电力系统分析习题集新

1电力系统分析习题集第一章：电力系统的基本概念一、主要知识点1、 电力系统的组成及各组成部分的作用；2、 电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；3、 电力系统的接线方式及特点；4、 电力系统的额定电压及适用范围；5、 中性点运行方式及特点；6、 联合电力系统及其优越性。二、解题指导例题 1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）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例题 2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。例题 3在下图所示的电力系统中已知 ， ,如要把单相接地时流过接地点KVU10AUC350的电流补偿到 20A，请计算所需消弧线圈的电感系数。2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： )(5320ALUI则： )(34.014HI答：所需消弧线圈的电感系数为 0.334(H)。三、思考题与习题1、电力系统由哪些主要部分组成？各部分的作用是什么？2、电能生产的主要特点有哪些？3、对电力系统运行的基本要求是什么？4、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？5、衡量电能质量的主要技术指标有哪些？6、电力系统的接线方式有哪两种类型？各种接线方式的主要特点是什么？7、电力系统的额定电压是如何确定的？我国规定的电力系统额定电压等级有哪些？各种电压等级的适用范围怎样？8、电力系统中各元件的额定电压为多少？什么叫电力系统的平均额定电压？9、什么叫电力系统的中性点？电力系统中性点的运行方式有哪些？它们各有什么特点？我国电力系统中性点的运行方式如何？10、如何提高中性点直接接地电力系统的供电可靠性？11、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？12、联合电力系统的优越性有哪些？3第二章 电力系统元件参数和等值电路一、知识要点1、 电力线路的结构、参数及等值电路1.1 架空线路的结构及参数1.1.1 架空线路的结构架空线路由导线、杆塔、绝缘子、金具和避雷线（中性点直接接地系统）构成。1.1.2 架空输电线路的参数：电阻是反映导线对电流阻碍作用的参数，输电线路的电阻按下式计算， )/(1KmSr式中 为计算导线电阻所采用的电阻率，铝导线取 ，铜导线取 km/5.312，其值略小于导线材料的直流电阻率； 导线的标称截面（mm 2） 。km/8.12S电抗是反映感应电动势对电流的阻碍作用的参数，各种类型输电线路的电抗按下式计算。单回输电线路（对称排列或经完整换位）： )/(10)5.lg6.4(241 krDfxrm式中：r 为导线的计算半径（ cm 或 mm） ； r 为导线材料的相对导磁系数，对于非铁磁物质铝和铜 r 1；f 为交流电的频率（Hz） ；D m 为三相导线之间的几何平均距离（与计算半径同单位） 。当f=50Hz 时，铜导线或铝导线的电抗计算公式为 ，近似计算时)/(0157.lg145.0krxm取 。)/(4.01kx同杆（塔）双回输电线路，一般不计两回路之间的相互影响。分裂导线输电线路： )/(0157.lg145.0kmnrDxeqm式中 req 为分裂导线的等值半径，其值按式 确定；n 为分裂导线的分裂根数。niieqdr21电纳是反映输电线路的对地电容和线间电容的参数，单回输电线路（对称排列或经完整换位）： ；)/(0lg4.61kmFrDCm)/(10lg58.761kmSrDbm4分裂导线线路： )/(10lg58.761kmSrDbeqm电导是反映输电线路的泄漏损耗和电晕损耗的参数，泄漏损耗一般可以忽略不计，从而输电线路的电导主要由电晕损耗决定。电晕发生的条件为线路运行时的实际电压 U 高于电晕临界电压 Ucr，单回导线电晕临界相电压按下式计算 )(lg)298.01(38.4KVrDrmUmcr pt279.分裂导线线路的电晕临界相电压按下式计算 )(lg1)298.0(38.4KVrDdnrmUeqmcr 式中，m 为导线表面光滑系数，对于表面光滑的单根导线 m=1.0，对于绞线 m=0.9； 为空气相对密度；p 为大气压力；t 为空气温度（ 0C） 。对于晴天，一般取 1.0； 为与分裂导线数有关的常数；r、D m、r eq的意义同前所述，单位为 cm。