1、WORD格式專業(yè)資料整理第一章電力系統的基本概念1-1什么叫電力系統、電力網及動力系統？1-2電力線、發(fā)電機、變壓器和用電設備的額定電壓是如何確定的?1-3我國電網的電壓等級有哪些？1-4標出圖1-4電力系統中各元件的額定電壓。10kV1 2380/220K3CtoRvi(3DitvnD X35kb v右右酥3&0/2©kV380/220kVD D % X習題1-4圖1-5詰回答如-KJDh5所示電力系統中的即b問題:T2T1llOkV35kV1 2G10kV發(fā)電機G、變壓器T1T2T3T4.三相電念這些變壓器的實際變比。當變壓器h在+2. 5%抽頭處工310kVT4380V

2、習題1-5圖單相XL XT?在主抽頭處工作，Ts在-2. 5%抽頭處工作時，求1- 6圖1-6中已標明各級電網的電壓等級。 試標出圖中發(fā)電機和電動機的額定電壓及變壓器的額定變比。10kVT1T2110kV220kVG6kVT3D235kVTi3kV習題16圖1-7電力系統結線如圖1-7所示，電網各級電壓示于圖中。試求:（1）發(fā)電機G和變壓器T】、匸、Ts高低壓側的額定電壓。設變壓器T】工作于+2. 5%抽頭，T?工作于主抽頭，心工作于-5%抽頭，求這些變壓器的實際變比。10kV T135kV110k*10kV習題1-7圖1-8比較兩種接地方式的優(yōu)缺點，分析其適用范圍。1-9什么叫三相系統中性點

3、位移廠它在什么情況下發(fā)生？中性點不接地系統發(fā)生單相接地時，非故障相電壓為什么增加3倍？1-10 若在變壓器中性點經消弧線圈接地，消弧線圈的作用是什么？第二章電力系統各元件的參數及等值網絡2-1 一條110kV> 80km的單回輸電線路，導線型號為LGJ150,水平排列，其線間距離為4n）,求此輸電線路在40°C時的參數，并畫出等值電路。2-2三相雙繞組變壓器的型號為SSPL63000/22U,額定容量為63000kVA,額定電壓為242/10.5kV,短路揚耗 Pk 404kW,短路電壓Ik% 14.45,空載損耗 P。 93kW,空載電流Io%2.41o求該變壓器歸算到高壓側

4、的參數，并作岀等值電路。<3Eh1115kT2V1112習題2-3圖12,242/10.5kV12,220/121kV線路：1 1 200km, X1 0.4 /km（每回路）2-3已知電力網糾遜乙10. 5k T1V各元件參數如下:變壓器：T、 : S=400MVA, U雖:S二400MVA,60km, Xi 0.4 /km其余參數均略去不計，取基準容量SB二1000MVA,基準電壓Ub二入，試作出等值電路圖，并標上各元件的標么值參數。2- 4簡單電力系統結線如圖2-4所示，有關參數標于圖中。試求此系統的等值電路（參數均以有名值表示）。HTY j1 . rPg 二 50MW®

5、60MVALGJQ-400242/10.l=200kmCOSUG=10. 55kVr0=0. 8Q/kmxO二0咳伊就yk%=12bO二2.8110kV二U1Pk=300kX 5wP0=90kWQI0%=2G 10kVT2-5某系統接線如圖2-5所示，如果己知變壓器Ti歸算至121kV側的阻抗為2. 95+J48. 7,T2歸算至 UOkV側的阻抗為4. 4835kV側的阻抗為標于1. 127j9. 188T3歸算至J48.4苗卮和標么值表示的等值電路。T110kV llOkVT235kVT310kV420MVA 66 變610MVA1 2G 3L5A 10.5+J20.8Q10.5/121k

