电力系统稳态分析课后习题答案.doc

1-1 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？
1—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？
1—3 我国电网的电压等级有哪些？
1
2
3
～
D
×
×
L
35kV
G
T1
T2
T3
T4
10kV
110kV
6kV
380V
10kV
单相
习题1-5图
1—5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：
⑴ 发电机、变压器、三相电动机、单相电灯等各元件的额定电压。
⑵ 当变压器在+2。5%抽头处工作，在主抽头处工作,在—2。5％抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。
～
D1
D2
T1
T2
T4
6kV
10kV
110kV
35kV
3kV
G
T3
习题1-6图
220kV
1—6 图1—6中已标明各级电网的电压等级.试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。
1—7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求:
⑴发电机和变压器、、高低压侧的额定电压。
⑵设变压器工作于+2.5%抽头， 工作于主抽头，工作于—5%抽头，求这些变压器的实际变比。
～
T3
G
10kV
110kV
35kV
10kV
T1
T2
习题1-7图

2—1 一条110kV、80km的单回输电线路，导线型号为—150，水平排列，其线间距离为4，求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。
2-9 三相双绕组变压器的型号为SSPL-63000/220，额定容量为63000kVA，额定电压为242/10.5kV，短路损耗kW，短路电压，空载损耗kW，空载电流。求该变压器归算到高压侧的参数,并作出等值电路。
2—12 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kW,kW,kW，空载电流为，空载损耗kW，短路电压为，，。试求该变压器的阻抗、导纳参数，并作出等值电路。
2-17 简单电力系统结线如图2-17所示，有关参数标于图中。
～
60MVA
242/10.5kV
Pk=300kW
P0=90kW
I0%=2
Uk%=12.5
G
10kV
220kV
l
T
习题2-17图
PG=50MW
cos =0.85
UG=10.5kV
〞
Xd =0.15
LGJQ－400
l=200km
b0=2.81×10-6S/km
r0=0.8Ω/km
x0=0.406Ω/km
试求此系统的等值电路（参数均以有名值表示)。
2—18 某系统接线如图2-18所示，如果已知变压器归算至121kV 侧的阻抗为2.95+j48。7，归算至110kV 侧的阻抗为，归算至35kV 侧的阻抗为，输电线路的参数已标于图中，试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。
6
T2
G
10kV
T1
T3
110kV
35kV
10kV
习题2-18图
31.5MVA
10.5/121kV
20MVA
110/38.5kV
10MVA
35/11kV
6.6+j8Ω
10.5+j20.8Ω

1
～
2
3
4
5

～
l2
T1
T2
110kV
l1
G
T3
10kV
30MVA
10.5kV
〞
Xd =0.27
31.5MVA
10.5/121kV
Uk%=10.5
2×15MVA
110/6.6kV
Uk%=10.5
100km
x0=0.4Ω/km
6kV
1.5kA
Xr%=8
习题2-20图
2—20 简单电力结线如图2—20所示。
试作出该系统的等值电路(不计电阻,导纳）。
⑴所有参数归算到110 kV 侧；
⑵所有参数归算到10 kV 侧；
⑶选取MVA，时以标么值表示的等值电路。
P2=220MW
Q2=165MVAR
U2
U1
8+j40Ω
C1 j5.5×10-4 S C2 j5.5×10-4S
习题图 3-2
3-2 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV、220kV,末端有功功率负荷为220MW,无功功率负荷为165 MVAR。试求始端功率因数。
U1
U2
L=200km
S=0
习题图 3-3
～
U1
U2
SL
LGJ-95
80km
习题图 3-4
·
3-3 单回220kV架空输电线长200km，线路每公里参数为km，km,S/km,线路空载运行，末端电压为205kV，求线路送端电压。
3—7 有一回电压等级为110kV ，长为140km的输电线路，末端接一台容量为31。5MVA的降压变压器，变比为110/11 kV 。如图3—7所示，当A点实际电压为115 kV 时，求A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压。
（注：kW, ， kW， )
A 20+j40Ω B 20+j30Ω C
40+j30MVA 10+j8MVA
习题图 3-8
SFL1－31500/110
110/11kV
习题图3-7
Dm=4m
20+j15MVA
A
B
C
LGJ－150
140km

