电力系统习题解答

1 1 某电力系统的部分结线如图所示 各线路的额定电压等级已示于图中 试求 1 发电机 G 1 G 2 G 3 的额定电压 2 变压器 T 1 到 T 7 的各绕组的额定电压 G1 带负荷 电压升高 5 至 6 3KV G2 G3 为发电机 变压器组 电压可直接取为 10 5KV 和 13 8KV T1 二次侧电压升高 10 变比为 6 3 38 5 T2 高压侧电压升高 10 变比为 10 5 38 5 121 T3 高压侧电压升高 10 变比为 13 8 121 242 T4 变比为 38 5 121 231 T5 变比为 38 5 121 220 T6 变比为 110 11 T7 变比为 110 11 2 某系统的日负荷曲线如下所示 求此系统的 及全系统一年内的电能消耗 max T av P 夏天 152 天日负荷曲线 冬季 213 天负荷曲线 10KV6KV T 7 T 6 G 1 6KV T 1 35KV 110KV G 2 T 3 G 3 10 5KV 13 8KV 220KV T 4 35KV 35KV T 5 110KV LGJ 185 25 LGJ 150 25 LGJ 300 15 LGJ 400 50 LGJ 70 10 T 2 0481216202404812162024 3300 P MW 3000 3600 3100 3400 3000 3300 2800 P MW t h t h 2 3600 329004320053100433003300052800 7738 h MWP T Pav31803600 8760 7738 8760 max max GWhPTW858 2731607738 maxmax 3 某电力系统的部分结线如图所示 各线路的额定电压等级已示于图中 试求 1 发电机 G 1 G 2 G 3 的额定电压 2 变压器 T 1 到 T 5 的各绕组的额定电压 3 变压器 T 1 运行于 2 5 分接头 求 T 1 的变比 4 部分电力网络的结线如图所示 导线呈正三角形方式排列 导线之间距离为 2 米 110kV 输电线路以双回线路送电 降压变电所装有二台相同的三相双线圈变压器 1 计算导线温 度为时线路每公里参数 C 0 40 2 计算变压器参数 3 计算并列运行时 电力网络的等值参数 并将参数注在等值电路上 导线 km s r 2625 0 120 5 31 1 kmtrrt 2814 0 2040 0036 0 1 2625 0 20 1 1 LGJ 120 100km 10KV 110KV 110 20000 7 SFZL 6KV6KV T 7 T 3 G 1 10KV T 1 500KV G 2 G 3 10 5KV 500KV T 4 35KV 35KV T 5 110KV T 2 3 mDDDD cabcabm 2222 3 3 1557 0 lg1445 0 1 r D x m 6 1 10 lg 58 7 r D b m 变压器 146 3 201000 110104 1000 2 2 2 2 N Nk T S UP R 525 63 20100 110 5 10 100 22 N Nk T S UU X S U p G N T 6 22 0 10479 2 1101000 30 1000 S U SI B N N T 5 22 0 10983 1 110100 202 1 100 5 有一条 10kV 配电线路 每相参数分别为 受端负荷为 1000kVA 0 4 L R 0 6 L X 滞后 受端电压为 10kV 8 0cos a 计算线路中点电压 b 在线路中点接入一阻抗为 100 j200 每相的负荷 并维持中点电压为 a 的计算 值 求送端电压 此时受端电压又为多少 6 某 500kV 架空线路 长 342 6km 使用 LGJ 400 50 四分裂导线 在正式投运之前 进行了 实际测量 提供实测数据如下 表一 阻抗实测数据 数量名称 AB U BC U CA U A I B I C I AB P BC P 数值 147 6V 148V 148V 0 825A 0 825A 0 875A 48W 71 5W 表二 导纳实测数据 数量名称 总 AB U BC U CA U A I B I C IP 数值 154 2V 155 3V 153 5V 0 14A 0 14A 0 14A 2 33W 1 试以上述实测数据计算该线路正序阻抗 导纳 电容 充电功率并作等值电路 2 按线路结构参数计算该线路阻抗 导纳 电容 不考虑分布特性 3 近似考虑分布特性 计算该线路阻抗 导纳 电容 4 精确考虑分布特性 计算该线路阻抗 导纳 电容 4 5 对上述计算结果进行分析 7 三绕组变压器型号为 容量比为 100 100 100220 120000 7 SFPS 1 作变压器等值电路图 并将参数 归算至高压侧 注在图上 2 