电力系统稳态分析习题

电力系统稳态分析 思考与练习 第二章习题 1 有色金属构成的输电线路单位长度电阻R1值与什么因素有关 钢导线的R1值与什么因素有关 2 在电抗X1的计算中 Dm和r值如何确定 钢导线与有色金属导线计算有何不同 3 什么是输电线路的电导参数g1 为什么架空线参数计算中往往被忽略 4 输电线路的电纳b1如何计算 钢导线与有色金属导线计算时有否不同 为什么 5 钢芯铝线的钢芯部分对输电线路四个参数R1 X1 g1 b1的计算有何影响 为什么 6 设有一条110kv线路 使用LGJ 240型导线 计算直径为21 5mm 铝截面为226 6mm平方 在杆塔上呈等边三角形排列 线间距为5m 试求该线单位长度的R1 X1 g1 b1值 7 一条架空线路如右图布置 塔顶部有一条接地避雷线 该线进行了完整的换位 当线路三相对称运行时 试讨论接地线存在时对线路电抗的影响 Z 8 试推导由输电线始端测量的V1k I1k和V10 I10 分别为末端短路和末端空载试验 值 求出输电线 型等值电路中的Z Y 值 9 有一架空线 当末端开路时测得末端相电压为200ej0 kV 始端相电压为180ej5 kV 电流为200ej92 A 试计算 等值电路的Z Y 2值 10 设二绕组变压器 变比为V1N V2N 容量为SN 及PK UK 分别有两组计算 这两组计算各表示什么意思 11 二绕组变压器变比K U1N U2N 且U1N U2N 当二个绕组截面按同一电试密度选择时 它们的实际电阻值之比R1 R2为多少 为什么在等值电路中认为它们相等 12 在容量为100 100 50的三绕组变压器中 绕组截面按同一电流密度选择时 试证明RT 50 2RT 100 13 设有一台双绕组变压器 SN 31 5MVA 变比为110kV 38 5kV P0 86kW I0 2 7 Pk 220kW Uk 10 5 试画出该变压器等值电路 并标明其参数 14 设三绕组变压器SN 31 5MVA 容量比为100 100 50 变比为121 38 5 11 P0 10 5kW Pkm 233kW I0 3 Uk12 10 5 Uk13 17 5 Uk23 6 5 试画出变压器等值电路 并标明其参数 15 为什么对多电压等级网络绘出其等值电路时 必须进行归算 16 什么是标么制 17 三相制系统中 为什么相电压标么值与线电压标么值相等 18 多电压等级网络中 按各电压等级分别取标么值时 得出的参数标么值就被看成是归算的等值电路 此时 不同的电压等级中的基准值有什么关系 19 当假定Xr RT BT G时 变压器的Uk 和I 值分别为以其额定电压和额定容量为基值的电抗标么值和导纳支路无功功率标么值 即 试证明之 20 如图所示系统 各元件参数如下 线路 L1 LGJ 150 计算直径17mm 长度70km 水平排列 4m 4m L2 LJ 120 计算直径14 5mm 长度30km 水平排列 2 8m 2 8m L3 LJ 95 计算直径12 4mm 长度10km 等边三角形排列 距离1m L1 L2 T1 L3 T2 35kV 11kV 110kV 38 5kV 11kV 110kV 10kV 35kV 10kV PB Pc Pd 20题 续 变压器 T1 SFS 31 5MVA 110 容量比100 100 100 P0 98KW P12 P23 P13 230kW Uk12 17 Uk13 10 5 Uk23 6 I0 3T2 SF 15MVA 35 P0 39kw Pk 122kw Uk 8 I0 3求 用标么值画出等值电路 各变压器运行于图示额定分接头 计算中1 110kV线路计及线路电纳 35kV及以下线路不计电纳 2 在110kV段中规定基准值为SB 100MVA UB 110kV 1 辨明各定义的区别 电压降落 电压损耗 电压偏移 电压降落的纵分量 电压降落的横分量 现有一条电力线路 额定电压为UN 运行中始端电压U1 末端电压为U2 用这三个电压符号表示以上5个名词的定义 