《《電力系統(tǒng)分析》習題第3-6章(1)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《電力系統(tǒng)分析》習題第3-6章(1)（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、電力系統(tǒng)分析習題第3-6章(1) 3 簡單電力系統(tǒng)潮流計算31 思考題、習題1）電力線路阻抗中的功率損耗表達式是什么？電力線路始、末端的電容功率表達式是什么？2）電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達式是什么？3）什么叫電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整及輸電效率？5）對簡單開式網(wǎng)絡(luò)、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計算的內(nèi)容及步驟是什么？6）變壓器在額定狀況下，其功率損耗的簡單表達式是什么？9）為什么要對電力網(wǎng)絡(luò)的潮流進行調(diào)整控制？調(diào)整控制潮流的手段主要有哪些？10）欲改變電力網(wǎng)絡(luò)的有功功率和無功功率分布，分別需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的什么參數(shù)？ 16）110kV 雙回架空線路，長度為150

2、kM ，導線型號為LGJ-120，導線計算外徑為15.2mm ，三相導線幾何平均距離為5m 。已知電力線路末端負荷為30+j15MVA ，末端電壓為106kV ，求始端電壓、功率，并作出電壓向量圖。17）220kV 單回架空線路，長度為200kM ，導線型號為LGJ-300，導線計算外徑為24.2mm ，三相導線幾何平均距離為7.5m 。已知電力線路始端輸入功率為120+j50MVA ，始端電壓為240kV ，求末端電壓、功率，并作出電壓向量圖。18）110kV 單回架空線路，長度為80kM ，導線型號為LGJ-95，導線計算外徑為13.7mm ，三相導線幾何平均距離為5m 。已知電力線路末端

3、負荷為15+j10MVA ，始端電壓為116kV ，求末端電壓和始端功率。19）220kV 單回架空線路，長度為220kM ，電力線路每公里的參數(shù)分別為：kM S b kM x kM r /1066.2,/42.0,/108.06111-?=、線路空載運行，當線路末端電壓為205kV ，求線路始端的電壓。20）有一臺三繞組變壓器，其歸算至高壓側(cè)的等值電路如圖3-1所示，其中,68,45,8.3747.2,5.147.2,6547.232321MVA j S MVA j S j Z j Z j Z T T T +=+=+=-=+=當變壓器變比為110/38.5（1+5%）/6.6kV ，U 3=

4、6kV 時，試計算高壓、中壓側(cè)的實際電壓。圖3- 1 圖3-221）某電力線路導線為LGJ-185，長度為100kM ，導線計算外徑為19mm ，線路末端負荷為90+j20MVA 。該電力線路由110kV 升至220kV 運行，假設(shè)升壓前后導線截面和負荷大小保持不變，而且不考慮電暈損失的增加，導線水平排列，升壓前后導線間距由4m 增加到5.5m 。試問升壓前后電力線路的功率損耗減少了多少？電壓損耗的百分數(shù)減少了多少？22）對圖3-2所示的環(huán)行等值網(wǎng)絡(luò)進行潮流計算。圖中各線路的阻抗參數(shù)分別為：;3.1710,3.4325,6.3420,3.17104321j Z j Z j Z j Z l l

5、l l +=+=+=+=各點的運算負荷分別為：;1540,3050,4090432MVA j S MVA j S MVA j S +=+=+=而且U1=235kV 。23） 某35kV 變電所有二臺變壓器并聯(lián)運行，其參數(shù)分別為：T 1：,58,8MW P MVA S k N =5.7%=k U ；T 2：,24,2MW P MVA S k N =5.6%=k U 。兩臺變壓器均忽略勵磁支路。變壓器低壓側(cè)通過的總功率為MVA j S 3.55.8+=。試求：當變壓器變比為kV K K T T 11/3511=時，每臺變壓器通過的功率為多少？當kV K T 11/125.341=，kV K T 1

6、1/352=時，每臺變壓器通過的功率為多少？ 32 習題解答16） 始端電壓為：U 1=114.92 kV ，=3.5始端功率為：S 1=31.7689+j7.9884 MVA電壓相量圖如圖3-5所示。17） 末端電壓為：U 2=209.715 kV ，=9.93始端功率為：S 1=113.1793+j50.3043 MVA電壓相量圖如圖3-6所示。18） 末端電壓為：U 2=109.611 kV ，=1.28始端功率為：S 1=15.6599+j9.5734 MVA19） 始端電壓為：U 1=199.46 kV ，=0.4120） 高壓側(cè)實際電壓為：U 1=109.69 kV中壓側(cè)實際電壓為

