电力系统分析课后作业题及练习题
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第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统?1-2 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?1-3 我国电网的电压等级有哪些?1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
6kV D10kV 220kV 110kV 3 35kV 10kV 380/220 kV1 2~ 2 D×31110kV35kV 6kV380/220kV380/220kVD D×D D××习题1-4图1-5请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题:T1110kV T235kVT36kV1 2D 3~10kVT4380VG10kV 单相×L ×习题1-5图⑴发电机G、变压器T1T2T3T4、三相电动机D、单相电灯L等各元件的额定电压。
⑵当变压器T1在+2.5%抽头处工作,T2在主抽头处工作,T3在-2.5%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。
1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。
试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。
T1 T2110kV10kV~220kVG 6kVT3D235kVT43kVD1习题1-6图1-7 电力系统结线如图1-7所示,电网各级电压示于图中。
试求:⑴发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。
⑵设变压器T1工作于+2.5%抽头,T2工作于主抽头,T3工作于-5%抽头,求这些变压器的实际变比。
10kV T1 110kV~GT2T335kV 10kV习题1-7图1-8 比较两种接地方式的优缺点,分析其适用范围。
1-9 什么叫三相系统中性点位移?它在什么情况下发生?中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加3倍?1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么?第二章电力系统各元件的参数及等值网络2-1 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,求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。
2-2三相双绕组变压器的型号为SSPL—63000/220,额定容量为63000kVA,额定电压为242/10.5kV,短路损耗P k404kW,短路电压U k% 14.45,空载损耗P o93kW,空载电流Io%2.41。
求该变压器归算到高压侧的参数,并作出等值电路。
2-3已知电力网如图2-3所示:10.5k V T1T2115kVl1l2习题2-3图各元件参数如下:变压器:T1:S=400MVA,U k%12,242/10.5kVT2:S=400MVA,Uk%12,220/121kV 线路:l 1 200km, x10.4 /km(每回路)l2 60km, x10.4 /km其余参数均略去不计,取基准容量SB=1000MVA,基准电压U B U av,试作出等值电路图,并标上各元件的标么值参数。
2-4 简单电力系统结线如图2-4所示,有关参数标于图中。
试求此系统的等值电路(参数均以有名值G 10kV T表示)。
~60MVAP G=50MWcos242/10.5kVUk%=12.5UG=10.5kV Pk=300kWX=0.15d〞P0=90kW2-5 某系统接线如图2-5所示,如果已知I0%=2 习题2-4图变压器T1归算至121kV侧的阻抗为2.95+j48.7lLGJQ-400l=200kmr0=0.8Ω/kmx0=0.406Ω/km×-6S/km b0=2.81 10,T2归算至110kV 侧的阻抗为4.48 j48.4 ,T3归算至35kV 侧的阻抗为1.127 j9.188 ,输电线路的参数已标于图中,试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。
10kV T1110kVT235kVT3 10kV~G12345631.5MVA10.5+j20.8Ω20MVA6.6+j8Ω10MVA10.5/121kV 110/38.5kV35/11kV习题2-5图第三章简单电力系统的计算和分析3-1 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV、220kV,末端有功功率负荷为220MW,无功功率负荷为165MVAR。
试求始端功率因数。
U18+j40ΩU2 P2=220MWQ2=165MVARC1j5.5-4C2-43-3 单回220kV 架空输电线长×10S j5.5×10S 200km,线路每公里参数为习题图3-1r 1 0.108 /km ,x 10.426/km ,b 2.66 10 S/km ,线路空载运行,末端电压 U 2 为 205kV ,求线路送端电压 1 。
1 6 U U 1 L=200km U 2 LGJ-95 2 S=0~ U180km U2SL习题图 3-3习题图 3-43-4 如图3-4所示,某负荷由发电厂母线经 110kV 单线路供电,线路长80km ,型号为LGJ —95,线间几何均距为 5m ,发电厂母线电压 U1 116kV ,受端负荷SL 15 j10MVA ,求输电线路的功率损耗及受端电压 U 2。
