电力系统分析-第三版-(于永源-杨绮雯-著)-中国电力出版社-课后答案.pdf

-Chaptr 一11、电力系统和电力网的含义是什么?答:电力系统指生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。一般电力系统就是由发电设备、输电设备、配电设备及用电设备所组成的统一体。电力系统中，由各种电压等级的电力线路及升降压变压器等变换、输送、分配电能设备所组成的部分称电力网络。1-2、电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？答:电力系统接线图分为地理接线图和电气接线图。地理接线图是按比例显示该系统中各发电厂和变电所的相对地理位置，反映各条电力线路按一定比例的路径，以及它们相互间的联络。因此,由地理接线图可获得对该系统的宏观印象.但由于地理接线图上难以表示各主要电机、电器之间的联系，对该系统的进一步了解。还需阅读其电气接线图。电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电力元件之间的电气接线。但电气接线图上难以反映各发电厂、变电所的相对位置,所以阅读电气接线图时，又常需参考地理接线图.13、对电力系统运行的基本要求是什么?答:对电力系统运行通常有如下三点基本要求:)保证可靠地持续供电；2）保证良好的电能质量；)保证系统运行的经济性。1-、电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？答:各部分电压等级之所以不同,是因三相功率 S和线电压 U、线电流 I 之间的关系为=。当输送功率一定时,输电电压愈高，电流愈小,导线等截流部分的截面积愈小，投资愈小;但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。综合考虑这些因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，为保证生产的系列性,又不应任意确定线路电压。另外,规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展.考虑到现有的实际情况和进一步的发展，我国国家标准 规定了标准电压，即为额定电压。各元件的额定电压：-1、各用电设备的额定电压取与线路额定电压相等，使所有用电设备能在接近它们的额定电压下运行;2、发电机的额定电压为线路额定电压的15%；、升压变压器一次侧额定电压与发电机的额定电压相同，二次侧的额定电压为线路额定电压的 10；4、降压变压器一次侧取与线路额定电压相等，二次侧的额定电压为线路额定电压的10或 105。电力线路的平均额定电压:是约定的、较线路额定电压高 5的电压系列。1、系统不同电压等级的适用范围怎样?答:V 只限于工业企业内部采用；0、330、20K 多用于大电力系统的主干线；110KV 既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络;10V 则是最常用的更低一级 的配电电压;只有负荷中高压电动机的比重很大时,才考虑6 配电的方案.1-6、电力系统负荷曲线有哪些?什么是年持续负荷曲线和最大负荷利用小时数?有何用 处？答:电力系统负荷曲线：)按负荷种类分为有功功率负荷曲线和无功功率负荷曲线;)按时间段长短分为日负荷曲线和年负荷曲线；3)按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所及至整个系统的负荷曲线。年持续负荷曲线:一年中系统负荷按其数值大小及其持续时间顺序由大到小排列而成。最大负荷利用小时数T:如果负荷始终等于最大负荷Pmax,则经过 max小时所消耗的电能恰好等于全年耗电量，即：Tx=Pmx870pdPmaxax的大小反映了负荷随时间变化波动的幅度大小，Tmax大则表示负荷波动小，Tmax小表示负荷波动大。-7、某 一 负 荷 的 年 持 续 负 荷 曲 线 如 图 所 示,试 求 最 大 负 荷 利 用 小 时。-P(M W)1 0 06300解:A年200000+（50002000）02 0 678500t（h）+(876 500)3（00894=w。)hTaxPmax=492=492（8h）年108、电力系统中性点的接地方式有哪些？它们各有什么特点?我国电力系统中性点接地情况如何？答：接地方式通常分为两大类:1)大接地电流系统，即直接接地；）小接地电流系统，即不接地和经消弧线圈接地。特点:电力系统最常见的故障是单相接地,对中性点直接接地系统来说当出现单相接地时,出现了除中性点外的另一个接地点，构成了短路回路，所以接地相电流即短路电流数值也就很大，为了防止损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相,从而降低了供电可靠性.不接地系统供电可靠性高，但对绝缘水平的要求也高。因这种系统中单相接地时,不构成短 路回路,接地相电流不大，不必切除接地相,但这时非接地相的接地电压却升高为相电压的3倍.