电力系统稳态作业.doc

电力系统稳态分析作业（一）参考答案1、电能生产的特点是什么？答：电能生产的特点有：1、连续性电能的生产、输送和消费是同时完成的，这一特点称为电能生产的连续性；2、瞬时性电能的传输是以接近光速的速度传输的，电力系统任何一点发生故障将立即影响到整个电力系统，过渡过程非常短暂，这一特点称为电能生产的瞬时性；3、重要性电能清洁卫生、输送方便，便于转换为其他形式的能量，且易于实现自动控制，所以国民经济各部门大多以电能作为能源，由于电能生产连续性和瞬时性的特点，电能供应的中断或减少将对国民经济各部门产生巨大的不良影响，甚至造成设备损坏、人员伤亡，电能生产的这一特点称为电能生产的重要性。2、对电力系统的基本要求有那些？答：对电力系统的基本要求主要有：1、保证对用户的连续可靠供电，最大限度地满足用户对电能的需求（即保证供电可靠性）；2、具有良好的电能质量（电压偏移、频率偏移和电压畸变率在允许的范围内）；3、系统运行的经济性要好（燃料消耗率、厂用电率和网损率要小）；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负荷的重要性和停电造成的危害的大小划分的；重要负荷（I类负荷）对供电可靠性的要求是在任何情况下都不得中断供电；较重要负荷（II类负荷）对供电可靠性的要求是应尽量不中断供电；一般负荷（III类负荷）可以停电。4、某电力用户如果停电将造成设备损坏，此用户的电气设备属于哪类负荷？答：此用户的电气设备属于重要负荷（I类负荷）5、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 ；T3：110/6.6(6.3)KV。6、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。7、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的电流补偿到20A，请计算所需消弧线圈的电感系数。(提示：注意补偿方式) 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：所需消弧线圈的电感系数为0.334(H)。 电力系统稳态分析第二次作业知三绕组变压器的短路电压为：，此变压器是升压变压器还是降压变压器？ 答：此变压器为降压变压器。因为最大，由此可知，变压器的低压绕组靠近铁芯，中压绕组布置在低压绕组和高压绕组之间，这是降压变压器的结构，所以此变压器为降压变压器。架空输电线路全换位的目的是什么？答：架空输电线路全换位的目的是使三相线路的参数相等。什么叫电力系统分析计算的基本级？基本级如何选择？答：电力系统分析计算时，将系统参数归算到那一个电压等级，该电压等级就是分析计算的基本级。基本级可根据分析问题的方便与否进行选择，无特殊要求的情况下，通常选择系统中的最高电压级最为分析计算的基本级。在电力系统等值电路的参数计算中，何为精确计算？何为近似计算？他们分别用在怎样的场合？ 答：在电力系统等值电路的参数计算中，若采用电力网或元件的额定电压进行计算，称为精确计算法；若采用各电压等级的平均额定电压进行计算，则称为近似计算法；在进行电力系统的稳态分析计算时，常采用精确计算法，而在电力系统短路计算时，常采用近似计算法。一条长度为100公里，额定电压为110KV的双回输电线路，采用LGJ-185导线，水平排列，线间距离为4米，求线路的参数，并绘制其等值电路。（LGJ-185导线的计算外径为19mm,计算电晕临界电压时取m1=1,m2=1,=1）解： 1、单位长度线路参数 、因为线路不会发生电晕放电现象。（115.5KV为线路运行时的最高电压）所以 2、双回线路的参数 3、等值电路 已知双绕组降压变压器型号为：SFL120000/110,变比为110/11KV，短路电压，短路损耗,空载损耗,短路电流。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。（SFL120000/110中S-表示三绕组变压器、F表示冷却方式为风冷、L表示绕组为铝线、1表示设计序号、20000变压器额定容量（KW），110变压器绕组最高电压等级）解： 1、变压器参数 2、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，短路电压为、，短路损耗为、，空载损耗为，短路电流。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。