3-5 有一条110kV 输电线路如图3-5所示,由A 向Al=100km B B 输送功率。
试求:r=0.125Ωkmx=0.4Ω/km20+j10MVA ⑴ 当受端B 的电压保持在110kV 时,送端A 的电压习题图3-5应是多少?并绘出向量图。
⑵ 如果输电线路多输送5MW 有功功率,则A 点电压如何变化? ⑶ 如果输电线路多输送5MVAR 无功功率,则 A 点电压又如何变化? 3-6 一条额定电压为 110kV 的输电线路,采用 LGJ —150 导线架设,线间几何平均距离为5m ,线路长度为100km ,如图3-6所 110kV 100km 40+j30MVALGJ —150示。
已知线路末端负荷为 40 j30MVA ,线路首端电压为 115kV 。
试求正常运行时 习题图 3-6A 20+j40Ω B20+j30Ω C线路末端的电压。
40+j30MVA 10+j8MVA习题图3-83-8额定电压110kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8 所示。
已知电源A 的电压 为121kV ,求功率分布和各母线电压。
(注:考虑功率损耗,可以不计电压降落的横分量 U )。
25+j4MVA3-9某变电所装设一台三绕组变压器,中额定电压为110/38.5/6.6kV ,其等值电路 1 0.7+j6.5Ω1.47-j1.51Ω高2.47+37.8Ω(参数归算至高压侧)和所供负荷如图3-9所示,当实际变比为110/38.53 习题图3-9低3 8+j6MVA(1+0.05)/6.6kV 时,低压母线为6kV,试计算高、中压侧的实际电压。
3-10今有110kV、100km 的双回线路,向区域变电所供电,线路导线型号为 LGJ —185,水平排列,线间距离为 4m ,变电所中装有两台31500kVA 、额定电压为110/11kV 的三相变压器,并列运行,负荷 PL=40MW ,cos0.8,T max 4500h ,3200h ,变电所二次侧正常运行电压为10.5kV。
试求:⑴输电线路的始端功率。
⑵线路及变压器中全年电能损耗。
(注:变压器实验数据: Pk=190kW Uk%=10.5,P0=31.05kW,I0%=0.7)3-11 某回具有串联电容器的 110kV 供电线路,其参数和已知条件如图 3-11所示。
试求结点1、4之间的电压损耗(忽略电压降落横分量)以及 2、3、4各点的电压值。
1234 2S4=40+j30MVA115kV5+j120Ω -j10Ω 5+j20Ω习题图3-113-13 由A 、B 两端供电的电力网,其线路阻抗和负荷功率等如图 3-13示。
试求当A 、B 两端供电电压相等(即UA=UB )时,各段线路的输送功率是多少? (不计线路的功率损耗)A Z1=6+j12ΩU AZ 2 =4+j8ΩZ 3=2+j4ΩZ 4=3+j6ΩB ab Ub22 Sa=30+j15MVA Sb=20+j10MVA习题图3-133-19 一个额定电压为35kV 的环形地方电网,电源A 的电压为 36kV ,负荷的兆伏安数、线路的公里数均示于图 3-19中。
导线均采用 LGJ —50架设,求环形电力网的功率分布。
LGJ-50c20b 8+j615 1010+j 810+j5电源A习题图3-19A 1+j2.5Ω 1 1+j3Ω 23-21如图3-21所示电力系统, 10km 5+j3MVA已知Z 12、Z 23、Z 31均为1+j3Ω,U A =37kV ,10km 10km 若不计线路上的功率损耗及电压降落3的横分量,求功率分布及最低点电压。
8+j6MVA习题图3-213-22某两端供电网的电力网如图3-22 所示。
已知母线A 1的线电压为 36kV ,母线 A11+j2Ω A21+j2Ω A 2的线电压为34kV ,求电力网中的潮流分布, 计算时2S=4000+j2000kVA假定两端的电压是同相位的。
习题图3-22115kV a2+j4Ωb 2+j4Ω 114kV4+j8Ω BA30+j15MVA20+j10MVA习题图3-233-23 如图3-23所示电力系统, ZAaZabZbB已知,UA=115kV,UB=114kV,求功率分布及各点电压(不计电压降落的横分量δU)。
3-29 某发电厂有一台容量为63MVA的升压变压器,额定电压为10.5/121kV,变压器的最大负荷利用小时数Tmax=5200h,最大负荷为55MVA,cos =0.8,试求该台变压器的最大有功功率损耗及全年运行中的电能损耗。
3-30环形电力网如图3-30所示,供电点F的相电压为220V,A、B、C各点的负荷分别为40A、100A、60A,功率因数均为1,若线路FA、AB、BC、CF的电阻均为0.1Ω,试计算A、B、C各点的电压是多少?若将线路AB段切开,试计算A、B、C各点电压如何变化?100+j80Fc5 4IFˊCA a b100+j60dIF 6 640+j30550+j40450+j40A B e3习题图3-30 f50+j40习题图3-313-31 某电力网如图3-31所示,额定电压为10kV,电网的导线都采用LJ—35铝绞线,三角形排列,线间距离为1m,负荷的千伏安数、各段线路长度的公里数都标于图中,试求电力网在正常运行时的最大电压损耗。
3-32 环形供电网如图3-32所示,A点电压为220V,电阻r1、r2、r3、r4、r5分别为0.4 Ω、0.2Ω、0.3Ω、0.5Ω、0.2Ω,负荷电流i1=i2=16A,i3=i4=12A,试求各段电流及各点电压。