2 已知线路阻抗Z R jX 三相功率S P jQ 电压 试求 第三章习题 3 测得运行中的发电机端电压 以U为基准 并知发电机电抗X 0 2 R忽略 求 发电机输向电网的功率 发电机发出功率 发电机电势向量 各量均以标幺值表示 U1 S1 P1 jQ1 U2 5 为什么具有相同截面的电缆线路和架空线路 一般情况下前者的输电效率比后者要高 与这一结论相反的 非一般情况 指哪些情况 从负荷无功性质考虑 4 画出下图线路当U1保持不变 S1在不同功率因素时U2的变化轨迹 6 某厂有两台相同的主变供电 每台参数为 P0 39千瓦 Pk 122千瓦 i0 3 uk 8 该厂的最大负荷Smax等于一台变压器的额定容量 功率因素cos 0 9 滞后 试问 该厂负荷曲线的最大利用小时数Tmax在什么范围值 投入两台比投入一台运行较经济 7 续上题 工厂由输电线路Z R jX供电 有的供电部门认为变压器具有空载电流 会引起线路有功功率损耗 供电部门管理网损 即线损 所以规定设备负载率 实际负荷 设备容量 低于65 时要附加收费 试论证这种规定是否合理 你能否提出这一规定的补充条件 8 在第二章20题的电网中 各负荷点的最大负荷分别为 PB 8MW PD 10MW Pc 2MW 负荷功率因素均为0 9 滞后 负荷同时率为1 1 试进行潮流计算 答案表示于系统图中 2 若Tmax都为6500小时 求该网的网损 9 所谓二端供电网中的 循环功率 表示什么意思 10 两台变压器供电如图3 7所示 由于安装错误使T1变比为U1 U2 1 05 T2变比为U1 U2 1 试问投运后会发生什么现象 11 证明在环形供电中 各段线路单位长度阻抗相同时 功率分配的 力矩公式 将按线路长度分配 12 分析电力网简化发法中以电压和电流作为边界条件 与以电压和功率作为边界条件的差别 13 下图某城市配电网 各段线路单位长度阻抗相同 各负荷功率因素相同 图中标出了各负荷大小和线段长度 试确定功率分点 B 1 1 1 1 1 1 2 2 2 S S 0 5S 0 5S 2S 2S S 2 14 什么是导线截面的经济电流密度 为什么与负荷的Tmax有关 15 在低压配电网中导线截面往往按允许电压损耗计算 为什么 16 在以 型电路表示变压器等值的电网计算电路 对不同的电压级的标么值进行变化的归算 其基准电压为 17 变压器的变比除以所接网络的比值称为标幺变比 18 导纳矩阵中节点i的自导纳是联接在节点的和得导纳的总和 19 导纳矩阵中节点i与j的互导纳是联接节点间支路导纳的值 i与j无直接联接支路时互导纳为值 20 节点注入功率定义为正方向 与注入电流Ii和节点电压Ui的关系定义为Si 21 PQ节点指功率和功率恒定的节点 表示实际电网中和类型的节点 22 PV节点指功率和有效值恒定的节点 表示实际电网中类型的节点 23 平衡节点指功率和功率不受限制且电压恒定的节点 表示实际电网中类型的节点 24 PV节点会受到容量的限制 当到达限制要转变成节点 25 平衡节点可能会受到容量的限制 当达到限制时要转变成节点 但应考虑系统中另设置节点 即实际中的调频电厂 26 应用高斯 赛德尔法解算节点电压的迭代过程中 系数是 最终的收敛判据为 27 应用牛顿 拉夫逊法解算节点电压的迭代过程中系数 最终的收敛判据为 或 28 试证明下列三种标幺值计算电路的一致性 Z1 ZT Z2 U1T U2T 1 2 Z1 ZT Z2 Z1 ZT Z2 Z1 ZT k Z2 YT1 YT2 c a b 对应 a b c 电路参数 计算如下 等值电路 a 等值电路 c 等值电路 b 29 试证明导纳矩阵中Y11 Y12 Y1n yio yio 为节点i对地支路导纳之和 30 图示实线为原有网络结构和参数 虚线为新增设的线路和节点 求 1 写出原网络导纳矩阵 并列出矩阵元素与支路导纳值得关系 2 考虑新增线路和节点对所列导纳矩阵进行修改 31 电力系统负荷变动规律按变动幅度和周期划分可分为种 对应不同的变动分别由电源的调节 