第一篇：電力系統(tǒng)分析第三版（于永源楊綺雯著）課后答案

Chapter 一 1-1、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的含義是什么？ 答：電力系統(tǒng)指生產(chǎn)、變換、輸送、分配電能的設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路等，使用電能的設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、電爐、電燈等，以及測(cè)量、保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所 組成的統(tǒng)一整體。一般電力系統(tǒng)就是由發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、配電設(shè)備及用電設(shè)備所組成的 統(tǒng)一體。

電力系統(tǒng)中，由各種電壓等級(jí)的電力線路及升降壓變壓器等變換、輸送、分配電能設(shè)備 所組成的部分稱電力網(wǎng)絡(luò)。

1-2、電力系統(tǒng)接線圖分為哪兩種？有什么區(qū)別？ 答：電力系統(tǒng)接線圖分為地理接線圖和電氣接線圖。

地理接線圖是按比例顯示該系統(tǒng)中各發(fā)電廠和變電所的相對(duì)地理位置，反映各條電力線 路按一定比例的路徑，以及它們相互間的聯(lián)絡(luò)。因此，由地理接線圖可獲得對(duì)該系統(tǒng)的宏觀 印象。但由于地理接線圖上難以表示各主要電機(jī)、電器之間的聯(lián)系，對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)一步了解。

還需閱讀其電氣接線圖。

電氣接線圖主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電力元件 之間的電氣接線。但電氣接線圖上難以反映各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)位置，所以閱讀電氣接 線圖時(shí)，又常需參考地理接線圖。

1-3、對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？ 答：對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行通常有如下三點(diǎn)基本要求: 1）保證可靠地持續(xù)供電；

2）保證良好的電能質(zhì)量；

3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

1-4、電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？系統(tǒng)各元件的額定電壓是多少？什么叫電力線路 的平均額定電壓？ 答：各部分電壓等級(jí)之所以不同，是因三相功率 S 和線電壓 U、線電流 I 之間的關(guān)系為 S= 3 UI。當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓愈高，電流愈小，導(dǎo)線等截流部分的截面積愈小，投資愈小；

但電壓愈高，對(duì)絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器等絕緣的投資也愈大。

綜合考慮這些因素，對(duì)應(yīng)于一定的輸送功率和輸送距離應(yīng)有一個(gè)最合理的線路電壓。但從設(shè) 備制造角度考慮，為保證生產(chǎn)的系列性，又不應(yīng)任意確定線路電壓。另外，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓 等級(jí)過多也不利于電力工業(yè)的發(fā)展?？紤]到現(xiàn)有的實(shí)際情況和進(jìn)一步的發(fā)展，我國國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)電壓，即為額定電壓。

各元件的額定電壓：

1、各用電設(shè)備的額定電壓取與線路額定電壓相等，使所有用電設(shè)備能在接近它們的 額定電壓下運(yùn)行；

2、發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的 105%；

3、升壓變壓器一次側(cè)額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，二次側(cè)的額定電壓為線路 額定電壓的 110%；

4、降壓變壓器一次側(cè)取與線路額定電壓相等，二次側(cè)的額定電壓為線路額定電壓 的 110%或 105%。

電力線路的平均額定電壓：是約定的、較線路額定電壓高 5%的電壓系列。

1-5、系統(tǒng)不同電壓等級(jí)的適用范圍怎樣？ 答：3KV 只限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用；

500、330、220KV 多用于大電力系統(tǒng)的主干線；

110KV 既用于大城市或大工業(yè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，也廣泛用于農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)；

10KV 則是最常用的更低一級(jí) 的配電電壓；

只有負(fù)荷中高壓電動(dòng)機(jī)的比重很大時(shí)，才考慮 6KV 配電的方案。

1-6、電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線有哪些？什么是年持續(xù)負(fù)荷曲線和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)？有何用 處？ 答：電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線：

1）按負(fù)荷種類分為有功功率負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線；

2）按時(shí)間段長(zhǎng)短分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；

3）按計(jì)量地點(diǎn)分為個(gè)別用戶、電力線路、變電所及至整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷曲線。

年持續(xù)負(fù)荷曲線：一年中系統(tǒng)負(fù)荷按其數(shù)值大小及其持續(xù)時(shí)間順序由大到小排列而 成。

最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax：如果負(fù)荷始終等于最大負(fù)荷 Pmax，則經(jīng)過 Tmax 小時(shí)所消耗 的電能恰好等于全年耗電量 W，即：

8760 W ∫ pdt Tmax = = Pmax 0 Pmax Tmax 的大小反映了負(fù)荷隨時(shí)間變化波動(dòng)的幅度大小，Tmax 大則表示負(fù)荷波動(dòng)小，Tmax 小表示負(fù)荷波動(dòng)大。

1-7、某 一 負(fù) 荷 的 年 持 續(xù) 負(fù) 荷 曲 線 如 圖 所 示，試 求 最 大 負(fù) 荷 利 用 小 時(shí)。

P(M W)1 0 0 6 0 3 0 0 2 0 0 0 5 0 0 0 8 7 6 0 t(h)解：A 年 = 2000 ×100 +(5000 ? 2000)×60 +(8760 ?5000)×30 =492800(Mw.)h Tmax = A年 Pmax = 492800 = 492（8 h）100 1-8、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地情 況如何? 答：接地方式通常分為兩大類：

1）大接地電流系統(tǒng)，即直接接地；

2）小接地電流系統(tǒng)，即不接地和經(jīng)消弧線圈接地。

特點(diǎn)：電力系統(tǒng)最常見的故障是單相接地，對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)來說當(dāng)出現(xiàn)單相接 地時(shí)，出現(xiàn)了除中性點(diǎn)外的另一個(gè)接地點(diǎn)，構(gòu)成了短路回路，所以接地相電流即短路電流數(shù) 值也就很大，為了防止損壞設(shè)備，必須迅速切除接地相甚至三相，從而降低了供電可靠性。

不接地系統(tǒng)供電可靠性高，但對(duì)絕緣水平的要求也高。因這種系統(tǒng)中單相接地時(shí)，不構(gòu)成短 路回路，接地相電流不大，不必切除接地相，但這時(shí)非接地相的接地電壓卻升高為相電壓的 3 倍。

目前在我國，110KV 及以上的系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地，35KV 及以下的系統(tǒng)中性點(diǎn) 不接地。

1-9、中性點(diǎn)不接地單相接地時(shí)，各相對(duì)地電壓有什么變化？怎樣計(jì)算單相接地電流？ 答：1)假設(shè) C 相接地，則 C 相電流為 0。此時(shí)相量圖如圖一。由圖可知，故障相電壓變?yōu)?0，非故障相得對(duì)地電壓變?yōu)榫€電壓，即為原來的 3 倍。

2）則相量圖為圖二。由圖可知，∑Ic= 3 Ica= 流為非故障時(shí)電容對(duì)地電流的 3 倍。

3 Ia=3 Ia。即故障時(shí)單相接地電 1-10、消弧線圈的工作原理是什么？電力系統(tǒng)一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？ 答：工作原理：在小接地電流系統(tǒng)的中性點(diǎn)處裝設(shè)消弧線圈，其實(shí)就是電感線圈，接地點(diǎn)接 地相電流中增加了一個(gè)感性分量，它和原來接地點(diǎn)的電流即線路兩非故障相的對(duì)地電容電流 之和恰方向相反，數(shù)值相抵消，從而減小了接地點(diǎn)的電流，使電弧易于自行熄滅，提高了供 電可靠性。

電力系統(tǒng)中一般采取過補(bǔ)償，因?yàn)槿a(bǔ)償和欠補(bǔ)償易被擊穿。

當(dāng) IL= ∑ IC 時(shí)稱為全補(bǔ)償，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生諧振過電壓，這是不允許的；

當(dāng) IL ＞ ∑ IC 時(shí)稱為過補(bǔ)償，這是系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常使用的補(bǔ)償方式；

當(dāng) IL ＜ ∑ IC 時(shí)稱為欠補(bǔ)償，一般 也不采用，以防止再切除線路或系統(tǒng)頻率下降時(shí)使 ∑ IC 減少可能出現(xiàn)全補(bǔ)償而出現(xiàn)諧振過 電壓。

Chapter 二 2-1、架空電力線路由哪些部分組成？它們的作用如何？架空電力線路的桿塔由哪些形 式？ 答：架空電力線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等構(gòu)成。

作用：1）導(dǎo)線：傳輸電能；

2）避雷線：將雷電流引入大地以保護(hù)電力線路免受雷擊；

3）桿塔：支持導(dǎo)線和避雷線，保持導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與避雷線、導(dǎo)線與大地 的安全距離；

