电力系统分析作业答案.docx

1、电力系统分析作业答案作业一1、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：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。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：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修， 各种电力设备都规定额定电压。电力系统的额定

2、电压和用电设备的额定电压相等。发电机的额定电压比网络的额定电压高。变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等， 但直接与发电机连接时， 其额定电压等于发电机额定电压。 变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压， 满载时二次绕组电压应比网络额定电压高。3、我国电网的电压等级有哪些？答：.、.、4、标出图 1-7电力系统中各元件的额定电压。答：T1：.、T2：、T3：、 .、 .T4：、T5：、T6：、 .T7：、T8：、T9：.、作业二1、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，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40C的参数，并画出

3、等值电路。解：对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,31.5mm2km。于是有：半径r=17/2=8.5mm，Dm3DabDbcDca344245.04m5040mm单位长度的电阻：r2031.50.21(/km)s150r1r40r201t200.21*10.003640200.225/km单位长度的电抗为x10.14451lgDm0.01570.14451lg50400.01570.416(/km)r8.5单位长度的电纳为7.5867.5866b1lgDm*10lg5040*102.73*10S/kmr8.5集中参数为Rr1l0.0225*8018Xx1l0.416*8033

4、.3Bb1l2.73*106*802.18*104SB 1.09*104S2等值电路如图 1所示18 j33.3j1.09104S j1.09 104S2、有一回500kV架空线路，采用型号为LGJQ-4*400的分裂导线，长度为250km。每一导线的计算外径为27.2mm,分裂根数n=4，分裂间距为400mm。三相导线水平排列，相邻导线间距离为11m,求该电力线路的参数，并作等值电路。解 ;r27.213.6mm,31.5mm2/km2reqreq413.64004002400187.3mmDmDm31111 211 13.86m 13860mm31.5单位长度的电阻为 r1 0.02 /k

5、mS 4 400单位长度的电抗为x10.1445lgDm0.0157138600.01570.274/kmreqn0.1445lg4187.3单位长度的电纳为7.5867.5866b1lgDm10lg13860104.0610S/kmreq187.3集中参数为Rrl10.022505Xx1l0.27425068.5Bbl14.061062501.015103S1 B5.075104S2等值电路如图 3所示5 j68.5j5.075 104 j5.075 1043、某发电厂装设一台三相三绕组变压器，额定容量SN15000kVA，额定电压为121/38.5/10.5kV，各绕组容量比为100/10

6、0/100，两两绕组间的短路电压为Us(31)%17，Us(12)%10.5，Us(23)%6，空载损耗P022.7kW，短路损耗为Ps(31)120kw、P120kw、P3)95kw，空载电流I0%1.3，试求变压器参数，并作等值电s(12)s(2路。解：已知SN20MVA,110/38.5/11,100/100/50Uk(12)%10.5,Uk(13)%17,Uk(23)%6P075kW,Pkmax163kW,I0%6RT100%PkmaxUN216311022.4652000SN22000202RT50%22.4654.93Uk1%Uk2%Uk2%110.517610.75X110.75

7、1102210065.0412010.56170X2026.251102117610.56.25X310037.813220GTP0756.2106S1000UN210001102BTI0%SN3.5200.57910457.9106S100UN21001102作业三1、有一条220kV电力线路供给地区负荷，采用LGJJ-400型号的导线，线路长230km，导线水平排列，线间距离为6.5m,直径为29mm，线路末端负荷为120MW、cos=0.92,末端电压为 209kV。试求出线路始端电压及功率。解：查表得：r10.078/km,x10.412/km,Dm1.266.58.19mb12.77

8、106S/km参数为R0.07823017.94()X 0.412 230 94.76( )B2.77106230637.1106(S)等值电路如图 15所示。17.49j94.76209kV120MWS1S2S2cos0.92C1j637.1106C22图15习题解图3-1线路末端的充电功率为QY2U2B2092318.5510613.915(Mvar)2S2S2SY2120j51.12j13.915120j37.2(MVA)线路阻抗中的损耗为P120237.226.483209217.94Q120237.2234.246209294.76U12017.9437.294.7620927.16

9、7首端电压为U120927.167236.167(kV)线路首端充电功率为QY1236.1672318.5510617.767(Mvar)首端功率为S1120j37.26.483j34.246j17.767126.483j53.679(MVA)2、由A、B两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图所示，试求A、B两端供电电压相等时，各段线路的输送功率是多少？解：1.4支路合并，等值电路如图21所示。Z142j6)2j4()(33SA(30j15)(4j8)(20j10)(2j4)20j108j16SB(20j10)(6j12)(30j15)(4j8)30j158j16SabSASa20j10