调节和发电进行平衡 32 热备用容量是指发电设备的最大允许功率与之差 33 冷备用容量是指发电设备的最大允许功率 和的发电设备不属冷备用 34 只有的情况下才需设置检修备用容量 35 发电机组间最优分配负荷的目标函数是最小 约束条件是 最优分配的准则是准则 36 拉格朗日法是在函数存在下的求极值的方法 37 发电机组的功率和功率都会受到限止 他们由和等因素决定 38 电力系统各电厂间的最优分配负荷 除考虑各厂的耗量特性 在经济方面还需考虑修正 技术方面必须考虑的限制 39 水力发电厂用以发电的放水量 除考虑电力系统需要外 还可能受到等因素的限制 40 在调速器作用下 当频率时 发电机输出功率 负荷频率的自动调节效应为频率时 负荷功率 41 系统单位调节功率指与调节效应的总和 当功率变化相同时单位调节功率值大的系统频率变化 43 设二台发电机的耗量特性 标么值 分别为二台发电机应发总功率为求 二台发电机按最优分配负荷时 各自的发电功率 42 调频器设置在厂 当电网频率时 调频器动作 44 继上题 某厂只有二台发电机 且按最优分配负荷的方法确定总负荷的分配 求 该厂总负荷的耗量特性 45 电站1和2的机组 综合耗量特性分别为设运行中保持负荷点电压负荷求 考虑网损后二个电站对有功负荷的最优分配 46 设某一系统总负荷为4500MW 负荷的单位调节功率KB 1 55 负荷变动率约3 5 系统发电设备总容量为5400MW 其中火电机组容量占66 机组调差系数 5 0 水电机组容量占35 机组调差系数 3 5 求 当系统允许频率偏差为 0 1赫时 需要有多少发电量作调频容量 若符合变动率保持不变 系统最低允许频率为49 5赫 在不增加发电容量的前提下 最大的系统总负荷可以增加到多少 47 输电线路元件运行时 并联电抗中 消耗 无功功率 且与 平方成正比 串联电抗中消耗 无功功率且与 平方成正比 48 变压器元件运行时 并联支路中消耗 无功功率且与 平方成正比 线圈漏抗中消耗 无功功率且与 平方成正比 49 并入电网的发电机运行时 增加 可以增加无功功率的输出 减小 可以减小无功功率的输出 50 发电机以发出滞后无功功率运行时受到 等额定值的限制 当吸收滞后无功功率运行时受到 和 的限制 51 静止补偿器运行时 可以提供 和 性质的无功功率 但伴随着会产生 电流 52 电力以系统中无功功率最优分布以 为目标函数 以 为最优分布准则 53 无功功率负荷的最优补偿在 能满足的前提下 以 费用大于 费用为最优补偿的衡量标准 54 并网发电机气门开度不变 励磁电流不变 当系统电压降低时会引起 和 增加 55 冲击负荷会引起电压 一般采取 的管理措施 56 电力系统电压的监视和调整 可通过监视和调整电网 的电压来实现 57 实现逆调压 最大负荷时 将电压升高至 UN 最小负荷时将电压下降至 UN 58 实现顺调压 最大负荷时 电压允许不低于 UN 最小负荷时 允许不高于 UN 59 采用常调压方式时 在任何负荷下电压为数值 例如 UN 60 调节发电机励磁可调正负荷点电压在最大负荷和最小负荷时的 61 改变变压器固定分接头可调正负点电压在最大负荷和最小负荷时的 62 有载调压变压器 允许在 情况下改变分接头 能实现 调压方式运行 63 借助并联补偿设备调压是改变 从而改变 来实现调压的 64 并联电容实现 补偿 电容器组的串联数取决于 和电容器的 电压的比值 65 串联电容器补偿 实现 补偿 电容器组的并联数取决于 和电容器的 电流的比值 66 同步调相机的额定功率QN指 运行时的 时的允许功率一般为60 QN 67 发电机参数为PN 25MW cos N 0 8 UN 10 5kV XN 2 25 若该机改作调相机运行 求允许发出的最大无功功率为多少 68 图示网络 Z1 22 5 j21 6欧姆 Z2 36 j14 6欧姆 ZT1 11 8 j127欧姆 ZT2 7 2 j84 2欧姆 负荷表示在图上 设系统C提供的最大无功功率10MVA 求 1 无功功率