电力系统分析基础思考题和计算题09011

1第一章电力系统的基本概念一、思考题1.请说明火力发电的能量转换过程。2.电力系统中除火电、水电及核电以外的其它发电形式一般称为“新能源”，你能说出几种新能源发电形式？3.火力发电使用的一次能源都有哪些？4.负荷成分主要是什么？5.电力系统包括哪些主要组成部分？分别起哪些作用？6.什么是电力网？什么是动力系统？7.电力系统常用的结线图有几种？8.电力系统生产的特点是什么？9.对电力系统运行的基本要求是什么？10.电能质量的主要指标是什么？11.考核电力系统运行经济性的指标是什么？12.什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？13.我国电力系统3kV以上的额定电压等级是什么？14.我国电力系统中性点的运行方式是什么？15.什么是“消弧线圈”？作用原理是什么？16.升压变和降压变的变比有何区别？17.我国三峡电站装设台水轮发电机组，每台额定容量为MW。18.什么是线路的经济输送功率和输送距离？19.什么是“黑启动”？20.*什么是“能量管理系统（EMS）”？21.*你对电力市场了解多少？22.*什么是高压直流（HVDC）输电系统？与交流输电相比有哪些优缺点？23.*什么是灵活交流输电系统（FACTS）？二、计算题1.在括号中给出下面各变压器的额定电压。22.在括号中给出下面各变压器的额定电压。第二章电力系统各元件的特性和数学模型一、思考题1.“数学模型”的含义是什么？2.什么是发电机的“运行极限图（功率圆图）”？3.什么是发电机“进相运行”？4.什么是变压器的铜耗和铁耗？5.为什么说变压器的铜耗是可变损耗？铁耗是不变损耗？6.升压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：中、低、高；降压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：低、中、高，为什么？7.采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么？8.220kV和500kV线路上每串绝缘子的片数一般为多少？9.铝线和铜线的电阻率是多少？10.架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？11.架空输电线路的电抗一般为Ω/km左右。12.架空输电线路的电纳一般为S/km左右。13.正常的架空输电线路的电导一般为S/km左右。14.架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别？15.什么是电晕？16.三相导线等间距水平排列时，边相导线和中间相导线哪个更容易发生电晕现象？17.计算线路的参数时，在什么情况下需要考虑分布参数特性？18.什么是“平均额定电压”？它是如何规定的？19.标么制与有名制有和区别？20.在等值电路中，线路的对地支路是容性的，变压器的对地支路是感性的，为什么？21.什么是线路的“充电功率”？它对线路输送容量及系统运行有何影响？22.什么是负荷特性？它有什么涵义？23.*什么是负荷曲线？日负荷曲线和年负荷曲线各有何用处？24.*电力系统为什么要进行负荷预测？25.*日负荷曲线上如果有很大的“峰谷差”会对系统有何影响？有何办法减小它？3二、计算题1.计算线路参数并做出其Π型等值电路。已知线路型号为LGJ-400，2r=22mm，长度为130km，导线排列方式如图1所示。图1图2解：由题意知kmmmmmrd/5.31,2222mmDDDDmmrcabcabm4930456,1133单位长度的电阻kmsr/07875.04005.311单位长度的电抗kmrDxm/399.00157.0lg1445.01单位长度的电纳kmSrDbm/1086.210lg58.7661集中参数SBSlbBlxXlrR4461111086.121072.31301086.29.51130399.02.1013007875.0等值电路如图：9.512.10jSj41086.1Sj41086.142.计算线路参数并做出其Π型等值电路。已知线路型号为LGJ-200×2，2r=17mm，长度为150km，11导线排列方式如图2所示。解：由题意知kmmmmmrd/5.31,1722mmDDDDmmrcabcabm504044422,5.833单位长度的电阻kmsr/07875.022005.311等效半径mmrdreq291005.812单位长度的电抗kmrDxeqm/33.02/0157.0lg1445.01单位长度的电纳kmSrDbeqm/1038.310lg58.7661集中参数SBSlbBlxXlrR44611110535.221007.51501038.35.4915033.08.1115007875.03.计算双绕组变压器的参数并做出其等值电路。已知容量为31500kVA，额定电压为121/10.5kV，kP=20kW，%kU=10.5，0P=10kW，%0I=0.5。解：由题意知3.05.315.31100012112120100022NNKTSUPR5.498.11jSj410535.2Sj410535.258.485.3110001211215.1010002NNKTSUUXSUPGNT7201083.61211211000101000SUSIBNNT521008.11211211005.315.0100%4.