计算额定电压下变压器的空载损耗 有功和无功 3 设变压器低压绕组开路 高压及中压绕组承担额定负荷 计算变压器的有功功率损耗和 无功功率损耗 8 有一 110KV 母线 接有一负荷 试以 MVAjSL1520 1 阻抗表示这负荷 并作等值电路 2 导纳表示这负荷 并作等值电路 4 2902 387 1520 1102 2 j jS U Z Sj jZ Y 3 10 24 1 65 1 4 290 2 387 11 9 一条 220kV 250km 单回架空输电线 用 LGJQ 400 型导线架设 其参数为 试用集中参数的型等值电路进kmr 08 0 1 kmx 416 0 1 kmSb 1080 2 6 1 行下列计算 当输送功率为 150MW 功率因数为 0 8 受端电压为 210kV 时 送端电压和功 率为多少 如果功率因数为 1 0 其余条件一样 那么送端电压和功率又为多少 2025008 0 1l rR 104250416 0 1l xX SlbB 46 1 107250108 2 1 MWP150 MVarQ 5 112 KVU210 2 MVarjjBUSy435 15210107 2 1 2 1 242 2 MVAjjjSSS y 065 97150435 15 5 112150 22 2 MVAjjZ U S SZ280 75477 14 10420 210 065 97150 2 22 2 2 2 MVAjjjSSS Z 345 172477 164280 75477 14065 97150 2 1 KV U XQRP U365 62 210 104065 9720150 2 2 2 KV U RQXP U041 65 210 20065 97104150 2 2 2 KVUUUU023 280 22 21 MVarjBUSy445 27023 280107 2 1 2 1 242 11 5 MVASSS y 900 144477 164 1 11 2 MWP150 0 QKVU210 2 MVarjjBUSy435 15210107 2 1 2 1 242 2 MVAjSSS y 435 15150 22 2 MVAjjZ U S SZ623 53312 10 10420 210 435 15150 2 22 2 2 2 MVAjjjSSS Z 188 38312 160623 53312 10435 15150 2 1 KV U XQRP U139 7 210 104435 1520150 2 2 2 KV U RQXP U756 75 210 20435 15104150 2 2 2 KVUUUU975 229 22 21 MVarjBUSy511 18975 229107 2 1 2 1 242 11 MVASSS y 677 19312 160 1 11 10 某变电所 以三台单相双绕组变压器按星形连结 组成三相变压器组 每台变压器容量 为 3500KVA 电压为 20 2 6 6KV 空载 短路试验数据如下 试验数据 第一台 第二台 第三台 短路损耗 KW 27 6 28 9 29 40 短路电压 Uk 6 42 6 54 6 55 空载损耗 KW 11 05 8 40 10 60 空载电流 I0 2 00 1 42 1 84 试作这变压器的等值电路 并将参数 归算至高压侧 注在图上 919 0 5 31000 2 20 6 27 1000 2 2 2 2 N Nk T S UP R 485 7 5 3100 2 2042 6 100 22 N Nk T S UU X S U p G N T 5 22 0 10708 2 2 201000 05 11 1000 S U SI B N N T 4 22 0 10716 1 2 20100 5 32 100 第二 三台的计算类似 11 一台三相三绕组自耦变压器型号为 OSFSL 90000 220 额定电压为 220 121 38 5KV 容 量比为 100 100 50 空载试验及短路试验数据如下 所有数据均未归算 6 KWPKWPKWP kkk 277 265 333 32 31 21 KWP59 0 75 10 45 16 09 9 32 31 21 kkk UUU332 0 0 I 试作这变压器的等值电路 并将参数 归算至高压侧 注在图上 KWP333 12 KWP11082774 23 KWP10602654 13 KWPPPPk 5 142 2 1 2313121 KWPPPPk 5 190 2 1 1323122 KWPPPPk 5 917 2 1 1223133 851 0 901000 220 5 142 1000 2 2 2 2 1 1 N Nk T S UP R 138 1 901000 220 5 190 1000 2 2 2 2 2 2 N Nk T S UP R 482 5 901000 220 5 