6、V35/llk4110/38.5kiL,習題2-i圖第三章簡單電力系統的計算和分析Q.= Q3- 1己知圖3-2所示輸電線路始末端電壓分別為248kV、220kV,末端有功功率負荷為220W,脇功率負荷為165MVAR。8+j40Q11_*試求始端功率因數。U1O-梓P.2=220MW Q2二165MVA R-4-43-3單回220kV 架空輸電線長Clj5. 5 X10SC2 j5. 5X10S200km,線路每公里參數為習題圖3-1ri 0. 108 /km, xO 426/km,2. 6610 S/km2205kV6,線路空載運行，末端電壓U為 ，求線路送端電壓匕L=200km U2S=

7、0習題圖3-3LGJ-95UlS0kmU22SL習題圖 3-43-4如圖3-4所示，某負荷由發(fā)電廠母線經llOkV單線路供電，線路長80km,型號為LG J95,線間幾何均距為 5m,發(fā)電廠母線電壓U1 116kV,受端負荷SL 15求輸電線路的功率損耗及受端電壓U2O3-5有一條llOkV輸電線路如圖3-5所示，由A向人B輸送功率。試求：(1)當受端B的電壓保持在llOkV時，送端A的電壓1 二 100km£r=0. 125Imx二04Q/km20+jl0MVA習題圖3-5應是多少？并繪出向量圖。如果輸電線路多輸(2) 送如果輸電線路多輸(3) 送5MW有功功率，則A點電壓如何變化

8、?3-6 一條額定電壓為5MVAR無功功率，貝【J A點電壓又如何變化？導線架設，線間幾何平均 llOkV的輸電線路，采用 LGJ-150距離為5m,線路長度為100km,卻圖3-6所UOkV 100km40+J30MVA示。已知線路末端負荷為40 J30MVA,線路首端電壓為115kV。試求正常運行時LGJ150 圍圖3 fA 20+J40Q B 20+J30Q C線路末端的電壓。40+J30MVA習題圖3-810+J8MVA63-8額定電壓llOkV的輻射形電網各段阻抗及負荷如圖3-8 為121RV,求功率分布和各母線電壓。(注： 量所示。已知電源A的電壓 考慮功率損耗，可以不計電壓降落的

9、橫分3-9某變電所裝設一臺三繞組變壓 器，25+j4MVA1.47-J1.51QU) O額定電壓為110/38. 5/6. 6kV,其等值電 路0. 7+J6. 5Q(參數歸算至高壓側)和所供負荷如圖3-9所示，當實際變比為110/38. 53(1+0. 05) /66kV時，低壓母線為6kV3-10 今有 UOkV水平排列，線間距離為壓器，并列運行，負荷2. 47+37. 8 Q8+J6MVA習題圖3-9 v -，試計算高、中壓側的實際電 壓。> 100km的雙回線路，向區(qū)域變電所供電，線路導線型號為LGJ185,4m,變電所中裝有兩臺31500kVA>額定電壓為110/llkV

10、的三相變PL=40MW, cos0.8, T叱4500h,3200h,變電所二次側正常運行電壓為10. 5kVo試求：（1）輸電線路的始端功率。線路及變壓器中全年電能損耗。I0%=0. 7)（注：變壓器實驗數據：Pk=190kW Uk%=10. 5, P0=31. 05kW,3-11某回具有串聯電容器的llOkV供電線路，其參數和已知條件如圖3-11所示。試求結點1、4之間的電壓損耗（忽略電壓降落橫分量）以及 2、3、4各點的電壓值。421一k S4二40+j30MVA115kV5+J120Q-jlOQ 5+j20 Q習題圖3-113 -13B兩端供電電壓相等（即UA二UB）時，各段線路的輸送

11、功率是多 少？由A、B兩端供電的電力網，其線路阻抗和負荷功率等如圖3-13示。試求當A、（不計線路的功率損耗）Z1 二 6+jl2QUA=4+j8Z2 Q.Z尸2+j4QSa=30+jl5MVA3-1數、線路的公里數20土個額定電壓為35kV 010+j8Zf3+J6QBUb2Sb=20+jl0MVA習題圖3-13 制&為電網，電磺A的電壓為36kV,負荷的兆伏安示于圖3-踴中。導線均采用LGJ-50架設，求環(huán)形電力網的功率分布。1510電源A習題圖3-19cA呵1比"3-21如圖3-21所示電力系統,10km10km5+i3IVA|已知 Z】2、Z23、Z3】均為 l+j3

