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2013年电力系统稳态分析复习题

1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 答：电力系统：发电机、输电线、变压器、负载组成；

电力网：输电线、变压器组成；

动力系统：发电厂、发电机、输电线、变压器、负载组成

采用高压输电的原因：1.解决大容量输电设备制造的局限性 ；2. 减小输送电流，降

低损耗

2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？

答：电压长期过高过低都对电器有损害。确定条件：1000V以上为高压，1000V以下为低压。

3．在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？

答：这是在中性点不接地系统中，有一种情况是比较危险的，即在一相接地时，将出现断

续电弧，这就可能使线路发生电压谐振现象，由于电力线路，即有电阻和电感，又有电容，因此发生一相电弧接地时可形成一个R-L-C的串联谐振电路，从而使线路上出现危险的过电压，（可达相电压的2.5-3倍），这可能导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿，为了防止一相接地时发生断续电弧，引起过电压，因此根据规程规定，在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，必须采取中性点经消弧线圈接地的运行方式。 4、 什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？

答：

5、 架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？ 答：为了平衡三相参数。长于100km要进行换位；

6、.负荷曲线的定义？

答：电力系统中各类电力负荷随时间变化的曲线； 7.功率自然分布和经济分布的慨念？

答：功率在环形网络中是与阻抗成反比分布的，这种分布称为功率的自然分布。功率在环

形网络中与电阻成反比分布时，功率损耗为最小，这种功率分布为经济分布。

8.潮流方程中节点的分类和相对应的定义?

答：（1）节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。（2）各类节点介绍：①PQ

节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V，δ）是待求量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡节点

在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。

9．潮流方程中平衡节点存在的必要性﹝潮流计算前有功网损未知,且电网中节点电源的相角须有参考轴）

答：在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的

有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡，故称之为平衡节点。另外必须选定一个节点，指定其电压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考，这个节点称为基准节点。为了计算上的方便，常将平衡节点和基准节点选为同一个节点。

10.潮流计算的约束条件？

i ? 1 ,2n ) ； min答：（1）所有节点电压必须满足 V i ? V i ? V i max ( ? ,

PGimin? Q（2）所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足 ? P Gi ? P Gi max Q Gi， Gi ? Q Gi max min?i ?? i ? ?（3）某此节点之间电压的相位差应满足 ? j ? j max 。

11、什么是动力系统、电力系统和电力网络？

答：电力系统：发电机、输电线、变压器、负载组成；

电力网：输电线、变压器组成；

动力系统：发电厂、发电机、输电线、变压器、负载组成

12、电能的生产、输送、分配和消费具有什么特点？对电力系统的运行有何基本要求？ 答：电能的生产、输送、分配和消费具有以下特点：（1）电能与国民经济各个部门之间的关系密切；（2）电能不能大量储存；（3）生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割；（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速；（5）对电能质量的要求颇为严格

对电力系统运行的基本要求有：（1）保证可靠地持续供电；（2）保证良好的电能质量；（3）保证系统运行的经济性。

13、电力系统运行的基本要求：（1）保证可靠地持续供电；（2）保证良好的电能质量；（3）保证系统运行的经济性。

14、在相同的电压等级下，用电设备、发电机、变压器及线路的额定电压是否相同？它们之间具有什么关系？

答：不相同；相同电压等级下，用电设备的额定电压与线路额定电压相等；发电机的额定电压为线路额定电压的105%；变压器一次侧的额定电压等于用电设备的额定电压（直接与发电机相联的变压器一次侧额定电压等于发电机额定电压），变压器二次侧电压较线路额定电压高10%（漏抗很小的、二次侧直接与用电设备相联和电压特别高的变压器，二次侧额定电压较线路额定电压高5%）。

15 输电电压、输送功率和输送距离这三者之间具体有什么关系？

答：对应一定的输送功率和输送距离，有一最合理的输电电压。一般说来，当输送功率一定时，输电电压越高，可以输送的距离就越远；当输电距离一定时，输送功率越大，所需

的输电电压就越高。

16、某系统电压基准值取UB，功率基准值为SB，则其阻抗基准值ZB(用UB和SB表示

17．一条220kV的输电线,长180km,导线为LGJ-400(直径2.8cm),水平排列,相间距7m,求该线路的R,X,B,并画等值电路. 解:电阻:r1??S?31.5?0.08?/km R?r1l?0.08?180?14.4? 400电抗:Deq?3700?700?2?700?882cm x1?0.1445lgDeq0.8r?0.1445lg882?0.42?/km