4）金具：支持、接續(xù)、保護(hù)導(dǎo)線和避雷線，連接和保護(hù)絕緣子。

桿塔的型式：直線桿，耐張桿，終端桿，轉(zhuǎn)角桿等。

2-2、在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，導(dǎo)線材料的電阻率ρ為什么略大于它們的直流電阻率？ 答：原因：1）交流電的集膚效應(yīng)使得電阻上升；

2）輸電線路為多股絞線，其每股長(zhǎng)度略大于導(dǎo)線長(zhǎng)度；

3）計(jì)算中采用的標(biāo)稱截面積略大于實(shí)際截面積。

2-3、分裂導(dǎo)線的作用是什么？分裂數(shù)為多少合適?為什么？ 答：分裂導(dǎo)線的作用：為了減少電暈損耗，應(yīng)設(shè)法降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度值，實(shí)踐證明采用 每相導(dǎo)體分裂為幾根子導(dǎo)體的分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)可降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度值，因此分裂導(dǎo)線成為 目前國內(nèi)外超高壓輸電線路上廣為采用的導(dǎo)線型式。

分裂數(shù)為 2~4 合適。因?yàn)榉至训母鶖?shù)愈多，電抗下降也愈多，但分裂根數(shù)超過 3-4 根 時(shí)，電抗的下降已逐漸減緩。而導(dǎo)線與金具的結(jié)構(gòu)、線路架設(shè)與運(yùn)行等卻隨著分裂根數(shù)的增 加而大為復(fù)雜，目前導(dǎo)線的分裂根數(shù)一般不超過 4 根 2-4、電力線路的等值電路是怎樣表示的？ 答：1)短線路，是指長(zhǎng)度不超過 100km 的架空線路，線路電壓為 35KV 及以下時(shí)，電納可 略。等值電路如圖一。

2）中等長(zhǎng)度線路，是指長(zhǎng)度在 100~300km 之間的架空線路和不超過 100km 的電纜線路。

這種線路的等值電路有 T 型和π型等值電路，如圖二。

3）長(zhǎng)線路，是指長(zhǎng)度超過 300km 的架空線路和超過 100km 的電纜線路。這種線路的等 值電路要考慮它們的分布參數(shù)特性，如圖三。

2-5、什么叫自然功率？ 答：自然功率也稱波阻抗負(fù)荷。是指負(fù)荷阻抗為波阻抗時(shí)，該負(fù)荷所消耗的功率。

2-6、什么叫變壓器的短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)，從這兩個(gè)試驗(yàn)可確定變壓器哪些參數(shù)？ 答：1）短路試驗(yàn)：低壓側(cè)短路，在高壓側(cè)加電壓使繞組通過的電流達(dá)額定值，測(cè)出高壓側(cè) P U 2 所加電壓值和回路所消耗的有功功率 PK?？纱_定的參數(shù)：繞組電阻 RT = K N，繞組電抗 S 2 N X = U %U 2 K N。

N T 100 S 2）空載試驗(yàn)：低壓側(cè)開路，高壓側(cè)加額定電壓，測(cè)出變壓器的空載電流 I0 和空載損 耗 P0?？纱_定的參數(shù)：勵(lì)磁電導(dǎo) G = P0 ，勵(lì)磁電納 B = I0 %SN。

U N T 2 T N 100U 2 2-7、雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣的等值電路表示？雙繞組變壓器與電力線路的等 值電路有何異同？ 答：1）雙繞組變壓器的等值電路：

三繞組變壓器的等值電路：

2）同——都有一串聯(lián)的阻抗 Z=R+jX 和并聯(lián)的導(dǎo)納 Y=G+jB。

異——雙繞組變壓器的勵(lì)磁回路的等值導(dǎo)納并聯(lián)在變壓器繞組等值阻抗的首端；

線路的總導(dǎo)納一半并聯(lián)在線路的等值阻抗的首端，一半并聯(lián)在末端；

線路的 G≈0;雙繞組變 壓器的并聯(lián)電納是感性因此 BT 前是“－”號(hào)，線路的并聯(lián)電納是容性的，因此 BL 前是“+” 號(hào)。

2-8、什么叫三繞組變壓器的最大短路損耗？ 答：指兩個(gè) 100%容量繞組中流過額定電流，另一個(gè) 100%或 50%容量繞組空載時(shí)的有功損 耗。

2-9、對(duì)于升壓型和降壓型的變壓器，如果所給出的其他原始數(shù)據(jù)均相同，它們的參數(shù)相同 嗎？如何理解變壓器的參數(shù)具有電壓級(jí)的概念？ 答：不同。因?yàn)閷?duì)升壓型和降壓型的三繞組變壓器來說，其繞組排列方式不同。升壓型的從 鐵芯至繞組最外層的排列順序是中壓繞組、低壓繞組、高壓繞組，由于高中壓繞組相隔最遠(yuǎn)，二者間漏抗最大；

降壓型的從鐵芯至繞組最外層的排列順序是低壓繞組、中壓繞組、高壓繞 組，高低壓繞組間漏抗最大。繞組間漏抗不同，則 XT 就不同。

當(dāng)變壓器參數(shù)計(jì)算公式中代入不同電壓級(jí)的額定電壓則得出歸算到不同電壓級(jí)下的參 數(shù)。

2-10、發(fā)電機(jī)的等值電路有幾種形式？它們等效嗎？發(fā)電機(jī)電抗的百分?jǐn)?shù) XG%的含義是什 么？ 答：一般有兩種形式，一是以電壓源和串聯(lián)電抗表示的等值電路，一是以電流源和并聯(lián)電抗 表示的等值電路。兩者之間完全等效。

發(fā)電機(jī)電抗的百分?jǐn)?shù) XG% 實(shí)際上是在 XG 上通過額定電流時(shí)產(chǎn)生的電壓降與額定電 壓的比值的百分值。其計(jì)算公式是：

XG(%)= 3IN XG ×100 UN 2-11、電力系統(tǒng)負(fù)荷有幾種表示方式？它們之間有什么關(guān)系？ 答：電力系統(tǒng)負(fù)荷有兩種表示方法：阻抗和導(dǎo)納，它們相互等值。

2-12、組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)的基本條件是什么？ 答：標(biāo)么值的折算和電壓級(jí)的歸算即求出的電力系統(tǒng)各元件參數(shù)。

2-13、什么是有名制？什么是標(biāo)幺制？標(biāo)幺制有什么特點(diǎn)？基準(zhǔn)值如何選取？ 答：有名制：進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行運(yùn) 算。

標(biāo)幺制：進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用沒有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的 相對(duì)值進(jìn)行運(yùn)算。

標(biāo)幺制的特點(diǎn)：線電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù) 值相等。計(jì)算結(jié)果清晰，便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性，可大量簡(jiǎn)化計(jì)算等。

基準(zhǔn)值的選取：1）基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同。2）阻抗、導(dǎo)納、電壓、電 流、功率等五個(gè)基準(zhǔn)值之間應(yīng)符合電路關(guān)系。

2-14、電力系統(tǒng)元件參數(shù)以標(biāo)幺值表示時(shí)，是否可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)？計(jì)算元件標(biāo)幺 值的兩種算法，其結(jié)果是否相同，為什么？ 答：元件參數(shù)以標(biāo)幺值表示時(shí)可以組成電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)。

計(jì)算元件參數(shù)標(biāo)幺值的兩種算法 1 是按變壓器實(shí)際變比計(jì)算，2 是按平均額定電壓之 比計(jì)算。結(jié)果有差異，按變壓器實(shí)際變比計(jì)算得出的標(biāo)幺值是所謂精確值，按平均額定電壓 之比計(jì)算得出的標(biāo)幺值是近似值，通常用在短路計(jì)算中。

2-15、什么叫變壓器的額定變比，實(shí)際變比，平均額定電壓之比？在歸算中如何應(yīng)用？ 答：額定變比是把變壓器的變比看成額定電壓之比，實(shí)際變比是把變壓器的變比看成變壓器 的實(shí)際電壓之比，平均額定電壓之比是看成變壓器的平均額定電壓之比。根據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果精 度的要求在歸算中選用不同的變比。

2-16、電力系統(tǒng)接線圖如下圖所示，圖中標(biāo)明了各級(jí)電力線路的額定電壓（KV），試求：

1）發(fā)電機(jī)和變壓器各繞組的額定電壓，并標(biāo)在圖中；

2）設(shè)變壓器 T1 工作于+5%抽頭，T2、T5 工作于主抽頭（T5 為發(fā)電廠的廠用變壓器），T3 工作于-2.5%抽頭，T4 工作于-5%抽頭，求個(gè)變壓器的實(shí)際變比；

