电力系统北交大第1次作业答案

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1、电力系统北交大第1次作业答案电力系统分析第1次作业参考答案(请一定信守承诺,不可外传给下届及外班同学)第一部分:概念题(请填空或回答问题,并在理解的基础上记住) 1、如下图电力系统,各变压器的额定变比分别:T1的变比是121/10.5, T2 的变比是 110/38.5, T3 的变比是35/11;若T1工作于+5%抽头、T2工作在-2.5%抽头、T3工作在主抽头, 贝U T1 的变比是 127.05/10.5, T2 的变比是107.25/38.5 , T3的变比是35/11。知识点及注意:(1)以教材为准:变比指高压侧额定电压与低压侧额定电压之比,老师上课时讲解有误,请更正。(2)此类题目

2、请在理解的情况下记住:发电机额定电压为所接母线电压的 1.05倍;变压器的一次绕组连接发电机时其额定电压为发电机的额定电压,一次绕组连接线 路时其额定电压为线路母线额定电压;变压器的二次绕组额定电压为所连接线路母 线额定电压的1.1倍。(3)双绕组变压器的抽头设在高压侧。2、如下电力系统中,各变压器的额定变比为:T1的变比是242/10.5 , T2的变比是(高压/中压/低压)220/121/38.5?T3 的变比是35/6.6,发电机的额定电压为10.5kV;若T1工作于+2.5%抽头、T2的低压侧工作在主抽头,高压侧工作在 -2.5%抽头,中压侧工作在+5%抽头、T3 工作在主抽头,则 T

3、1的变比是 248.05/10.5 : T2的变比是 214.5/127.05/38.5 、T3 的变比是 35/6.6。35kVT3 gkV4、对电力系统运行的基本要求是:1) 保证供电的可靠性2)保证良好的电能质量3)保证系统运行的经济性4)满足节能与环保的要求5、电力系统的运行特点是:1)电能不能大量储存、发、输、配同时完成2)电力系统暂态过程非常短促,电能传输以光速进行3)与国民经济和人们生活水平密切相关6、请推导对称三相电路中的单相瞬时功率表达式,并回答:单相功 率是恒定值吗?单相功率中的有功分量和无功分量有何特点(必要时画图分析)?进一步,请从各个单相瞬时功率的表达式,推导出三相

4、电路总的瞬时功率,你发现了什么?u t = . 2U cos ti t = 2I cos ictp=u(t) i(t) =2UI cos t cost)= 2UI cos t Icos -t cos- sin tsin I=UI cos : cos2 t 1 UI sin 2 t sin :pR=UI cos ; cos2 t 1Px =UI sin sin 2 t单相功率不是恒定值。单项有功功率,有功分量始终大于0,有功与与无功分量TvJPA =uA t iA t = 2U cos t . 2I cosict 二。)二UI |cos cos 2 t ,:pB =uB t iB t = J2U

5、 cos t -120 v2I cos t - -120:二UI |cos-cos 2 t - : -240 :lPC =uc t ic t - 2U cos t -240%3l cos t - : - 240-=UI |cos。cos 2 t - : 240 : Ip = Pa Pb Pc =3UI cos :所以三相功率是恒定的。7、复习电机学中有关变压器的相关知识,请问变压器的有哪几种等3 / 7效电路?变压器的开路试验和短路试验是如何进行的?通过两个试 验能得到什么参数?为什么?答:1)变压器有T型、兀型等效电路和简化等效电路(图略);2)进行短路试验时,将一侧绕组短接,在另一侧绕组施

6、加电压,使 短路绕组的电流达到额定值,测得变压器的短路总损耗和短路电压;进行空载试验时,将一侧绕组空载,在另一侧绕组施加额定电压,测 得变压器的短路空载损耗和空载电流。3)短路试验:忽略铁心损耗,则短路损耗就等于额定电流时的原副 边电阻损耗,可确定电阻;又由于电阻的压降远小于电抗压降,短路 电压就等于额定电流时电抗上的电压降,从而可计算得到电抗值。空载试验:由于空载电流小,可忽略空载铜耗,此时空载损耗等于额 定电压时的铁心损耗,从而可计算得到电导;又由于空载电流上的有 功分量很小,空载电流就等于额定电压时的无功电流, 从而可计算得 到电纳。8、复习电机学中中有关同步发电机的相关知识,请写出隐极

