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1、第一章 电力系统的基本概念11 电力系统、电力网和动力系统的定义是什么？12 见图示电力系统，试求变压器和发电机的额定电压。110kV 平均额定电压是多少？解：U GN=1.0510=10.5kVU1N.T1=UGN=10.5kV U2N.T1=1.1110=121kVU1N.T2=110kV U2N.T2=1.135=38.5kV U3N.T2=1.056=6.3kVU1N.T3=UGN=10.5kV U2N.T3=1.053=3.15kV110kV 线路平均额定电压 Uav=（U 2N.T1+ U1N.T2）/2=（121+ 110）/2115kV第二章作业及解答21 什么是发电机的功角特
2、性？隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别？22 已知一台三相三绕组变压器容量比为： , 三次侧额定电压为 、30/15MVA13.8NUkV、 ，实验数据： 、 、 , NUkV324Nk(12)9KPkW(3)0KPk(23)60KPW、 、 ， ， , 计算变压器参数（归算至高(12)%.7K(1).9K(23)%8.64U0%.5I压侧）并画出等值电路。解：由于已知的三绕组变压器三个绕组的容量不同，因此由变压器制造厂提供的变压器短路实验数据就存在归算的问题。根据标准，制造厂提供的短路损耗是没有归算到各绕组中通过变压器额定电流时数值，而制造厂提供的短路电压是归算好的。因此：（1）根
3、据容量比归算短路损耗：2(13)()015KPkW(2)(23)48（2）各绕组的短路损耗： 1(12)(3)(2)0.35KKPM2()()(1)73(13)(2)(2).6KKW（3）各绕组短路电压百分数： (1)(13)(23)%.495KUU2(2)(2)(1)0K3(13)(3)(2)8.KK（4）变压器归算到高压侧参数：22110.354.9540.136.821ZRjXj j2227359233.68.4.00jj j6221.53(.15.)044YGjBjjs23答案24 某一回 110kV 架空电力线路，导线型号为 LGJ-120，导线计算外径为 15.2mm，三相导线水平
4、排列，两相邻导线之间的距离 D=4m。试求该电力线路的参数，并画出等值电路。解：r 1=/S=31.5/120=0.2625/kmx1=0.1445lg(Dm/r)+0.0157=0.1445lg(1.274103)/(15.2/2)+0.0157=0.4239/kmb1=7.58106/lg(Dm/r)=2.68310-6S/kmg1=0（ 110kV 架空线路 LGJ 型导线不发生全面电晕的最小截面为 50mm2）R=r1l=15.75X=x1l=25.43B/2=b1l/2=8.0510-5S充电功率之半 Qc/2=UN2B/2=0.97MvarG=0等值电路如下：25 一条 110kV
5、 架空线路长 100km，导线为 ，导线的直径为 16.72mm 水平排列，导线间距为 4m。150LGJ（1）计算线路每公里参数，并将计算结果与查表结果相对照；（2）计算线路全长参数，画出等值电路图；（3）线路产生的容性无功功率是多少？ 解：（1）方法一：用公式计算线路每公里参数：kmSr/21.0530Dm4.84， 导线的直径为 16.72mm（查表）150LGJ kmrxm /417.05.36.84lg.07.lg1.0 6607.58.5812.10/4ll3b skmr方法二：查表得到线路每公里参数：， ，kmr/21.00.416/xk602.741/bsk由两种方法的结果可见
6、：二者误差是很小的，工程中一般采用查表的方法。（2）线路全长的参数：，0.21R， 46.X4.70271Bs画出电力线路的等值电路： jXR2Bj2Bj(3) 线路产生的 22410.73.cQUBMVar26 电力网络接线如图所示，计算网络各元件参数标幺值，并画出网络等值电路。 3fGT-1 T-2L-1 L-2DK30MVA1.5kx=2631.5MVA0/21. 15MVA0/6. 6kV0.3Ax(%)=580km/4. 2.5km/08A解：采用近似计算。选取 ， 选取各段的平均电压，则各元件的电抗标幺值为：VASB10BU 10.56.3BIIUkV1122305.9.26BBS
7、IkAUIk1发电机 87.012.*NBGSX2变压器 T-1 3.5.10%KTU3架空线路 L-1 2210.4.8.4BL4变压器 T-2 7.5.102NKTSX5电抗器 2210%60. .46.33BDUI6电缆线路 L-2 2 20.8.5.LB画出等值电路为： 3f0.870.30.240.71.460.54E12 453 6A27 电力网络接线如图所示，计算网络各元件参数标幺值。 20MVA10.5kVx=0.220MVA10.5/121Uk%= 10.52*15MVA110/6.6Uk%=10.5100km/4.6kV1.5kAx = 8解：采用近似计算。选取 ， 选取各