3）求各段電力線路的平均額定電壓，并標(biāo)于圖中。

解：（1）如上圖。

242(1 + 5%) 24.2 K =（2）1 = 10.5 K 2(1? 2)= 220 121  =1.82 K 2(1?3)= 220 = 5.71 38.5 K = 110(1 ? 2.5%)= 9.75 3 11 K = 35(1 ? 5%)= 5.04 4 6.6 K5 = 10 3.15 = 3.17 Ul1 = 220×(1 + 5%)= 231KV Ul 2 = 110×(1 + 5%)= 115.5KV(3)Ul3 = 35×(1 + 5%)= 36.75KV Ul 4 = 10 ×(1 + 5%)= 10.5KV Ul5 = 6 ×(1 + 5%)= 6.3KV Ul 6 = 3 ×(1 + 5%)= 3.15KV 2-17.某一回 110kv 架空電力線路,長(zhǎng)度為 60km,導(dǎo)線型號(hào) LGJ-120,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 15.2mm, 三相導(dǎo)線水平排列,兩相鄰導(dǎo)線三相間的距離為 4m,試計(jì)算該電力線路的參數(shù),并作等效電 路。

ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? km)120 r = 15.2 = 7.6(mm)2 m D = 3 4000× 4000× 2 × 4000 = 5039.7(mm)X = 0.1445lg Dm 1 r + 0.0157 = 0.1445lg 5039.7 + 0.0157 = 0.423(? / km)7.6 b1 = 7.58 lg Dm r ×10 ? 6 = 7.58 lg 5039.7 7.6 ×10 ? 6 = 2.69 ×10 ?6(s)g1 = 0.R1 = r1l = 0.2625× 60 = 15.75(?)X 1 = x1l = 0.423× 60 = 25.38(?)?6 ? 4 則 B1 = b1l = 2.69 ×10 × 60 = 1.614× 10 (s)B1 = 0.807×10 2  ? 4(s)G1 = 0.2-18.有一回 220kv 架空電力線路,采用型號(hào)為 LGJ-2×185 的雙分裂導(dǎo)線,每一根導(dǎo)線的計(jì)算 外徑為 19mm,三相導(dǎo)線的不等邊三角形排列,線間距離 D12 = 9m , D23 = 8.5m, D31 = 6.1m, 分裂導(dǎo)線的分裂數(shù) n=2,分裂間距為 d=400mm,試計(jì)算該電力線路的參數(shù),并作其等值電路。

解：

r1 = ρ = ns 31.5 2 ×185 = 0.085(? / km)req = = 2 19 × 400 = 61.64(mm)2 rd 2 m D = 3 900 × 8500 × 6100 = 7756.46(mm)1 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0,1445lg 7756.46 + 0.0157 = 0.311(? / km)req n 61.64 2 b1 = 7.58 D  ?6 ×10 = 7.58 ×10 7756.46  ?6 = 3.61×10  ?6(s / km)lg m req.b1 lg 61.64 ?6 = 1.805×10 2 (s / km)g1 = 0.2-19.三相雙繞組升壓變壓器的型號(hào)為 SFL-40500/110, 額定容量為 40500KVA,額定電壓為 121/10.5KV, Pk = 234.4kw, Uk(%)= 11, P0 = 93.6kw, I 0(%)= 2.315, 求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。

解: ` R = PKU N = 234.4 ×10 ×(10.5 ×103)2 = 1.57 × 10? 2(?)2 3 S N T 2(40500×103)2 2 X = UN(%)U N 11×(10.5 × 103)2 =  = 0.3(?)N T 100S 100× 40500×103 3 P0 U GT = 2 N = 93.6 ×10(10.5 ×103)2 = 8.49 ×10? 4(S)3 I(%)S B = 0 N = 2.315× 40500×10 = 8.5 ×10? 3(S)N T 100U 2 100×(10.5 ×103)2 2-20.三 相 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號(hào) 為 SFPSL-120000/220, 額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA,額定電壓為 220/121/11KV, PK(1? 2)= 601KW , PK(1? 3)= 182.5KW , PK(2? 3)= 132.5KW ,U K(1? 2)(%)= 14.85,U K(1? 3)(%)= 28.25, UK(2?3)(%)= 7.96, P0 = 135KW , I 0(%)= 0.663,求該變壓器的參數(shù),并作等值電路。

解: I: PK(1? 2)= 601(KW)P ＇ K(1? 3)＇ = 4 PK(1?3)= 730(KW)PK(2?3)= 4 PK(2? 3)= 530(KW)P = 1(P + P ＇ – P ＇ )= 400.5(KW)K1 2 K(1? 2)K(1? 3)K(2? 3)P = 1(P + P ＇ – P＇ )= 200.5(KW)K 2 2 K(1?2)K(2? 3)K(1?3)P = 1(P＇ + P＇ ? P)= 329.5(KW)K 3 2 K(1? 3)K(2?3)K(1? 2)2 3 3 2 R = PK 1U N 1 = 400.5 × 10 ×(220 × 10)= 1.346(?)S T 1 2 N 2 (12 × 10 4 × 10 3)2 3 3 2 R = PK 2 U N 1 = 200.5 × 10 ×(220 × 10)= 0.674(?)S T 2 2 N 2 (12 × 10 4 × 10 3)2 3 3 2 R = PK 3U N 1 = 329.5 × 10 ×(220 × 10)= 1.107(?)S T 3 2 N (12 × 10 4 × 10 3)2 II：U K(1? 2)(%)= 14.85,U K(1?3)(%)= 28.25,U K(2? 3)(%)= 7.96 UK1 (%)= 1(U 2  K(1? 2)(%)+ U  K(1? 3)(%)? U  K(2? 3)(%))= 17.57 UK 2 UK 3 (%)= 1(U 2(%)= 1(U 2  K(1? 2)K(1? 3)(%)+ U(%)+ U  K(2?3)K(2 ?3)(%)? U(%)? U  K(1? 3)K(1? 2)(%))= ?2.72(%))= 10.68 U(%)U 2 X = K1 N1 17.57 ×(220 ×103)2 =  = 70.866(?)N T1 100S 2 100×12 ×104 ×103 3 2 XT 2 = UK 2(%)U N1 100SN = ? 2.72 ×(220×10)100×12 ×104 × 103 = ?10.971(?)U(%)U 2 X = K 3 N1 10.68 ×(220× 103)2 =  = 43.076(?)N T 3 100S 100×12 ×104 ×103 III：

