电力工程习题集.doc

电力工程习题集

1． 有一回110千伏架空输电线路，导线型号为LGJ-120，导线为水平排列并经过完全换位，线间距离为4米，试计算每公里线路的电阻，电抗和电容。
查表得：LGJ-120的导线直径为：15.2mm, r =7.6mm
解：已知线间距离为水平4米，故几何均距离

（查表LGJ-120的截面为116.3mm2）

答：该线路每公里的电阻为0.27,电抗为0.423,电纳为
2.68×10-6。

2、 已知一台SSPSOL型三相三线圈自耦变压器,变压器的额定容量比为300000/300000/150000kVar，I0=0.5, U1N=242kV，U2N=121kV;U3N=13.8kV， ，
=13.73; %=11.9; %=18.64
求以高压侧为基准的该变压器的基本参数.
解：1.进行各的归算.

= =500×4=2000kW
=620×4=2480kW
于是：
=[ +―]=[950+2000―2480]=235kW
=―=950―235=715 kW
=―=2000―235=1765 kW
2.
3．
4. 计算各绕组的电阻：
=

5. 进行的归算:
=13.73
%=%×()=11.9×2=23.8
%=%()=18.64×2=37.28
于是
=[+%―%]
=[13.73+23.8―37.28]=0.125
=―=13.73―0.125=13.605
=%―=23.8―0.125=23.675

6. 求电抗:
=0.125=0.244
=13.605=26.56
=23.675=46.22

3、 某330kV输电线路，采用LGJQ-300×2的双分裂导线，导线为水平排列并经完全换位，线间距离为9m，分裂导线的距离为400mm。试求每公里线路的电抗和电容值。
解：已知线间距离D=9m，导线为水平排列，故几何平均距离

查表得：LGJQ-300的导线直径为23.7mm
故半径
子导线的几何均距
故等值半径：m
电抗：
=0.00785+0.3203=0.328
电容：
=0.01087

4、 试计算习题5所示输电系统的线路及变压器内电压降落的纵分量及横分量；以及线路和变压器的功耗
解：由习题5得：
(一) 已知：=150MW，=0.88
因此，负荷功率：
=150+150×
=150+80.96 MVA
线路末端充电功率 MVAR
通过线路阻抗的功率 =150+69.2 MVA
线路的电压降：
=33.48 kV

=46.77 kV
从而得：kV
线路的功率损耗： 14.4=8.12 MW
75.24=42.43MVAR
∴=150+69.2+8.12+42.43=158.12+111.63 MVA
线路首端的充电功率：
MVAR
∴=158.12+111.63-16.14=158.12+95.49 MVA
是通过变压器的功率.
(二) 变压器上的压降：

从而：
变压器上的功率损耗：

∵

∴

(注：若,则)

（j139.96）
(注：若为139.96，则)
两台变压器的额定容量。2×

5、 某110KV双回输电线路，线路长100公里，输送功率为80MW，功率因素0.85，已知最大负荷利用小时数为=6000小时，如果线路利用钢芯铝导线，试选择导线的截面和型号。

解：因为线路为110kV，按经济电流密度选择导线截面，
线路输送电流：

每回线的电流：
由=6000h,查得经济电流密度=0.9,
P88表2-11导线截面：

查附表3 P324 得知：

型号 温度 70℃ 80℃ 90℃
LGJ-240 420A 520A 600A
LGJ-300 511A 638A 740A

以上两种型号均满足要求，且两回线的其中一条断线时，单回路仍能通过全部494A的电流。
所选截面自然满足按不发生电晕的条件和机械强度条件的要求。

6、 某500千伏远距离输电线路，线路长为550kM，送功率80万kW，功率因素0.95,最大负荷利用小时=6500小时,试选择导线的截面和型号。
解：线路输送的电流：

按经济电流密度查得 =0.9

按电晕条件要求500kV,线路至少要用LGJQ-400×3
单根LGJQ-400的载流容量为： 70℃ 80℃ 90℃
573A 716A 829A
用三根分裂导线后，足以通过工作电流。

7、 图中d点发生三相短路，求次暂态短路电流和稳态短路电流值。
F：汽轮发电机、有自动电压调整器：
=60 MVA，=10.5 kV, =0.125;
=0.47; =0.05; =4.5

B1: SB1=60 MVA . UK%=10.5 变比: 10.5/121 kV
B2: SB2=60 MVA . UK%=10.5 变比: 110/38.5 k
L : X=0.4Ω/kM . L=80Km

解: 一、用近似法计算，变压器变比用平均额定电压
1.将发电机的次暂态电抗
折换成有名值：
(取k1=115/10.5, k2=37/115)
2. 将各元件电抗归算至短路侧：（短路点=37KV , =60MVA）

