电力系统北交大第1次作业答案.doc

电力系统分析第1次作业参考答案 （请一定信守承诺，不可外传给下届及外班同学）第一部分：概念题（请填空或回答问题，并在理解的基础上记住）1、如下图电力系统，各变压器的额定变比分别：T1的变比是 121/10.5 ，T2的变比是 110/38.5 ，T3的变比是 35/11 ；若T1工作于+5%抽头、T2工作在-2.5%抽头、T3工作在主抽头，则T1的变比是 127.05/10.5 ，T2的变比是 107.25/38.5 ，T3的变比是 35/11 。 知识点及注意： （1）以教材为准：变比指高压侧额定电压与低压侧额定电压之比，老师上课时讲解有误，请更正。 （2）此类题目请在理解的情况下记住：发电机额定电压为所接母线电压的1.05倍；变压器的一次绕组连接发电机时其额定电压为发电机的额定电压，一次绕组连接线路时其额定电压为线路母线额定电压；变压器的二次绕组额定电压为所连接线路母线额定电压的1.1倍。 （3）双绕组变压器的抽头设在高压侧。2、如下电力系统中，各变压器的额定变比为：T1的变比是_242/10.5_，T2的变比是（高压/中压/低压）_220/121/38.5_，T3的变比是_35/6.6_，发电机的额定电压为_10.5kV_；若T1工作于+2.5%抽头、T2的低压侧工作在主抽头，高压侧工作在-2.5%抽头，中压侧工作在+5%抽头、T3工作在主抽头，则T1的变比是 248.05/10.5 ，T2的变比是 214.5/127.05/38.5 ，T3的变比是 35/6.6 。4、对电力系统运行的基本要求是：1） 保证供电的可靠性 2） 保证良好的电能质量 3） 保证系统运行的经济性 4） 满足节能与环保的要求 5、电力系统的运行特点是：1） 电能不能大量储存、发、输、配同时完成 2） 电力系统暂态过程非常短促，电能传输以光速进行 3） 与国民经济和人们生活水平密切相关 6、请推导对称三相电路中的单相瞬时功率表达式，并回答：单相功率是恒定值吗？单相功率中的有功分量和无功分量有何特点（必要时画图分析）？进一步，请从各个单相瞬时功率的表达式，推导出三相电路总的瞬时功率，你发现了什么？单相功率不是恒定值。单项有功功率，有功分量始终大于0，有功与与无功分量所以三相功率是恒定的。7、复习电机学中有关变压器的相关知识，请问变压器的有哪几种等效电路？变压器的开路试验和短路试验是如何进行的？通过两个试验能得到什么参数？为什么？答：1）变压器有T型、型等效电路和简化等效电路（图略）；2）进行短路试验时，将一侧绕组短接，在另一侧绕组施加电压，使短路绕组的电流达到额定值，测得变压器的短路总损耗和短路电压；进行空载试验时，将一侧绕组空载，在另一侧绕组施加额定电压，测得变压器的短路空载损耗和空载电流。3）短路试验：忽略铁心损耗，则短路损耗就等于额定电流时的原副边电阻损耗，可确定电阻；又由于电阻的压降远小于电抗压降，短路电压就等于额定电流时电抗上的电压降，从而可计算得到电抗值。空载试验：由于空载电流小，可忽略空载铜耗，此时空载损耗等于额定电压时的铁心损耗，从而可计算得到电导；又由于空载电流上的有功分量很小，空载电流就等于额定电压时的无功电流，从而可计算得到电纳。8、复习电机学中中有关同步发电机的相关知识，请写出隐极同步发电机和凸极同步发电机的电压方程，分别画出两者的相量图。凸极同步发电机中虚拟电动势的构建有何意义？直轴和交轴同步电抗的物理含义是什么？对于隐极和凸极电机，直轴和交轴同步电抗的大小关系如何？为什么？ （1）隐极发电机的电压方程：不考虑磁饱和时：考虑磁饱和时：凸极发电机的电压方程：相量图：略。（2）由于电压方程中含有两个方向的电流（直轴电枢电流和交轴电枢电流）引入虚拟电动势后，电压方程可化为：恰好消去两个分量的电流，使得凸极发电机的等值电路可以在一个电路图中表示出来。（3）直轴/交轴同步电抗是反映直轴/交轴电枢电流产生直轴/交轴电枢磁动势的参数。（4）对于凸极发电机，由于转子形状的不对称，在直轴方向，气隙较小，因此磁阻较小，磁通大，因此感应出的电动势大，也即直轴电抗大；反之，交轴电抗小，即XadXaq。但隐极发电机可以认为转子形状是对称的，因此二者近似相等。第二部分：计算题9、设如图所示的三相对称交流电路，电源经阻抗向某负载供电，输送电流，负载的复功率为（容性）。请求：（1）电源送出的有功功率和无功功率分别是多少？其无功功率是感性还是容性的？按照一般的惯例，是相当于无功电源还是无功负荷？（2）电源的线电压相量。注意：电力系统用单线图表示时，所注负荷为三相负荷，电流与阻抗均为一相的数值，电压为线电压。（1）答：或 或总负荷吸收有功为34kW，无功为18kVar。即电源输出了对应的功率。负荷吸收感性无功，为感性负荷，按一般惯例为无功负荷；而电源必须可以发出感性无功，即吸收容性无功，按一般惯例为无功电源。注意：电力系统潮流计算一般计算的都是负荷的吸收功率，并且图中标注的电压电流对负载而言均为关联方向，即计算的功率为吸收功率。对于有功而言，吸收正有功即消耗功率为有功负荷；吸收负有功即发出功率为有功电源。对于无功而言，按照一般惯例，吸收正无功即消耗感性无功为无功负荷；吸收负无功即发出感性无功为无功电源。（无功的吸收与发出均已感性无功为准！即通常所提的无功均为感性无功：电容发无功，电感吸无