60KV 以下线路不会出现电晕现象，110KV 及以上线路以晴朗天气下不发生电晕为设计原则,所以一般情况下,线路电导 b1=0；当电晕发生时，电晕损耗和线路电导按下式计算 )/(032kmSUPgg式中， 为实测三相电力输电线路电晕损耗的总有功功率（KW/km） ；U 为电力线路运行的g线电压（kV） 。1.2 电缆线路的结构与参数1.2.1 电缆线路的结构（略）1.2.2 电线路的参数电缆参数也有电阻、电抗、电纳和电导四个，所不同的是电缆线路的电导反映的是绝缘介质的介质损耗。电缆线路的参数计算较为复杂，一般从手册查取或通过试验确定。1.3 电力线路的等值电路短线路：短线路指长度不超过 100km、电压不超过 60kV 的架空输电线路；或电压 10KV 以下的电缆线路，短线路的等值电路用集中参数电路表示，并忽略导纳支路的影响。中等长度线路：中等长度线路指长度在 100km300km 的架空线路；或长度不超过 100km 的5电缆线路，中等长度线路的等值电路也可忽略分布参数的影响，而用集中参数电路表示，其形式有形和 形两种，电力系统分析采用 形等值电路。长线路：长线路指长度超过 300km 的架空线路和长度超过 100km 的电缆线路，对于长线路必须考虑分布参数的影响，电力系统分析中长线路的等值电路采用修正集中参数 形等值电路。图中 、 、ljxrjXRZ1ljbgjBGY1、 ，修正系数 ？kxr lk1 k2、变压器的等值电路和参数2.1 双绕组变压器图中 )(1023NKTSUPR)(%2TX)(1023SUPGNT)(2IBT2.2 三绕组变压器62.2.1 电阻 RT1、R T2、R T3 的计算RT1、R T2、R T3 为归算到同一电压等级的三个绕组电阻。对于容量比为 100/100/100 的三绕组变压器按下式计算 )(21231KKPP3)(1213KK)0231NTSUPR)(232KT)(1023NTSUPR对于容量比不为 100/100/100 的三绕组变压器，需要将短路试验所得的短路损耗先归算到变压器的额定容量之下，然后再利用上面的公式计算各绕组的短路损耗和电阻，例如对于容量比为100/100/50 的三绕组变压器由于绕组 1、3 和绕组 2、3 的短路试验是在 50S N 下进行的，可以按下式计算变压器在额定容量下的短路损耗 )13(2)13(23)1()13( 45.0 KNKNK PSPSP )32(2)32(3)2()32( . 2.2.2 电抗 XT1、X T2、X T3 的计算XT1、 XT2、X T3 是归算到同一电压等级的三个绕组的等效漏电抗，由于三绕组变压器铭牌和手册给出的短路电压都已归算到变压器的额定容量之下，所以不管变压器的容量比是否为100/100/100，其电抗豆都可以按下式计算 (%)()(%)21() 3213KKKK UU)1()2()3( () )2()3()1(3 KKKK021NTSUX)(%22KT7)(10%23NKTSUX由于 XT1、X T2、X T3 是三个绕组的等效漏电抗，计算中可能出现某个绕组的等效电抗为负值，由于其绝对值很小，近似计算时可以取为 0。2.2.3 电导 GT 和 BT 的计算电导 GT 和 BT 的计算与双绕组相同。2.3 自耦变压器2.3.1 电阻 RT1、R T2、R T3 的计算自耦变压器 RT1、R T2、R T3 的计算方法与三绕组变压器相同，所不同的是在三绕组变压器等值电路中它们是各绕组的实际电阻归算到同一电压等级的数值，均为正值；在自耦变压器情况下它们是各绕组的等效电阻归算到同一电压等级的数值，计算中可能出现某个绕组的电阻为负值的情况，近似计算中可以取为 0。2.3.2 电抗 XT1、X T2、X T3 的计算对于容量比为 100/100/100 的自耦变压器，电抗 XT1、X T2、X T3 的计算方法与三绕组变压器相同，对于容量比不为 100/100/100 的自耦变压器，铭牌或手册给出的短路电压可能未归算到变压器的额定容量，计算时需要先进行归算，对于容量为 的自耦变压器，短路电压的归算公3/NS式如下 )(%()3)3232NKKSU)()3)1313同三绕组变压器一样，自耦变压器的电抗 XT1、X T2、X T3 也是各绕组的等值漏抗，其值也可能出现负值。2.3.3 电导 GT 和 BT 的计算电导 GT 和 BT 的计算与双绕组相同。3、电抗器的参数和数学模型电抗器为单相式，电抗器铭牌通常给出额定电压、额定电流和电抗百分数 XL(%)，其中电压为线电压值。由于电抗器的电阻相对电抗而言很小，所以通常将电抗器作为理想的电抗元件。