次暂态短路电流：
()
=

根据=0.05 . =4.5 .查P158，图4-13： =3.75

有名值：

=

判强励是否动作：

发电机母线电压：

∴< 强励动作，所求值。

二、用标么值计算：（取Sj=60MVA，Uj=Uav）
1．求各元件电抗标么值：
=0.125

实际值：

按=0.05 . =4.5 .查得=3.75

∴强励动作，即为所求。

三、用精确法求解（有名值）
=0.125 =0.23Ω
1． 求出短路点侧各元件电抗值：
==

=

按=0.05 . =4.5 .查得=3.75

=
I

8、当短路电流发生在图中的d点时，试求次暂态短路电流和冲击短路电流。
已知发电机F：=0.125, =30MVA, =6.3kV
变压器B：=30MVA, =10.5
电抗器P：=400A, =6kV, =4

一、 用标幺值求解： 设=30MVA, =6.3kV
求各元件阻抗：
=0.125
===0.105
=××
==0.26
二、 等值电路

三、

=

若还要求I∞,则可以用运算曲线法：
一、 由等值电路求转移电抗

二、 求计算电抗：=0.695×=0.695
对∞电源不需归算：==0.583
查表P326，附图7，=1.5; P327附图9，=1.72
对∞系统：==1.72 =1.72(∞电源的周期分量不衰减)

三、 求电流实际值：
= ×=1.5×=4.124 kA
= ×=1.72×=4.729 kA
=+=4.124+4.729=8.853 kA

若=1.8,则
=1.72×+ 1.72×=4.729+4.729=9.458kA
校验：
×0.26×1.323×9.458=5.635kV<UN
∴=9.458kA

9、 有一三相不平衡系统，已知Ua=80∠10°V, Ub=70∠135°V,
Uc=85∠175°V, 求其正序、负序和零序电压。
解

所以：
=36.85∠8.28° =62.85∠-13.86 ==
=36.85∠-111.72° =62.85∠106.14 ° =29.97∠128.°
=36.85∠128.28° =62.85∠-133.86°

10、有一三相不平衡系统，已知=80∠10°伏, =70∠135°伏,
=85∠175°伏, 试求其正序、负序和零序电压。
解：

11、 如图所示220KV单回路架空线路，装有两根良导体的架空地线，线路各部分尺寸如图，已知导线为LGJJ—300型钢芯铝线，架空地线为LGJJ—150型钢芯铝线，求该线路单位长度的零序电抗和零序电容。

解：查表得：

零序电抗：
取，

∴

最终
2，求零序电纳：

12、某110单回架空线路,采用等边三角形布置,如图上方有一根钢质架空地线。
导线：
架空地线：镀锌钢铰线，
求单位长度的零序电感和零序电容.

解: :
:

13、有如图5-72所示电力网,已知

F：2×50MW，,UN=10.5kV,，，
B1,B2:SF-50000型,SN=50000kVA,UN%=12,电压比242/10.5kV,Y0/Δ连接组
B3,B4:SF-40000型,SN=40000kVA,UK%=12,电压比242/6.6kV, Y0/Δ连接组
线路:l=80kM,X1=0.4Ω/kM,X0=3X1
1,试分别作出下列三种运行方式下:1)B1,B2,B3,B4的中性点全部接地；
2)B1中性点不接地,B2,B3,B4中性点接地；
3)B1,B4中性点不接地,B2,B3中性点接地；
当d点发生单相接地短路时的零序等值网络
2,求出上述三种下d点单相接地短路时的短路电流和非故障相电压升高,并进行比较.
3,求出当B1,B2,B3,B4全部接地时d点发生两相接地短路时的短路电流.
解:1,三种运行方式下的零序网络:

2,各元件各序阻抗值(取Sj=100MVA,Uj=Upj=230kV)
F:

B:

设变压器的正,负,零序阻抗相等.
L:

根据序网图求解X1∑, X2∑,和 X0∑,并求解短路电流与非故障相电压升高。

负序网络基本上和正序一样，只是没有E〞，且发电机负序阻抗为

（1）

非故障相电压的升高系数：

（2）

（3）

3, 在（1）运行方式下，d点发生两相接地短路，求短路电流从前面的计算已知：X1∑=0.104，X2∑=0.107，X0∑=0.113 用正序等效定则求解：

14、 在图5-73所示网络中,试求当d-1点发生两相接地短路,当d-2点发生二相短路时的稳态短路电流.

已知:电源为无限大系统,x=0
变压器B-1:
变压器B-2:
线路: 长30kM, x1=0.4Ω/kM, x0=3.5x1
解:
用标么值求解: (取)
d-1点故障:

B-1:
B-2:
L:

d-2点故障:

无穷大电源的系统, I”=I ∞, 因此所求短路电流即为稳态短路电流