G = P0 = 135×103  = 2.79 ×10? 6(S)U N1 T 2(220×103)2 4 3 IV：

BT = I 0(%)SN N 1 100U 2 = 0.663×12 ×10 ×10 100 ×(220×103)2 = 1.644×10? 5(S)2-21 ． 三 相 自 耦 三 繞 組 降 壓 變 壓 器 的 型 號(hào) OSSPSL-120000/220，額 定 容 量 為 120000/120000/60000KVA，額 定 電 壓 220/121/38.5KV，PK(1? 2)= 417 KW , PK(1?3)= 318.5KW , PK(2 ?3)= 314 KW;U K(1? 2)(%)= 8.98, UK(1? 3)(%)= 16.65,U K(2 ?3)(%)= 10.85;P0 = 57.7 KW , I 0(%)= 0.712.求該變壓器的參數(shù), 并作等值電路.解: I: PK(1? 2)= 417(KW)P ＇ K(1? 3)P ＇ K(2? 3)= 4 PK(1?3)= 4PK(2? 3)= 1274(KW)= 1256(KW)P = 1(P + P ＇ – P ＇ )= 217.5(KW)K1 2 K(1? 2)K(1?3)K(2? 3)P = 1(P + P ＇ – P＇ )= 199.5(KW)K 2 2 K(1? 2)K(2? 3)K(1? 3)P = 1(P＇ + P ＇ ? P)= 1056.5(KW)K 3 2 K(1? 3)K(2? 3)K(1? 2)2 3 3 2 RT1 PK1U N1 S = 2 N = 217.5 ×10 ×(220×10)(12 ×104 ×103)2 = 0.73(?)2 3 3 2 RT 2 PK 2UN1 S = 2 N = 199.5 ×10 ×(220 ×10)(12 ×104 ×103)2 = 0.67(?)2 3 3 2 RT 3 PK 3U N1 S = 2 S = 1056.5 ×10 ×(220×10)(12 ×104 ×103)2 = 3.55(?)II: UK(1? 2)(%)= 8.98 K(1?3)K(1?3)U ＇(%)= 2U(%)= 33.3 K(2 ?3)K(1?3)U ＇(%)= 2U(%)= 21.7 UK 1 (%)= 1(U 2  K(1? 2)(%)+ U ＇ K(1? 3)(%)? U ＇ K(2 ?3)(%))= 10.29 UK 2 (%)= 1(U 2  K(1? 2)(%)+ U ＇ K(2? 3)(%)? U ＇ K(1?3)(%))= ?1.31 U(%)= 1(U ＇ (%)+ U ＇ (%)? U (%)= 23.01 K 3 2 K(1? 3)K(2?3)K(1? 2)U %U 2 10.29 ×(220 ×103)2 XT1 = K 1 100S N 1 = = 41.503(?)N 100 ×12 ×104 ×103 XT = UK 2 N1 ?1.31 ×(220 ×103)2 = = ?5.284(?)%U 2 N 2 100 S 100 ×12 ×104 ×103 U %U 2 23.01×(220 ×103)2 XT 3 = K3 100SN N1 = = 92.807(?)100 ×12 ×104 ×103 III: G = P0 = 57.7 ×103 = 1.19× 10?6(S)U N1 T 2(220×103)2 4 IV: B = I 0(%)SN = 0.712×12 ×10 ×103 = 1.765× 10? 5(S)N 1 T 100U 2 100×(220 ×103)2 2-22.雙水內(nèi)冷汽輪同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)為 TQFS-125-2, PN = 125MW , cos ? N = 0.85,U N = 13.8KV , X d = 1.867, X d = 0.257, X ＇＇ = 0.18, 試計(jì)算該發(fā)電機(jī)的直 d ＇ ＇＇ 軸同步電抗 X d ,暫態(tài)電抗 X d ,直軸次暫態(tài)電抗 X d 的有名值.U 2 解: ZN = N SN  U 2 cos ? = N N = 1.295(?)PN X d = 1.867ZN = 1.867×1.295 = 2.418(?)X d N ＇ = 0.257 Z = 0.257 × 1.295 = 0.333(?)X d N ＇＇ = 0.18Z = 0.18 ×1.295 = 0.233(?)2-23.電抗器型號(hào)為 NKL-6-500-4, UN 試計(jì)算該電抗器電抗的有名值.= 6KV , I N = 500A, 電抗器電抗百分?jǐn)?shù) X L(%)= 4.解: X L = = 4 × 6 ×10  = 0.277(?)X L(%)U N 100 3I N 3 100 3 × 500 Chapter 三 3-1.電力系統(tǒng)阻抗中的功率損耗表達(dá)式是什么?電力線路始.末端的電容功率表達(dá)式是什么? L P 2 + Q 2 答: ?SL = ?PL + j?QL = i i(R U 2 i + jX L)1 ?S 2 C1 = ? jU 2 BL 1 2 1 ?S = ? jU 2 BL 2 C 2 2 2 3-2.電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達(dá)式是什么 ?其電壓的計(jì)算公式是以相 電壓推導(dǎo)的,是否也適合于線電壓?為什么? 答: ?U Pi R + Qi X U = i i δU Pi X ? Qi R U = i i 此公式也適合于線電壓，原來在相電壓的計(jì)算公式中功率是每相功率，而用于線電壓計(jì) 算時(shí)功率用三相總功率即可。

三相功率是每相功率的 3 倍，當(dāng)公式用三相功率代入時(shí)，要使等式成立ΔU 和δU 前面 都要乘 3 倍。而線電壓是相電壓的 3 倍, 將ΔU 和δU 前的 3 變成 3 × 3，其中一個(gè) 3 與 ΔU、δU 相乘則使相電壓的ΔU、δU 變成了線電壓的ΔU、δU，另一個(gè) 3 則和等式右側(cè)分母 上的相電壓 U 相乘得到線電壓 U。

3-3.什么叫電壓降落.電壓損耗.電壓偏移.電壓調(diào)整及輸電效率?...答:電壓降落:線路始.末兩端電壓的相量差(U 1 ? U 2)或 d U.電壓損耗:線路始末兩端電壓的數(shù)值差(U1 ? U 2)≈ΔU.從百分?jǐn)?shù)表示,電壓損耗ΔU %= U 1 ? U 2 × 100.U N 電壓偏移:線路始.末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差(U1 ? UN)或(U 2 ? U1),以百分?jǐn)?shù)表示 始端電壓偏移ΔU1。

N %= U1 ? UN U N  ×100.末端電壓偏移ΔU2。

N %= U 2 ? U N U N  ×100.電壓調(diào)整:線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差(U 20 ? U 2).以百分?jǐn)?shù)表示,電壓調(diào)整ΔU U 0%= 20 ?U 2 ×100.U 20 輸電效率:線路末端輸出有功功率 P2 與線路始端輸入有功功率 P1 的比值,以百分?jǐn)?shù)表示, 輸電效率η%= P2 ×100.P1 3-4.什么叫運(yùn)算負(fù)荷?什么叫運(yùn)算功率?一個(gè)變電所的運(yùn)算負(fù)荷如何計(jì) 算? 答:運(yùn)算負(fù)荷為從電力線路阻抗中流出的功率稱為運(yùn)算負(fù)荷；

運(yùn)算功率為流入電力線路阻抗 中流出的功率。

變電所的運(yùn)算負(fù)荷=低壓側(cè)負(fù)荷+變壓器的繞組損耗+變壓器的勵(lì)磁損耗+所有與其高壓母線 相連線路充電功率的一半。

3-5.對(duì)簡(jiǎn)單開式網(wǎng)絡(luò),變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的內(nèi)容和步驟是什么? 答:潮流計(jì)算的內(nèi)容:求各節(jié)點(diǎn)電壓和各條支路功率。

簡(jiǎn)單開式網(wǎng)絡(luò)：運(yùn)用已知的功率或電壓計(jì)及各段線路和變壓器上的功率損耗和電壓降落逐 環(huán)節(jié)推算出各條支路的功率和各點(diǎn)電壓。

環(huán)式網(wǎng)絡(luò)：以計(jì)算負(fù)荷代替變電所，忽略線路的損耗，用靜力矩法求出初步功率，找出功 率分點(diǎn)，在功率分點(diǎn)處拆成兩個(gè)開式網(wǎng)，最后計(jì)及功率損耗，求出最終功率分布。

3-6．變壓器在額定狀態(tài)下，其功率損耗的簡(jiǎn)單表達(dá)式是什么？ 答：

?S = ?ST + ?SO = PK + j UK %SN 100 + PO + j I O %SN 100 = PK + PO + j(UK %SN 100 + I O %SN)100 3-7．求環(huán)式網(wǎng)絡(luò)中的功率分布的力矩法計(jì)算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考 慮了網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和電壓降落？ n.*.∑ Sm Z m * 答：

S a = m=1 ZΣ 該公式?jīng)]有考慮網(wǎng)絡(luò)中的損耗。

3-8．110kv 雙回架空電力線路，長(zhǎng)度為 150km，導(dǎo)線型號(hào)為 LGJ-120，導(dǎo)線計(jì)算外徑為 15.2mm, 三相導(dǎo)線幾何平均距離為 5m,已知電力線路末端負(fù)荷為 30+j15MVA,末端電壓為 106kv,求始 端電壓、功率,并做出電壓相量圖。

ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.2625(? / km)120 D = 5m = 5000(mm),r = 15.2 = 7.6(mm)m 2 X = 0.1445lg Dm + 0.0157 = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.423(? / km)1 r 7.6 b1 =  7.58 D ×10?6 = 7.58 ×10? 6 5000 = 2.69 ×10? 6 (s / km), g1 = 0 lg m r lg 7.6 R = 1 r l = 1 × 0.2625× 150 = 19.687(?)L 2 1 2 X = 1 x l = 1 × 0.423×150 = 31.725(?)L 2 1 2 1 L B = 2b l = 2 × 2.69 ×10? 6 ×150 = 8.07 ×10? 4(s)GL = 0..＇.= +(? jU 2 BL)=(30 + j15)+(? j1062 × 8.07 ×10 )= 30 + j10.466(MVA)? 4 S 2 S2 2 2 2.P 2 2 ? S L  = ?PL +  j?QL = ＇ 2 + Q ＇ 2 (RL +  jX L )= 30 + 10.466 2  ×(19.687 +  j 31.725)U 2 2 2 106 2 = 1.769 + j2.85(MVA).＇.＇.S1 = S 2 + ? S L =(30 + j10.466)+(1.769 + j2.85)= 31.769 + j13.316(MVA).dU 2 = ?U 2 + jδU 2 ＇ P R = 2 ＇ + Q X L 2 L U 2 ＇ P X + j 2 ＇ – Q R L 2 L U 2 = 30 ×19.687 + 10.466× 31.725 + j 30 × 31.725 ? 10.466×19.687 106 106 = 8.7 + j7.03(kv)...。

