电力系统分析系统习题答案

电力系统分析习题答案

一、填空题

1、杆塔按所用材料分为：木杆、铁塔、钢筋混凝土杆。

2、导线在杆塔上的排列方式有：水平、三角、伞形、六角形等。 3、电缆的构造包括：导体、绝缘层、包护层。

4、输电线路的四个参数：电阻、电抗、电导、电纳。

5、电力变压器有：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器三种。 6、潮流计算的方法包括：解析法手算、计算机算法。

7、系统备用容量按其作用可分为：负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用。 8、同步调相机、静电电容器、静止补偿器称为无功补偿装置。 9、一般把中枢点的调压方式分为：逆调压、顺调压、常调压。

10、有载调压变压器的两种形式：本身就具有调压绕组的有载调压器、带有附加调压器的加压有载调压器。

二、名词解释

1、开式网：是指负荷只能从一个方向取用电能的网络，放射式、干线式、链式网属于这一类。

2、闭式网：是指负荷可从两个或两个以上的方向取用电能的网络，两端供电网和环形网属于这一类。 3、中等长度线路：是指长度在100—300km之间的架空线路和长度小于100km的电缆线路。 4、段线路：是指长度不超多100km的架空线路。

5、电压偏移：电力网中，某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。

6、运算电源功率：实际上就是发电厂高压母线输入系统的等值功率，它等于发电机压母线送出的功率，减去变压器阻抗、导纳的功率损耗，加上发电厂高压母线所连接线路导纳中无功功率损耗的一半。

7、运算负荷功率：实际上是变电所高压母线从系统吸取的等值功率，它等于变电所二次侧的集中负荷功率，加上变压器阻抗、导纳的功率损耗，减去变电所高压母线所连接线路导纳中无功功率的一半。

8、初步功率分布：是指忽略各线段上的功率损耗的近似功率分布。

9、自动调压系统根据测量环节的工作原理分为：机械液压调速系统、电气液压调速系统。 10、有功功率—频率静态特性：系统处于运行稳态时，系统中负荷的有功功率随频率的变化特性。

11、电力系统负荷：是指电力系统所用电设备消耗功率的总和。

12、网损：电力系统运行时，在输电线路和变压器上产生有功功率损耗，一定时间内电力网损耗的电量。 13、短路：是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。 14、计算曲线法：是计算电力系统暂态过程中电流和电压的一种实用计算法，它是利用事先绘制成的多组曲线或由这些曲线制成的数字表格进行计算的。

三、简答题

1、电力系统的特点及其运行要求

答：特点：第一，电能的生产与消费具有同时性；第二，电能与国民经济各部门和人民日常生活关系密切；第三，电力系统的过渡过程非常短暂。 运行要求：第一，保证安全可

靠地供电；第二，保证良好的电能质量；保证电力系统运行的经济性。 2、电力系统网络连接方式的选择要考虑的问题

答：a、必须保证用户供电的可靠性；b、必须能灵活地适应各种可能的运行方式；c、应力求节约设备材料，减少投资与运行费用；d、应保证在各种运行方式下运行人员能安全地操作。

3、架，用于选择接线方式，选择电气设备的导线截面；第二，空线路组成元件的作用 答：a、导线用来传导电流，输送电能；b、避雷线用来保护导线不受直接雷击；c、杆塔用来支持导线和避雷线，并使之保持一定的安全距离；d、绝缘子用来使导线与杆塔间保持绝缘；e、金具是起悬挂、耐张、固定、防振、连接等作用的金属元件。 4、自耦变压器的特点

答：在220kV以上电压的中性点直接接地的电力系统中，自耦变压器得到了广泛应用。因为它具有电阻小、损耗小、运行经济；结构紧凑、电抗小、对系统稳定运行有利；质量小、节省材料、便于运输等优点。 5、潮流计算的主要目的

答：第一，在电力系统规划设计中在电力系统运行中，用于确定运行方式，制定检修计划，确定调压措施；第三，为继电保护、自动装置设计和整定计算提供数据。 6、潮流计算在35kV及以下的地方电力网可以采取的简化措施

答：第一，等值电路中忽略并联导纳支路；第二，不计阻抗中的功率损耗；第三，不计电压降的横分量；第四，在计算公式中用额定电压代替实际电压。 7、关于两端供电网功率分布的说明

答：第一，当两端供电网两端电压相等时，就得到环网，因此可说环网是两端供电网的特例，同一电压等级的环网中无循环功率；第二，对于电压等级为35kV及以下的两端供电地方网，由于可以忽略阻抗和导纳中的功率损耗，因此初步潮流分布也是最终潮流分布；第三，由于公式中的功率、电压、阻抗都是复数，因此需进行复杂的复数运算，通常称为复功率法，这种运算对于某些特殊情况下可以简化。

8、根据所需的有功功率与频率的关系可将负荷分成的类型

答：a、不受频率影响的负荷，如白炽灯、电热器等；b、与频率成正比的负荷，通常负荷的阻力矩等于常数的属于此类，如带金属切削机床和磨粉机的电动机等；c、与频率的二次方成比例的负荷，如变压器中的涡流损耗；d、与频率的高次方成比例的负荷，如带鼓风机或离心水泵的电动机等。