电抗器的电抗有名值可由下式计算 )(310%NLIUX式中， 为电抗器的电抗（） ， 为电抗器的电抗百分数， 为电抗器的额定电压LX()L NU8（KV） ， 为电抗器的额定电流（KA） 。NI4、同步发电机的参数及等值电路4.1 同步发电机的等值电路发电机定子绕组的电阻相对较小，一般可以忽略不计。稳态运行情况下，发电机的等值电路如图 所示。4.2 同步发电机的参数4.2.1 同步发电机的电抗同步发电机的电抗有名值由式 计算 )(cos10(%)10()310(%) 22 NGNGNG PUXSXIUX 式中， 为发电机的额定电压（KV） ； 为发电机的额定视在功率（ MVA） ； 为发电机的额NU定有功功率（MW） ； 为发电机的额定功率因数。Ncos4.2.2 同步发电机的电动势 GGXIjUE式中， 为发电机的相电动势（KV） ； 为发电机的相电压（ KV） ； 为发电机定子的相电流GE GI（KA） 。5、负荷的参数和等值电路负荷可以用其阻抗表示，也可以用其导纳表示，在认为负荷端电压不变的情况下，也可以用其消耗的复功率表示。用阻抗、导纳和复功率表示的感性负荷和容性负荷的等值电路如图6、电力网络的等值电路6.1 电力网络的有名制等值电路电力网等值电路中各物理量采用有单位的有名制时，等值电路称为有名制等值电路。在有名制等值电路中，电气量为归算到同一电压等级（基本级）的数值。基本级可以根据分析计算的方便性确定，例如一个具有 10KV、110KV 和 220KV 电压等级的电力网，如要求计算正常运行时 110KV 某母线的实际电压，则基本级选择 110KV 电压等级较为方便；如果需要计算系统各电压等级中母线的电压，则选择哪一个电压等级作为基本级都是一样的，9此时一般选择系统中的最高电压等级作为分析计算的基本级。如果将变压器的变比规定为 额 定 电 压远 离 基 本 级 一 侧 绕 组 的 额 定 电 压靠 近 基 本 级 一 侧 绕 组 的k则电网参数的归算公式如下ZkZn21)( 21)(nkYUn21 nI21式中， 为电气量在原电压等级的数值； 为归算到基本级的数值； IYZ、 IUYZ、为电气量所在电压等级与基本级之间的变压器的变比。nkk、 21参数归算中，如果变压器变比采用实际变比，则计算为精确计算。参数归算中，如果变压器的变比采用平均额定变比，则为近似计算，此时系统中所有元件的额定电压也都应取其平均额定电压，这时，电网参数的归算公式简化为ZZ 2）均 额 定 电 压参 数 所 在 电 压 等 级 的 平基 本 级 的 平 均 额 定 电 压（ YY 2）基 本 级 的 平 均 额 定 电 压均 额 定 电 压参 数 所 在 电 压 等 级 的 平（UU 均 额 定 电 压参 数 所 在 电 压 等 级 的 平基 本 级 的 平 均 额 定 电 压 II基 本 级 的 平 均 额 定 电 压均 额 定 电 压参 数 所 在 电 压 等 级 的 平即把参数所在电压等级电网和基本级电网之间的所有变压器看作一个等值升压变压器来进行参数归算。6.2 标幺制等值电路电力网等值电路中各物理量采用相对值时，等值电路称为有名制等值电路。在标幺制等值电路中，电气量为统一基准值下的标幺值。6.2.1 基准值的选择采用标幺制计算时，必须首先选择各电气量的基准值，然后才能利用选定的基准值和有名值确定各电气量的标幺值。基准值的选择必须遵守两条原则，一是电气量的基准值必须与有名值同单位；二是各电气量的基准值之间必须遵守电路的基本规律。电力系统稳态分析计算中的电气量共有阻抗 Z、导纳 Y、电压 U、电流 I 和功率 S 五个，而电路的基本关系有 、 和 三个，只要必须任意给定其中两个，其它三个就UIS3I1可以由电路的基本关系确定。通常任意给定功率和电压的基准值 SB 和 UB，而由此确定的阻抗、导10纳和电流的基准值分别为、 、BUSI3BSZ22BUY6.2.2 电力网参数标幺值的计算电网参数标幺值的计算方法有两种，一种是“先归算，后取标幺值” ；另一种是“就地取标幺值” 。“先归算，后取标幺值”是指先利用变压器的变比，将所有的参数有名值归算到基本级，再利用选定的基本级的电气量的基准值求各个参数的标幺制。“就地取标幺值”则是指先利用选择好的基本级的各电气量的基准值和变压器的变比求出各其它电压级的电气量的基准值，然后利用参数的有名值和所在电压等级的基准值求其标幺值。两种方法的计算过程虽然不同，但结果是一致的。计算过程中，如果变压器的变比取实际变比则为精确计算；如果变压器的变比取平均额定变比，基本级的基准电压取其平均额定电压，则其他电压等级的基准电压也就是其各自的平均额定电压，而不必进行计算，这种计算称为近似计算。