U 1 = U 2 + d U 2 = 106 + 8.7 + j7.03 = 114.7 + j7.03 = 114.9∠3.5（kv)..＇ B × ? 4 1 S1 = S1 +(? jU 2 L)=(31.769 + j13.316)+(? j114.92 × 8.07 10)2 2 = 31.769 + j7.99(MVA)...設(shè) U 2 = 106∠0（kv), ?U 2 = 8.7(kv),δU 2 = 7.03(kv), 則U = 114.9∠3.5(kv)3-9.220KV 單回架空電力線路,長(zhǎng)度為 200KM,導(dǎo)線型號(hào) LGJ—300,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 24.2mm , 三相導(dǎo)線幾何平均距離為 7.5m ,已知其始端輸出的功率為 120 + j50MVA ,始端的電壓為 240 KV.求末端電壓及功率,并作出電壓向量圖.ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.105(? / Km)300 Dm = 7.5m = 7500(mm)r = 24.29 = 12.1(mm)2 Dm x1 = 0.1445lg r + 0.0157 = 0.1445lg 7500 + 0.0157 = 0.419(? / km)12.1 7.58 ?6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r ×10 = 7500 × 10 lg 12.1 = 2.715×10 (S / km)RL =r1 l = 0.105 × 200 = 21(?)X L = x1l = 0.419× 200 = 83.8(?)1 l B = b l = 2.715 ×10 ? 6 × 200 = 5.43 ×10 ? 4(S)Gl = 0 S?′ = S?  ?(? jU 2 B 5.43? 4 l)=(120 + j50)?(? j2402 ×)1 1 1 2 2 = 120 + j65.6384(MVA)2 ?S = P1′ + Q1′(R  + jX )= 120 + 65.63842  ×(21 + j83.8)U 2 2 L 2 L L 1 2402 = 6.82 + j27.22(MVA)? ? S2′ = S1′ ? ?S?L =(120 + j65.6384)?(6.82 + j27.22)= 113.18 + j38.418(MVA)dU?1 = ?U1 + jδU1 = P1′RL + Q1′X L U1 + j P1′X L ? Q1′RL U1 = 120× 21+ 65.6384× 83.8 + j 120× 83.8 ? 65.6384× 21 240 240 = 33.419 + j36.157(MVA)U? 2 = U1 ? dU?1 = 240 ? 33.419 ? j36.157 = 206.58 ? j36.157 = 209.72∠ ?10°(KV)S? = S?′ ?(? jU 2 BL)=(113.18 + j38.418)?(? j209.722 × 5.43× 10?4)2 2 2 2 2 = 113.18 + j50.36(MVA).∴ S 2 = 113.18 + j50.36(MVA)；