7、：U 1=37.648 kV21） 110kV 運行，功率損耗S 1=101.8704+j45.2263MVA電壓損耗U 1%=22.1220kV 運行，功率損耗S 2=92.9146+j14.2263MVA電壓損耗U 2%=4.64功率損耗減少S=8.9558+j30.6905MVA電壓損耗減少U%=17.4622）由節(jié)點1流入線路l1的功率為112.4934+j57.9522MVA由線路l1流入節(jié)點2的功率為109.4453+j52.6729MVA由節(jié)點2流入線路l2的功率為19.4453+j12.6729MVA由線路l2流入節(jié)點3的功率為19.23+j12.3MVA由節(jié)點4流入線路l3的

8、功率為31.4209+j18.8273MVA由線路l3流入節(jié)點3的功率為30.77+j17.7MVA由節(jié)點1流入線路l4的功率為72.7112+j36.0622MVA由線路l4流入節(jié)點4的功率為71.4209+j33.8273MVA節(jié)點2的電壓為226.017 kV節(jié)點3的電壓為222.36 kV節(jié)點4的電壓為229.5 kV23）變壓器變比相等時，S T1=6.539+j4.253MVA，S T2=1.961+j1.047MVA變壓器變比不等時，S T1=6.6349+j4.8342MVA，S T2=1.5941+j0.4628MVA4 復雜電力系統(tǒng)潮流的計算機算法41 思考題、習題1）電力

9、網(wǎng)絡(luò)常用的數(shù)學模型有哪幾種？2）節(jié)點導納矩陣和節(jié)點阻抗矩陣中各元素的物理意義是什么？3）節(jié)點導納矩陣有什么特點？4）節(jié)點導納矩陣如何形成和修改？其階數(shù)與電力系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)有什么關(guān)系？5）電力系統(tǒng)潮流計算中變量和節(jié)點是如何分類的？6）電力系統(tǒng)功率方程中的變量個數(shù)與節(jié)點數(shù)有什么關(guān)系？有哪些變量可以先確定下來？7）電力系統(tǒng)中變量的約束條件是什么？為什么？8）高斯-塞德爾法潮流計算的迭代式是什么？迭代步驟如何？對PV節(jié)點是如何考慮的？9）牛頓-拉夫遜法的基本原理是什么？其潮流計算的修正方程式是什么？用直角坐標形式表示的與用極坐標形式表示的不平衡方程式的個數(shù)有何不同？為什么？10）PQ分解法是如何簡化而來

10、的？它的修正方程式是什么？有什么特點？11）電力系統(tǒng)如圖4-1所示。各元件阻抗標幺值分別為：34,302010j Z j Z -=-=，30.0,50.012.0,40.010.0,40.008.0,293413231230j Z j Z j Z j Z j Z =+=+=+=-=。假設(shè)節(jié)點1為平衡節(jié)點，節(jié)點4為PV 節(jié)點，節(jié)點2、3為PQ 節(jié)點。若給定：13.055.0,05.121j S U +=，10.1,5.0,18.03.0443=+=U P j S 。試求：節(jié)點導納矩陣；高斯-塞德爾法潮流計算第一次迭代結(jié)束時，各節(jié)點的電壓。12）電力網(wǎng)絡(luò)圖如圖4-2所示，網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)均以電抗標幺值

11、給出，試求該電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導納矩陣？13）系統(tǒng)等值電路如圖4-3所示，電路參數(shù)均以電抗標幺值給出：點1為平衡節(jié)點，?=00.11U ；節(jié)點2為PV 節(jié)點，U 2=1.0，P 2=1.0；節(jié)點3為PQ 節(jié)點，P 3=2.0，Q 3=1.0。試用牛頓-拉夫遜法計算潮流。4. 2 習題解答 11) 節(jié)點導納矩陣假設(shè)U 2（0）=U 3（0）=1.0，1（0）=2（0）=3（0）=4（0）=0，則高斯-塞德爾第一次迭代結(jié)束時的各節(jié)點電壓為：12) 節(jié)點導納矩陣13) 節(jié)點電壓和注入功率 U 1=1.0，1=0，P 1=3.000，Q 1=0.8496U 2=1.0，2=-7.823，P 2=-1.0，

12、Q 2=0.7115U 3=0.939，3=-10.041，P 3=-2.0，Q 3=-1.0?-+-+-+-+-+-+-+-=3333.37037.30.00.00.00.07037.33247.80421.13529.25882.08911.14539.00.00.03529.25882.07273.40690.14038.24808.00.00.08911.14539.04038.24808.02616.49347.0j j j j j j j j j j j j j j j j B Y ()()()()()?=?=?-=?-=?=25.31.125.30721.10.49572.03.