7、同步发 电机和凸极同步发电机的电压方程, 分别画出两者的相量图。凸极同 步发电机中虚拟电动势的构建有何意义?直轴和交轴同步电抗的物 理含义是什么?对于隐极和凸极电机,直轴和交轴同步电抗的大小关 系如何?为什么?(1)隐极发电机的电压方程:不考虑磁饱和时:Eo=U iRa jlX a考虑磁饱和时:E =U II (Ra jX二)凸极发电机的电压方程:E0 =U +lRa +jlLXd +jdqXq相量图:略。由于电压方程中含有两个方向的电流(直轴电枢电流和交轴电枢电流)引入虚拟电动势Eq后,电压方程可化为:Eq =U +jiX q恰好消去两个分量的电流,使得凸极发电机的等值电路 可以在一个电路图

8、中表示出来。(3)直轴/交轴同步电抗是反映直轴/交轴电枢电流产生直轴/交轴电 枢磁动势的参数。(4)对于凸极发电机,由于转子形状的不对称,在直轴方向,气隙 较小,因此磁阻较小,磁通大,因此感应出的电动势大,也即直轴电 抗大;反之,交轴电抗小,即 XadXaq。但隐极发电机可以认为转 子形状是对称的,因此二者近似相等。第二部分:计算题9、设如图所示的三相对称交流电路,电源经阻抗Zt =(20 + j20)C向某 负载供电,输送电流Ia=2。-15A,负载的复功率为Sd =(10-j6)kVA(容性)。请求:(1)电源送出的有功功率和无功功率分别是多少?其无功功率是感性还是容性的?按照一般的惯例,

9、是相当于无功电源还是无功负荷?(2)电源的线电压Uab相量。Zt =(20 j20),JSd =(10 - j6)kVAIa =20 -15 A注意:电力系统用单线图表示时,所注负荷为三 相负荷,电流与阻抗均为一相的数值,电压为线 电压。(1)答:Z: =20 j20 =20 ,2. 45U: =Z: I: =400.2. 30-2或 Pt =3Ia% =3 400 20 =24kWQT =3I2XT =3 400 20 =24kVarPT =3Re U:I:=24kWQt =3Im U:I:=24kVar,匕 jQT = 24 j 24(kVA)S= ST S: =34j18 =38.47/

10、27.9或 8r =3UTIa =3 400,2, 3020. 15 =24,2. 45 =(24 j24)kVA总负荷吸收有功为34kW,无功为18kVar。即电 源输出了对应的功率。负荷吸收感性无功,为感 性负荷,按一般惯例为无功负荷;而电源必须可 以发出感性无功,即吸收容性无功,按一般惯例 为无功电源。注意:电力系统潮流计算一般计算的都是负荷的 吸收功率,并且图中标注的电压电流对负载而言 均为关联方向,即计算的功率为吸收功率。对于 有功而言,吸收正有功即消耗功率为有功负荷; 吸收负有功即发出功率为有功电源。对于无功而 言,按照一般惯例,吸收正无功即消耗感性无功 为无功负荷;吸收负无功即发

11、出感性无功为无功 电源。(无功的吸收与发出均已感性无功为准! 即通常所提的无功均为感性无功:电容发无功, 电感吸无功!)答:U SA =3I:38.47. 27.93* 20 . 15=0.641. 12.9UsAb:3U: . 30 =1.11. 42.9;10、过激运行的三相同步电动机,它的电流可以领先电压,应用它可 以改进功率因数。设同步电动机的线电压U;b =3000/0,线电流Ia =500. 30 A ,求它的有功功率和无功功率,此时按照一般的惯例, 是相当于无功电源还是无功负荷?答:Uab =3000.d0Uab -,.3uA . 30 uA =1000 3. -30 *IA =500. -30P =3Re U:I: =1.299MWIL AQ =3Im U: I:= -2.25MV ar一相当于无功电源。# / 7

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