U? 2 = 209.72∠ ?10°(KV)。

3-10.110kv 單回架空電力線路,長(zhǎng)度為 80km,導(dǎo)線型號(hào)為 LGJ-95,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 13.7mm,三 相導(dǎo)線幾何平均距離為 5m,電力線路始端電壓為 116kv,末端負(fù)荷為 15+j10MVA,求該電力線 路末端電壓及始端輸出的功率.ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0.332(? / km)95 Dm = 5m = 5000(mm), r = 13.7 = 6.85(mm)2 x = 0.1445lg 5000 + 0.0157 = 0.425(? / km)1 6.85 7.58 ? 6 7.58 ? 6 ?6 b1 = lg Dm r × 10 = 5000 × 10 lg 6.85 = 2.647 ×10 (s / km)g1 = 0 RL = r1l = 0.332× 80 = 26.56(?)X L = x1l = 0.429× 80 = 34.32(?)1 L B = b l = 2.647×10? 6 × 80 = 2.12 ×10? 4(s)GL = 0.＇.B 2.12 ×10?4 N S 2 = S 2 +(-j U 2 L)=(15 + j10)+(? j1102 × 2 )= 15 + j8.717(MVA)2.2 ? S L P＇ 2 U = 2 + Q ＇2 (RL + jXL )= 15 + 8.7172  ×(26.56 + j34.32)= 10.66 + j0.854(MVA)2 N 2 1102.＇.＇.S1 = S 2 + ? S L =(15 + j8.717)+(10.66 + j0.854)= 15.66 + j9.57(MVA)?..＇ 2 BL 2 2.12 × 10 4 S 1 = S 1 +(? jU 1 )=(15.66 + 2 j9.57)+(? j116 × )= 15.66 + j8.14(MVA)2 P＇ R + Q＇ X P＇ X – Q＇ R 15.66 × 26.56 + 9.57 × 34.32 dU1 = ?U1 + jδU1 = 1 L 1 U1 L + j 1 L 1 L = U1 116 + j 15.66× 34.32 ? 9.57 × 26.56 = 6.417 + j2.442(KV)116..U 2 = U 1 ? dU1 = 116 ? 6.417 ? j2.442 = 109.583? j2.442(KV)3-11.220kv 單 回 架 空 電 力 線 路 , 長(zhǎng) 度 為 220km, 電 力 線 路 每 公 里 的 參 數(shù) 為 ?6 r1 = 0.108? / km, x1 = 0.42? / km, b1 = 2.66 ×10 為 205kv 時(shí),求線路始端電壓.解: RL = r1l = 0.108× 220 = 23.76(KV)s / km ,線路空載運(yùn)行,當(dāng)線路末端電壓 X L = x1l = 0.42 × 220 = 92.4(?)1 L B = b l = 2.66 ×10?6 × 220 = 5.852×10?4(s).因?yàn)榫€路空載運(yùn)行, 所以 S 2 = 0.＇.= +(? jU 2 BL)= ? j2052 × 5.852×10  = ? j12.3(MVA)?4 S 2 S 2 2 2 2 ＇ 2 ＇ 2 2.? S L = P2 + Q2 U 2 2 (RL + jXL )= 12.3 2052 ×(23.76 + j92.4)= 0.085 + j0.33(MVA).＇..2 S1 = S ＇ + ? S L = ? j12.3 + 0.085 + j0.33 = 0.085 ? j11.97(MVA).P ＇ R + Q＇ X P＇ X – Q＇ R ?12.3 × 92.4 12.3 × 23.76 dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = 2 L 2 U 2 L + j 2 L 2 L = U 2 205 + j 205 = ?5.544 + j1.4256(KV)...U 1 = U 2 + dU 2 = 205 ? 5.544 + j1.4256 = 199.456 + j1.4256(KV)..B 5.852× = S ＇ +(? jU 2 L)=(0.085? j11.97)+[? j(119.4562 + 1.42562)× 10? 4 ] S1 1 1 2 2 = 0.085 ? j23.61(MVA)119.456 2 +1.4256 2 U1 = =119.46(kV)3-12.有 一 臺(tái) 三 繞 組 變 壓 器 , 其 歸 算 至 高 壓 側(cè) 的 等 效 電 路 如 圖 所 ~ 示, ZT1 = 2.47 + j65?, ZT 2 = 2.47 ? j115?, ZT 3 = 2.47 + j37.8?, S 2 = 5 + j4MVA, ~ S 3 = 8 + j6MVA, 當(dāng)變壓器變比為 110/38.5(1+5%)/6.6kv 時(shí),試計(jì)算高、中壓側(cè)的實(shí)際電壓....＇ ＇ 解:I: 由U 3 , S3 求U1.＇ 110 6 110  100()U 3 = U 3 × 6.6 = × = KV 6.6.P 2 + Q 2 2 2 U ? ST 3 = 3 3(R + jX )= 8 + 6 ×(2.47 + j37.8)= 0.0247 + j0.378(MvA)＇ 2 T 3 3 T 3 1002...S 3 ＇ = S 3 + ? ST 3 =(8 + j6)+(0.0247+ j0.378)= 8.0247 + j6.378(MVA).d U j U P R + Q X j P X ? Q R U 3 = ? 3 + δ 3 = 3 T 3 3 T 3 + ＇ 3 T 3 3 T 3 ＇ U 3 U 3 = 8 × 2.47 + 6 × 37.8 + j 8 × 37.8 ? 6 × 2.47 = 2.4656+ j2.87589(KV)100 100..U 3 1 ＇ = U ＇ + d U 3 = 100 + j2.4656 + j2.8757 = 102.4656+ j2.8758(KV)...1 II.由U ＇ , S 2 求U 2.P 2 + Q2 2 2 ? ST 2 = 2 2(R + jX )= 5 + 4 ×(2.47 ? j1.5)= 0.0084 ? j0.005(MVA)2 T 2 UN T 2 1102...S 2 ＇ = S 2 + ? ST 2 =(5 + j4)+(0.0084? j0.005)= 5.0084+ j3.995(MVA).P ＇ R + Q＇ X P ＇ X – Q ＇ R dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = 2 T 2 2 U ＇ 1 T 2 + j 2 T 2 2 T 2 U ＇ 1 = 5.0084 × 2.47 ? 3.995 ×1.5 + 102.4656 2 + 2.8758 2 j 5.0084 ×(?1.5)? 3.995 × 2.47 = 0.062 ? 102.4656 2 + 2.8758 2 j0.17(KV)...1 1 U = U ＇ ? d U 2 = 102.4 + j 3.04(KV)...S ＇＇ = S ＇ + S ＇ = 13.033 + j10.373(MVA)1 2 3...III.由U ＇ , S ＇＇ 求U 1 1 1.P ＇＇ 2 U ＇ ? = 1 + Q＇＇ 2 1(R  + jX 13.0332)= + 10.3732  ×(2.47 + j65)= 0.0652 + j1.716(MvA)ST1 2 1 T1 T 1 102.46562 + 2.87582...S ＇ = S ＇＇ + ? S T1 =(13.033 + j10.373)+(0.0652+ j1.716)= 13.0982+ j12.089(MVA)1 1.P ＇＇ R + Q ＇＇ X P＇＇ X – Q ＇＇ R dU 1 = ?U1 + jδU1 =  1 T1 1 U ＇ 1 T1 + j  1 T 1 U ＇ 1 1 T1 = 13.033× 2.47 +10.373× 65 + j 13.033× 65 ? 10.373× 2.47 = 6.89 + j8(KV)102.5 102.5..1 1 U = U ＇ + dU 1 = 109.3556 + j10.8758(KV)U 1 = 109.9(KV)102.4 2 + 3.042 U 2 = U = U = 102.445(KV)× 38.5(1 + 5%)= 102.445× 38.5 ×1.05 = 37.65(KV)2實(shí) 2 110 110 3-13.某電力線路導(dǎo)線為 LGJ-185,長(zhǎng)度為 100km,導(dǎo)線計(jì)算外徑為 19mm, 線路末端負(fù)荷為 90+j20MVA,該電力線路由 110kv 升壓至 220kv 運(yùn)行,假設(shè)升壓后導(dǎo)線截面和負(fù)荷大小保持不 變 ,且不計(jì)電暈損失的增加,導(dǎo)線水平排列,升壓前后線間距離由4m 增加到 5.5m,試問升壓后, 該電力線路的功率損耗減少了多少?電壓損耗的百分?jǐn)?shù)減少了多少? 解: r1 = ρ1 s = 31.5 = 0.17(? / km)185 RL = r1l = 0.17 ×100 = 17(?)3 Dm1 = 4000 × 4000 × 2 × 4000 = 5.04 ×10 3(mm)Dm2 = 3 5500× 5500× 2 × 5500 = 6.93×103(mm)r = 19 = 9.5(mm)2 3 x = 0.1445lg Dm1 + 0.0157 = 0.1445lg 5.04 ×10  + 0.0157 = 0.41(? / km)1 r 9.5 x = 0.1445lg Dm2 2 r + 0.0157 = 0.1445lg 6.93×10 3 9.5 + 0.0157 = 0.43(? / km)X L1 = x1l = 0.41×100 = 41(?)X L2 = x2 l = 0.43×100 = 43(?)b1 =  7.58 lg Dm1 ×10? 6 r  = 2.78 ×10? 6(s / km)b2 = 7.58 lg Dm2 × 10? 6 r = 2.65× 10? 6(s / km)1 BL1 = b l = 2.78× 10? 6 ×100 = 2.78×10?4(s)2 BL2 = b l = 2.65 ×10?6 ×100 = 2.65×10?4(s)1.2  BL1 .2 2.78 ×10?4 ? S C1 = ? jU 2 1N = ? j110 × 2 2 = ? j1.68(MVA)1.2  BL 2 .2 2.65 ×10?4 ? S C2 2 = ? jU 2 N = ? j220 × 2 2 = ? j6.4(MVA)..S = S ＇ 2 1 2 1.