12、Q, UA=37kV, 若不計線路上的功率損耗及電壓降 落的橫分量，求功率分布協錨低曲由圧）6MVA習題圏3-213-22某兩端供電網的電力網如圖3-22所示。已知母線短的線電壓為 36kV,母線 A?的線電壓為34kV,求電力網中的潮流分布， 計算時All+j2Q2l+j2 QA2假定兩端的電壓是同相位的。115kV4+j8 Q aA30+jl5MVA20+jlOMVAS二4000+j2000kVA習題圏3-22114kV習題圖 3-231,若線路FA、AB、BC、CF的電阻均為0. 1Q,試計算50+J40AB習題圏3-30e3f50+J40習題圏3-313-31某電力網如圖3-31所示，

13、額定電壓為10kV,電網的導線都采用LJ35鋁絞線,3- 23 如圖3-23所示電力系統，ZAaZabZbB已知，UA=U5kV, UB=114kV,求功率分布及 各點電壓（不計電壓降落的橫分量5U） o3-29某發(fā)電廠有一臺容量為63MVA的升壓變壓器，額定電壓為10. 5/121kV,變壓器的 最大負荷利用小時數Tmax=5200h,最大負荷為55MVA, cos cp =0. 8，試求該臺變壓器的最大有功功率損耗及全年運行中的電能損耗。3-30環(huán)形電力網如圖3-30所示，供電點F的相電壓為220V, A、B、C各點的負荷分別為40A、100A、60A,功率因數均為三角形排列，線間距離為I

14、m,負荷的千伏安數、各段線路電力網在正常運行時的最犬電壓損耗。標于圖中，試求3、r4> r5 分別為 0.40.3-32環(huán)形供I電網如圖Q、0.2Q、0.3Q、rijlr53-32祈示，A點電壓為220V,l電阻rl、r2.5,負荷電流il=i2=16A, i3$4二12A,蟲求各段電流及各點電壓。150A100AFr2700mcCJ2800m800mjs r3DE2OOni5ooziA、B、C各點的電壓是多少？若將線路r.i50A60A40A習題圖3-32習題圖3-333-33環(huán)形電力網如 3- 所示，由發(fā)電 F對負 A、B、C、D、E供電，各負荷電 鹵33廣荷流的數值標于圖中，AE作

15、為環(huán)網的聯絡線，欲 A、E間不流電流，試求供電F的位置應使點在何處？（其中線路單位長度阻抗相同，各負荷功率因數也相同）3- 34某一發(fā)電廠A供電的220RV環(huán)形網絡，線路參數、負荷的兆伏安數和自然功率分布如圖3-34所示。試計算：該環(huán)網的經濟功率分布；實現經濟功率分布后，每年節(jié)約的電能。（計算電能損耗時，取其平均的小時，cos®二0.9,可查得t =3200小時） a16+jl20Q340+J15習題圖 3-34i nA- y3j0.21_t習題4-2圖4-24-8結點1按定義形成如圖4- 2所示網絡的結點導納矩陣（各支路電抗的標么值己給 出）=+所示的分接頭變比的變壓器網絡將具有圖

16、4-8用亠n型等值網絡表示出來。_結點20=1:1.10= ZT 1：ksX=0. 3_習題纟-9圖習題4-8圖'I4-9如圖4-9所示，已知k*二1.1ZT=iO. 3,求電路的Ji型等值圖。4-10已知如下非線性方程fi (xi, x2) 2xiX1X210f2(xi, x2) 2x2X1X2100進行迭代求解，試用高斯一塞德爾迭代法迭代一次，再用牛取初值x】00, x2°頓拉夫遜法迭代求真0. 04+j0. 02+jO.解。1 0.06203I用高斯-塞德爾法求解圖I所示習題I圖系統中，在第一次迭代后，節(jié) 占八、2的電壓。已知：節(jié)點1為平衡節(jié)點,=Z cU1 1. 0