917 1000 2 2 2 2 3 3 N Nk T S UP R 09 9 21 k U 9 3245 162 31 k U 5 2175 102 32 k U 245 10 2 1 3231211 kkkk UUUU 155 1 2 1 3132212 kkkk UUUU 655 22 2 1 2132313 kkkk UUUU 095 50 90100 220245 10 100 22 1 1 N Nk T S UU X 211 6 90100 220155 1 100 22 2 2 N Nk T S UU X 834 121 90100 220655 22 100 22 13 3 N Nk T S UU X S U p G N T 6 22 0 10219 1 2201000 59 1000 S U SI B N N T 6 22 0 10174 6 220100 90332 0 100 12 试作下图所示电力系统的阻抗图 并将参数注在图上 不计线路和变压器的电阻和导纳 1 计算时取 6KV 电压为基本级 2 计算时取 10KV 电压为基本级 7 3 计算时取 110KV 电压为基本级 1 275 0 121 3 6 16100 110 5 10 100 2 2 2 1 2 1 k S UU X N Nk T 122 0 121 3 6 4 0100 22 111 lkxXL 934 10 11 110 121 3 6 5 31100 110 5 10 100 22 2 2 2 2 1 2 2 kk S UU X N Nk T 675 8 11 110 121 3 6 4 080 222 2 2 112 klkxXL 2 794 0 110 11 16100 110 5 10 100 2 2 2 2 2 1 k S UU X N Nk T 40 0 110 11 4 0100 22 211 lkxXL 403 0 110 11 5 31100 110 5 10 100 2 2 2 2 2 2 k S UU X N Nk T 324 080 2 212 lkxXL 3 406 79 16100 110 5 10 100 22 1 N Nk T S UU X 404 0100 11 lxXL 333 40 5 31100 110 5 10 100 22 2 N Nk T S UU X KlkxXL2 3 11 110 4 080 22 212 13 对上题所示电力系统 试作以标幺值表示的阻抗图 并将参数注在图上 a 取基准功率 110KV 级的基准电压作精确计算 MVASB100 KvUB110 b 取基准功率 基准电压作近似计算 MVASB100 avB UU c 取基准功率 基准电压作近似计算 MVASB1000 avB UU 6L S T1 T2 13 4 5 6 2 L 1 100km kmx 4 0 1 T1 5 10 11 110 110 31500 7 K U KV SFZL 5 10 121 3 6 11 16000 7 K U KV SF L 2 80km kmx 4 0 1 8 d 对结果分析比较 KVUB110 1 KVUB11 2 656 0 110 100 406 79 22 1 1 B B TT U S XX 331 0 110 100 40 22 1 1 B B LL U S XX 333 0 110 100 333 40 22 2 2 B B TT U S XX 446 26 11 100 32 22 2 2 B B LL U S XX 14 试作出下图所示简单网络的等值电路 并计算相应的参数 以标幺值表示 取基准功 率 35KV 级的基准电压 已知 线路 L1 LGJ MVASB100 KVUB35 70 kmr 45 0 1 kmx 382 0 1 kmSb 1099 2 6 1 kml20 线路 L3 电缆线路 ZQ 35 kmr 52 0 1 kmx 079 0 1 kmSb 10104 6 1 kml5 变压器 T1 SFL1 10000 变比 35 6 6kV Pk 70kW P0 12kW Uk 7 5 I0 1 5 变压器 T2 同变压器 T1 KVUB35 1 KVUB6 6 35 6 6 35 2 735 0 35 100 2045 0 22 1 B B ACAB U S lrRR 35 6 6kV35 6 6kV A B C D E ZQ 35 5 LGJ 70 LGJ 70 20 20 9 624 0 35 100 20382 0 22 1 B B ACAB U S lxXX 4 2 6 2 1 103 7 100 35 2010 99 2 B B ACAB S U lbBB 969 5 6 6 100 552 0 22 1 B B DE U S lrR 907 0 6 6 100 5079 0 22 1 B B DE U S lxX 