（略）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、（说明短路电压已归算到变压器额定容量之下），、，空载损耗为，短路电流。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。（略）（略）电力系统稳态分析作业（三）参考答案简述辐射形电力网潮流分布计算的方法步骤。答：辐射形电力网潮流计算的方法步骤如下： 1）根据电力网接线绘制电力网的等值电路，并计算等值电路中各元件的参数。采用有名制计算时所有元件参数应归算到同一电压等级（基本级），采用标幺制计算时所有参数应归算到统一的基准值之下。2）利用运算负荷功率和运算电源功率对等值电路进行化简。3）根据已知条件计算辐射形电力网的潮流分布。具体有： 已知首端电压和首端功率的情况下，从电网首端开始利用阻抗支路（电力网环节）的有关计算公式逐段向后计算电压和功率分布直到末端。已知末端电压和末端功率的情况下，从电网末端开始利用阻抗支路（电力网环节）的有关计算公式逐段向前计算电压和功率分布直到首端。已知首端电压和末端端功率的情况下，可以采用以下两种方法计算。一是迭代计算法；二是近似计算法。简述两端供电网潮流分布计算的方法步骤。 答：两端供电网潮流分布的计算步骤如下： 1）根据电力网接线绘制电力网的等值电路，并计算等值电路中各元件的参数。采用有名制计算时所有元件参数应归算到同一电压等级（基本级），采用标幺制计算时所有参数应归算到统一的基准值之下。2）计算电力网的初步功率分布 计算电力网的供载功率；计算电力网的循环功率；将供载功率和循环功率叠加求出初步功率分布。作出初步功率分布图，确定功率分点。3）计算最终潮流分布在功率分点将两端供电网拆开（当有功分点和无功分点不在同一点时，在无功分点拆开）得到两个辐射形供电网，然后根据辐射形网络的潮流计算方法计算最终潮流分布。简述电力系统潮流调控的方法。答：电力系统潮流调控的目的是将电力网的自然潮流分布调整为经济功率分布，调整的原理主要有三，一是使电网参数均一化，因为均一网的自然功率分布就是经济功率分布；二是强迫电力网的潮流分布成为经济功率分布；三是改变电力网的循环功率，使电力网的潮流分布成为经济功率分布。具体措施有：线路串联电容使电网参数均一化，从而使自然功率分布成为经济功率分布；在环形网络的适当地点解环，迫使功率分为成为或接近经济功率分布；利用附加串联加压器控制潮流分布；利用灵活交流输电装置控制潮流分布。具体措施有：可控串联电容；可控移相器；综合潮流控制器。辐射形电力网的潮流能否调控？答：辐射形网络的潮流分布完全取决于负荷的分布，所以辐射形网络的潮流分布是不可以调控的。下图所示多电压等级电力网中是否存在循环功率？如存在循环功率请标出循环功率的方向，并指出循环功率的性质。答：选顺时针方向最为统计环形网络综合变比的参考方向，则,所以环网中存在沿顺时针方向流动的循环功率。循环功率（因为对于高压网络）,由式可知循环功率为无功性质。6、两台容量相同的降压变压器和并联运行时，如果变比,两台变压器的负载率是否相同？如不同的话，那台的负载率高？ 答：不相同，变压器T2的负载率高。原因如下:下图所示的变压器和的并联电路实际上就是一个多电压等级环网，由于两台变压器的容量相同（短路阻抗相同，题中未直接说明），所以两台变压器的供载功率相同；但由于变压器变比不匹配，所以环网中存在循环功率，如选择统计综合变比的方向为顺时针方向，则,循环功率方向为逆时针方向，在变压器T1中循环功率使通过的功率减小，而在变压器题中循环功率使通过的功率增大，所以变压器T2的负载率高于T1.7、输电线路的首端电压是否一定高于末端电压？为什么？答：输电线路首端电压不一定高于末端电压。因为线路首、末端电压之间的大小关系为：当Q1(Q2)2、12,当负荷增大时那台机组先增加出力，在什么情况下另一台机组才开始增加出力？答：1号机组先增加出力，因为12，在增加同样出力的情况下，1号机组增加的燃料消耗比2号机组少；随着1号机组有功出力增加，其耗量微增率增大，当增大到等于2号机组的耗量微增率时，2号机组机组开始按耗量微增率相等原则与1号机组同时增加出力。5、水煤换算系数的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是什么？答：水煤换算系数的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是水电站允许的耗水量越大，则水煤换算系数的取值越小，因为只有这样按等耗量微增率准则（T1T2Tm=m+1m+1=nn）分配时，水轮发电机组分得的有功负荷才比较大，消耗的水量才比较大。