9、按照频率调整的要求，主调频厂应具备的条件

答：第一，机组要有足够的调整容量及范围；第二，调频机组具有能适应负荷变化需要的调整速度；第三，调整输出功率时符合安全及经济原则。 10、火力发电厂的特点

答：a、火电厂运行时要消耗大量的燃料，需要支付燃料费用，但运行不受自然条件影响；b、火电厂的锅炉和汽轮机都受最小技术负荷的限制；c、火电厂机组的投入、退出或承担急剧变动的负荷时，即额外耗费能量，又花费时间，且易损坏设备；d、带有热负荷的火电厂称为热电厂，采用抽汽供热，其总效率要高于一般的凝汽式火电厂，但与热负荷相应的输出功率是不可调节的强迫功率。 11、水力发电厂的特点

答：a、水电厂不需要支付燃料费用，且水能是可以再生的资源；b、水电厂的水轮机没有严格的最小技术符合要求，发电机出力的调整范围较宽；c、水电厂机组的投入、退出或承担急剧变动的负荷时，所需时间短，操作简单，无需额外的耗费；d、水力枢纽往往兼有防洪、发电、航运、灌溉、养殖、供水和旅游等多方面的效益。

12、电压中枢点包括的内容

答：第一，水、火电厂的高压母线；第二，枢纽变电所的二次母线；第三，有大量地方负荷的发电机机压母线。

13、提高电力系统暂态稳定性常用的方法

答：a、快速切除短路故障；b、采用自动重合闸装置；c、强行励磁；d、快速减小原动机功率；e、采用电气制动；f、串联电容器强行补偿；g、变压器中性点以小电阻接地；h、设置中间开关站。

14、应用小扰动法分析简答电力系统静态稳定的步骤

答：第一，列出系统中描述各元件运动状态的微分方程；第二，将以上非线性方程线性化处理，得到近似的线性微分方程式组；第三，根据近似方程根的性质（根实部的正、负）判断系统的稳定性。

15、分析暂态稳定时经常采用的一些基本假设

答：a、忽略频率变化对系统参数的影响；b、忽略发电机定子电流的非周期分量；c、发电

?表示；d、当发生不对称短路时，忽略负序和零序分量电流对发电机转机的参数用E?和Xd

子运动的影响；e、忽略负荷的动态影响。

16、非全相运行给电力系统带来的不利影响

答：第一，由于三相电流不平衡，可能电流不平衡，可能使发电机、变压器个别绕组通过电流较大，造成过热现象；第二，三相电流不平衡产生的负序分量电流，使发电机定子绕组产生负序选择磁场，在转子绕组中感应出100Hz的交流电流，引起附加损耗，并与转子绕组产生的磁场相互作用，引起机组振动；第三，非全相运行时产生的零序电流，会对邻近的通信线路产生干扰等。

五、综合题

1、有一回110kV架空电力线路，长度为60km ，导线型号为LGJ—120，导线计算外径为15.2mm ，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m 。试求该电力线路的参数。 解：（1）每千米电力线路的参数r0?三相导线间的几何均距

?S?31.5?0.2625Ω/km 120Deq?3DabDbcDca?34?4?8?5.03968m?50396.68mm

x0?0.14451gDeqr?0.0157?0.14451g5039.68?0.0157?0.423Ω/km 7.6b0?7.587.58?10?6??10?6?2.686?10?6 S/km D5039.68lglgeq7.6r（2）电力线路的实际参数 电阻：R=r0l=0.2625×60=15.75Ω 电抗：X=x0l=0.423×60=25.38Ω

电纳：B=b0l=2.686×106×60S=1.612×103S

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2、有一回220kV架空电力线路，长度为100km，采用每相双分裂导线，次导线采用LGJ—185 ，每一根导线的计算外径为19mm ，三相导线以不等边三角形排列，线间距离

Dab?9m,Dbc?8.5m,Dca?6.1m ，分裂间距d=400mm 。试计算该电力线路的参数。

解：（1）电阻r0??2s?31.5?0.085 Ω／km

2?185 R=r0l=0.085×100Ω=8.5Ω （2）电抗x0?0.1445lgDeqreq?0.0157 其中 n=2 nDeq?3DabDbcDca?39?8.5?6.1?7.756m?7756mm req?rd?9.5?400mm?61.644mm

则x0?0.1445lg（3）电纳

77560.0157??0.311Ω／km

61.6442b07.587.58?10?6??10?6?3.61×10—6 S/km D7756lglgeq61.644req—

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B=b0l=3.61×106×100s =3.61×104s

3、三相双绕组升压变压器的型号为SFL—40500/110 ，额定容量为40500kV·A ，额定电

压为121/10.5 kV ，ΔPs=234.4kW ，Us%=11，ΔP0=93.6kW ，I0%=2.315 。求该变压器的参数。

2?PsUN234.4?121233解：R0??10??10?2.092? 22SN405002Us%UN11?1212XT??10??10?39.766?

Sn40500GT??P093.6?3?3?6?10??10s?6.393?10s 22UN121I0%SN2.315?40500?3?10??10?3?6.404?10?5s 22100UN100?121BT?4、某电力系统中，与频率无关的负荷占35% ，与频率一次方成正比的负荷占45% ，与频率二次方成正比的负荷占10% ，与频率三次方成正比的负荷占10% 。求系统频率由50Hz降到47Hz时，相应的负荷变化百分值。 解：频率降为47Hz时，f??47?0.94 ，系统的负荷： 50PD??a0?a1?a2f?2?a3f?3?0.35?0.45?0.94?0.1?0.942?0.1?0.943?0.944

负荷变化为?PD??1?PD??1?0.944?0.056 百分比值为?PD%?5.6