电力系统分析基础作业及其答案.docx
《电力系统分析基础作业及其答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统分析基础作业及其答案.docx（58页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电力系统分析基础作业及其答案
资料说明：
本资料由华北电力大学在校学生提供，为方便外校学生考研复习，我们整理了所有的专业课考研资料，上传了所有内部资料（视频除外）。
我们是由一群“勇闯北京、热爱华电”的华电本校热血学生组成，本科时有本校的、外校的和跨专业的，现在全部考上华电研究生。
为了方便“立志考华电”学生交流，我们建立QC群276540388,为大家免费答疑，分享华电最新消息，提高最新内部试题，各种疑难问题，我们都进最大努力帮助,只为“大华电,大电力,中国梦,梦华电！
”
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可以归纳为以下三点。
①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。
②电能生产瞬时性的特点；这是因为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。
③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,因此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,所以电能供应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：
①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④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、人民生活受到影响的用户的
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类负荷可以停电。
4、标出下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）
10KV—I-
11DKT
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:
35/6.3KV
5、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及以下架空输电线路不
需全线架设避雷线？
答：
因为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，从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机会，提高220KV电力系统的供电可靠性。
35KV及以下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，即使雷击输电
线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。
6、在下图所示的电力系统中已知U10KV,3CgU35A,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。
Co
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:
则:
答:
U
Il
U
L
Il
20
3555（A）
10
-10000.334（H）
55、3314
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
流减小到规定值以下，从而防止接地点电弧的出现。
其工作原理如下图所示
朴偿后的接地直电质
ICB
icc+icB（加
补偿前的接地点电济
电力系统之所以一般采用过补偿方式，是因为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，因此也不能采用，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。
因为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t形等值电路和T形等值电路是否等效？
为什么？
答：
变压器的T形等值电路和T形等值电路不等效，T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LGJ
—150,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，线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只需计算其
电抗和电阻。
17一
Dm1.2645（m）=500（cm）,导线计算半径r8.5（cm）,标称截面为
2
22
S150（mm），取导线的电阻率为31.5.mm/km。
A—3150.21（/km）
S150
x10.1445lg5000.01570.416（/km）
8.5
输电线路的总电阻和总电抗分别为：
Rr1l0.218016.8（）、Xx1l0.4168033.28（）
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：
Dm1.2667.5m,
r2421.21（cm），标称截面为S
2
2
300（mm），取导线的电阻率为
2
31.5.mm
/km。
则单位长度线路的电
抗和电纳分另【J为
r1
315
3150.105（
300
/km）、
x10.1445lg7500.419（/km）、
1.21
取1、m0.9,
—5^1062.71
750lg
1.21
则输电线路的电晕临界相电压为：
b1
106（S/km）.
Ucr44.388mr（1
0.298）lgD^44.3880.91.01.21rr
750
（1t0.298）lg121
1.211.01.21
忽略双回路之间的相互影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为
171.54（KV）
大于线路的最高工作相电压
2201.05
133.37（KV），所以线路不会发生电晕现象，输电线
路单位长度的电导g10
线路的集中参数为：
0.105200
2
22.7110
R口
2
Bb1l
10.5（）、
2002
0.419200
41.9（）、
2
4
10.8410（S）、Gg1l20
线路的等值电路为：
7、长度为600Km的500KV电力线路的结构如下：
LGJ—4X400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，如下图所示。
作出近似考虑电力线路分布参
数特性时的n形等值电路。
（LGJ-400导线计算外径为28mm）
13000
13000
Dm
req
Xi
4卍加加口
0.1445lgD^
req
414450
0.0157
450”2450
0.1445lg輕
206.1
206.1（mm）
0.：
570.279（/km）
7.58
Dm