6、对调频厂的基本要求有那些？洪水季节宜以什么样的发电厂担负调频任务？枯水季节宜以发电厂担负调频任务？答：对调频厂的基本要求有：调整容量足够大；调整速度足够快；调整范围内经济性能应较好；调整时不至引起系统内部或系统间联络线工作的困难。根据上述基本要求具有调节库容的大容量水电厂作为调频电厂最为适宜。洪水季节，为充分利用水力资源，水电站一般满负荷运行，因而不能再担负调频任务，这种情况下宜采用调节性能较好的中温中压火力发电厂作为调频电厂；枯水季节宜采用调节性能好的大容量水电厂作为调频电厂。7、某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为： （） （） （） 机组功率约束条件为： 求负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配。解：由耗量特性 （） （） （）求得：根据等耗量微增率准则有： 联立求解得：、由于，取将剩余的负荷200MW-50MW=150MW在2#、3#机组之间按等耗量微增率准则重新分配得：、答：负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配方案是： 、 8、某电力系统综合负荷的单位调节功率为400MW/HZ，系统负荷增大800MW时，调频电厂经二次调频增发400MW，系统频率变化为，计算系统等值发电机的单位调节功率。解：答：系统等值发电机的单位调节功率为1600MW/HZ。电力系统稳态分析第六次作业参考答案造成电力系统电压水平波动的原因是什么？答：造成电力系统电压水平波动的原因是电力系统无功负荷的波动。（要保持电力系统的电压在正常水平，就必须维持在该电压水平下的无功功率平衡，当电力系统无功负荷波动时，电力系统的的无功功率平衡关系被破坏，相应的电力系统的电压水平也就发生波动）电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点？答：电力系统的频率只有一个，频率调整也只有调整发电机有功出力一种方法（调速器、调频器和有功负荷最优分配都是改变发电机有功出力）；而电力系统中各点的电压都不相同，电压的调整也有多种方式。在常用的无功补偿设备中，那些无功补偿设备具有正的调节效应？那些具有负的调节效应？答：在常用的无功补偿设备中，调相机、SR型静止无功补偿器和TCR型静止无功补偿器具有正的电压调节效应；而电力电容器、TSC型静止无功补偿器具有负的电压调节效应。什么叫电力系统的电压中枢点？电压中枢点的电压调整方式有那几种？答：电力系统的电压中枢点是指某些可以反映电力系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所母线，只要控制这些点的电压偏移在一定范围，就可以将电力系统绝大部分负荷的电压偏移在允许的范围。电压中枢点的电压调整方式有三种：即逆调压、顺调压和常调压。（顺调压指负荷低谷时，允许电压适当升高，但不得高于107.5UN%,负荷高峰时允许电压适当适当降低，但不得低于102.5UN的调压方式；逆调压指负荷低谷时，要求将电压中枢点电压适当降低，但不低于UN，负荷高峰时要求将电压中枢点电压升高至105UN%的电压调整方式；常调压则指无论在负荷低估还是负荷高峰时均保持中枢点电压为一基本不变的数值的电压调整方式。）常用的调压措施有那些？对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压措施？对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？答：常用的调压措施有改变发电机机端电压调压、改变变压器变比调压和利用无功补偿装置调压等。对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取增加无功补偿设备的调压措施。（因为此时采用改变变压器变比调压并不能改变电力系统的无功功率平衡关系，只能改变电力系统的无功流向，提高局部电网的电压水平，但这部分电网电压水平的提高，使其消耗的无功功率增大，将更加增大整个电力系统的无功缺额，导致电网其他部分的电压水平进一步下降）对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用改变变压器变比的调压措施。电力系统无功电源最有分布的目的是什么？无功电源最优分布的原则是什么？答：电力系统无功电源最优分布的目的是使整个电力系统的有功损耗最小。电力系统无功电源最优分布的原则是等网损