+ ? S C1 2  =(90 + j20)? j1.68 = 90 + j18.32(MVA)..S = S ＇ 2 2 2 1.+ ? SC 2 2  =(90 + j20)? j6.4 = 90 + j13.6(MVA).P＇ 2 + Q＇ 2 2 2)= L1 ? S1 = 21 21 U 2 1N (RL + jX 90 + 18.32 1102 ×(17 + j41)= 11.85 + j28.58(MVA).P＇ 2 + Q＇ 2 2 2)= L2 ? S1 = 22 22(R U 2 L 2 N + jX 90 + 13.6 2202 ×(17 + j43)= 2.9 + j97.36(MVA)...? S = ? S1 ? ? S 2 =(11.85 + j28.58)?(2.9 + j7.36)= 8.95 + j21.22(MVA).＇ + ＇ ＇ ? ＇ dU 1 = ?U1 + jδU1 = P21RL Q21 X L1 + j P21 X L1 Q21 RL U1N U1N = 90 ×17 + 18.32× 41 + j 90× 41 ? 18.32 ×17 = 20.74 + j30.7(kv)110 110.＇ + ＇ ＇ ? ＇ dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = P22 RL Q22 X L 2 + j P22 X L 2 Q22 RL U 2 N U 2 N = 90 ×17 + 13.6 × 43 + j 90 × 43 ? 13.6 ×17 = 9.6 + j16.54(kv)220 220.dU 1 % = dU1 × 100% = 20.742 + 30.72 ×100% = 33.68% 110 110.dU 2 % = dU2 ×100% = 9.62 + 16.542 ×100% = 8.7% 110 220...dU % = d U 1 % ? d U 2 % = 33.68% ? 8.7% = 25% 3-14.對(duì) 圖 所 示 環(huán) 式 等 值 網(wǎng) 絡(luò) 進(jìn) 行 潮 流 計(jì) 算 , 圖 中 各 線 路 的 阻 抗 為 Zl1 = 10 + j17.32?, Zl 2 = 20 + j34.6?, Zl 3 = 25 + j43.3?, Zl 4 = 10 + j17.3?, 各點(diǎn)的運(yùn) ~ ~ ~ 算負(fù)荷為 S2 = 90 + j40MVA, S 3 = 50 + j30MVA, S4 = 40 + j15MVA, 且U 1 = 235 KV.解:在 1 處把環(huán)網(wǎng)解開,可得下圖: Zl1 = 10 + j17.32 ≈ 10 + 17.3 Zl 2 = 20 + j34.6 =(10 + 17.3)× 2 Zl 3 = 25 + j43.3 =(10 + 17.3)× 2.5 Zl 4 = 10 + j17.3.則 S1 = .(Z S * 2 l 2 .+ Z l 4(Z l 3 l 3 * + Z *)+ S3 * .l 4 Z l 4 + Z *)+ S 4 * Z + Z * * l1 l 2 * * + Z + Z l 3 l 4...S 2 ×(2 + 2.5 + 1)+ S3 ×(2.5 + 1)+ S 4 = 1 + 2 + 2.5 + 1(90 + j40)× 5.5 +(50 + j30)× 3.5 +(40 + j15)= 6.5 = 109.2 + j52.3(MvA)....* * * * * * S ＇ = S 4(Zl 3 + Zl 2 + Zl1)+ S 3(Zl 2 + Zl1)+ S 2 Zl1 1 Z * + Z * + Z * + Z * l1 l 2 l 3 l 4....S 4 ×(2.5 + 2 + 1)+ S 3 ×(2 + 1)+ S 2 = 1 + 2 + 2.5 + 1(40 + j15)× 5.5 +(50 + j30)× 3 +(90 + j40)= 6.5 = 70.77 + j32.7(MvA)...S 23 = S1 ? S 2 = 109.2 + j52.3 ?(90 + j40)= 19.2 + j12.3(MvA)...1 S 43 = S ＇ ? S 4 = 70.77 + j 32.7 ?(40 + j15)= 30.77 + j17.7(MvA)..1 S1 + S＇ = 109.2 + j52.3 + 70.77 + j32.7 = 179.97 + j85(MVA)...S 2 + S 3 + S 4 = 90 + j40 + 50 + j30 + 40 + j15 = 180 + j85(MVA).所以 S1 .1 + S＇ ..= S 2 + S .3 + S 4 又 3 點(diǎn)為功率分點(diǎn),于是網(wǎng)絡(luò)從 3 點(diǎn)打開,變成兩個(gè)開式網(wǎng)..? S 2 = P23 2 2 + Q23(R  + jX )= 19.2 + 12.32  ×(20 + j34.6)= 0.2 + j0.37(MVA)U 2 2 l 2 l 2 N 2202.2 23..2 S“ = S + ?S ＇ = 19.2 + j12.3 + 0.2 + j0.37 = 19.4 + j12.67(MVA)...S 2 2 ＇ = S 2 + S ＇＇ = 90 + j40 + 19.4 + j12.67 = 109.4 + j52.67(MVA)2 2.P＇ + Q＇ 2 2(R ? S1 = 2 2 U 2 l1 N + jXl1 )= 109.4 + 52.67 2202 ×(10 + j17.32)= 3 + j5.27(MVA)...S = S ＇ + ?S ＇ = 109.4 + j52.67 + 3 + j5.27 = 122.4 + j57.94(MVA)1 2 1.d U j U  1 P R + Q X  j P X ? Q R U 1 = ? 1 + δ 1 = L1 1 U1 L1 + 1 L1 1 L1 U1 = 112.4 ×10 + 57.94 ×17.32 + j 112.4 ×17.32 ? 57.94 ×10 = 9.05 + j5.82(KV)235 235...U 2 = U 1 ? dU 1 = 235 ?(9.05 + j5.82)= 225.95 ? j5.82(kv)= 226∠ ? 1.5.（KV）.P “ R + Q” X P “ X – Q” R dU 2 = ?U 2 + jδU 2 = 2 L2 2 U 2 L2 + j  2 L2 U 2 2 L 2 = 19.4 × 20 +1267× 34.6 + j 19.4 × 34.6 ? 12.67 × 20 = 3.656 + j1.85(KV)226 226...U 3 = U 2 ? dU 2 = 225.95 ? j5.82 ?(3.656 + j1.85)= 222.294 ? j7.67(kv)= 222.426∠ ? 2..dU 3 = P43 RL3 + Q43 X L3 + j P43 X L3 ? Q43 RL3 U 3 U 3 = 30.77 × 25 + 17.7 × 43.3 + j 30.77 × 43.3 ? 17.7 × 25 = 6.9 + j4(kV)222.426 222.426...U 4 = U 3 + d U 3 = 222.426 + 6.9 + j4 = 229.326 + j4(KV)3-15.某 35KV 變電所有二臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，如圖，其參數(shù)是 T1 為 SN = 8MVA, PK = 25KW ,UK(%)= 7.5;T2 為 SN = 2MVA, PK = 24KVA,UK(%)= 6.5 ~ 二臺(tái)變壓器均忽略勵(lì)磁支路，變電所低壓側(cè)通過的總功率為 S =8.5+j5.3MVA,試求:當(dāng)變壓器 的 變 比 為 KT 1 = KT 2 = 35 / 11KV 時(shí) , 每 臺(tái) 變 壓 器 的 總 功 率 為 多 少 ? 當(dāng) KT1 = 34.125/11KV , KT 2 = 35 /11KV 時(shí),每臺(tái)變壓器通過的功率是多少? 解 2 3 3 2 R = PKU N = 25×10 ×(35 ×10)0.48()S T1 2 N = ?(8 × 106)2 XT1 = U K(%)U N 2 100SN  7.5 ×(35 ×10 3)2 = 100× 8 ×106  = 11.48(?)2 3 3 2 R = PKU N = 24 ×10 ×(35× 10)7.35()S T 2 2 N = ?(2 ×106)2 XT 2 = U K(%)U N 2 100SN  6.5 ×(35 ×10 3)2 = 100× 2 ×106  = 39.8(?)ZT1 = 0.48 + j11.48(?), ZT 2 = 7.35 + j39.8(?)在 1 點(diǎn)處把環(huán)網(wǎng)解開,則:.S Z.* I: ST1 = T 2 Z * ∑ =(8.5 + j5.3)(7.35 ? j39.8)(0.48 ? j11.48)+(7.35 ? j39.8) = 6.48 + j4.34(MVA).S Z.* ST 2 = T 1 Z * ∑ =(8.5 + j5.3)(0.48 ? j11.48)(0.48 ? j11.48)+(7.35 ? j39.8) = 2.00 + j0.96(MVA)II: 如右圖,設(shè)U 2 = 35KV 則U = 35× 11 × 34.125 = 34.125(KV)1 35 11 ?U = U 2 ? U1 = 0.875(KV)S?C ?U *U = N Z * ∑ = 0.875× 35(0.48 ? j11.48)+(7.35 ? j39.8) = 0.092 ? j0.58(MVA)S?T1 =(6.48 + j4.34)+(0.092 ? j0.58)= 6.572 + j3.76(MVA)S?T 2 =(2.00 + j0.96)?(0.092 ? j0.58)= 1.91 + j1.54(MVA)3-16.電力網(wǎng)的電能損耗如何計(jì)算?什么是最大負(fù)荷使用時(shí)間 Tmax ?什么是最大負(fù)荷損耗時(shí)間 τ max ? 2 答:電能損耗= I 2 Rt = P + Q 2  Rt ,為某個(gè)時(shí)段 t 內(nèi)的電能損耗.U 2 Tmax :指一年中負(fù)荷消費(fèi)的電能除以一年中的最大負(fù)荷 Pmax ,即 T = W P max max τ max :指全年電能損耗除以最大負(fù)荷時(shí)的功率損耗,即τ max = ?W ?Pmax 3-17.什么叫自然功率分布?什么叫經(jīng)濟(jì)功率分布? 答:自然功率分布是指環(huán)網(wǎng)中功率分布未加任何調(diào)節(jié)手段,完全取決于自然情況進(jìn)行的分布，也即按阻抗共軛值成反比分布的。