lg一
req
计算电晕临界电压
bi
106
7.58
16380lg
206.1
106
3.989
106（S/km）
0.9,
Ucr44.388m
44.3880.91.01.4
Ucr。
取m
“0.298、n,
r（1—）lg
缶1丄
d
（10.298）x1.41.0
1.0,n
Dm
4,
4.24，则电晕临界电压为
1638lg
14241.420.61
45
470.1（KV）
中间相电晕临界相电压为
525/..3303.1（KV），由于
470.10.95
446.6（KV），假设500KV线路运行相电压为
446.6303.1，输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以
g10。
近似考虑输电线路参数分布特性
l26
kr1x1b110.2793.989106
3
0.866
3
解:
先计算电力线路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。
315
0.01969（/km）
S4400
3130001300021300016380（mm）
kx1（xibi
ri2bi
Xi
）-1（0.2793.989106
0.0196923.98910
0.279
6
-）
6002
6
0.934
l266002
kb1x1b110.2793.989101.033
1212
k"l0.8660.0196960010.23（）
kXx1l0.9340.279600156.35（）
kbb1l1.0333.9891066002.472103（S）
kb^l133
42.472101.23610（S）
22
近似考虑输电线路参数分布特性的n形等值电路如图所示
10.Z3-hjl56B35
jl236XIO-3
jl236X10'3
8、已知某110KV双绕组变压器铭牌数据为：
Sn6300KVA、121/10.5KV、F09.76KW、Pk52KW、I。
％1.1、Uk%10.5
1计算变压器的参数（归算到110KV）；
2画出变压器的形等值电路。
解：
Pk
u2
52
1212
2
19.2（
）
1000
Sn
1000
6.32
UK%
Un
10.5
1212
244（
）
100
Sn
100
6.3
P。
So
2
9.76
1
2
0.67
106（S）
1000
Un
1000
121
I0%
Sn
1.1
6.3
6亠
4.710
（S）
100
U；
100
1212
①计算变压器参数（归算到110KV）
Rt
Xt
Gt
Bt
②变压器形等值电路
9、已知三绕组变压器型号为SFSL-15000/110,容量比为100/100/100，短路电压为
Uk31（%）17、Uk23（%）6、Uk12（%）10.5
，短路损耗为Pk31
PK12120KW、PK2395KW，空载损耗为
Po
22.7KW，短路电流10（%）
120KW、
1.3。
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①电阻计算
1（
丄（
2
PK1
PK2
PK3
Pk31
Pk12
Pk23）
（120
2
120
95）
72.5KW
PK12
PK23
PK13）
1
—（120
2
95
120）
47.5KW
PK31
PK23
PK12）
1
—（120
95
120）
47.5KW
PK1
U；
72.5
1102
1000
Sn
1000
152
PK2
Un
47.5
1102
1000
Sn
1000
152
PK3
Un
47.5
1102
1000
S2
1000
152
3.899（
2.554（
2.554（）
RT3
Rr2
Rf1
1（
1
―[UK12
2
②电抗计算
K1（%）
K2（%）
K3（%）
1[UK12
2
1
[UK31
2
（%）
Uk31（%）
Uk23（%）]
—（10.5
2
176）
10.75
（%）
UK23（%）
UK31（%）]
1
（10.5
2
617）
0.25
（%）
UK23（%）
Uk12（%）]
1
（176
10.5）
6.25
1
0
10.751102
Xt1
Uk1（%）
100
Xt2
Uk2（%）
100
Un
Sn
Un
10015
86.72（
Xt3
③电纳、
Bt
Gt
Uk3（%）
100
电导计算l°（%）Sn100U2
p。
2
1000Un
Sn
U；
Sn
1.3
2）变压器等值电路
0（）
6.251102
100
15
50.42（
15
1001102
22.7
2
1000110
1.611
1.876
106（S）
106（S）
Rt3jXn
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Uk31（%）33.1>Uk23（%）21.6、
Uk12（%）9.35（说明短路电压已归算到变压器额定容量之下），PK31366KW、
73.25KW，短路电流10（%）0.346。
PK12455KW、PK23346KW，空载损耗为F0
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
①电阻计算
Pk31
4366KW
1464KW、
Pk12
Pk12
455KW、
Pk23
4346KW1384KW
Rt3
2（
PK31
PK12
PK23）
PK12
PK23
PK13）
1（
PK31
PK23
PK12）
PK1
U2
267.5
2202
1000
Sn
1000
1202
PK2
Un
187.5
2202
1000
Sn
1000
1202
PK3
Un
1196.5
2202
1000
1000
Rt2
4Pk31
PK2
4Pk23
PK1
PK3
RT1
1202
S2
1
（1464
2
1
—（455
2
1
—（1464
2
0.899（
0.63（）
455
1384
1384
1384）
1464）
455）
267.5KW
187.5KW
1196.5KW
4.02（）
②电抗计算
Uk1（%）
K12（%）
Uk31（%）
Uk23（%）]
1
-（9.35
2
33.1
21.6）
10.425
Uk2（%）
K12（%）
UK23（%）
UK31（%）]
1
（9.35
2
21.6
33.1）
1.0750
Uk3（%）
gu
K31（%）
UK23（%）
Uk12（%）]
1
（33.1
21.6
9.35）
22.675
22
XT1
Uk1（%）
Un
100
Sn
XT2
UK2（%）
Un
100
Sn
XT3
Uk3（%）
u；
100
Sn
③
电纳、
电导计算
10.4252202
100120
42.044（）
Bt
l°（%）Sn
2
100Un
p。
1000Un
0（）
22.6752202
100120
0.346120
2""
100220
73.25
10002202
T
91.488（）
8.578106（S）
6
1.51310（S）
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
1按变压器额定变比归算到220KV侧的有名制参数
2按变压器平均额定变比归算到220KV侧的有名制参数
3按变压器额定变比确定的标幺制参数
4按变压器平均额定变比确定的标幺制参数
）
仃40Km]
I
<7Qb
!