13、78881.0005.11414131211U U U U U 修正為?-=75.425.225.755.255.7j j j j j j j j j B Y線路通過功率5 電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整5. 1 思考題、習題1) 電力系統(tǒng)頻率偏高或偏低有哪些危害？2) 電力系統(tǒng)有功功率負荷變化的情況與電力系統(tǒng)頻率的一、二、三次調(diào)整有何關(guān)系？5) 什么是備用容量？如何考慮電力系統(tǒng)的備用容量？備用容量的存在形式有哪些？備用容量主要分為哪幾種？各自的用途是什么？6）電力系統(tǒng)中有功功率最優(yōu)分配問題的主要內(nèi)容有哪些？7）各類發(fā)電廠的特點是什么？排列各類發(fā)電廠承擔負荷最優(yōu)順序的原則是什么？在洪水季節(jié)和枯

14、水季節(jié)，各類機組承擔負荷的最優(yōu)順序是什么？8）什么是機組的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的單位相同，但其物理意義有何不同？9）什么是等耗量微增率準則？等耗量微增率準則成立的條件是什么？10）什么是水煤換算系數(shù)？其影響的因素有哪些？11）什么是網(wǎng)損修正系數(shù)？什么是網(wǎng)損微增率？計及網(wǎng)損時有功功率最優(yōu)分配負荷的協(xié)調(diào)方程是什么？12）何為電力系統(tǒng)負荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為有功負荷的頻率調(diào)節(jié)效應？13）何為發(fā)電機組的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率？14）什么是調(diào)差系數(shù)？它與發(fā)電機組的單位調(diào)節(jié)功率的標幺值有何關(guān)系？15）電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整（一次調(diào)頻）的原理

15、是什么？何為電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率？為什么它不能過大？16）電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整（二次調(diào)頻）的原理是什么？怎樣才能做到頻率的無差調(diào)節(jié)？17）互聯(lián)電力系統(tǒng)怎樣調(diào)頻才算合理？為什么？18）電力系統(tǒng)是如何調(diào)頻的？調(diào)頻廠是如何選擇的？19）A 、B 兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線相連如圖5-1所示。已知A 系統(tǒng),/800Hz MW K G A =MWP Hz MW K LA LA 100,/50=?=；B 系統(tǒng) Hz MW K Hz MW K LB G B /40,/700=MW P LB 50=?。求在下列情況下系統(tǒng)頻率的變化量f和聯(lián)絡(luò)線功率的變化量P ab ；兩系統(tǒng)所有機組都參加一次調(diào)頻；A 系統(tǒng)機組參加一次調(diào)

16、頻，而B 系統(tǒng)機組不參加一次調(diào)頻；兩系統(tǒng)所有機組都不參加一次調(diào)頻。5686.0363.06184.0363.04314.0637.17565.0637.10931.0363.10931.0363.1322331132112j j j j j j -=+=-=+=+-=+=S S S S S S20） 仍按題5-19中已知條件，試計算下列情況下的頻率變化量f 和聯(lián)絡(luò)線上流過的功率P ab 。A 、B 兩系統(tǒng)所有機組都參加一次、二次調(diào)頻，A 、B 兩系統(tǒng)機組都增發(fā)MW 50；A 、B 兩系統(tǒng)所有機組都參加一次調(diào)頻，A 系統(tǒng)所有機組參加二次調(diào)頻，增發(fā)MW 60；A 、B 兩系統(tǒng)所有機組都參加一次調(diào)頻

17、，B 系統(tǒng)所有機組參加二次調(diào)頻，增發(fā)MW 60。21）某電力系統(tǒng)負荷的頻率調(diào)節(jié)效應K L*=2.0，主調(diào)頻廠額定容量為系統(tǒng)負荷的20%，當系統(tǒng)運行于負荷P L*=1.0，f N =50Hz 時，主調(diào)頻廠出力為其額定值的50%。如果負荷增加，而主調(diào)頻廠的頻率調(diào)整器不動作，系統(tǒng)的頻率就下降0.3Hz ，此時測得P L*=1.1（發(fā)電機組仍不滿載）?，F(xiàn)在頻率調(diào)整器動作，使頻率上升0.2Hz 。問二次調(diào)頻作用增加的功率是多少？22）三臺發(fā)電機組共同承擔負荷，它們的耗量微增率分別為： ()()()MW P h MW P dP dF MW P hMW P dP dF MW P hMW P dP dF 20