目前在我国,110V及以上的系统采用中性点直接接地，35KV 及以下的系统中性点 不接地.19、中性点不接地单相接地时，各相对地电压有什么变化？怎样计算单相接地电流?答：1)假设C 相接地,则 C 相电流为0。此时相量图如图一。由图可知,故障相电压变为0,非故障相得对地电压变为线电压，即为原来的3倍。-2)则相量图为图二。由图可知，Ic3Ica=33a3I。即故障时单相接地电流为非故障时电容对地电流的3 倍。110、消弧线圈的工作原理是什么？电力系统一般采用哪种补偿方式？为什么?答：工作原理:在小接地电流系统的中性点处装设消弧线圈，其实就是电感线圈,接地点接 地相电流中增加了一个感性分量，它和原来接地点的电流即线路两非故障相的对地电容电流之和恰方向相反，数值相抵消，从而减小了接地点的电流，使电弧易于自行熄灭，提高了供 电可靠性.电力系统中一般采取过补偿，因为全补偿和欠补偿易被击穿。当 IL=IC时称为全补偿，系统中会产生谐振过电压，这是不允许的；当 ILC时称为过补偿，这是系统运行中经常使用的补偿方式；当 I110U低Umin=U低额低=12。73minU=6。(KV）11I15 6U10=25ma6U6.45min=66。6100=2.27满足调压要求，所以分接头电压110V1。有一降压变压器，SN-10。Ut Imax25K99。45最小负荷时，选择1 2%分接头,t Im25in。1=kv-低Umin=低inU低=101711=10。6（kv)1。75Ut min满足调压要求。10。565某变电所有一台降压变压器，变压器额定电压为10 2。5%/1kv变压器已运行于 15。KV 抽头电压，在最大、最小负荷时,变压器低压侧电压的偏移为 7%和-,如果变压器低压侧要求顺调压，那么调压器的抽头电压 15。5V,能否满足调压的要求,应该如何处理？解:Uiax=0.25105Nin1.7UN1075UU=（7%)0=9.3=（1max 0.252%）U1imn9810.7则UtI=115.5，不满足调压要求.最大负荷时，i=axUU15。5tIU低 N=.x=9.65（k)1-U低 N11t Ixiax1=25U。01=i.0min51 4。8（kv）最小负荷时，i mUU9i mi。UtI8低 N15。51029(kv）1U低t miniminU=Ui02.min9111.07510=105.3(kv)U1ImtI()=105.05（kv）m-选择一台靠近的标准抽头UtI=4kvUimaxUiU低=Nax9。511 10.28(k）10。2KUtI（合格）104。5-UU低 N min=Uimn=1291=10.3（kv）1 。75（不合 格）UtI1045则重新选择U。25ktI=7U10。x01（k)10。2KV97510。55(kv）1021U低额0.1U121T=12.41.5=-UU%minmx1。4 1010%=4101。7 11110%2.7%满足调压要求,所以分接头电压为121KV617.有一个降压变电所由两回 1KV,长 7K 的电力线路供电，导线为 LGJ10型,导线计算 外径为15.2mm,三相导线几何平均距离为 5m。变电所装有 台变压器并列运行，其型号为SF350 110型,S,U=3.5A=10/1KV,U(%）=10。5.最大负荷时变电所低压侧归算至高压侧的电压为 100。5V，最小负荷时为 112.KV变电所二次母线允许电压偏移在最大,最小负荷时为二次网络额定电压的。5%7。%试根据调压的要求接并联电容器和同期调相机两种措施，确定变电所10KV 母线上所需补偿设备的最小容量.15=解：0。625（km）2sDm+0.0157x1 0。45lr53 0.0157=0。2(/km).1445l1。2/211=0。2257=9。19（)L22=x=。2370 14。()22%U1U10.KN=0。16()XT=210210 3.210SUmax2100.（V）,Umi=12(KV）-=10(25）=10。5（K）2mUmin=0（+7。5)=10.75（V)并联电容器UU=1125=（)TINUU12minmi0。7114.选择UUT 211.5V，则K=IU2N11=5.5=11。QK2UU2 ma（=U2）CX2mx10。1025(10。00。52)=21.9(Mvar)14。8+20。1。572并联调相机K=U2maxU2max+2U2 m2iU22 ma+2U22 min10.25100.5+0.75112。52+210。7521027U=KU=10.2711=115(KV）I2N选择U175VTIKU1U2.=10。252N11QC（U100.25ma=+(0.U2 max5）CmaxX20。16725）=7（48VaM）-21025-选择QC=20MVar的调相器。-效验：I:U221.9。=7ma=4(kv）110U2m100.5+4=10.5（kv）xU2 max1111。=U m5x=。U2N 95(KVtI）U=104.U9max=10951010=0.%UminU2N2inU=tI=10.67(11)2111.U0。