30+j15MVA
A
20+j10MVA
115kV
114kV
习题图 3-23
4+j8Ω
2+j4Ω
2+j4Ω
B
a
b

3-8 额定电压110 kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8所示.已知电源A的电压为121 kV ,求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量
3—21 如图3-21所示电力系统，已知Z12、Z23、Z31均为1+j3Ω，UA=37kV,若不计线路上的功率损耗及电压降落的横分量，求功率分布及最低点电压。
1+j2.5Ω
1+j3Ω
10km
5+j3MVA
8+j6MVA
10km
10km
A
1
2
3
习题图 3-21

3-23 如图3—23所示电力系统,ZAa Zab ZbB已知，UA =115kV，UB =114kV,求功率分布及各点电压(不计电压降落的横分量δU）.
30+j15MVA
A
20+j10MVA
115kV
114kV
习题图 3-23
4+j8Ω
2+j4Ω
2+j4Ω
B
a
b

5—2 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。001PG12 (t/h)
F2=4+0。2PG2 +0.002PG22 （t/h)
两台发电机的额定容量均为200MW，而最小有功功率为PG1min=PG2min=50MW。若该电厂承担负荷为300MW，试求负荷的最优分配方案。
5-4 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：
F1=4+0。3PG1 +0.0007PG12 (t/h） 100MW≤PG1≤200MW
F2=3+0。32PG2 +0。0004PG22 （t/h） 120MW≤PG2≤250MW
F3=3.5+0.3PG3 +0.00045PG32 (t/h） 150MW≤PG1≤300MW
当总负荷为700MW,试确定发电厂间的最优分配方案。
5—16 三个电力系统联合运行如图5-16所示.已知它们的单位调节功率为：
KA=200MW/Hz，KB=80MW/Hz，KC=100MW/Hz，当系统B增加200MW负荷时，三个系统都参加一次调频，并且C系统部分机组参加二次调频增发70MW功率.求联合电力系统的频率偏移Δf.
PBN
PAN
PCN
N
习题5-16图
C
A
B

5-17 A、B两系统并列运行，A系统负荷增大500MW时，B系统向A系统输送的交换功率为300MW,如这时将联络线切除，切除后A系统的频率为49Hz，B系统的频率为50Hz，试求：
⑴ A、B两系统的系统单位调节功率KA、KB；
⑵ A系统负荷增大750MW，联合系统的频率变化量。
B
A
Pab
习题5-18图
～
～
5-18 如图5—18所示,将两个系统用一条联络线连接起来,A系统的容量为2000MW，发电机的单位调节功率KGA*=30，负荷的单位调节功率KLA＊=2，B系统的容量为1000MW,KGB＊=20,KLB＊=1.2。正常运行时联络线上没有交换功率,当A系统负荷增加100MW，这时AB两系统的机组都参加一次调频，且A系统部分机组参加二次调频，增发50MW。试计算系统的频率偏移及联络线上的交换功率.
U2
·
S
ST
ˊ
ZT
△SF(铁损)
习题6-5图
U1
·
U2
·
U1
·
·

·

·

S
·

6—6 某水电厂通过变压器SFL1—40000/110型升压变压器与系统联接,最大负荷与最小负荷时高压母线的电压分别为112.09kV及115.45kV,要求最大负荷时低压母线的电压不低于10kV，最小负荷时低压母线的电压不高于11kV，试选择变压器分接头。
～
10～11kV
ZT=2.1+j38.5Ω
SFL1－40000
121±2×2.5%/10.5kV
112.09～115.45kV
习题6-6图
Smax=28+j21MVA
Smin=15+j10MVA
·

·

6-18 如图6—18所示，有一区域变电所i，通过一条35kV郊区供电线向末端变电所j供电,35kV线路导线采用LGJ—50，线间几何均距Dm=2。5m ， L=70km,末端变电所负荷为6.4+j4。8MVA，若区域变电所电线电压为38。5kV，末端变电所母线要求维持在31kV，当采用串联电容器进行调压,试计算：
⑴在没装串联电容时，末端变电所的电压是多少？
⑵若要求末端变电所电压≥31kV时，要装多大容量的串联电容器?当每个电容器UNC=0。6kV， QNC=50kVAR时，电容器应如何联接?
⑶能否采用并联电容器来达到同样的调压要求，你认为应装在哪里？
习题6-18图
38.5kV
S=6.4+j4.8MVA
i
j
·