二、解题指导例题 1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LGJ150，计算其参数并画出其等值电路。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。三相导线之间的几何平均距离 ，导线型号为 LGJ150，由附录 II-4 查)(5426.1mDm得线路单位长度的电阻 、电抗 。)/(.01kr)/1.0kx输电线路的总电阻和总电抗分别为：、)(8.62.1lR )(28.3046.1lX输电线路的单相等值电路如图 例题 2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。解：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 ，mDm5.762.1由表 II-4、表 II-6 查得每回每相单位长度线路的电阻、电抗和电纳分别为 、)/(0.kr、 .)/(418.0kmx)/(1072.61kmSb11由表 II-1 得 LGJ-300 导线的计算半径为 ，取 、 ，则输电)(21.4.cmr19.0线路的电晕临界相电压为：)(54.17KV大于线路的最高工作相电压 ，所以线路不会发生电晕现象，输电线)(37.105.2KV路单位长度的电导 01g线路的集中参数为：、 、)(7.2.1 lrR )(8.4120.1 lxX、)(8.0210. 461 SlbB 1lgG线路的等值电路为：例题 3500KV 电力线路的结构如下：LGJ4400 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 形等值电路。解：先计算电力线路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。 )/(0196.45.31 kmSr)(13802Dm)(1.2645544132 mdreq )/(79.0.0lg1.07.lg5.01 knxeqm 21.75lg).28(.09.38.lg)298.038. rDrmUmcr 12)/(1098.310.268lg5.710lg58.7 6661 kmSrDbeqm 计算电晕临界电压 。取 ，则电晕临界电压为crU24.,.,neqmcr rDdlg1)98.0(38.4 61.2038lg45.)0.42( )(1.470KV中间相电晕临界相电压为 ，假设 500KV 线路运行相电压为)(6.9.0147KV，由于 ，输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以)(.3/52.36.。01g近似考虑输电线路参数分布特性 86.031098.327.0132621 lbxkr 60)279.1831.(6)( 261 lrx934.0 03.121098.327.0621 lbxkb )(.6.86.01 lr351027934xk )(10472.361 Slb )(3.10472.23k 近似考虑输电线路参数分布特性的 形等值电路如图所示13例题 4已知某 110KV 双绕组变压器铭牌数据为：0 063012/.59.7652%1.0.5N KKSKVAPWPIU、 、 、 、 、 计算变压器的参数（归算到 110KV） ； 画出变压器的 形等值电路。解： 计算变压器参数（归算到 110KV） )(2.193.6105210nKTSUPR)(4.%2nTx )(1067.1207.91062 SUSPGnT )(.43.622IBnT 变压器 形等值电路 例题 5已知三绕组变压器型号为 SFSL1-15000/110,容量比为 100/100/100，短路电压为 、17(%)3kU、 ，短路损耗为 、 、6(%)23kU5.0()12k KWP1203KP120，空载损耗为 ，短路电流 。试求归算至高压侧的变KWP957.23.(%)I压器参数，并绘制其等值电路。解：1）变压器参数计算电阻计算14KWPPKKK 5.72)9102()(212313 451231KKK .)(2)(33 )89.3150.7102 nTSUPR)(4.2.422nKT)(5.105.7102233 nTSUPR 电抗计算25.6)107(2(%)()()21(%) 0.5.75.1)6.10(2()()()2() 122333 323111 KKKK KKKK UU)(.86507.021 nTSX)(42.5012.610(%)(2322 nKTSUX 电纳、电导计算)(6.0.