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电力系统分析基础习题课电力系统分析基础习题课 North China Electric Power University电气工程学院电气工程学院School of Electrical Engineering2005年9月29日North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念1-1 简答简答 （1）什么是电力系统，动力系统和电力网？什么是电力系统，动力系统和电力网？（2）组成联合系统的优越性是什么？（3）试述电力系统的接线方式及其优缺点？（4）我国电力系统的标准电压等级？（5）电力系统中性点的接地方式有哪些？其电压级别范围如何划分？（6）电力系统运行的基本要求是什么？2North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第一章电力系统的基本概念第一章电力系统的基本概念(续续)1-2问答问答为什么要规定额定电压等级？系统元件的为什么要规定额定电压等级？系统元件的额定电压额定电压如何如何确定？标出确定？标出 下页图中发电下页图中发电机，变压器，电动机的额定电压（图中电机，变压器，电动机的额定电压（图中电压为电力线路的额定电压）压为电力线路的额定电压）当当T-1工作于工作于2.5抽头，抽头，T-2,T-3工作工作于主抽头，于主抽头，T-4工作于工作于5抽头，试求抽头，试求这些变压器的这些变压器的实际实际变比。变比。3North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第一章电力系统的基本概念（续）第一章电力系统的基本概念（续）4North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第二章电力系统各元件特性及数学模型1:三绕组变压器的参数计算与两绕组有什三绕组变压器的参数计算与两绕组有什么不同？么不同？5North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第二章电力系统各元件特性及数学模型62:三绕组变压器三绕组变压器SFPSL120000/220，容量容量比为比为100/100/50，额定电压额定电压220/110/11KV，P0 135kW，I00.663，PK（12）600kW，PK（13）182.5kW PK（23）132.5kW，US(1-2)%=14.85，US(1-3)%=28.25，US(2-3)%=7.96，求归算到，求归算到 220kV侧的参数和等值电路。侧的参数和等值电路。North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第二章电力系统各元件特性及数学模型L1K1L273:图示系统，线路图示系统，线路L1：X110；线路线路L2：X21；变压变压器器T1：SN10MVA，US10.5，K110/11kV，忽略，忽略电阻和接地阻和接地导纳，试求求（1）以）以110kV电压为基基本基基本级时的有名的有名值等等值系系统；（2）以）以Sj100MVA，Uj110kV为基准基准值的的标么么值等等值电路。路。补充习题North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第三章简单电力系统的潮流计算1:UN110kV，Ud118kV，求潮流分布。，求潮流分布。8dR1=6.8X1=16.36 B1=1.13*10-4SSc=20.3+j15.8MVAcbaR2=6.3X2=12.48 B2=0.82*10-4SR3=13.8X3=13.2 B3=0.77*10-4SSb=8.6+j7.5MVASa=12.2+j8.8MVA首先确定潮流计算的类型及其方法；首先确定潮流计算的类型及其方法；其次作出等值电路，标出各个量的位置；其次作出等值电路，标出各个量的位置；最后按公式进行计算。最后按公式进行计算。North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering等值电路如下：等值电路如下：9dR1+jX1SccbaR2+jX2R3+jX3SbSaB3/2B2/2B3/2B2/2B1/2B1/2SaSbScSaSbaSbaSbScScbSdcSdcScb第三章简单电力系统的潮流计算第三章简单电力系统的潮流计算North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第三章电力系统潮流计算102 某电力系统电路如图所示，ZAB4+j24，始末电压有效值分别为240和220kV，末端无功QB150Mvar，有功未知，求末端功率因数和始端视在功率。UAZABUB注意：掌握视在功率，有功功率，无功功率和注意：掌握视在功率，有功功率，无功功率和功率因数的概念！功率因数的概念！North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算3 3 环网如图所示，电源为环网如图所示，电源为D D，负荷，负荷ABCABC，其中，其中A A经经D D到到C C的弧形距离为的弧形距离为400m400m，弧线，弧线ABAB和和BCBC的长度分别为的长度分别为200m200m和和100m100m。BCBC弧为环网的联络线，为使弧为环网的联络线，为使BCBC间不流过电流，间不流过电流，求电源求电源D D的具体位置在何处？（其中线路单位电阻长的具体位置在何处？（其中线路单位电阻长度阻抗相同，额定功率因数也相同）度阻抗相同，额定功率因数也相同）11DABC200m100m400mX m方法一：欧姆定律方法一：欧姆定律方法二：利用环网方法二：利用环网 求潮流方法。求潮流方法。50A10A40ANorth China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering1 两两端端供供电电网网，各各段段线线路路阻阻抗抗单单位位长长度度相相同同（ZL=0.1+j0.4）,试求网络的潮流分布。试求网络的潮流分布。12第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算习题：习题：UA=115KV20mSa=20+j15MVA10m5mSb=30+j10MVASc=25+j15MVAUB=115KV15mABabcNorth China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering2 2 A A为为 电电 源源 点点，求求 系系 统统 的的 初初 步步 功功 率率 分分 布布 并并 求求 出出 功功 率分点。率分点。13第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算ASa=4+j3MVASb=9+j4MVASc=1+j1MVASd=7+j7MVAabcdL=3km4km8km8km5km2+j42+j41+j2North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering3:3:不计线路的功率损耗，求各段线路的输送功率。不计线路的功率损耗，求各段线路的输送功率。