A200KmJ
LfOTi
220KV
、LG.TQ-40D
f恥=7m-I
35K7
SSPL-120000/220
Dm=4m
SJPSL-63000/220窖量比100/100/100
150Em
ASKn?
fraT
ioo1
ZLS2-3X170
j,-0.03（Q/jbn）
片«0.45（Q/jbn）
【LGJQ-400的单位长度参数为：
r1jx10.08j0.406（/km）；LGJ-120的单位长度参数
为：
r1jx10.27j0.408（/km）；SSPL-120000/220的额定变比为220/38.5KV、短路损耗
Pk932.5KW、短路电压Uk（%）
14；SFPSL-63000/220的额定变比220/121/11;短路损耗
PK12377.1KW、PK31460.04KW、PK23252.06KW;短路电压UK12（%）15.15、
Uk31（%）25.8、Uk23（%）8.77】
解:
线路l1:
R
jX
（0.08j0.406）20016
j81.2（）
线路l2:
R
jX
（0.08j0.406）15012
j60.9（）
线路l3:
R
jX
（0.08j0.406）15012
j60.9（）
35KV架空线路：
线路l4:
R
jX
-（0.27j0.408）405.4j8.16（）
2
归算到
220KV侧：
RjX（5.4j8.16）
（220）176.33
38.5
电缆线路
〔5:
R
jX（0.45j0.08）31.35
j0.24（）
1、按变压器额定变比计算参数有名制
①输电线路
220KV架空线路:
540
220
归算到220KV侧：
RjX（1.35j0.24）（）2
11
j266.45（）
j96（）
②变压器
变电站B：
归算到220KV侧的变压器参数为:
1
932.5
2202
Rt
—
2
1.56（
）
2
1000
120
1
14
2202
XT
28.23（
）
2
100
120
变电站c：
变压器各绕组的短路损耗和短路电压为：
1
Po—（377.1460.04252.06）292.54（KW）
2
1
Pk2（252.06377.1460.04）84.56（KW）
1
Pk1（252.06460.04377.1）167.5（KW）
2
1
UK1（%）—（15.1525.88.77）16.09
2
1
UK2（%）一（8.7715.1525.8）0.940
2
RT1
RT2
RT3
Xti
XT2
XT1
292.54
2202
1000
632
84.56
2202
1000
632
167.5
2202
1000
632
16.09
2202
100
63
3.57（）
1.03（）
2.04（）
123.61（）
0
9.712202
74.60（）
10063
线路11:
R
jX
16
j81.2（）
线路12:
R
jX
12
j60.9（）
线路13:
R
jX
12
j60.9（）
线路|4:
R
jX
2302
（5.4j8.16）（）2208.66j315.31（）
37
电缆线路
15:
R
jX
（1.35j0.24）（空）2647.75j115.16（
2、
按变压器平均额定变比计算参数有名制
①输电线路
）
②变压器变电站B:
1
932.5
2302
—
2
1.71（
）
2
1000
120
1
14
2302
30.86（
）
2
100
120
Rt
Xt
变电站C:
292.54
2302
1000
632
84.56
2302
1000
632
167.5
2302
1000
632
16.09
2302
100
63
RT1
Rt2
RT3
XT1
Xt20
9.712302
Xt1
10063
3.90（）
1.13（）
2.23（）
135.10（
81.53（）
3、按变压器额定变比计算参数标幺制
①先将参数有名值按变压器额定变比归算到制。
220KV侧，然后利用220KV侧基准值计算参数标幺
U2取220KV侧基准值SB100MVA、Ub220KV,则ZBB
SB
按变压器额定变比求得的归算到220KV侧的参数有名制和选定的基准值,
2202
4
升级会员 