() 6220 SIBnT )(1087.1.16220UPGnT 2）变压器等值电路15例题 6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 、 、1.3(%)1kU6.21()3k（说明短路电压已归算到变压器额定容量之下） ， 、35.9(%)12kU KWP、 ，空载损耗为 ，短路电流 。KWP4KP346225.70 34.0(%)I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 电阻计算、 、KWPK14634131 KWP451212822 PKKK .67)3852()(31231 KP 514142131 WKKK .9)6()(2233 )89.0105.671022 nTSUR)(638222 nKTP)(0.4105.96102233 nTSUR 电抗计算675.2)3.9621.3(%)()()21(%) 0.1.5. 425.)6.3.9(1()()()21() 122333 3231 KKKK KKKK UU16)(48.91201675.10(%)()(04.210425.10()2322 nKTnKTSUXS 电纳、电导计算)(57.84.() 6220 SIBnT )(103.01.736220UPGnT 2） 变压器等值电路例题 7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，并计算按变压器额定变比归算到 220KV 侧的有名制参数按变压器平均额定变比归算到 220KV 侧的有名制参数按变压器额定变比确定的标幺制参数按变压器平均额定变比确定的标幺制参数解：1、按变压器额定变比计算参数有名制输电线路220KV 架空线路：由表 II-5 查得，LGJQ-400 的单位长度参数为： )/(406.8.1kmjjxr17线路 ：1l )(2.81620)4.08.( jjjXR线路 ：2 915线路 ：3l )(.)( jjj35KV 架空线路：由表 II-4 查得，LGJ-120 的单位长度参数为： )/(408.27.1kmjjxr线路 ：4l )(684.50)48.27.0(1jjXR归算到 220KV 侧： )(5.633(2 jj电缆线路 ：5l )(.1).5.(jjj归算到 220KV 侧： )(9540)2403(2jjXR变压器变电站 B：由表 II-14 查得 SSPL-120000/220 的短路损耗 、短路电压 。KWP.9314(%)KU归算到 220KV 侧的变压器参数为： )(56.1201.93TR)(3.84TX变电站 C：由表 II-16 查得 SFPSL-63000/220 的额定变比 220/121/11;短路损耗 、KWPK1.3721、 ；短路电压 、KWPK04.613 KWP06.253 5.(%)21KU、 。825(%)U78()2U变压器各绕组的短路损耗和短路电压为:)(5.167).304.6.25(1.847. )(5.29)06.54.6.3(12 KWPKK 1871.9)5.7.825(1(%) 0421 9.6)7.85.(1()32 KKU归算到 220KV 侧的变压器参数为：)(04.263105.7.1.84)(.3601.9322 TTR)(60.743210.912TTX2、按变压器平均额定变比计算参数有名制输电线路线路 ：1l )(2.86jjR线路 ：2901X线路 ：3l )(.jj线路 ： 4 )(31.56.208)376845 jR电缆线路 ：5l 6745.1(.0.1(jXj变压器变电站 B： )(7.12035.9TR)(86.4TX变电站 C：19)(13.62015.8499221 TR)(723T)(53.8162017.9)(162 TTX3、按变压器额定变比计算参数标幺制先将参数有名值按变压器额定变比归算到 220KV 侧，然后利用 220KV 侧基准值计算参数标幺制。取 220KV 侧基准值 、 ,则 。利用前MVASB10KVUB20)(48102BSUZ面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，计算系统参数标幺值。