6 2 6 2 1 10265 2 100 6 6 510 04 1 B B DE S U lbB 07 0 35 100 101000 3570 1000 22 2 22 2 B B N Nk T U S S UP R 75 0 35 100 10100 355 7 100 2 2 2 2 B B N Nk T U S S UU X S S U U p G B B N T 4 2 2 2 2 0 102 1 100 35 351000 12 1000 S S U U SI B B B N N T 3 2 2 2 2 0 105 1 100 35 35100 105 1 100 15 运行着的电力系统中一条输电线路 如下图所示 其始端及末端电压分别为 231KV 及 220KV 末端负荷的有功功率为 220MW 线路参数为已知值在图中标出 试求末端功率因数 设末端无功功率为 2 Q MVarjjBUjSy62 26220105 5 2 1 242 2 220 40 62 26 8220 2 Q U 220 8 62 26 40220 2 Q U 1 2 1 U 2 U MWP220 2 c Q c Q 408 j Sj 4 105 5 Sj 4 105 5 10 将上两式带入 222 231 220 UU 可以解出MVarQ71 30 2 所以功率因数9904 0 71 30220 220 cos 222 2 2 2 2 QP P 16 某 100km 110kV 双回输电线路建于不同时期 其中一回线路用 LGJ 95 型导线架设 另 一回用 LGJ 400 型导线架设 试分别计算下列两种负荷下线路中的功率分布和功率损耗 a 输电线路受端变电所运算负荷为 100MVA 0 1cos b 输电线路受端变电所运算负荷为 53MVar 0 0cos LGJ 95 kmsbkmxkmr 1065 2 429 0 33 0 6 111 LGJ 400 kmsbkmxkmr 1091 2 393 0 079 0 6 111 33 1 R 9 42 1 XSB 4 1 1065 2 9 7 2 R 3 39 2 XSB 4 2 1091 2 假设两条线路上流过的功率分别为和 有如下等式成立 11 jQP 22 jQP QQQ PPP U RQXP U U RQXP U U XQRP U U XQRP U 21 21 2 2222 2 2 1111 1 2 2222 2 2 1111 1 1 时 解得MWP100 0 Q MWP1556 42 1 MWP8444 57 2 MVarQ3645 11 1 MVarQ3645 11 2 MVAjjXR U QP S7585 6 1989 5 11 2 2 2 1 2 1 1 MVAjjXR U QP S2870 112689 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 时 解得0 PMVarQ53 MWP0232 6 1 MWP0232 6 2 MVarQ3425 22 1 MVarQ6975 30 2 MVAjjXR U QP S8985 1 4604 1 11 2 2 2 1 2 1 1 11 MVAjjXR U QP S1785 3 6389 0 22 2 2 2 2 2 2 2 17 试计算如下图所示电力网络的功率分布和最大电压损耗 线路均采用 LGJ 120 型导线 所示负荷均为变电所运算负荷 kmxkmr 391 0 27 0 11 本题为给定末端功率和始端电压的情况 采用如下计算方法 先假设全网为额定电压 由末端向始端推算功率 损耗 求得始端功率后 再运用给定的始端电压向末端推算电压降落 并且不再重新计算功率损耗 MVAjjXR U QP S N 0331 0 0228 0 2323 2 2 3 2 3 23 MVAjjXR U QP S N 0251 0 0173 0 2424 2 2 4 2 4 24 MVAjjXR U QP S N 1082 0 0747 0 2323 2 2 3 2 3 12 MVAjSSS iji 1664 151148 21 1 以下回算电压降落 KV U XQRP U5287 0 1 121121 12 KV U RQXP U1891 0 1 121121 12 KVUUUU4713 109 2 12 2 1212 KV U XQRP U4588 0 2 23232323 23 KV U RQXP U0707 0 2 23232323 23 KVUUUU0125 109 2 23 2 2323 KV U XQRP U2929 0 2 24242424 24 KV U RQXP U1782 0 2 24242424 24 KVUUUU1785 109 2 24 2 2424 18 求下图所示网络的阻抗矩阵 各支路用阻抗标幺值表示 5km 8km 8km 4 j3M