电力系统分析习题课1.pdf

电力系统分析基础习题课电力系统分析基础习题课 North China Electric Power University 电气工程学院电气工程学院 School of Electrical Engineering 2005年9月29日 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华电电力系统分析资料 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第一章 电力系统的基本概念第一章 电力系统的基本概念 1-1 简答简答 （1）什么是电力系统，动力系统和电力网？什么是电力系统，动力系统和电力网？ （2）组成联合系统的优越性是什么？ （3）试述电力系统的接线方式及其优缺点？ （4）我国电力系统的标准电压等级？ （5）电力系统中性点的接地方式有哪些？ 其电压级别范围如何划分？ （6）电力系统运行的基本要求是什么？ 2 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第一章电力系统的基本概念第一章电力系统的基本概念(续续) 1-2问答问答 为什么要规定额定电压等级？系统元件的 额定电压 为什么要规定额定电压等级？系统元件的 额定电压如何如何确定？标出 下页图中发电 机，变压器，电动机的额定电压（图中电 压为电力线路的额定电压） 确定？标出 下页图中发电 机，变压器，电动机的额定电压（图中电 压为电力线路的额定电压） 当当T-1工作于工作于2.5抽头，抽头，T-2,T-3工作 于主抽头， 工作 于主抽头，T-4工作于工作于5抽头，试求 这些变压器的 抽头，试求 这些变压器的实际实际变比。变比。 3 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第一章电力系统的基本概念（续）第一章电力系统的基本概念（续）4 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第二章电力系统各元件特性及数学模型 1:三绕组变压器的参数计算与两绕组有什 么不同？ 三绕组变压器的参数计算与两绕组有什 么不同？ 5 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第二章电力系统各元件特性及数学模型6 2: 三绕组变压器三绕组变压器SFPSL120000/220，容量 比为 ，容量 比为100/100/50，额定电压，额定电压 220/110/11KV，P0135kW，I0 0.663 ， ， PK（ （12）600kW， ， PK（ （13）182.5kW PK（ （23）132.5kW ，US(1-2)%=14.85， US(1-3)%=28.25， US(2-3)%=7.96，求归算到，求归算到 220kV侧的参数和等值电路。侧的参数和等值电路。 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第二章电力系统各元件特性及数学模型 L1 K1L2 7 3:图示系统，线路图示系统，线路L1：X110；线路；线路L2：X2 1；变压器；变压器T1：SN10MVA，US10.5，K 110/11kV，忽略电阻和接地导纳，试求 （ ，忽略电阻和接地导纳，试求 （1）以）以110kV电压为基基本级时的有名值等值系 统； （ 电压为基基本级时的有名值等值系 统； （2）以）以Sj100MVA，Uj110kV为基准值的标么 值等值电路。 为基准值的标么 值等值电路。 补充习题 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华电电力系统分析资料 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第三章简单电力系统的潮流计算 1:UN110kV，Ud118kV，求潮流分布。，求潮流分布。 8 d R1=6.8 X1=16.36 B1=1.13*10-4S Sc=20.3+j15.8MVA cba R2=6.3 X2=12.48 B2=0.82*10-4S R3=13.8 X3=13.2 B3=0.77*10-4S Sb=8.6+j7.5MVASa=12.2+j8.8MVA 首先确定潮流计算的类型及其方法； 其次作出等值电路，标出各个量的位置； 最后按公式进行计算。 首先确定潮流计算的类型及其方法； 其次作出等值电路，标出各个量的位置； 最后按公式进行计算。 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 等值电路如下：等值电路如下： 9 d R1+jX1 Sc c b a R2+jX2R3+jX3 Sb Sa B3/2 B2/2B3/2B2/2 B1/2B1/2 SaSbSc SaSba Sba SbSc ScbSdc Sdc Scb 第三章简单电力系统的潮流计算第三章简单电力系统的潮流计算 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第三章电力系统潮流计算 10 2 某电力系统电路如图所示，ZAB4+j24， 始末电压有效值分别为240和220kV，末端无 功QB150Mvar，有功未知，求末端功率因数 和始端视在功率。 UA ZAB UB 注意：掌握视在功率，有功功率，无功功率和 功率因数的概念！ 注意：掌握视在功率，有功功率，无功功率和 功率因数的概念！ North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 3 环网如图所示，电源为D，负荷ABC，其中A经D到C 的弧形距离为400m，弧线AB和BC的长度分别为200m和 100m。BC弧为环网的联络线，为使BC间不流过电流， 求电源D的具体位置在何处？（其中线路单位电阻长 度阻抗相同，额定功率因数也相同） 3 环网如图所示，电源为D，负荷ABC，其中A经D到C 的弧形距离为400m，弧线AB和BC的长度分别为200m和 100m。BC弧为环网的联络线，为使BC间不流过电流， 求电源D的具体位置在何处？（其中线路单位电阻长 度阻抗相同，额定功率因数也相同） 11 D AB C 200m 100m 400m X m 方法一：欧姆定律 方法二：利用环网 求潮流方法。 方法一：欧姆定律 方法二：利用环网 求潮流方法。 50A 10A 40A North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 1 两端供电网，各段线路阻抗单位长度相同（两端供电网，各段线路阻抗单位长度相同（ ZL=0.1+j0.4）,试求网络的潮流分布。试求网络的潮流分布。 12第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 习题：习题： UA=115KV 20m Sa=20+j15MVA 10m5m Sb=30+j10MVA Sc=25+j15MVA UB=115KV 15m AB abc North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 2 A为电源点，求系统的初步功率分布并求出功 率分点。 2 A为电源点，求系统的初步功率分布并求出功 率分点。 