三绕组变压器的容量为120000/120000/60000kVA，额定电压为220/121/11kV，短路损耗为)21(kP=130kW，)31(kP=135kW，)32(kP=125kW；短路电压为%)21(kU=18，%)31(kU=10，%)32(kU=7；空载损耗为0P=73kW；空载电流为%0I=3.5。试计算归算到高压侧的变压器的参数并作出等值电路。（实验数据未经归算）解:由题意得,归算于变压器额定容量)21(kP=130kW,)31(kP=)31(4kP1354540kW,)32(kP=)32(4kP1254500kWkW8550054013021213231211kkkkPPPPkW4554050013021213121322kkkkPPPPkW45513050054021212131323kkkkPPPP3.08.48jS71083.6Sj51008.162857.012012010002202208510002211NNkTSUPR1513.012012010002202204510002222NNkTSUPR529.1120120100022022045510002233NNkTSUPR同理有%)21(kU=18，%)31(kU=20，%)32(kU=148%,5%,12%321kkkUUU40.4812010022012100%2211NNKTSUUX17.201201002205100%2222NNKTSUUX27.321201002208100%2233NNKTSUUXSUPGNT6201051.12202201000731000SUSIBNNT521068.82202201001205.3100%其等值电路123GZ1Z2Z37其中:SjjBGGjjXRZjjXRZjjXRZTTTTTTTT53332221111068.851.127.32529.117.20151.040.48285.05.支路12中的阻抗为Z，在其中加入一理想变压器，其变比分别如图所示。请作出它们的等值电路。解:由（a）图可知221212*121*11~~UZIUkIkIkIUSIUS，有ZUZUkIZUkZUkI2122121设1、2之间的电路可用Π型等值电路表示由节点电压公式可得：220211212212110121UyyUyIUyUyyI)(2112yy10y20y121I2I8ZkyZkkyZkyy1/202102112同理可得，（b）令kk1，可得ZkkyZkkyZkyy11/1202102112（c）22010211211/1ZkkyZkkyZkyy（d）ZkkyZkyZkyy2201021121/第三章简单电力网络的计算和分析一、思考题1.什么是“潮流计算”？它有什么作用？比较潮流计算与一般电路计算有何异同。2.为什么潮流计算要计算功率和电压而不是电流和电压？如果将功率换成电流对潮流计算会带来什么影响？3.选择填空：在潮流计算中，（1）功率（包括功率损耗）代表（三相）（单项）功率，单位是（MVA、MW、Mvar）（kVA、kW、kvar）（VA、W、var）；（2）电压代表（线）（相）电压，单位是（kV）（V）；（3）阻抗和导纳代表（单）（三）相参数，单位分别是欧姆和西门子。4.“电压降落（电压升高）”、“电压偏移（电压偏差）”、“电压调整”和“电压损耗”这些概念有何异同？5.什么是“输电效率”？6.请解释以下名词的含义并说明它们之间有何关系：（1）最大负荷利用小时数；（2）年负荷率；（3）年负荷损耗率；（4）最大负荷损耗时间；（5）线损率。97.当输电线路空载运行时，线路的末端电压将高于始端电压，为什么？8.500kV架空线路要装设并联电抗补偿，一般电缆线路要加串联电抗补偿，为什么？9.“运算负荷”与“运算功率”有何差别？10.“环型网络”与“辐射型网络”的潮流计算有何不同？11.什么是“功率分点”？“无功分点”与“有功分点”各有何特点？12.什么是“电磁环网”？它有几种表现形式？它对系统有哪些危害？13.环网中的“循环功率”会对系统有哪些影响？14.环网中潮流的“自然分布”与“经济分布”有何区别？15.潮流的调整控制手段主要有哪些？二、计算题1.负荷由发电厂母线经110kV单回线供电，线路长80公里型号为LGJ—95，线间几何均距为5米。发电厂母线电压1116UkV，受端负荷1510LSjMVA，求输出线路的功率损耗及受端电压2U。（参考答案：0.661.847SjMVA，2109.6UkV）2.单回220kV架空输电线，长200km，线路单位长度的参数如下：00.108/rkm，00.426/xkm，602.6610/bSkm，线路空载运行，末端电压2205UkV，求线路送端电压1U。（参考答案：1200.4UkV）3.变压器T：SFT—40000/110，200KPkW，%10.5KU；042PkW，0%0.7I，TNKK；线路AC段：50lkm，10.27/rkm，10.42/xkm，线段BC段：50lkm，10.45/rkm，10.41/xkm；线段AB段：40lkm，10.27/rkm，10.42/xkm；各线段的导纳可略去不计；负荷功率：2518LDBSjMVA，3020LDDSjMVA；母线DGLGJ—95S80km1U2U200km0LS110kV1U2U10的额定电压为10kV。当B点的运行电压108BUkV时，试求：（1）网络的功率分布及功率损耗；（2）A，D，C点的电压；（3）指出功率分布点；参考答案：（1）127.81223.035ACSjMVA，226.4920.979ACSjMVA，129.548618.6193ABSjMVA，228.535617.0443ABSjMVA，13.5360.9557BCSjMVA，23.510.979BCSjMVA，13