分析计算通常采用节点电压法，为减少独立节点的数目，所以采用型等值电路。2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影响？答：采用分裂导线是为了减小线路的电抗，但分裂导线将使电晕临界电压降低，需要在线路设计中予以注意。3、输电线路进行全换位的目的是什么？答：输电线路进行全换位的目的是使输电线路各相的参数电抗、电纳相等。4、变压器的形等值电路和T形等值电路能否等效？为什么？答：变压器的形等值电路和T形等值电路不等效，形等值电路是将T形等值电路中的励磁值路移到一端并用相应导纳表示所得到的等值电路，是T形等值电路的近似电路。5、已知110KV架空输电线路长度为80km,三相导线平行布置，线间距离为4m，导线型号为LGJ150，计算其参数并画出其等值电路。LGJ-150导线计算外径为17mm解：由于线路为长度小于100km的短线路，线路的电纳和电导能够忽略不计，因此只需计算其电抗和电阻。)(5426.1mDm?=500cm，导线计算半径)(5.8217cmr=,标称截面为)(1502mmS=，取导线的电阻率为kmmm/.5.312=。)/(21.01505.311kmSr=)/(416.00157.05.8500lg1445.01kmx=+=输电线路的总电阻和总电抗分别为：)(8.168021.01=?=lrR、)(28.3380416.01=?=lxX输电线路的单相等值电路如图6、已知220KV同杆双回架空输电线路长度为200km,三相导线平行布置，导线之间的距离为6.0m，导线型号为LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。LGJ-300导线计算外径24.2mm解：忽略双回路之间的互相影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为mDm5.7626.1?=，)(21.1242.2cmr=，标称截面为)(3002mmS=，取导线的电阻率为kmmm/.5.312=。则单位长度线路的电抗和电纳分别为)/(105.03005.311kmr=、)/(419.021.1750lg1445.01kmx=、)/(1071.21021.1750lg58.7661kmSb-?=?=.取1=、9.0=m，则输电线路的电晕临界相电压为：)(54.171KV=大于线路的最高工作相电压)(37.133305.1220KV=?，所以线路不会发生电晕现象，输电线路单位长度的电导01=g线路的集中参数为：)(5.102200105.021=?=?=lrR、)(9.412200419.021=?=?=lxX、)(1084.1022001071.22461SlbB-?=?=?=、021=?=lgG线路的等值电路为：7、长度为600Km的500KV电力线路的构造如下：LGJ4×400分裂导线，导线直径28mm，分裂间距450mm，三相导线水平排列，相间距离13m，如下列图所示。作出近似考虑电力线路分布参数特性时的形等值电路。LGJ-400导线计算外径为28mm解：先计算电力线路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。21.1750lg)0.121.1298.01(21.10.19.0388.44lg)298.01(388.44?+?=+=rDrrmUmcr)/(01969.040045.311kmSr=?=)(1638013000213000130003mmDm=?=)(1.20645024504501444141312mmddrdreq=?=)/(279.040157.01.20616380lg1445.00157.0lg1445.01kmnrDxeqm=+=+=)/(10989.3101.20616380lg58.710lg58.76661kmSrDbeqm-?=?=?=计算电晕临界电压crU。取24.4,4,0.1,9.0=nm，则电晕临界电压为eqmcrrDdrnrrmUlg1)298.01(388.44+=61.202138lg454.124.414)0.14.1298.01(4.10.19.0388.44?+?+?=)(1.470KV=中间相电晕临界相电压为)(6.44695.01.470KV=?，假设500KV线路运行相电压为)(1.3033/525KV=，由于1.3036.446>，输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以01=g。近似考虑输电线路参数分布特性866.0360010989.3279.013126211=?-=-=-lbxkr6600)279.010989.301969.010989.3279.0(16)(126262112111?-?-=-=-lxbrbxkx934.0=033.11260010989.3279.0112126211=?+=+=-lbxkb)(23.1060001969.0866.01=?=lrkr)(35.156600279.0934.01=?=lxkx)(10472.260010989.3033.1361Slbkb-?=?=)(10236.110472.2212331Slbkb-?=?=近似考虑输电线路参数分布特性的形等值电路如下图8、已知某110KV双绕组变压器铭牌数据为：006300121/10.59.7652%1.1%10.5NKKSKVAKVPKWPKWIU=?=?=、计算变压器的参数归算到110KV；画出变压器的形等值电路。解：计算变压器参数归算到110KV)(2.193.612110005210002222=?=?=nnKTSUPR)(2443.61211005.10100%22=?=?=nnKTSUUx)(1067.01211100076.9100062220SUSPGnnT-?=?=?=)(107.41213.61001.1100%6220SUSIBnnT-?=?=?=变压器形等值电路9、已知三绕组变压器型号为SFSL1-15000/110,容量比为100/100/100，短路电压为17(%)31=kU、6(%)23=kU、5.10(%)12=kU，短路损耗为KWPK12031=?、KWPK12021=?、KWPK9523=?，空载损耗为KWP7.220=?，短路电流3.1(%)0=I。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：1变压器参数计算电阻计算KWPPPPKKKK5.72)95120210(21)(212312311=-+=?-?+?=?KWPPPPKKKK5.47)12095120(21)(211323122=-+=?-?+?=?KWPPPPKKKK5.47)12095120(21)(211223313=-+=?-?+?=?)(899.31511010005.721000222211=?