8、段的平均电压，则各元件的电抗标幺值为：VASBB1发电机 0.12.*NGSX2变压器 T-1 5.10%BKTU3架空线路 L 221010.4.54.5BSXLU4变压器 T-2 7.10.%2NKT5电抗器 22106.8.46510.335BDSI第三章作业及解答31 见图所示电力网，首端电压为 118kV，线路阻抗为 18.9+j29.6（双回线） ，线路充电功率为4.56Mvar，求末端电压。解：（一）求功率分布（单位：MVA） ，等值电路见图（b）所示。阻抗环节末端：P 2+jQ2=40+j30-j4.56=40+j25.44阻抗环节损耗： 5.1.3)629.18(04.5jj
9、阻抗环节首端：P 1+jQ1=40+j25.44+（3.51+j5.5 ）=43.51+j30.94（二）求电压分布 kVj jURXPjRU95.310 189.4.306295.4186.29.30.481112 &所以 kU47.03.222.10395arctg由于 110kV 及以下线路可不计电压降落横分量，因此也可直接得 U2=U1-U 1=103.3kV。32 有一 110kV，100km 线路，LGJ-150 导线，r 1+jx1=0.211+j0.416/km，b 1=2.7410-6S/km，线路首端电压为 115kV，求空载时线路末端电压。解：（一）求线路参数，画等值电路
10、R+jX=21+j41.6QC/2=UN2B/2=1.66Mvar（二）求功率分布（单位：MVA）线路阻抗环节末端：-j1.66线路阻抗环节损耗： 0947.8.0)6412(106.2 jj线路阻抗环节首端：-j1.66+(0.00478+j0.00947)=0.00478-j1.65053（三）求电压分布110kV 线路可不计电压降落横分量，因此 kVU6.1515.4603.2.43078.1512 线路空载运行时，线路中的电流为容性电流，电压等级越高，末端电压越容易高于首端电压。3-3 有一台三绕组变压器，其归算至高压侧的等值电路如图 3-3 所示，其中当变压器变比为,68,4,8.3
11、742,5.1472,6547.2 3231 MAjSjjZjjZTTT 110/38.5（1+5%）/6.6kV，U 3=6kV 时，试计算高压、中压侧的实际电压。图 3- 3 答案：高压侧实际电压为： U1=109.69 kV中压侧实际电压为： U1=37.648 kV3-4 某电力线路导线为 LGJ-185，长度为 100kM，导线计算外径为 19mm，线路末端负荷为90+j20MVA。该电力线路由 110kV 升至 220kV 运行，假设升压前后导线截面和负荷大小保持不变，而且不考虑电晕损失的增加，导线水平排列，升压前后导线间距由 4m 增加到 5.5m。试问升压前后电力线路的功率损耗
12、减少了多少？电压损耗的百分数减少了多少？答案： 110kV 运行，功率损耗 S1=101.8704+j45.2263MVA电压损耗 U1%=22.1220kV 运行，功率损耗 S2=92.9146+j14.2263MVA电压损耗 U2%=4.64功率损耗减少 S=8.9558+j30.6905MVA电压损耗减少 U%=17.463-5 如图所示简单系统，额定电压为 110KV 双回输电线路，长度为 80km，采用 LGJ-150 导线，其单位长度的参数为：r=0.21/km，x=0.416/km,b=2.74 。变电所中装有两台三相 110/11kV 的变压器，每台kmS/106的容量为 15
13、MVA,其参数为：。母线 A 的实际运行电压为 117kV，负荷功5.3%,.,28P5.40s osIVkWk率：。当变压器取主轴时，求母线 c 的电压。MAjSAjSLDcLDb 150,13解 （1）计算参数并作出等值电路。输电线路的等值电阻、电抗和电纳分别为4.821.08LR6.LXSSBc 461037由于线路电压未知，可用线路额定电压计算线路产生的充电功率，并将其等分为两部分，便得将 分别接于var65.2var8.42124 MVQNcB BQ节点 A 和 b ，作为节点负荷的一部分。两台变压器并联运行时，它们的等值电阻、电抗及励磁功率分别为4.31502810222NsTSV
14、PR.%2sT MVAjVAjQjPoo 05.18.)10.4.( 变压器的励磁功率也作为接于节点 b 的负荷，于是节点 b 的负荷 jMjjjPSBLDbb 4.365.20.18.230)0节点 c 的功率即是负荷功率 Sc1这样就得到图所示的等值电路（2）计算母线 A 输出的功率。先按电力网络的额定电压计算电力网络中的功率损耗。变压器绕组中的功率损耗为MVj MVAjjXRSTNcT19.28.0 )4.2.3(105222由图可知AjjjQPTTc.7. 19.8.5 VASbcc59.26.0 4.0.31.8线路中的功率损耗为MVAjVAjjXRVLNL 51.428.)6.14.8(1059.276.21 于是可得MjjjSL.3254. .59.71由母线 A 输出的功率为 MVAjVAjjQjSB 45.29.56.21.354.21 （3）计算各节点电压。线路中电压降落的纵分量和横分量分别为kVVXQRPALLL 3.8176.324.8511 LLL 2.54.11 b 点电压为 kLLA 8.10.3.8172222 变压器中电压降落的纵，横分量分别为VVXQRPbTcTcT 3.7.0494. kbTCTcT .8.1.72. 归算到高压侧的 c 点电压TTbc 7