线路 ：1l 168.3.486* jjjXR线路 ：2 2059012线路 ：3l * jjj线路 ：4 51.364483.76XR电缆线路 ： 5l 9801.950* jjj变电站 B 变压器： 2. j变电站 C 变压器： 25748637*1*1jjXRT 0.0.22 j14.*3*3jjT利用 220KV 侧基准值和变压器的额定变比求其它电压侧的基准值，然后利用未归算的参数有名值求参数标幺值。35KV 侧 、 ;)(5.3820.)35( KVUB )(825.140.32)5( BZ2010KV 侧 、 。)(120)10( KVUB)(21.0)1( BZ线路 ：1l 68.3.486* jjjXR线路 ：2 1259线路 ：3l .0.012* jjj线路 ：4 36485.4XR电缆线路 ： 5l 19821.* jjj变电站 B 变压器： 0534变电站 C 变压器： 2.7.86.57.3*1*1 jjjXRT 022154.0.4*3*3 jjjT4、按变压器平均额定变比计算参数标幺值取 、 、 ，KVUB20)(KVUB3720)35(KVUB5.023.)10( 。MAS1则 。）（） 、（） 、（ 102569.1305290 2)10(2)35()2( BBB ZZZ线路 ：1l 816* jjjXR线路 ：2 152359线路 ：3l .0.02* jjj线路 ：4 9646.1384XR电缆线路 ： 5l 218025.* jjj变电站 B 变压器： 058.3.049 j变电站 C 变压器： 27619.63014.2*2*1 jjXRT2102.63105.842*2*2 jjjXRTj按变压器额定变比确定的有名制等值电路如图 所示三、练习题1、填空题输电线路的参数有 、 、 、 ，其中的 和 为耗能参数， 和 为储能参数。长线路是指 。中等长度线路的等值电路形式有 和 两种，电力系统分析计算中通常采用 等值电路。架空输电线路导线之间的距离越大，其电抗 ，电纳 ，电晕临界电压 。变压器的等值电路有 、 和 三种。变压器的参数 RT、X T、B T、G T分别由试验数据 、 、 和确定。标幺制计算中，通常给定基准值 和 。2、单项选择题架空输电线路全换位的目的是（ ） 。A、减小线路电抗； B、减小线路电纳； C、使三相参数相等； D、提高线路绝缘水平。架空输电线路采用分裂导线的目的是（ ） 。A、减小线路电抗； B、减小线路投资； C、减小线路电容； D、使三相参数相等。架空输电线路长度超过（ ）时应进行全换位。A、100Km； B、200Km； C、300Km； D、50Km。对于升压型三绕组变压器，短路电压最大的是（ ） 。A、U K1-2%； B、U K2-3%； C、U K3-1%； D、U K1-2%和 UK3-1%。同步发电机降低功率因数运行时，限制其运行范围的是（ ） 。22A、电子绕组额定电流； B、励磁绕组额定电流； C、原动机的最大输出功率； D、并列运行的稳定性。下面各组电压中，全部属于电力系统平均额定电压的一组是（ ） 。A、10KV、35KV、110KV、220KV； B、10.5KV、35KV、115KV、220KV； C、10.5KV、37KV、115KV、230KV； D、10.5KV、36.75KV、115.5KV、231KV。标幺制计算中，电阻的基准值是（ ） 。A、 ； B、 ； C、 ； D、 。BSU22SBUSBSU标幺值情况下，线电压标幺值 和相电压标幺值 的关系是（ ） 。*A、 ； B、 ； C、 ；D、 。*33/3/*3、判断题架空输电线路三相导线之间的几何平均距离越大，其单位长度的电抗越大、电纳越小。 （ ）采用分裂导线不仅可以减小架空输电线路的电抗，而且可以提高架空输电线路的电晕临界电压。 （ ）分裂导线多采用 24 分裂，最多不超过 6 分裂。 （ ）当三相架空输电线路导线平行排列时，三相线路的电抗不相等，其中间相的电抗最大。 （ ）对于长线路需要考虑分布参数的影响。 （ ）对于容量比不等于 100/100/100 的普通三绕组变压器，计算变压器参数时需要对铭牌给出的短路损耗进行归算，但铭牌给出的短路电压不需归算。 （ ）对于容量比不等于 100/100/100 的三绕组自耦变压器，计算变压器参数时不仅需要对铭牌给出的短路损耗进行归算，还需要对铭牌给出的短路电压进行归算。 （ ）同步发电机额定条件下运行时视在功率最大。 （ ）同一电压等级电力系统中，所有设备的平均额定电压都相同。 （ ） 。近似计算时，架空输电线路的电抗 、电纳 。 （ ）kmx/4.01kmSb/1085.2614、简答题为什么同样导体截面的电缆线路的电抗小于架空线路，而电缆线路的电纳却大于架空线路的电纳？