（ABAB两端电压相等）两端电压相等）14第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算ASa=30+j15MVASb=20+j10MVAabBZ24+j8Z32+j4Z16+j12Z43+j6North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering4 4（3-2-113-2-11）：环网如图所示，供电点）：环网如图所示，供电点F F的电压为的电压为220V220V，A B CA B C各点的负荷分别为各点的负荷分别为40A40A，100A100A，60A60A，功，功率因数为率因数为1 1，若线路，若线路FAFA，ABAB，BCBC，CFCF的电阻均为的电阻均为0.10.1（不计电抗），试计算（不计电抗），试计算A B CA B C各点的电压。各点的电压。15第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算ABCFIAIBICIfIfNorth China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering5（3-2-7）：图示）：图示110kV网络，线路参数为网络，线路参数为ZAC=15+j20，ZCD12+j18，ZDB10+j16,当当A厂厂电压为电压为115 ，B厂厂电压为电压为112 ，是，是计计算网算网络络的的功率分布及其各点功率分布及其各点电压电压。16第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算ABCD20+j15MVA16+j112MVANorth China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering17第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算6（3-2-17）：图示）：图示110kV网络，线路网络，线路1和和2的阻抗为的阻抗为Z110+j40，Z224+j12，欲使潮流按最小有功功，欲使潮流按最小有功功率率损损耗的耗的经济经济分配，分配，线线路中接入附加串路中接入附加串连连加加压压器，器，试试计计算此附加串算此附加串联变压联变压器的容量及所需要的附加器的容量及所需要的附加电势电势的的大小。大小。12P=10000kW cos=1.0掌握：自然功率分布；掌握：自然功率分布；经济功率分布；经济功率分布；循环功率；循环功率；循环功率与电势的关系。循环功率与电势的关系。North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering7（3-2-18）：由发电厂）：由发电厂A供电的供电的220kV环形网络，线环形网络，线路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试计算（计算（1）该环网的经济功率分布）该环网的经济功率分布（2）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算电能损耗时取其平均的小时，电能损耗时取其平均的小时，cos=0.9，可查得可查得18第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算A170+j4060+j15216+j12033+j8940+j12040+j1550+j3051.2+j7.31.2+j22.7162.8+j62.7123掌握：掌握：1，功率分配，功率分配 2，电能损耗，电能损耗思考思考North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering1 某变电所装设一台某变电所装设一台OSFPSL90000/220型三相三型三相三绕组自耦变压器，各绕组绕组自耦变压器，各绕组电压为电压为220/121/38.5kV，容量比为容量比为100/100/50,实测的空载短路试验数据如下：实测的空载短路试验数据如下：Pk（1-2）=333kW，Pk（1-3）=265kW，Pk（2-3）=277kW，P0=59kW，I0%=0.322，Uk(1-2)%=9.09,Uk(1-3)%=16.45,Uk(2-3)%=10.75,求求自耦变压器的参数并绘制等值电路。自耦变压器的参数并绘制等值电路。19第二章第二章(续）续）解：注意短路功率损耗和电压损耗均需要进行归算解：注意短路功率损耗和电压损耗均需要进行归算North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical EngineeringPk（1-3）=4 Pk（1-3）=42651060kWPk（2-3）=4 Pk（2-3）=42771108kWPk1=1/2*(Pk（1-3）+Pk（1-2）-Pk（2-3）)=142.5kWPk2=1/2*(Pk（2-3）+Pk（1-2）-Pk（1-3）)=190.5kWPk3=1/2*(Pk（1-3）+Pk（2-3）-Pk（1-2）)=917.5kWRT1=Pk1UN2/(1000SN2)=142.52202/(1000*902)=0.85同理，同理，RT2=1.14 RT3=5.48 20第二章（续）第二章（续）North China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering求变压器的电抗：求变压器的电抗：21第二章（续）第二章（续）Uk（1-3）=2U k（1-3）=216.4532.9Uk（2-3）=2Uk（2-3）=210.7521.5Uk1=1/2*(Uk（1-3）+Uk（1-2）-Uk（2-3）)=10.245Uk2=1/2*(Uk（2-3）+Uk（1-2）-Uk（1-3）)=-1.155Uk3=1/2*(Uk（1-3）+Uk（2-3）-Uk（1-2）)=22.655XT1=Uk1UN2/(100SN)=10.2452202/(100*90)=55.095同理，同理，XT2=-6.21130 XT3=121.8336 GTP0/（1000UN2）=59/(1000*2202)=1.22*10-6SBT=I0SN/(100U2N)=0.322*90/(100*2202)=5.99*10-6SNorth China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering变压器的等值电路为：变压器的等值电路为：22第二章第二章(续）续）0.85+j55.0951.138+j05.482+j22.66（1.219-5.99）106 SRETURNNorth China Electric Power University电 气 工 程 学 院School of Electrical Engineering23第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算8（3-2-10）：图示）：图示110kV网络，电源在网络，电源在A处，分别供处，分别供电电1，2，3，线路参数为，线路参数为ZA1=10+j20，ZA2=20+j40，ZA3=10+j20，Z12=5+j10，Z23=6+j12，各点负各点负荷为：荷为：S1=10+j5MVA，S2=30+j20MVA，S3=10+j5MVA，求该电网的潮流分布，若，求该电网的潮流分布，若A点电压为点电压为124kV，求其它各点的电压。，求其它各点的电压。12掌握：负荷移置掌握：负荷移置 或者星三角互换法或者星三角互换法 环网求潮流分布环网求潮流分布 3AS1S2S3电气工程学院电气工程学院School of Electrical EngineeringNorth China Electric Power UniversityThank You