0.8?1.4 X?x1?l?0.42?180?75.6? 电纳:b1?7.587.58?10?6??10?6?2.7?10?6S/km Deq882lglg1.4rB?b1l?2.7?10?6?180?486?10?6S

等值电路:

18一条110kV、80km的单回输电线路，导线型号为LGJ—150，水平排列，其线间距离为4m，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。

解：对LGJ—150型号导线经查表得：直径d=17mm ??31.5?mm2/km

于是半径： r =17/2=8.5mm

Dm?3DabDbcDca?34?4?2?4?5.04m=5040mm

单位长度的电阻：r20??S?31.5?0.21?/km 150r40?r20[1??(t?20)]?0.21?[1?0.0036(40?20)]?0.225?/km

单位长度的电抗：

x1?0.1445lgDm5040?0.0157?0.1445lg?0.0157?0.416?/km r8.5单位长度的电纳：b1?7.587.58?10?6??10?6?2.73?10?6S/km D5040lglgm8.5r18+j33.3Ω

j1.09×10-4S j1.09×10-4S

集中参数：

R?r1L?0.225?80?18?X?x1L?0.416?80?33.3?B?b1L?2.73?10?6?80?2.18?10?4SB?1.09?10?4S 219 220kV架空线,水平排列,相间距7m，每相为2?LGJQ?240分裂导线，计算直径

21.88mm，分裂间距400mm，求每相单位长度的电阻、电抗和电纳。 解：电阻:r1?电抗:Dsb? 习题解图2-1

?S?31.5＝0.066?/km

2?24021.88?400?62.757 2Dsd?0.9?Deq?37000?7000?2?7000?8820mm

x1?0.1445lgDeqDsb?0.1445lg8820?0.31?/km

62.757电纳:req?rd?21.88?400?66.151 2b1?7.587.58?10?6??10?6?3.567?10?6S/km Deq8820lglg66.151req20 某220kV输电线路选用LGJ—300型导线，直径为24.2mm,水平排列，线间距离为

6m，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。

解：查表：LGJ—300型号导线 d=24.2mm ??31.5?mm2/km 于是 r=24.2/2=12.1mm Dm?36?6?2?6?7.560m=7560mm 单位长度的电阻：r1??S?31.5?0.105?/km 3007560?0.0157?0.42?/km 12.1单位长度的电抗：x1?0.1445lg单位长度的电纳：b1?7.58?10?6?2.7?10?6S/km 7560lg12.1临界电晕相电压：Ucr?49.3m1m2.?.rlgDm r7.56?133.42kV 1.21取m1=1 m2=0.8 ??1 时， Ucr?49.3?1?0.8?1?1.21?lg工作相电压：U?220/3?127.02kV 比较知 U＜Ucr，不会发生电晕。

21.一条110kV、16km的线路，用LGJ—2×150（双分裂导线）导线架设水平排列，相邻线间距离为4.125m，分裂导线外径为17mm，分裂间距为250 mm，求50℃时线路阻抗欧姆值。 解：

22有一条330kV单回输电线路，采用LGJ—2×300分裂导线，每根导线的直径24.2mm，分裂间距为400mm，线间距离为2m，线路长300km，试作出该线路的等值电路图。 解：

23 某变电所装设的三相双绕组变压器，型号为SFL—31500/110，额定电压为

110/38.5kV，空载损耗Po?86kW，短路损耗Pk?200kW,短路电压Uk%?10.5，空载电流Io%?2.7，试求变压器的阻抗及导纳参数，并绘制T型等值电路。 解：

24、 有台容量为20MVA的三相三绕组变压器，三个线圈的容量比为100/100/50，额定电压为121/38.5/10.5kV，短路损耗为Pk?1?2??152.8kW,Pk??3?1??52kW，Pk??2?3??47kW，空载电流为Io%?4.1，空载损耗Po?75kW，短路电压为Uk?1?2?%?10.5，Uk?3?1?%?18，Uk?2?3?%?6.5。试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。

25、有功功率的备用容量一般为多少？ 答：15%-----20%

26、电力系统无功电源最优分配的目的是（使电力系统总的能源消耗最少 ）。 27、.负荷的峰谷差是什么？

答：电力系统每日最大负荷与最小负荷之差。

28、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（燃料消耗率、厂用电率、网损率 ）。 29、同步发电机的分类以及其电抗的特点？ 答：旋转磁极式和旋转电枢式。

30、某系统电压基准值取UB，功率基准值为SB，则其阻抗基准值ZB(用UB和SB表示 31 10kv降压变压器铭牌数据为：