架空输电线路的电导反映线路的哪些特性？为什么正常运行情况下一般不考虑线路电导的影响？电力系统分析中，输电线路为什么采用 形等值电路，而不采用 T 形等值电路？对于长线路通常如何考虑分布参数的影响？变压器的 形等值电路和 T 形等值电路是否等效？三绕组升压型变压器和三绕组降压型在绕组排列方式上有何不同？什么叫负荷曲线？常用的负荷曲线有哪几种？标幺制情况下，电力系统参数标幺值的计算方法有哪两种？两种方法的计算结果是否相同？5、计算题已知 35KV 架空输电线路的长度为 50km，导线型号为 LGJ-95，三相导线水平排列，导线之间距离为 3m。计算线路的参数并画出其等值电路。23已知同杆双回架空输电线路的额定电压为 220KV、线路长度为 120km、三相导线平行排列，线间距离为 6m，导线型号为 LGJ-240.计算输电线路的参数并画出起等值电路。已知 500KV 架空输电线路的长度为 300km，线路采用正四角四分裂，分裂距离 40cm、导线型号为 LGJ-400，三相导线平行排列，三相导线之间距离为 11m.计算线路的参数并画出其 形等值电路。已知双绕组变压器型号为 SFL1-20000/110,变比为 110/11KV，变压器的特性数据为P 0=22KW，P K=135KW, U K(%)=10.5，I 0(%)=0.8.求变压器归算到高压侧的参数并画出它的等值电路。已知三绕组变压器型号为 SFSL1-15000/110，容量比为 100/100/100，变压器特性数据为P0=22.7KW，I 0(%)=1.3,P K3-1=120KW、P K12 =120KW 、P K2-3=95KW，U K31 (%)=17、U K12 (%)=10.5、U K23 (%)=6。求变压器归算到高压侧的参数并画出它的等值电路。已知三绕组变压器型号为 SSPSL1-120000/220，容量比为 100/100/50，变压器特性数据为P0=123.1KW，I 0(%)=1,P K3-1=227KW、P K12 =1023KW 、P K2-3=165KW，U K31 (%)=14.7、U K12 (%)=24.7、U K23 (%)=8.8。求变压器归算到高压侧的参数并画出它的等值电路。已知三相自耦变压器型号为 OSFPSL-120000/220，容量比为 100/100/50，变压器特性数据为P0=73.25KW，I 0(%)=0.346,P K3-1=366KW、P K12 =455KW 、P K2-3=346KW，短路电压（已归算到变压器额定容量） UK31 (%)=33.1、U K12 (%)=9.35、 UK23 (%)=21.6。求变压器归算到高压侧的参数并画出它的等值电路。已知电力系统的接线如下图所示，图中电气元件的主要技术数据如表所示。试按平均额定电压之比计算各元件参数的有名值（归算到最高电压等级）和标幺制，并作出其等值网络。24第三章 简单电力网络的潮流的分析计算一、学习目的和要求通过本章的学习，掌握电力线路和电力变压器功率损耗和电压降落的计算、电力线路和电力变压器的电能损耗计算、运算负荷和运算电源的概念及电力网等值电路的简化、开式电力网络的潮流计算方法步骤、环形网络的潮流分布计算的方法步骤；能够进行简单网络潮流的分析计算二、学习重点电力线路功率损耗和电压降落的计算公式及其使用注意事项；电力线路电压偏移、电压降落、电压损耗和电压调节的概念；高压电网中有功功率和无功功率的传输规律。电力变压器功率损耗和电压降落的计算公式及其使用注意事项；电力线路和电力变压器的电能损耗计算方法；电力网络网损率的概念；开式网潮流分布的计算方法步骤；环形网潮流分布的计算方法步骤；环形网络功率的经济功率分布与潮流调控的目的与方法。三、重点及难点提示1、电力线路的功率损耗和电压降落功率计算阻抗支路的功率损耗计算： 导纳支路的功率损耗计算：一般情况下，电力线路的电导 ，导纳支路的有功损耗 0；导纳支路的无0G21YyP功损耗等于负值，意味着其吸收的是容性无功功率（即输出感性无功功率） 。电力线路的功率平衡关系：， ，22yS zS21 11yS电压计算25电力线路电压质量及输电效率技术指标电压降落、电压损耗、电压偏移（首端电压偏移、末端电压偏移） 、电压调整和输电效率。2、电力变压器功率损耗和电压降落电力变压器功率和电压的计算与电力线路相似，不同之处主要有：变压器等值电路为 形，而电力线路等值电路为 形；变压器导纳支路为电感性，电力线路的导纳支路为电容性；近似计算中，取 ,变压器导纳可用不变的负荷功率代替，即NU21 )(10%)0MVASIjPQjPSNyTyTy 3、电源功率、等值电源功率、运算功率的概念；负荷功率、等值负荷功率、运算负荷的概念。