mi1110%=6.7II.=220167=3.67(kv）max110U2100.5+3.6710417(kv）xUUt2 ma=UU2=1104.1 1120.1（KV2maxN75-)U10.110max=1010=.6%Umin(120）20.17=2110=.83(kv）U2 min112.83 110.1（kv）U2i11112.7=U2min=N 74I（KVU=)11。1710.7m0n=10100=7.4-合格618。有一个降压变电所由一回 0KV 架空线路供电,导线型号LGJ 240型，线路长度为s/K.变电所装有一台有载调压变压器,型号为0KM，r1=0。1/KM,b6 1=2.10SFZ 4000/11型,SN=405MVA，U为110 42.5/1KV,K=20KW,UK（）10。5，26M,cos=0。8。最小负荷为最I0（)=25,0 45KW。变电所低压母线的最大负荷为大负荷的 0。75cos=.。在最大,最小负荷时电力线路始端均维持电压1V.变电所倍，低压母线要求逆调压。试根据调压要求（按用并联电容器和同期调相机两种措施)确定在低压母线进行无功补偿的容量.解：1=r1L=0.1115=13755（)=1L=0。07=42。735（）6B=105 9410（S）11b L=2810K1102P U322103=1。7（）RT2=SN40。52%10。5240。521=1.37（)N=T=1100IP0=。5（MW),SQ010=2.4001（var）PK=0。23(MW)，=0.5Q4。51K%N=1=4.25（Mvar）5-Saxj15。6(MVA)=6arcos0=0。+Smin=07526arccs0=S15.2=32.j20。041.62545j1+20。82ax405240。52-。53.7=5.6+2-1。（MVA)19-=。045+j10.0948+j.75=0139j2.75（VA）S22=0。045+j1+11.72315.1.6j2T in+11。72.。2540。240。2=0。045+j+.+j0。985=083+j1.985(MVA)=1 1j.941112=j1.79（VA）SjB212N2+SSax=SaxTm+Sy=20.8j15。6+0.18+j2。5j1。77 2。39816。5(MVA）=Smin+Smin SySmin=.6 117 0。983+j1。985j1.15。69311.6（MAS2939（13.58=4735）=。81+1。+2.（MA）L ma210+11.062S=15。69832L mn(13755+j42735）=0.44+j7（V）112-=Sma+SLS mxmx=20。98j1。5+0。81+j2。5=2.75+19。07(MVA)S1=mi+L inin15693+j1。90+0.44+1.37=16.138+j376（V)ULax2.513。55+190742.75=.2(kv)1211。1381。755+13。76 4。73=6.52(v）121=UL minUmax=2。=18(kv)-Umin.6 12=11。(k)S5。60。098 j1。T max=0875=208+j17。5(MA）T min=5。6j117+0.533j。985=153+j1685(MA）SUTmx20。8481。13317。19(k)118=15。6531.7+12。685337=3.71（k）1448UTimx（6。60=91.58.11=kv)U min=11。437=17（）U=1002。5%=1。25（k）max（57。%57010=v）2 mina.并联电容器先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，UtI1110。5=113.35U）（kv22=UNmimiU=10。7选择tItI=1.K5kv,则=U115=10.2511U2N2。-再按最大负荷时的要求求无功补偿容量为Q（UC2CmxXK2U2CaU2max)21.10.2516.（1.25.73502+3。37tI）。18(Mar）115。=不满足要求,重新选择U=115.5kv,则K=.t11NU-K2UC=XQ2CmaxCmax（U2.73+.37(10.1.5并联调相机)=1.7(Mar）KU2 ax)210.516610.25按最大、最小负荷两种运行情况确定变比为,=minUUmaxU2minmax+2210252=1025106.6+210。75110。7=10。332+2UU2max2i+210。5U2=U 33。01113。63（）选择=112.7KVTI112.75U=025I=K=U2N112U2axQ(=（105C=42.735+2max025137)K2.18（Vr)U1.不满足要求，重新选择=155KV,IUT则tI=501=U max）10。250.250.6-U2N1KQ2mx(U2 max)。522510。106。=X2CmaxK)42。73+15(MVr）=(10.231。37105-