17、7J+ = +P2 Q2 5.96jl.46Us1. 02(o)= z o假定 U3 1.02 01. 004-5匚試利日牛頓二拉夫遜法去解fi （x ）=xf 一 x2 一1 = 0f2 x x Xi 100 X：X1°1,作兩次迭代。（注：真解為X1X21.6184-16起始條件改成Xi0x2°1,重作習題4-15o4-19所示，已知節(jié)點電壓 有一個二結點的電力系統如圖4-19=+U1 1j0,節(jié) 占上發(fā)電機輸出功筆SG 0.8j0.6,負荷功率cY=l-J4SL1 J0.8,輸電線路導納Y=l-j4o試用潮Sl流計算畸繆曹出第-次電代即直角坐4-19標修正方程式（電壓

18、迭代初值 取4-20已知兩母線系統如圖4-20所示，圖中參數以標么值表示。已知：SL110j3, SL2 20jlO,GiG2x=o. 1SGISG2PG2二15,U2=l0,B=0.B2 二0 1Si =r試寫岀：節(jié)矣庖、的節(jié)點類 型；+網絡的節(jié)點導納矩陣；導納形式的直角坐標表示的功率方程（以誤差形 式4-20P、 Q、If表示）及相應的修正方程。所示，結點為平衡4- 21 如圖4-21結(0)點，給定Ul 1 2。結點為PQ結點,給定 S2 1 JO. 8o試寫出：網絡的節(jié)點導納矩陣；1X=0. 12S，2BB二0.=0212 1以直角坐標表示的牛頓一拉夫遜法計算各結點電壓（可取u2<

19、;0） =i + jo,迭代一次即可）；并列出以誤差形式表示的功率方程和相應的修正方程。4-22如圖4-22所示的簡化系統，標么阻抗參數均標于圖中，結點為平衡點Ul=1.0,=0.8, U2=l. 0,最大無功功率5 1=0° ；結點為PV結點，P2為Q2max=2；結點為PQ結點，P3+jQ3二2+jl。試用牛頓法計算該系統的潮流。4-24=如圖蟲一°24PQ結點匸已知：+U1S 1.05 0S2S3P.0. 3j0. 180.5Ui1. 1試求:結點導納矩陣;2+jl0. 55j0. 130. 1+J0.40. 12+jO. 51:11-j29S34-24J0.3UfI

20、. 14P4二0 5G4系統的功率方程;用牛頓法進行潮流分布（迭代一次的值）。第五章電力系統的有功功率和頻率調整5- 1兩臺火力發(fā)電機組并列運行，額定容量均為100MW,耗量特性分別為:=1+0.2PG2Fl 1+0.001PG1(t/h)=2+0. 1PGF2 2+0.002PG22(t/h)當負荷為160MW時，試求:平均分配負荷時每小時耗煤多少噸?最優(yōu)分配負荷時每小時耗煤多少噸？5- 2某火電廠裝設兩套發(fā)電設備，其耗量特性分別為：F1二2+0. 2PG1 +0.001PG12(t/h)F2二4+0. 2PG22 +0.002PG2(t/h)兩臺發(fā)電機的額定容量均為 200MW,而最小有功

21、功率為PGlmin=PG2min=50Wo若該電廠承 擔負荷為300MW,試求負荷的最優(yōu)分配方案。5-8三臺發(fā)電機組共同承擔負荷，它們的耗量微增率分別為：dh+0. 15Pgi10dFG1+dF20. 10PG210dFG2+元/MW . h ( 100<PG1<200MW )元/MW h ( 100<P&2<300MW )dF30. 05PG310元/MW h ( 200<Pg3dFG3試求:負荷為750MW時,九每臺發(fā)電機組所承擔的負荷；V500MW )負荷在 400MW至1000MW 范圍內的耗量微增率與負荷功率的關系曲線f (Pl) o5-10某火