18、0100/1005.0200100/1010.0200100/1015.0333332222211111?+=?+=?+=元元元 當系統(tǒng)負荷為750MW 時，試求每臺發(fā)電機組所承擔的負荷。23） 有n 臺發(fā)電機組共同承擔負荷，它們的耗量特性分別為：()n k c P b P a F k k k k k k ,2,12=+=試推導耗量微增率與P L 的關(guān)系式()L P f =以及與P k 的關(guān)系式()k P f =（推導時不計網(wǎng)絡(luò)損耗和各機組的功率限額）。 5. 2 習題解答19） 兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻時f =0.09434 Hz P ab =-19.8 MWA 系統(tǒng)參加一次調(diào)頻，B 系統(tǒng)不參加

19、一次調(diào)頻時f =0.16854 Hz P ab =43.26 MW兩系統(tǒng)都不參加一次調(diào)頻時f =1.6667 Hz P ab =-16.6667 MW20）兩系統(tǒng)都參加一次、二次調(diào)頻，兩系統(tǒng)都增發(fā)50MW 時f =0.03145 Hz P ab =-23.27 MW兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，A 系統(tǒng)參加二次調(diào)頻并增發(fā)60MW 時f =0.0566 Hz P ab =8.1132 MW兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，B 系統(tǒng)參加二次調(diào)頻并增發(fā)60MW 時f =0.0566 Hz P ab =-51.887 MW21） 二次調(diào)頻作用增發(fā)功率為P G0*=0.06667 (標幺值)主調(diào)頻廠出力為83.333%。2

20、2） P 1=136.4MW ；P 2=204.5MW ；P 3=409.1MW23）()L P f =： ? ?+? ?=-=n k k k L n k k a b P a 11121 ()k P f =： ? ?+=k k k k a b P a 226 電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整6. 1 思考題、習題1) 電力系統(tǒng)中無功負荷和無功損耗主要是指什么？3）電力系統(tǒng)中無功功率電源有哪些？其分別的工作原理是什么？4）電力系統(tǒng)中無功功率與節(jié)點電壓有什么關(guān)系？5）電力系統(tǒng)的電壓變動對用戶有什么影響？6）電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布主要包括哪些內(nèi)容？其分別服從什么準則？7）有功網(wǎng)損微增率、無功網(wǎng)損

21、微增率和網(wǎng)損修正系數(shù)的定義及意義是什么？什么是等網(wǎng)損微增率準則？8）最優(yōu)網(wǎng)損微增率的定義是什么？什么是最優(yōu)網(wǎng)損微增率準則？9）電力系統(tǒng)中電壓中樞點一般選在何處？電壓中樞點的調(diào)壓方式有哪幾種？哪一種方式容易實現(xiàn)？哪一種方式最不容易實現(xiàn)？為什么？10）電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的基本原理是什么？當電力系統(tǒng)無功功率不足時，是否可以通過改變變壓器的變比調(diào)壓？為什么？11）電力系統(tǒng)常見的調(diào)壓措施有哪些？12）試推導變壓器分接頭電壓的計算公式，并指出升壓變壓器和降壓變壓器有何異同點？13）有載調(diào)壓變壓器與普通變壓器有什么區(qū)別？在什么情況下宜采用有載調(diào)壓變壓器？14）在按調(diào)壓要求選擇無功補償設(shè)備時，選用并聯(lián)電容器和調(diào)

22、相機是如何考慮的？選擇方法有什么不同？ 15）什么是靜止補償器？其原理是什么？有何特點？常見的有哪幾種類型？16）并聯(lián)電容器補償和串聯(lián)電容器補償各有什么特點？其在電力系統(tǒng)中的使用情況如何？17）已知某簡單電力系統(tǒng)如圖6-1所示，現(xiàn)準備投資在系統(tǒng)中裝設(shè)18Mvar 的并聯(lián)電容器進行無功補償。試確定電容器的最優(yōu)分布方案。18）有一降壓變壓器歸算至高壓側(cè)的阻抗 圖6-1 簡單電力系統(tǒng)為2.44+j40，變壓器的額定電壓為11022.5%/6.3kV 。在最大負荷時，變壓器高壓側(cè)通過的功率為28+j14MVA ，高壓母線電壓為113kV ，低壓母線要求電壓為6kV ；在最小負荷時，變壓器高壓側(cè)通過的功