4、电力网的电能损耗计算阻抗支路的电能损耗计算阻抗支路电能损耗的常用计算方法有年负荷损耗率法和最大负荷损耗时间法两种，两种计算法所得结果往往有差异，这是由于两者所依据的统计资料不同造成的。导纳支路的电能损耗计算电力线路导纳支路的电能损耗通常不作考虑，变压器导纳支路的电能损耗按下式计算 变 压 器 年 运 行 时 间0PWyT电力网的网损率 1(%)式中 为一定时期内电力网的总电能损耗, 为同一时期内电力网的miTiniL11 1W供电量。输电线路的线损率可以仿照上式计算。5、开式网络潮流分布分析计算开式网的潮流分布取决于负荷的分布。在通常情况下（已知电网首端电压和各负荷点功率） ，26可以采用迭代法和近似计算法进行计算。近似计算的方法步骤为绘制电网的等值电路并计算元件参数，采用有名制计算时，所有参数应归算到同一电压等级；采用标幺制计算时所有参数应为同一基准值的标幺制；利用运算负荷和运算电源对等值电路进行简化；设全网电压为额定电压，从电网末端开始，逐段计算功率分布；利用求得的功率分布和电网首端电压，从电网末端开始，逐段计算电压分布；将和的计算结果结合起来即得电网的潮流分布。6、两端供电网潮流分布的分析计算两端供电网潮流分布计算的方法步骤绘制电网的等值电路并计算元件参数（有名制计算时，所有参数应归算到同一电压等级；标幺制计算时所有参数应为统一基准值下的标幺制）利用运算负荷和运算电源对等值电路进行简化利用公式、ZSnmA1ZSnmB1计算两端供电网的供载功率利用公式NBAhUZS*)(计算循环功率计算初步功率分布、 hAShBS绘制初步功率分布图，确定功率分点在功率分点将两端供电网拆开，得到两个辐射形网络，然后按辐射形网络的潮流计算方法计算两端供电网的最终潮流分布。7、简单环网的潮流分布计算简单环网指由同一电压等级的输电线路组成的环形电力网。只要在电源点将环网拆开，就得到一个两端电压相等的两端供电网，然后按两端供电网的潮流分布计算方法计算即可。8、多电压等级环网的潮流分布计算多电压等级环网的潮流分布计算方法步骤如下：绘制电网的等值电路并计算元件参数（有名制计算时，所有参数应归算到同一电压等级；标幺制计算时所有参数应为统一基准值下的标幺制）利用运算负荷和运算电源对等值电路进行简化将电网在电源点拆开，然后按两端电压相等的两端供电网计算供载功率分布计算两端供电网的供载功率利用公式2)1(NhUZKS27计算循环功率将供载功率和循环功率叠加计算初步功率分布供载功率与循环功率方向一致时相加，否则相减。绘制初步功率分布图，确定功率分点在功率分点将两端供电网拆开，得到两个辐射形网络，然后按辐射形网络的潮流计算方法计算两端供电网的最终潮流分布。9、电力网的潮流调控电力网潮流调控的目的是使电网的有功损耗最小。电力网功率的自然分布电力网功率的自然分布指未采取任何措施时的功率分布。对于辐射形网络其分布由负荷分布确定；对于两端供电网和环形网络在不计循环功率时，按各段电路的阻抗分布。电力网功率的经济分布电力网功率的经济分布指使电力网有功功率损耗最小的功率分布。电力网功率的经济分布是按各段电路的电阻分布的功率，两端供电网和环形网络功率的经济分布计算公式如下：、RSnmOPA1.RSnmopB1. 均一网功率的自然分布和经济分布均一网指由同一电压等级、同型号和同样布置方式的导线构成的两端供电网或环形网络，其特点是各段路单位长度的阻抗相等。均一网功率的自然分布就是经济分布，可以按下式计算、lSSnmAOP1. lSnmBop1. 电力网的潮流调控辐射形网络的潮流分布不可调控；两端供电网或环网潮流调控的方法有A、在线路上串联电抗或电容，使电网参数均一化，从而使电力网的功率分布成为经济分布；B、串联附加加压器，在电网中产生强迫循环功率，从而使电网的功率分布成为经济分布。有关的计算公式如下：确定所需强迫循环功率 的数值： ( 为要求的经济分布功率； 为潮流调fcSSopfcop S控前的自然分布功率)确定所需的附加加压器电动势， 。NfcNfcfcCyxC UXPjQUZE*称为纵向附加电动势，纵向附加电动势主要产生无功强迫循环功率，因而主要改变电力网cxE的无功分布； 称为横向附加电动势，横向附加电动势主要产生有功强迫循环功率，因而主要改cy变电力网的有功分布；仅产生纵向附加电动势的串联加压器称为纵向加压器，仅产生横向附加电动势的串联加压器称为横向加压器，既可以产生纵向附加电动势又可以产生横向附加电动势的串联加28压器称为纵、横加压器。四、解