电力系统分析作业答案

作业一1、什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。3、我国电网的电压等级有哪些？答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。答：1T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ2T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、3T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ4T：３５ｋｖ、１１ｋｖ5T：１０ｋｖ、４００ｋｖ6T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ7T：３５ｋｖ、６６ｋｖ8T：６ｋｖ、４００ｋｖ9T：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ作业二1、一条110kV、80km的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为4m，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C的参数，并画出等值电路。解：对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,km2mm5.31。于是有：半径r=17/2=8.5mm，mmmDDDDcabcab504004.5424433m单位长度的电阻：2031.5r0.21(/)150kms140201200.21*10.003640200.225/rrrtkm单位长度的电抗为m150400.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5Dxlglgkmr单位长度的电纳为66617.587.58b*10*102.73*10/5040lglg8.5mSkmDr集中参数为1r0.0225*8018Rl1x0.416*8033.3Xl641b2.73*10*802.18*10BlS41.09*102BS等值电路如图1所示1833.3j41.0910jS41.0910jS2、有一回500kV架空线路，采用型号为LGJQ-4*400的分裂导线，长度为250km。每一导线的计算外径为27.2mm,分裂根数n=4，分裂间距为400mm。三相导线水平排列，相邻导线间距离为11m,求该电力线路的参数，并作等值电路。解;227.213.6,31.5/2rmmmmkmeqr413.64004002400187.3eqrmmmD3111121113.8613860mDmmm单位长度的电阻为131.50.02/4400rkmS单位长度的电抗为10.0157138600.01570.1445lg0.1445lg0.274/187.34meqDxkmrn单位长度的电纳为66617.587.5810104.0610/13860lglg187.3meqbSkmDr集中参数为10.022505Rrl10.27425068.5Xxl6314.06102501.01510BblS41B5.07510S2等值电路如图3所示5j68.545.07510j45.07510j3、某发电厂装设一台三相三绕组变压器，额定容量kVASN15000，额定电压为kV5.10/5.38/121，各绕组容量比为100/100/100，两两绕组间的短路电压为17%)13(sU，5.10%)21(sU，6%)32(sU，空载损耗kWP7.220，短路损耗为kwPs120)13(、kwPs120)21(、kwPs95)32(，空载电流3.1%0I，试求变压器参数，并作等值电路。解：已知(12)(13)(23)0max022max100%2220,110/38.5/11,100/100/50%10.5,%17,%675,163,%61631102.4652000200020NkkkkkNTNSMVAUUUPkWPkWIPURS50%22.4654.93TR1221%10.517610.7521%10.5617021%17610.56.252kkkUUU2122310.7511065.041002006.2511037.81310020XXXSUPGNT6220102.61101000751000SUSIBNNT64220109.5710579.0110201005.3100%作业三1、有一条220kV电力线路供给地区负荷，采用LGJJ-400型号的导线，线路长230km，导线水平排列，线间距离为6.5m,直径为29mm，线路末端负荷为120MW、cosφ=0.92,末端电压为209kV。试求出线路始端电压及功率。解：查表得：mDkmxkmrm19.85.626.1,/412.0,/078.011kmSb/1077.261参数为)(101.6372301077.2)(76.94230412.0)(94.17230078.066SBXR等值电路如图15所示。1S76.9449.17jkV20992.0cos120MW'2S2S1C2C61021.637j图15习题解图3-1线路末端的充电功率为)(2.37120915.1312.51120var)(915.131055.318209222'26222MVAjjjSSSMBUQYY线路阻抗中的损耗为167.2720976.942.3794.17120246.3476.942092.37120483.694.172092.37120222222UQP首端电压为)(167.236167.272091kVU线路首端充电功率为var)(767.171055.318167.236621MQY首端功率为)(679.53483.126767.17246.34483.62.371201MVAjjjjS2、由A、B两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图所示，试求A、B两端供电电压相等时，各段线路的输送功率是多少？解：1.4支路合并，等值电路如图21所示。)(4j2)6j3(3214Z1020168)42)(1020()84)(1530(jjjjjjSA1530168)84)(1530()126)(1020(jjjjjjSB)510()1530(1020jjjSSSaAab1020)63()126(126)1530(**41*14jjjjjZZZSSB510)126()63(63)1530(4*1**41jjjjjZZZSSB输送功率分布如图22所示ASababSBSaSbS84j42j42j14___AU12510j1020ja3510j1530j1020jb41020jBU图21习题解图3-7a图22习题解图3-7b3、额定电压110kv的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示，已知电源A的电压为121kv，求功率分布和个母线电压（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量）解：ABCAS'BS''BS4020j3020jMVAj3040MVAJ810等值电路如图20所示，设01100NCUU,则有)(407.0271.0)3020(110810222MVAJJSBC)(593.7793.9407.0271.0)810(''MVAjjjSSSBCCB407.22207.30953.7793.93040'''jjjSSSBBB）（MVAjSAB676.42.338j40)(20110407.22207.30222)(083.27545.32676.4338.2407.22207.30MVAjjjSSSABBA已知KVUA121，于是有(KV)332.1412140083.2720545.32ABU(kV)668.106332.14121ABABUUU)(972.3668.10630)593.7(20)793.9(kVUBC)(64.110972.3668.106kVUUUBCBC)(64.110972.3668.106KVUUUBCBC4、发电厂C的输出功率、负荷D及E的负荷功率以及线路长度参数如图所示，当kvUC112，BAUU，并计及线路CE上的功率损耗，但不计其他线路上的功率损耗时，求线路AD、DE上通过的功率。解：965.910112501004222222RUQPPCCCCE93.1920112501002224222XUQPQCCCCEABDEADSDESBES421jZ212jZ423jZ3040jSD)530(jSnE图26习题解图3-9201095.19965.9jjSCE)530()201050100(2560)(''jjjjSSSSCECEE如图26所示，于是有1612)424(212)42)(530()63)(3040()(3213''32jjjjjjZZZZSZZSSEDAD92105)63)(530()42(3040)(32121''1jjjjjjZZZZZSZSSEDBE2510''jSSED2510921612jjjSSBEAD则)1428()3040()1612(jjjSSSDADDE5、如图所示为某35/11kv变电所，原是一台5600kvA变压器，由于低压侧负荷的增加，需扩建一台2400kvA的变压器，各变压器的阻抗已归算至35kv侧，若5600kvA变压器的变比为33.25/11kv，而2400kvA变压器的变比为35/11kv，试求各变压器通过的功率损耗和电压损耗。解：CS26.733.2TZj12.2216.4TZj6.24.75jS如图所示，由于两台变压器的变化不匹配，所以有循环功率。将35kV母线分上下两段，设上母线电压2U为35kV，则下母线电压1U为33.25kV，于是有电压差：213533.251.75()UUUkV循环功率：**1.75350.1251.196()(2.2216.4)(3.733.2)NCUUSjMVAjjZ通过变压