电力系统分析作业答案

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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 . 2 2kv>0 . 38kv>3kv>6kv>10kv>35kv>110kv>2

20kv、 330kv、 500kv、 750kv、 1000kv

4、 标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。

T2 :220kv、121kv、

T3 :110kv、6 . 6kv、38 . 5kv

T4 :35kv、11kv

T5 :10kv、 400kv

T6 :110kv、38 . 5kv 答：T1 : 10 5kv、 121kv、 242kv S1-7 T5 ..下载可编辑

T7 :35kv、66kv

T8 :6kv、 400kv

T9 : 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.集中参数为

R rj 0.0225*80 18

X x1l 0.416*80 33.3

B bj 2.73*10 6 *80 2.18*10 4 S

B 1.09*10 4 S

2

等值电路如图1所示 31.5 mm 2 km。

3 4 4 2 4 5.04m 5040mm

单位长度的电阻： 「20 —碧 0.21( /km)

s 150

t 20 0.21* 1 0.0036 40 20 0.225 /km

单位长度的电抗为

x1 0.14451 lg 0.0157

r

单位长度的电纳为 0.14451 lg 5040 0.0157 0.416( /km)

8.5

b1 空色*10 6 7.58

lgDm

r l 5040 10 lg 2.73*10 6 S/km

8.5 于是有：半径 r=17/2=8.5mm， Dm 3 DabDbcDca

r1 r40 r20 1 ..下载可编辑

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；

27 2 2

r 13.6mm, 31.5 mm2 / km

2

reqreq413.6 400 400 ；2 400 187.3mm

DmDm311 11 2 11 13.86m 13860mm

集中参数为 R r| 0.02 250 5

X 刈 0.274 250 68.5

B m 4.06 10 6 250 1.015 103 S

^B 5.075 10 4 S

2

等值电路如图3所示

5 j68.5

o ----- ----- 1 I — --------- o

J5.075 10 4 宁 j5.075 10 4

O

3、某发电 厂装 设一台三 相三绕组 变压 器，额定 容量SN 15000kVA，额定电压为

121/38.5/10.5kV，各绕组容量比为100/100/100 ，两两绕组间的短路电压为

Us(3 1)% 17，Us(1 2)% 10.5，U s(2 3)% 6，空载损耗 F0 22.7kW，短路损耗为

Ps(3 1) 120kw、 Ps(1 2) 120kw、 FS(2 3) 95kw，空载电流 I0% 1.3，试求变压器

参数，并作等值电路。 单位长度的电阻为r1

单位长度的电抗为 60 °.°2 /km

X1 0.1445lg 0.0157

n 13860 0.0157 0.274 /km

单位长度的电纳为b] 7.58 10 6

req 7.58

,13860 lg

187.3 10 6 4.06 10 6S/km ..下载可编辑

解：

已知

SN 20MVA,110/38.5/11,100/100/50

Uk(i 2)% 1°.5,Uk(i 3)% 172( 3)% 6

P0 75kW,Rmax 163kW,l。％ 6

PkmaxU N2 163 1102

2000 SN2 2000 202

RT 50% 2 2.465 4.93

35 0.579 10 4 57.9 10 6 S

100 110

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 120MWcos $ =0.92,末端电压 为209kV。试求出线路始端电压及功率。

解：

查表得： r1 0.078 /km,x1 0.412 /km, Dm 1.26 6.5 8.19m

b1 2.77 10 6S/km

参数为

R 0.078 230 17.94()

X 0.412 230 94.76()

B 2.77 10 6 230 637.1 10 6(S)

等值电路如图15所示。 RT 100%

Uk1% 1 10.5 17 6

2 10.75

Uk2% 1

—10.5 6 17

2

Uk2% 1

17 6 10.5

2 6.25 X1

X2

X3 2

10.75 110

100 20

6.25 1102

100 20 65.04

37.813

GT P0

1000UN 75

1000 1102 6.2 10 6 S

I 0%SN

BT 2_

100U ..下载可编辑

首端电压为 6 209 27.167 236.167(kV)

线路首端充电功率为 236.1672 318.55 10 6 17.767(M var)

首端功率为 S1 120 j37.2 6.483 j 34.246 j17.767 126.483 j 53.679( MVA)

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？

N 二 4 + jSQ = 2 + /4L1 =3+ 丿6Q

r

解：

1.4支路合并，等值电路如图 21所示。

2

乙4 3(3 j6) 2 j4()o -- 17.49 j94.76

------ ---------------

s S2 209kV

120MW

cos 0.92

线路末端的充电功率为

U2B Ci 二二 j 637.1 10 6 二二 C2

2

图15习题解图3-1

2 6

209 318.55 10 13.915(M var)

SY2 120 j51.12 j13.915 120 j37.2(MVA)

线路阻抗中的损耗为

1202 37.22

2

2092

1202 37.22

2092 17.94 6.483

94.76 34.246

120 17.94 37.2 94.76

209 27.167 ••下载可编辑

Z1

Z4

3、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）

204 十戸0门 门

40 + J30J/C4 10+7KUL4

解：

10 J8MVA

等值电路如图20所示，设UC U N 0 110 0 ,则有

102 82

SBC 2 (20 J30) 0.271 J0.407(MVA)

110 SA (30 j15)(4 j8) (20 j10)(2 j4)

8 j16 20 j10

SB (20 j10)(6 j12) (30 j15)(4 j8)

8 j16 30 j15

Sab SA Sa 20 j10 (30 j15) (10 j5)

S4 (30 6 j12 j15) (6 j12) (3 j6) 20 j10

S

B * *

Z1 Z4

输送功率分布如图 (30

22所示

4 j8 2 j4.

b

SA a

Sa Sab

Sb "(3 j6)

14 SB 3 j6

(6 j12)

10 j5

2 10 j5

20 j10 a 3 b 4 ■ I

10 j5- * 1

」20 i10

图21 习题解图3-7a 图22 习题解图3-7b UB

30 j15 20 j10

A SA 20 j40 SB B SB 20 j30 C

40 j 30MVA