《电力工程基础》习题与解答

图4-1无功补偿原理的示意图

加装无功补偿设备后，电网的功率因数提高，具有以下几个方面的意义：

（1）减少系统元件的容量，换个角度看是提高电网的输送能力。（2）降低网络功率损耗和电能损耗。（3）改善电压质量。

4、配电网无功补偿的配置原则与措施是什么？

答：无功补偿设备合理配置的主要原则：（1）总体平衡与局部平衡相结合。（2）电业部门补偿和用户补偿向结合。（3）分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。（4）降损与调压相结合，以降损为主。

无功补偿的主要措施：（1）利用同步发电机进行补偿。（2）利用调相机进行无功补偿。（3）利用电容器进行无功补偿。（4）利用静止补偿器进行无功补偿。

5、调压的方式有哪些？如何进行？调压有哪些主要措施？

答：调压主要有：“逆调压”、“顺调压”、“常调压”等几种方式。（1）逆调压。若由中枢点供电的各负荷的变化规律大体相同，考虑到高峰负荷时供电线路上的电压损耗大，可将中枢点电压适当升高，以抵偿电压损耗的增大。反之，则将中枢点电压适当降低。这种高峰负荷时升高电压（取1.05，低谷负荷时降低电压（取UN）的中枢点电压调整方式，称UN）为逆调压。这种方式适用于中枢点供电线路较长，负荷变化范围较大的场合。（2）顺调压。适用于用户对电压要求不高或供电线路不长，负荷变动不大的中枢点，可采用顺调压方式。即高峰负荷时允许中枢点电压略低（取1.025；低谷负荷时允许中枢点电压略高（取UN）。（3）常调压。介于上述两种情况之间的中枢点，可采用常调压方式，即在任何1.075UN）负荷下都保持中枢点电压为一基本不变的数值，取（1.02～1.05）UN。

调压的主要措施：（1）调节励磁电流以改变发电机端电压UG。（2）改变变压器T1、T2的变比k1、k2。（3）通过改变电力网无功功率分布。（4）改变输电线路的参数（降低输电线路的电抗）。

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6、低压电网短路电流计算有什么特点？

答：电力系统中1kV以下的电网称为低压电网，其短路电流计算具有以下特点： （1）供电电源可以看作是“无穷大”容量系统。这是因为低压配电系统中配电变压器容量远远小于其高压侧电力系统的容量，所以配电变压器阻抗加上低压短路回路阻抗远远大于电力系统的阻抗。在计算配电变压器低压侧短路电流时，一般不计电力系统到配电变压器高压侧的阻抗，而认为配电变压器高压侧的端电压保持不变。

（2）低压电网中各元件电阻值相对较大，而电抗值相对较小，所以低压配电系统中电阻不能忽略。为避免复数计算，一般可用阻抗的模Z可将X忽略。

（3）直接使用有名值计算更方便。由于低压配电系统的电压往往只有一级，而且在短路回路中，除降压变压器外，其它各元件的阻抗都用毫欧表示，所以用有名值计算（m?）而不用标么值计算。

（4）非周期分量衰减快，ksh取1～1.3。仅在配电变压器低压侧母线附近短路时，才考虑非周期分量。

（5）必须计及某些元件阻抗的影响。包括：长度为10～15m或更长的电缆和母线阻抗；多匝电流互感器原绕组的阻抗；低压自动空气开关过流线圈的阻抗；隔离开关和自动开关的触头电阻。

三、计算题

1、某10kV变电所装有一台SJL1-750/10型变压器，铭牌上数据为：SN=750kVA、电压比10/0.4kV、Pk=11.5 kW、P0=3.26 kW、Uk%=4.5、I0%=2，求该台变压器归算到10kV侧的各电气参数，并做出等值电路图。

解：取UN=10kV（按工程单位计算），

211.5?102PkUN绕组电阻：RT?=2=2.044 (?) 21000SN1000?0.7524.5?102Uk%UN绕组电抗：XT?==6 (?)

100SN100?0.750?R2?X2进行计算。当X?1R时，

3励磁电导：

GT?3.26P?50==3.26 (S) ?10221000?101000UN 22

2?7.5I%S励磁电纳：：

BT?0N100U2=102=1.5?10?4 (S) N100?等值电路如图4-2所示。

RTjXTGT-jBT

图4-2 等值电路

2、某降压变电所中装有一台SFSL1-31500/110型三相三绕组变压器，铭牌上数据为：

容量比31500/31500/31500 kVA、电压比110/38.5/10.5kV、P0=38.4 kW、I0%=0.8、

Pk(1?2)?212kW、Pk(2?3)?181.6 kW、Pk(3?1)?229 kW、Uk(1?2)%=18、Uk(2?3)%=6.5、Uk(3?1)%=10.5。

试计算以变压器高压侧电压为基准的各变压器参数值，并做出等值电路图。

解：取UN=110kV（按工程单位计算）， 励磁电导：

GP0.4?T?381000U2==3.17?1062 (S) N1000?110励磁电纳：：

BI%ST?0N0.8?31100U2=.5?11010?52=2.08? (S) N100先求各绕组的短路损耗：

P1k1?2?P?.5(212?229?181.6)?129.7?k(1?2)?Pk(3?1)?Pk(2?3)?0????P1?k2?2Pk(1?2)?Pk(2?3)?Pk(3?1)?0.5(212?181.6?229)?82.3? （kW）P?1???2P?P?k3k(2?3)?Pk(3?1)k(1?2)?0.5(181.6?229?212)?99.3??然后按与双绕组变压器相似的计算公式计算各绕组的电阻：

RP2T1?k1UN1000S2?129.7?1102?31.52?1.58??N1000?2RPk2UN82.3?1102??T2?1000S2?2?1.004? (?) N1000?31.5?RPU22T3?k3N?1000S2?99.3?1101000?31.52?1.21?N?? 23

求出各绕组的短路电压百分值：

1?Uk(1?2)%?Uk(3?1)%?Uk(2?3)%?0.5(18?10.5?6.5)?11?2?1?Uk2%?Uk(1?2)%?Uk(2?3)%?Uk(3?1)%?0.5(18?6.5?10.5)?7?

2?1?Uk3%?Uk(2?3)%?Uk(3?1)%?Uk(1?2)%?0.5(6.5?10.5?18)??0.5?2?Uk1%???????再按与双绕组变压器相似的公式，求各绕组的电抗：

2?Uk1%UN11?1102XT1???42.25?100SN100?31.5?2?Uk2%UN7?1102?XT2???26.89? (?)

100SN100?31.5?22?Uk3%UN?0.5?110XT3????1.92??100SN100?31.5?等值电路如图4-3所示。

ZT22ZT11ZT3YT3

图4-3 等值电路

3、某双回路配电线路，如图4-4所示，已知线路型号为LGJ-120，水平布置，D’=5m，线路全长80km。变压器的铭牌数据为：SN=31.5MVA、电压比110/11kV、Pk=190kW、P0=31.05 kW、Uk%=10.5、I0%=0.7。已知变压器在+2.5%的分接头上运行，负荷为40MW，功率因数为0.9，电源侧母线电压维持在118 kV。试求：（1）潮流分布和电压分布；（2）变压器低压母线的实际电压及电压偏移。

118kV2×31.5MVA2×LGJ-12040MW80km110/11kV

图4-4 双回路配电线路

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