10、(30j15)(10j5)*S4SBZ1(30j15)6j1220j10*j12)(3j6)*(6Z1Z4*S1Z4(30j15)3j610j5SB*j6)(6j12)Z1Z4(3输送功率分布如图22所示14j82j42j4UA10j5a3SaSabb14S2b4UB_AB20j1010j520j10SaSb30j1520j10图21习题解图3-7a图22习题解图3-7b3、额定电压 110kv的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示，已知电源 A的电压为 121kv，求功率分布和个母线电压（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量）解：ASA20j40SBBSB20j30C40j30MVA10J

11、8MVA等值电路如图20所示，设UCUN01100,则有SBC10282(20J30)0.271J0.407(MVA)1102SBSCSBC(10j8)0.271j0.4079.793j7.593(MVA)SB SB SB 40 j30 9.793 j7.953 30.207 j22.407SAB30.207222.4072j40)2.338j（MVA）1102(204.676SASBSAB30.207j22.4072.338j4.67632.545j27.083(MVA)已知UA121KV，于是有UAB32.5452027.0834012114.332(KV)UBUAUAB12114.332

12、106.668(kV)UBC(9.793)20(7.593)303.972(kV)106.668UCUBUBC106.6683.972110.64(kV)UCUBUBC106.6683.972110.64(KV)4、发电厂C的输出功率、负荷D及E的负荷功率以及线路长度参数如图所示，当UC112kv，UAUB，并计及线路CE上的功率损耗，但不计其他线路上的功率损耗时，求线路AD、DE上通过的功率。解：PCEPC2QC2R41002502109.965UC21122QCEPC2QC2X410025022019.93UC21122Z12j4DZ21j2EZ32j4ABSADSDESBESD40j30

13、SEn(30j5)图 26习题解图3-9SCE 9.965 j19.95 10 j20SESE(SCSCE)60j25(100j5010j20)(30j5)如图26所示，于是有SADSD(Z2Z3)SEZ3(40j30)(3j6)(30j5)(2j4)Z1Z2Z3212j(424)12j16SBESDZ1SE(Z1Z2)40j30(2j4)(30j5)(3j6)Z1Z2Z35j102j9SDSE10j25SADSBE12j162j910j25则SDESADSD(12j16)(40j30)(28j14)5、如图所示为某35/11kv变电所，原是一台5600kvA变压器，由于低压侧负荷的增加，需扩

14、建一台2400kvA的变压器，各变压器的阻抗已归算至35kv侧，若5600kvA变压器的变比为33.25/11kv，而2400kvA变压器的变比为35/11kv，试求各变压器通过的功率损耗和电压损耗。解：ZT26.7j33.2SC6.2j4.75SZT12.22j16.4如图所示，由于两台变压器的变化不匹配，所以有循环功率。将35kV母线分上下两段，设上母线电压U2为35kV，则下母线电压U1为33.25kV，于是有电压差：U U2U135 33.251.75(kV)*循环功率：SCUUN1.75350.125j1.196(MVA)*(2.22j16.4)(3.7j33.2)Z通过变压器的功率

15、T1为*ST1SZT2SC(6.2j4.57)(6.7j33.2)j1.196*(2.22j16.4)(6.70.215Zj33.2)4.1j3.280.215j1.1964.315j2.084通过变压器的功率T2为*ST2SZT1SC(6.2j4.57)(2.22j16.4)j1.196*(2.22j16.4)(6.70.215Zj33.2)2.1j1.470.215j1.1961.885j2.666ST1ST24.135j2.0841.855j2.6666.2j4.75S可知，计算正确功率损耗：ST14.31522.0842(2.22j16.4)0.0416j0.3075(MVA)352S

16、T21.88522.6662(6.7j33.2)0.0583j0.2889(MVA)352电压损耗：UT14.1352.222.08416.4351.25KVUT21.8856.72.66633.2352.89KV作业四1、某火电厂装设两套发电设备，其耗量特性分别为F1 2 0.2PG1 0.001PG21F240.2PG20.002PG22两台发电机的额定容量均为200MW，而最小有功功率为PG1minPG2min50MW。若该电厂承担负荷为300MW，试求负荷的最优分配方案。解：按等耗量微增率准则分配负荷,此时有1 0.2 0.002PG1， 2 0.2 0.004PG2令 1 2得0.20.002PG10.20.004PG2PG1PG2300联立解得：PG1200(MW),PG2100(MW)2、设有三个火电厂并列运行，各电厂的耗量特性及有功功率的约束条件如下：F140.3PG10.0007PG21100MWPG1200MWF230.