农村电力网作业题答案

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东北农业大学网络教育学院农村电力网作业题(一)一、回到下列问题(40分)1.衡量电能质量的指标是什么?答:衡量电能质量的指标是电压、频率和波形。2.架空输电线路由哪些部分组成?答:架空输电线路包括导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具。3.三相导线的位置不对称时会产生什么后果?如何改善?答:三相导线布置的位置不对称,则各相的电感值就不会相等,当通过相同的电流时,各相的压将不相等,将引起三项电压的不平衡。此外,还会对周围通讯线路造成干扰。改善措施是进行导线换位。4.什么是电晕?它的后果是什么?避免电晕现象的有效措施施什么?答:电晕是一种气体放电现象,是当导线表面电场强度达到或超过某一数值时,导线周围的空气分子游离而产生的。主要后果是消耗有功功率,而且产生噪声,干扰通讯线路。避免电晕现象应设法降低导线表面的电场强度值,一般采用分裂导线或扩径导线。5.电力网的损耗由哪几部分组成?答:电力网的损耗主要体现在输电线路和变压器上。6.降低线损的措施由那些?答:降低发电机和变压器的损耗标准,改变电力网的功率分布,提高负荷的功率因数,提高电网电压运行水平,实现变压器的经济运行,实现整个系统的有功、无功经济分配。7.我国现行的电压等级有那些?试列出具体值?答:3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV。8.电力系统的调压措施有那些?答:改变发电机端电压调压,改变变压器分接头调压,改变电力网无功功率分布调压,改变输电线路参数调压。9.什么是时电力系统的短路?有哪几种类型?答:电力系统短路是指相与相之间或相与地之间的不正常接触。有三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路。10.什么是标幺制?有何特点?答:标幺制就是把各种物理量用标幺值来表示的一种方法,标幺值为实际值和基准值之比。采用标幺值时,可使计算简化。二、计算题(60分)1.试计算SFL1—20000/110型双绕组变压器归算到高压侧的参数,并画出它的等值电路。变压器铭牌给出该变比为110/11、SN=20MVA、Pk=135kW、P0=22kW、Uk%=10.5、I0%=0.8。解由短路损耗Pk=135kW可求得变压器电阻为)(08.42010001101351000222N2NkTSUPR由短路电压百分值Uk%可求得变压器电抗为)(53.63201001105.10100%2N2NkTSUUX由空载损耗P0=22kW可求得变压器励磁支路的电导为)S(1082.11101000221000622N0TUPG由空载电流百分值I0%可求得变压器励磁支路的电纳为)S(10322.1110100208.0100%522NN0TUSIB于是等值电路如图2-2所示。2.110KV单回架空线路,其参数如图所示,线路始端电压为116KV,末端负荷为15+j10MVA,求该电力线路末端电压及始端输出的功率。解:3.网K点发生两相短路接地,求K点短路电流值。解:农村电力网作业题(二)一、回到下列问题(60分)1.对电力系统运行的基本要求是什么?答:最大限度地满足用户用电的需要,保证供电的可靠性;保证良好的电能质量;保证电力系统运行的经济性。2.架空线路有哪些部分组成?答:架空输电线路包括导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具。3.导线类型有哪些?答:导线按材料有铜线、铝线、钢线,按结构形式有单股导线、多股导线、钢芯铝绞线,按机械强度有普通型、轻型、加强型。4.杆塔分几种类型?答:杆塔分五种类型:直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特种杆。5.某一架空线路的绝缘子链个数为8,试估计该线路的电压等级?答:110kV。6.在近似计算中,输电线路的电抗X1取多少?b1取多少?答:X1取0.4Ω/kM;b1取3×10-6S/kM。7.我国电力系统所采用的中性点接地方式主要有那几种?答:中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点不接地。8.电力系统的调压措施有那些?农村电网调压主要采用什么方式?答:改变发电机端电压调压,改变变压器分接头调压,改变电力网无功功率分布调压,改变输电线路参数调压。农村电网主要靠改变变压器分接头调压,改变电力网无功功率分布调压。9.选择导线截面积时应考虑那些因素?答:选择导线时应考虑技术条件和经济条件,技术条件包括电晕、机械强度、热稳定及电压损耗。经济条件包括成本和运行维护。10.当突然短路时大约经过多长时间会出现冲击电流?冲击电流约为短路电流的多少倍?答:当突然短路时大约经过0.01秒会出现冲击电流,冲击电流约为短路电流的(2.55~2.7)倍。11.电力系统的短路有哪几种类型?有何危害?答:电力系统短路是指相与相之间或相与地之间的不正常接触。有三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路。短路电流可能达到该回路电流的几倍、几十倍甚至几百倍,使导线严重发热,造成造成导体熔化和绝缘损坏,同时巨大的短路电流还将产生很大的电动力,可能使导体变形或损坏。短路电流可能使电网电压降低,严重时可能造成电压崩溃,造成大面积停电。短路时产生的高温电弧,可能损坏故障元件本身,也可能烧坏周围设备。短路时可能使发电机的稳定性破坏,引起保护装置的误动作及大量甩负荷。不对称短路会产生负序和零序分量。不对称短路时会使非故障相电压升高。12.什么样的电源可以认为是无限大功率电源?答:系统功率为无穷大,系统阻抗约为零,系统母线电压恒定。二、一条长度为100km,额定电压为110kV的双回路架空输电线,导线型号为LGJ—185,水平排列,线间距离为4m,求线路的参数并画出等值电路图。