22、電廠有兩臺發(fā)電機組，它們的耗量特性如下：(t/Fl二5+0. 1PG1+0. 06PG1 2 h)(t/F2二6+0. 2PG2+0. 01PG2 2 h)每臺機組最大、最小出力為:100MWPG250MW, 200MWPg110MW,當調度分配給該廠的發(fā)電任務為250MW時，試求機組間有功功率負荷分配的合理方案。若發(fā)電任務增至 252MW時，全廠耗量增加多少？5-11假設三個發(fā)電機組的燃料一成本曲線如下：fl(PG1)=300+8. 0PG1+0. 0015 2PG12f2(PG2)=450+8. 0PG2+0. 0005PG23f3 (PG3)=700+7. 5PG3+0. 0010PG3

23、忽略線路損失與發(fā)電機極限，當總負荷 Pl為500MW時，試求最佳調度與總成本（元 小時）。5-15兩臺容量為60MW的發(fā)電機共同承擔負荷，它們的調差系數分別為4%、3%,空載時并聯運行，其頻率fo為50Hz,試求：總負荷為100MW時，這兩臺發(fā)電機組發(fā)岀的功率；為使總負荷為 100MW時，兩臺機組能平均分?BN9習題5-16圖擔負荷，它們的轉速應分別增減多少？5-16三個電力系統聯合運行如圖5-16所示。已知它們的單位調節(jié)功率為：KA二200MW/Hz, KB二80MW/Hz, KC二100MW/Hz,當并且C系統部分機組參加二次調 系統B增加200MW負荷時，三個系統都參加一次調頻，頻增發(fā)7

24、0MW功率。求聯合電力系統的頻率偏移 fo5-17A、B兩系統并列運行，A系統負荷增大 500MW時，B系統向A系統輸送的交換功率為300MW,如這時將聯絡線切除，切除后A系統的頻率為49Hz, B系統的頻率為50Hz,試求：A、B兩系統的系統單位調節(jié)功率Ka> Kb；A系統負荷增大750MW,聯合系統的頻率變化量。5-18如圖5-18所示，將兩個系統用一條聯絡線連接起來，A系統的容量為2000MW,發(fā)電PabB習題5-18圖A機的單位調節(jié)功率KGA*二30,負荷的單位調節(jié)功率KLA*二2, B系統的容量為1000MW, KGB*二20,KLB*二1.2。正常運行時聯絡線上沒有交換功率,

25、當A系統負荷增加100MW,這時AB兩系統的機組都參加一次調頻，且 A系統部分機組參加二次調頻，增發(fā)50MW。試計算系統的頻率偏移軸出的交換功胃。5-19在如圖5-19所示的A、B兩機系560MW240MW統中，負荷為800MW時，頻率為50Hz,若切除50MW負荷后，系統的頻率和發(fā)電機組2PGN=560MWo %=42 Pgn=500WO %=5o 3*二005,其運彳亍情況 為：PGN二 100MW。問:PL二800MWKL=1. 5的出力為多少?習題5-19圖5-20某系統有三臺額定容量為100MW的發(fā)電機并列運行,其調差系數° 1*二0. 02, o 2*二0. 06,PG1

26、二60MW， PG2二80MW, PG3二100MW,取 KL*二1.5, PLN二240MW,當系統負荷增加50MW時，系統的頻率下降多少？如果系統的負荷增加60MW,則系統的頻率下降多少？（均不計頻率調整器的作用）5-21某電力系統各機組的調差系數。*二005,系統中最大容量的機組的額定容量為系統額定負荷的10%,該機組運行有15%的熱備用容量，而負荷在額定值上的最大波動達5%0. lHzo （設負荷的增量與頻率無，當系統中的最大機組因故障而 時，系統的頻率下降關）解5-22某電力系統負荷的頻率調節(jié)效應 當系統運行于額定負荷PDW1,額定頻率列時，系統的頻率下降最多為多少？KL*二2,主調