23、率為10+j6MVA ，高壓母線電壓為115kV ，低壓母線要求電壓為6.6kV 。試選擇變壓器分接頭。19）有一降壓變壓器，kV U MVA S N N 11/%5.22110,20?=，5.10%,163=k k U kW P 。變壓器低壓母線最大負荷為18MVA ，cos =0.8；最小負荷為7MVA ，cos =0.7。已知變壓器高壓母線在任何方式下均維持電壓為107.5kV ，如果變壓器低壓母線要求順調(diào)壓，試選擇變壓器分接頭。20）某變電所有一臺降壓變壓器，變壓器的額定電壓為11022.5%/11kV ，變壓器已運行于115.5kV 抽頭電壓，在最大、最小負荷時，變壓器低壓側(cè)電壓的偏

24、移分別為-7%和-2%（相對于網(wǎng)絡(luò)額定電壓的偏移）。如果變壓器電壓側(cè)要求順調(diào)壓，那么變壓器的抽頭電壓115.5kV能否滿足調(diào)壓的要求，應如何處理？21）水電廠通過SFL-40000/110型升壓變壓器與系統(tǒng)連接，變壓器歸算高壓側(cè)的阻抗 為2.1+j38.5，額定電壓為12122.5%/10.5 kV 。在系統(tǒng)最大、最小負荷時，變壓器高壓母線電壓分別為112.09kV 和 115.92kV ；低壓側(cè)要求電壓，在系統(tǒng)最大負荷時不低于10kV ，在系統(tǒng)最小負荷時不高于11 kV 。當水電廠在最大、最小負荷時輸出功率為28+j21MVA時，試選擇變壓器分接頭。22）有一個降壓變電所由二回110kV ，

25、70km 的電力線路供電，導線型號為LGJ-120，導線計算外徑為15.2mm ，三相導線幾何平均距離為5m 。變電所裝有二臺變壓器并列運行，其型號為SFL-31500/110，kV U MVA S N N 11/110,20=，5.10%=k U 。最大負荷時變電所低壓側(cè)歸算高壓側(cè)的電壓為100.5kV ，最小負荷時為112.0kV 。變電所二次母線允許電壓偏移在最大、最小負荷時分別為2.5%7.5%。試根據(jù)調(diào)壓的要求按并聯(lián)電容器和同期調(diào)相機兩種措施，確定變電所11kV 母線上所需補償設(shè)備的最小容量。23）有一個降壓變電所由一回110kV ，的架空電力線路供電，導線型號為LGJ-240，線路

26、長度為105 km ，,/407.0,/131.011km x km r =km S b /108.261-?=。變電所裝有一臺有載調(diào)壓變壓器，型號為SFZL-40500/110，MVA S N 5.40=，kV U N 11/%5.24110?=，5.10%,230=k k U kW P ，5.2%,4500=I kW P 。變電所低壓母線最大負荷為26MW ，cos =0.8，最小負荷為最大負荷的0.75倍，cos =0.8。在最大、最小負荷時電力線路始端均維持電壓為121kV ，變電所低壓母線要求逆調(diào)壓。試根據(jù)調(diào)壓要求（按并聯(lián)電容器和同期調(diào)相機兩種措施）確定在變電所低壓母線上進行無功補償

27、的最小容量。 6. 2 習題解答17）MVar Q MVar Q C C 6,1221=18）選擇變壓器主分接頭，分接頭電壓為U t =110kV 。19）選擇變壓器110kV-2.5%分接頭，分接頭電壓為U t =107.25kV 。20）不能滿足調(diào)壓要求。應另選變壓器110kV-5%分接頭，分接頭電壓為U t =104.5kV 。21）選擇變壓器主分接頭，分接頭電壓為U t =121kV 。22） 并聯(lián)電容器：選擇變壓器110kV+5%分接頭，分接頭電壓為U t =115.5kV ； 容量為10.96Mvar 。調(diào)相機： 選擇變壓器110kV+2.5%分接頭，分接頭電壓為U t =112.75kV ； 容量為6.854Mvar 。23） 并聯(lián)電容器：選擇變壓器110kV+10%分接頭，分接頭電壓為U t =121kV ； 容量為15.22Mvar 。調(diào)相機： 選擇變壓器110kV+2.5%分接頭，分接頭電壓為U t =112.75kV ； 容量為2.742Mvar 。