(15分)解LGJ—185型号导线,查表得:半径cm95.0mm5.92192dr线路每千米的电阻(可由附录表2中查得):km/17.01Sr线路每千米的电抗0157.0lg1445.0m1rDx)km/(409.00157.095.0504lg1445.0)cm(504m04.5424413mxD线路每千米的电纳)km/S(1079.295.0504lg1058.710lg58.7666m1rDb双回线路的电阻、电抗和电纳为)S(105581001079.222)(45.202100409.02)(45.8210017.0266111lbBlxXrR电晕临界电压rDrmmUm21crlg3.49取m1=1、m2=1(晴天),=1)kV(61.12795.0504lg95.01113.49crU中间一相导线的临界电压为Ucr=0.96127.61=122.51kV,因为UcrU(工作电压),所以,线路在晴天不会发生电晕。线路的等值电路如图2-1所示。三、有一台降压变压器如图所示,其归算至高压侧的参数为4.93+j63.525Ω,已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV,其低压侧母线要求顺调压,若采用静电电容器作为补偿设备,试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。解:农村电力网作业题(三)一、(25分)降压变压器及其等值电路如图所示。归算至高压侧的阻抗为RT+jXT=2.44+j40Ω。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA,高压侧的电压分别为U1max=110kV和U1min=113kV。要求低压母线的电压变化不超过6.0~6.6kV的范围,试选择分接头。解:先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗kV.kV.VmaxT75110401444228kV.kV.VminT34211340644210假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低侧的电压分别取为V2max=6kV和V2min=6.6kV,则可得kV.kV...Vmaxt41090636751101kV.kV...Vmint610566363421131取算术平均值kV./kV..Vavt51072610541091选最接近的分接头V1t=107.25kV。接所选分接头校验低压母线的实际电压。kVkV`.kV...Vmax63162510736751102-kV.kV.kV...Vmin665625107363421132-可见所选分接头是能满足调压要求的。二、(25分)三个火电厂并联运行,各电厂的燃料特性及功率约束条件如下F1=4+0.3PG1+0.0007P2G1t/h,100MW≤PG1≤200MWF2=3+0.32PG2+0.0004P2G2t/h,120MW≤PG2≤250MWF3=3.5+0.3PG3+0.00045P2G3t/h,150MW≤PG3≤300MW当总负荷为400MW时,问负荷如何分配最为经济?解:1、按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为11110014030GGP..dPdF,222200080320GGP..dPdF33330009030GGP..dPdF令λ1=λ2=λ3,可解出321643057202914GGGP.P..P,2388902222GGP..P2、总负荷为400MW,即400321GGGPPP。将PG1和PG3都用PG2表示,可得4936346122.P.G于是,MW.MW...P..P,MW.PGGG7798714757202914572029147147212由于PG1已低于下限,故应取PG1=100MW.剩余的负荷功率300MW,应在电厂2和电厂3之间重新分配。30032GGPP将PG3用PG2表示,便得3008890222222GGP..P由此可解出:MW.PG051472和MW.MW.PG95152051473003,都在限值内。三、(25分)如图所示系统,变压器的容量为20兆伏安,额定电压为110/38.5千伏。参数如下:5.6393.4jZT欧(归算到2侧),0.336.21jZL欧,4101.12/LB西,变压器导纳支路功率为60060~jSTY千伏安,低压侧负荷25.1115~3jS兆伏安。现要求低压侧电压为36千伏,求电源处1的母线电压及输入的功率。j(BL/2)(b)ZT-jBTZLU1S1~~S'1S'2~S2~~S3123U2U3GTj(BL/2)123S3~LT(a)解将3侧实际要求电压归算到高压侧,即2侧得KVU86.1025.38/110363变压器的电压损耗KVUXQRPUTTT66.786.1025.6325.1193.4153332点的电压KVUUUT52.11066.786.10232(略去横分量)变压器串联阻抗的功率损耗)(~232323TTTZjXRUQPSMVAjj11.216.0)5.6393.4(86.10225.1115222进入变压器的功率)6.006.0()11.216.0()25.1115(~~~~3/2jjjSSSSTYTZ96.1322.15jMVA线路末端导纳功率34.152.110101.121~24222jjBUjSLYMvar从线路串联阻抗中流出的功率62.1222.15)34.1()96.1322.15(~~~2/22jjjSSSYMVA线路电压损耗74.652.1100.3362.126.2122.15222UXQRPULLLKV1点的电压26.11774.652.11021LUUUKV(略去横分量)线路阻抗上的功率损耗)(~222222LLLZjXRUQPS06.169.0)0.336.21(52.11026.1222.15222jjMVA线路首端导纳功率51.126.117101.121~24211jjBUjSLY
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