=?=nnKTSUPR)(554.21511010005.471000222222=?=?=nnKTSUPR)(554.21511010005.471000222233=?=?=nnKTSUPR电抗计算25.6)5.10617(21(%)(%)(%)21(%)025.0)1765.10(21(%)(%)(%)21(%)75.10)6175.10(21(%)(%)(%)21(%)122331331231222331121=-+=-+=-+=-+=-+=-+=KKKKKKKKKKKKUUUUUUUUUUUU)(72.861510011075.10100(%)2211=?=?=nnKTSUUX)(42.501510011025.6100(%)(0100(%)2233222=?=?=?=nnKTnnKTSUUXSUUX电纳、电导计算)(10611.1110100153.1100(%)6220SUSIBnnT-?=?=)(10876.111010007.2210006220SUPGnT-?=?=?=2变压器等值电路10、已知自耦变压器型号为OSFPSL-120000/220，容量比为100/100/50，额定电压为220/121/11KV，变压器特性数据为：短路电压为1.33(%)31=kU、6.21(%)23=kU、35.9(%)12=kU讲明短路电压已归算到变压器额定容量之下，KWPK36631=?、KWPK45512=?、KWPK34623=?，空载损耗为KWP25.730=?，短路电流346.0(%)0=I。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：1变压器参数计算电阻计算KWKWPPKK1464366443131=?=?='?、KWPPKK4551212=?='?、KWKWPPKK1384346442323=?=?='?KWPPPPKKKK5.267)1384455146421()(212312311=-+='?-'?+'?=?KWPPPPKKKK5.187)14641384455(21)(211323122=-+='?-'?+'?=?KWPPPPKKKK5.1196)45513841464(21)(211223313=-+='?-'?+'?=?)(899.012022020005.2671000222211=?=?=nnKTSUPR)(63.012022020005.1871000222222=?=?=nnKTSUPR)(02.412022020005.11961000222233=?=?=nnKTSUPR电抗计算675.22)35.96.211.33(21(%)(%)(%)21(%)0075.1)1.336.2135.9(21(%)(%)(%)21(%)425.10)6.211.3335.9(21(%)(%)(%)21(%)122331331231222331121=-+=-+=-=-+=-+=-+=-+=KKKKKKKKKKKKUUUUUUUUUUUU)(488.91120100220675.22100(%)(0100(%)(044.42120100220425.10100(%)22332222211=?=?=?=?=?=nnKTnnKTnnKTSUUXSUUXSUUX电纳、电导计算)(10578.8220200120346.0100(%)6220SUSIBnnT-?=?=)(10513.1220100025.7310006220SUPGnT-?=?=?=2变压器等值电路11、某电力系统，接线如图所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、导纳和输电线路导纳，画出其等值电路，并计算按变压器额定变比归算到220KV侧的有名制参数按变压器平均额定变比归算到220KV侧的有名制参数按变压器额定变比确定的标幺制参数按变压器平均额定变比确定的标幺制参数【LGJQ-400的单位长度参数为：)/(406.008.011kmjjxr+=+；LGJ-120的单位长度参数为：)/(408.027.011kmjjxr+=+；SSPL-120000/220的额定变比为220/38.5KV、短路损耗KWPK5.932=?、短路电压14(%)=KU；SFPSL-63000/220的额定变比220/121/11;短路损耗KWPK1.37721=?-、KWPK04.46013=?-、KWPK06.25232=?-；短路电压15.15(%)21=-KU、8.25(%)13=-KU、77.8(%)32=-KU】解：1、按变压器额定变比计算参数有名制输电线路220KV架空线路：线路1l：)(2.8116200)406.008.0(+=?+=+jjjXR线路2l：)(9.6012150)406.008.0(+=?+=+jjjXR线路3l：)(9.6012150)406.008.0(+=?+=+jjjXR35KV架空线路：线路4l：)(16.84.540)408.027.0(21+=?+?=+jjjXR归算到220KV侧：)(45.26633.176)5.38220()16.84.5(2+=?+='+'jjXjR电缆线路5l：)(24.035.13)08.045.0(+=?+=+jjjXR归算到220KV侧：)(96540)11220()24.035.1(2+=?+='+'jjXjR变压器变电站B：归算到220KV侧的变压器参数为：120200022T)(23.2812022020014212=?=TX变电站C：变压器各绕组的短路损耗和短路电压为:)(5.167)1.37704.46006.252(21)(56.84)04.4601.37706.252(21)(54.292)06.25204.4601.377(21121KWPKWPKWPKKK=-+?=?=-+?=?=-+?=?71.9)15.1577.88.25(21(%)094.0)8.2515.1577.8(21(%)09.16)77.88.2515.15(21(%)321=-+?=-=-+?=-+?=KKKUUU归算到220KV侧的变压器参数为：)(04.26322020005.167)(03.163220200056.84)(57.363220200054.292223222221=?=?=?=TTTRRR)(60.746322020071.90)(61.1236322020009.1621221=?=?=TTTXXX2、按变压器平均额定变比计算参数有名制输电线路线路1l：)(2.8116+=+jjXR线路2l：)(9.6012+=+jjXR线路3l：)(9.6012+=+jjXR线路4l：)(31.31566.208)37230()16.84.5(2+=?+='+'jjXjR电缆线路5l：)(16.11575.647)5.10230()24.035.1(2+=?+='+'jjXjR变压器变电站B：