13第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 A Sa=4+j3MVA Sb=9+j4MVA Sc=1+j1MVASd=7+j7MVAa b c d L=3km 4km 8km 8km 5km 2+j4 2+j4 1+j2 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华电电力系统分析资料 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 3:不计线路的功率损耗，求各段线路的输送功率。 （AB两端电压相等） 3:不计线路的功率损耗，求各段线路的输送功率。 （AB两端电压相等） 14第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 A Sa=30+j15MVASb=20+j10MVA ab B Z24+j8 Z32+j4 Z16+j12 Z43+j6 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 4（3-2-11）：环网如图所示，供电点F的电压为 220V，A B C各点的负荷分别为40A，100A，60A，功 率因数为1，若线路FA，AB，BC，CF的电阻均为 0.1（不计电抗），试计算A B C各点的电压。 4（3-2-11）：环网如图所示，供电点F的电压为 220V，A B C各点的负荷分别为40A，100A，60A，功 率因数为1，若线路FA，AB，BC，CF的电阻均为 0.1（不计电抗），试计算A B C各点的电压。 15第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 AB CF IAIB IC If If North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 5（3-2-7）：图示）：图示110kV网络，线路参数为网络，线路参数为 ZAC=15+j20，ZCD12+j18， ZDB10+j16,当当 A厂电压为厂电压为115 ，B厂电压为厂电压为112 ，是计算网络 的功率分布及其各点电压。 ，是计算网络 的功率分布及其各点电压。 16第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 o 0 o 0 AB CD 20+j15MVA16+j112MVA North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 17第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 6（3-2-17）：图示）：图示110kV网络，线路网络，线路1和和2的阻抗为的阻抗为Z1 10+j40，Z224+j12，欲使潮流按最小有功功 率损耗的经济分配，线路中接入附加串连加压器，试 计算此附加串联变压器的容量及所需要的附加电势的 大小。 ，欲使潮流按最小有功功 率损耗的经济分配，线路中接入附加串连加压器，试 计算此附加串联变压器的容量及所需要的附加电势的 大小。 12 P=10000kW cos=1.0 掌握：自然功率分布； 经济功率分布； 循环功率； 循环功率与电势的关系。 掌握：自然功率分布； 经济功率分布； 循环功率； 循环功率与电势的关系。 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 7（3-2-18）：由发电厂）：由发电厂A供电的供电的220kV环形网络，线 路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试 计算（ 环形网络，线 路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试 计算（1）该环网的经济功率分布 （ ）该环网的经济功率分布 （2）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算 电能损耗时取其平均的小时， ）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算 电能损耗时取其平均的小时，cos=0.9，可查得，可查得 18第三章：电力系统的潮流计算第三章：电力系统的潮流计算 小时）。3200 max A 170+j40 60+j152 16+j12033+j89 40+j120 40+j1550+j3051.2+j7.3 1.2+j22.7 162.8+j62.71 23 掌握：掌握：1，功率分配，功率分配 2，电能损耗，电能损耗 思考思考 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 1 某变电所装设一台某变电所装设一台OSFPSL90000/220型三相三 绕组自耦变压器，各绕组电压为 型三相三 绕组自耦变压器，各绕组电压为220/121/38.5kV， 容量比为 ， 容量比为100/100/50,实测的空载短路试验数据如下：实测的空载短路试验数据如下： Pk（ （1-2）=333kW， ， Pk（ （1-3）=265kW， ， Pk（ （2-3）=277kW， ， P0=59kW， I0 %=0.322， Uk(1-2) %=9.09, Uk(1-3) %=16.45, Uk(2-3) %=10.75, 求自耦变压器的参数并绘制等值电路。求自耦变压器的参数并绘制等值电路。 19第二章第二章(续）续） 解：注意短路功率损耗和电压损耗均需要进行归算解：注意短路功率损耗和电压损耗均需要进行归算 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering Pk（ （1-3）=4Pk（1-3） =42651060kW Pk（ （2-3）=4Pk（2-3） =42771108kW Pk1=1/2*(Pk（ （1-3）+Pk（1-2） -Pk（ （2-3）)=142.5kW Pk2=1/2*(Pk（ （2-3）+Pk（1-2） -Pk（ （1-3）)=190.5kW Pk3=1/2*(Pk（ （1-3）+Pk（2-3） -Pk（ （1-2）)=917.5kW RT1=Pk1UN2 /(1000SN2)=142.52202/(1000*902)=0.85 同理， 同理，RT2=1.14 RT3=5.48 20第二章（续）第二章（续） 欢迎访问慧易升考研网 下载更多华电电力系统分析资料 North China Electric Power University 电 气 工 程 学 院 School of Electrical Engineering 求变压器的电抗：求变压器的电抗： 21第二章（续）第二章（续） Uk（ （1-3）=2Uk（1-3）=2 16.4532.9 Uk（ （2-3）=2Uk（2-3）=2 10.7521.5 Uk1=1/2*(Uk（ （1-3）+Uk（1-2） -Uk（2-3）)=10.245 Uk2=1/2*(Uk（ （2-3）+Uk（1-2） -Uk（ （1-3）)=-1.155 Uk3=1/2*(Uk（ （1-3）+Uk（2-3） -Uk（ （1-2）)=22.655 XT1=Uk1UN2/(100SN)=10.2452202/(100*90)=55.095 同理， 同理，XT2=-6.21130XT3=121.8336 GTP0/（1000UN2）=59/(1000*2202)=1.22*10-6S BT=I0SN /(100U2N)=0.322*90/(10