27、頻廠額定容量為系統額定負荷的20%,fN=50Hz時，主調頻廠出為其額定值的50%,如負0. 3Hz,此時測得PD=1. 1 （原來不滿0.2Hz,問二次調頻作用增加的功系統頻率就下 荷增加，而調頻廠的頻率調整器不動作，降 載的機組仍不滿載）。現在頻率調整器動作，使頻率上升率為多少?5-23系統A,當負荷增加250MW時，頻率下降0. lHzo系統B,當負荷增加400MW時，頻率下降0. lHzo系統A運行于49.85Hz,系統B運行于50Hz。如果用可不計損耗的聯絡線將兩系統聯系，聯絡線傳遞的功率為多少？5-24兩臺100MW的機組并列運行，調速器的下降特性分別為4%和5%,負荷為150MW

28、,兩臺機組的負荷如何分配？若兩臺機組平均帶負荷，應如何辦？哪臺機組進行二次調頻合適? （兩臺機組空載時并車）第六章電力系統的無功功率和電壓調整6- 1如圖6-1所示，兩發(fā)電廠聯合向一負荷供電，設發(fā)電廠母線電壓均為1.0；負荷功率SL二1.2+j07,其有功部分由兩廠平均負擔。已知:Zl=0. l+jO.4, Z2=0. 04+jO. 08。試按 等網損微增率原則確定無功負荷是最優(yōu)分配。Pa+jQPi+jQi2SL20 Q6-2簡化后的110kV等值網絡如圖6-2所示。圖中標出各線段的電阻值及各結點無 功20 Qj5MVARJ8MVAR習鞘6-2負荷，設無功功率補償電源總容量為17MVAR_6-

29、 3如圖6-3所示，某降壓變電所裝設一臺容量為20MVA、電壓為110/llkV的變壓器, 要求變壓器低壓側的偏移在大小負荷時20MVAI分別不超過額定值的2.5%和7.5%,最大負荷為18MVA,最小負荷為7MVA,110/llkVPi+Q1習題6-3圖cos便變壓器高壓側的電壓在任何運行情況下均維持107. 5kV,變壓器參數為：Uk%=10. 5,Pk=163kW,激磁影響不計。試選擇變壓器的分接頭。6-4如圖6-4所示，有一臺降壓變壓器，其歸算至高壓側的參數為Rt=2. 44 Q , XT二40 Q,在最大負荷及最小負荷時通過變31. 5MVA現蛋)X 25常6 6kYL；2 |2S壓

30、器的功率分別為Smax=28+j 14MVA,Smin二10+j6MVA。最大負荷時高壓側電壓為113kV,而此時低壓允許電壓為2 6kV,最小負荷時高壓側電壓為115kV,而此時低壓允許電壓為W 6. 6kVo試選擇此變壓器分接頭。6-6某水電廠通過變壓器SFL140000/110型升壓變壓器與系統聯 接，最大負荷與最小負荷時高壓母線的電壓分別為112. 09kV及115. 45kV,要求最大負荷時低壓母線的電壓不低于10RV,最小負荷時低壓母線的電壓不高于1毗V,試選擇變壓器分接頭。2Smay2戈Smin=一附8+J21MVA106.09kV0110. 87kV15+jlOMVAOyilb

31、.4bo2XSFL100001SFL110000110/10.5kVZT=2. 1+J38. 5QSFL1-40000121±2X2. 5%/10. 5kV-jll.2515+jll. 256. 0+j4.510llkV(b)習題6-7圖W lOkV狽卩的最(a)習題6-6圖6-7某變電所裝有二臺變壓器23SFL1lOOOlDlWTU： -大負荷為15+jll25MVA,接入補償電容器-jll布蔽川現酸電容器退出，并切除一臺變壓器。己知一臺變壓器的阻抗為Z=9. 2+J127Q,高壓母線最大負荷和最小負荷時的電壓分別為106. 09RV和110. 87kVo要求10kV側母線為順調壓，試選