經(jīng)濟(jì)功率分布是使有功功率損耗最小的分布，是按線段的電阻分布。

3-18.某 一 由 發(fā) 電 廠 A 供 電 的 220KV 環(huán) 式 網(wǎng) 絡(luò) , 其 運(yùn) 算 網(wǎng) 絡(luò) 如 圖 所 示 , 圖 中 Z1 = 16 +  j120? , Z 2 = 33 + j89?, Z 3 = 48 + j120?, Z 4  ~ = 60 + j152?, S1 = ~ ~ 170+j40MVA, S 2 = 50 + j30MVA, S 3 = 40 + j15MVA.計(jì)算:網(wǎng)絡(luò)的自然功率分布;網(wǎng)絡(luò)的 經(jīng)濟(jì)功率分布;實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)功率分布后,每年節(jié)省的電能? 解:在 A 點(diǎn)處把環(huán)網(wǎng)解開,如圖:..1.S(Z * + Z * + Z *)+ S .(Z * + Z *)+ S Z * I: S A = 2 3 4 2 3 4 3 4 Z * + Z * + Z * + Z * 1 2 3 4 =168.86 + j62.39(MVA)..1.S(Z * + Z * + Z *)+ S .(Z * + Z *)+ S Z * S A = 2 3 4 2 3 4 3 4 Z * + Z * + Z * + Z * 1 2 3 4 = 91.29 + 22.38(MVA).....A S A + S ＇ = 260.15 + j84.77(MVA), S 1 + S 2 + S 3 = 260 + j85(MVA)...S12 = S A ? S1 =(168.86 + j62.39)?(170 + j40)= ?1.14 + j22.39(MVA)...S 23 = S 2 ? S12 =(50 + j30)?(?1.14 + j22.39)= 51.14 + j7.61(MVA)...S A ＇ = S 23 + S 3 =(51.14 + j7.61)+(40 + j15)= 91.14 + 22.61(MVA)II: .S AO .= S1 (R2 + R3 + R4 .)+ S 2(R3 + R4 .)+ S3 R4 R1 + R2 + R3 + R4 =(170 + j40)(33 + 48 + 60)+(50 + j30)(48 + 60)+(40 + j15)× 60 16 + 33 + 48 + 60 = 202.26 + j62.23(MVA).＇ S AO .= S 3 (R1 + R2 + R3 .)+ S 2(R1 + R2 .)+ S1 R1 R1 + R2 + R3 + R4 =(40 + j15)(33 + 48 + 16)+(50 + j30)(16 + 33)+(170 + j40)×16 16 + 33 + 48 + 60 = 57.64 + j22.7(MVA)..AO S AO + S ＇ = 260 + j84.93(MVA)AO 23?O 3 S?′ = S? + S? =(17.74 + j7.77)+(40 + j15)= 57.74 + j22.77(MVA)SA 2 S12 2 S23 2 S′A 2 U III: ?Pi1 =()N R1 +()U N R2 +(U N )R3 +()R4 U N = 10.705 + 0.34 + 2.65 + 10.93 = 24.625(KW)SA?O 2 S12? O)2 S23?O)2R +(3 S A′ ?O)2()U N R1 +(U N R2 +(U N U N ?Pi2 = R 4 = 14.8 + 1.046 + 0.37 + 4.776 = 20.992(KW)?W = ?Pi1t ? ?Pi 2t =(24.625 ? 20.992)× 8760 = 3.633× 8760 = 31825.08(J)3-19.有一長(zhǎng) 20KM,35KV 的雙回平行電力線路,其負(fù)荷為 10MW, cos? = 0.8.電力線路導(dǎo)線 型號(hào)為 LGJ-70,導(dǎo)線計(jì)算外徑為11.4mm ,三相導(dǎo)線的幾何平均距離為 3.5m ,在用戶變電所內(nèi) 裝 設(shè) 有 兩 臺(tái) SFZ-7500/35 型 變 壓 器 并 聯(lián) 運(yùn) 行 , SN = 7500KVA , UN 為 35 / 11KV , Pk = 75KW , UK(%)= 7.5 , P0 = 9.6KW , I 0(%)= 0.8.兩臺(tái)變壓器全年投入 運(yùn)行,其年負(fù)荷曲線如圖.試計(jì)算:①電力網(wǎng)中的有功功率損耗;②電力網(wǎng)的網(wǎng)損率;③電力網(wǎng) 一年中的電能損耗;④當(dāng)用戶分別接功率因數(shù)為 0.7 和 0.9 運(yùn)行時(shí)(用戶的有功功率不變)重 復(fù)前三項(xiàng)計(jì)算.ρ 解: r1 = s = 31.5 = 0,45(?/ KM)70 r = 11.4 = 5.7(mm)2 Dm = 3.5m = 3500(mm)Dm x1 = 0.1445lg r  + 0.0157 = 0.1445lg 3500 + 0.0157 = 0.4186(? / KM)5.7 b1 =  7.58 D × 10? 6 = 7.58 ×10?6 3500 = 2.72 ×10?6 (s / km)lg m r lg 5.7 R = 1 r l = 1 × 0.45× 20 = 4.5(?)L 2 1 2 X = 1 x l = 1 × 0.4186× 20 = 4.186(?)L 2 1 2 B = 2b l = 1 × 2.72 ×10?6 × 20 = 1.088× 10? 4(S)L 1 2 2 3 3 2 R = PKU N = 75 ×10 ×(35 ×10)= 1.63(?)S N T 2(7.5 × 106)2 U(%)U 2 X = K N 75 ×(35× 103)2 = = 12.25(?)N T 100S 100× 7.5 ×106 G = PO = 9.6 ×103 = 7.84 ×10? 6(S)U N T 2(35 ×103)2 N B = I 0(%)S N T 100U 2  0.8 × 7.5 ×10 6 = 100×(35 ×103)2  = 4.9 ×10?5(S)變壓器在額定負(fù)荷下的損耗為: ?PKT = ?P0 = 9.6KW = 0.0096(MW)?QKT = I 0(%)SN 100 = 0.8 × 7.5 × 100  = 0.06(MVar)?PZT = ?PK = 0.075(MW)?QKT = U K(%)SN 100 = 7.5 × 7.5 100  = 0.5625(MVar)等效電路如下: I: cos? = 0.8 a.S = 10 cos? ∠arccos? = 10 ∠arccos0.8 = 12.5∠36.87? 0.8 = 10 + j7.5(MvA)?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096+ j0.06)+ 2[(12.5)2 7.5 × 2 × 0.075 + j(12.5)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.104 + j0.78 = 0.1232 + j0.9(MvA)S?A = S? + ?S?T = 10 + j7.5 + 0.1232+ j0.9 = 10.1232 + j8.4(MVA)?S? P 2 + Q 2 = A A(R 10.12322 + jX)= + 8.42  ×(4.5 + j4.186)= 0.636 + j0.59(MVA)U 1 2 1 1 N 352 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 10.1232 + j8.4 + 0.636 + j0.59 = 0.7592 + j1.49(MVA)?S? b.= ?S?T + ?S?1 = 0.1232 + j0.9 + 0.636 + j0.59 = 0.7592 + j1.49(MVA)S = 10 × 0.5 ∠arccos0.8 = 6.25∠36.87? = 5 + j3.75(MVA)0.8 ?ST = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096+ j0.06)+ 2[( 6.25)2 7.5 × 2 × 0.075 + j( 6.25)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.026 + j0.19 = 5.0452 + j4.06(MVA)S?A = S? + ?S?T = 5 + j3.75 + 0.0452 + j0.31 = 5.0452+ j4.06(MVA)?S? P 2 + Q 2 = A A(R  + jX 5.04522)= + 4.062  ×(4.5 + j4.186)= 0.154 + j0.143(MVA)U 1 2 1 1 N 352 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 5.0452 + j4.06 + 0.154 + j0.143 = 5.1992 + j4.203(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.0452 + j0.31+ 0.154 + j0.143 = 0.1992+ j0.453(MVA)C.S? = 10 × 0.25 ∠arccos? = 10 × 0.25 ∠arccos0.8 = 3.125∠36.87?  = 2.5 + j1.875(MvA)cos? 0.8 ?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096+ j0.06)+ 2[(3.125)2 7.5 × 2 × 0.075 + j(3.125)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.0065+ j0.0488 = 0.0257 + j0.1688(MVA)S?A = S? + ?S?T = 2.5 + j1.875 + 0.0257+ j0.1688 = 2.5257 + j2.044(MVA)2 2 2 2 ?S? = PA + QA(R + jX )= 2.5257 + 2.044 ×(4.5 + j4.186)= 0.039 + j0.036(MVA)U 1 2 1 1 N 352 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 2.5257+ j2.044 + 0.039 + j0.036 = 2.5647 + j2.08(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.0257 + j0.1688+ 0.039 + j0.036 = 0.0647+ j0.205(MVA)有功功率損耗: ?P1 = 0.7592(MVA),?P2 = 0.1992(MVA),?P3 = 0.039(MVA)網(wǎng)損率: ?P1 ×100 = P1  0.7592 ×100 = 7.06 10.7592 ?P2 ×100 = 0.1992 ×100 = 3.83 P2 5.1992 ?P3 × 100 = P3 0.039 2.5647  ×100 = 1.52 ?W = ?P1t1 + ?P2t2 + ?P3 t3 = 0.7592× 2000+ 0.1992× 3000+ 0.039× 3760 = 1518.4 + 597.6 + 146.64 = 2262640(KWh)II.cos? = 0.7 a.S? = 10 ∠arccos0.7 = 14.28∠45.57? 0.7  = 10 + j10.2(MVA)?S?T = ?S?KT + ?S?ZT  = 2(0.0096 + j0.06)+ 2[( 14.28)2 7.5 × 2  × 0.075 + j( 14.28)2 7.5 × 2  × 0.5625] S?A = S? + ?S?T = 10 + j10.2 + 0.1552+ j1.12 = 10.1552+ j11.32(MVA)2 2 2 2 ?S? = PA + QA(R + jX )= 10.1552 + 11.32 ×(4.5 + j4.186)= 0.85 + j0.79(MVA)U 1 2 1 1 N 352 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 10.1552 + j11.32 + 0.85 + j0.79 = 11 + j12.11(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.1552 + j1.12 + 0.85 + j0.79 = 1 + j1.91(MVA)b.S? = 10 × 0.5 ∠arccos0.7 = 7.14∠45.57? 0.7 = 5 + j5.1(MVA)?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096 + j0.06)+ 2[( 7.14)2 7.5 × 2 × 0.075 + j( 7.14)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.034 + j0.25 = 0.0532 + j5.47(MVA)S?A = S? + ?S?T = 5 + j5.1 + 0.0532+ j0.37 = 5.0532+ j5.47(MVA)?S?1 = P 2 + Q 2 2 (R1 +  jX1)= 5.0532 2 + 5.47 2 2  ×(4.5 +  j4.186)= 0.2 +  j0.189(MVA)A A U N 35 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 5.0532 + j5.47 + 0.2 + j0.189 = 5.2532+ j5.659(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.0532 + j0.37 + 0.2 + j0.189 = 0.2532+ j0.559(MVA)c.S? = 10 × 0.25 ∠arccos0.7 = 3.57∠45.57? = 2.5 + j2.55(MVA)0.7 ?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096 + j0.06)+ 2[( 3.57)2 7.5 × 2 × 0.075 + j( 3.57)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.0085 + j0.064 = 0.0277+ j0.184(MVA)A S? = S? + ?S? = 2.5 + j 2.55 + 0.0277 + j 0.184 = 2.527 + j 2.734(MVA)T ?S?1 = P 2 + Q 2 2 (R1 + jX1)= 2.527 2 + 2.734 2 2 ×(4.5 + j 4.186)= 0.05 + j 0.047(MVA)A A U N 35 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 2.527 + j2.734 + 0.05 + j0.047 = 2.577 + j2.78(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.0277 + j0.184 + 0.05 + j0.047 = 0.0777 + j0.23(MVA)有功功率損耗: ?P1 = 1(MW), ?P2 = 0.2532(MW), ?P3 = 0.0777(MW)網(wǎng)損率: ?P1 × 100 = P1 1 ×100 = 9.1 11 ?P2 ×100 = 0.2532 ×100 = 4.82 P2 5.2532 ?P3 × 100 = 0.0777 ×100 = 3 P3 2.577 ?W = ?P1t1 + ?P2t2 + ?P3 t3 = 1× 2000 + 0.2532× 3000 + 0.0777× 3760 = 2000 + 759.6 + 292.152 = 3051752(KWh)III: cos? = 0.9 a.S? = 10 ∠arccos0.9 = 11∠25.84? = 9.9 + j4.79(MVA)0.9 ?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096 + j0.06)+ 2[( 11)2 7.5 × 2 × 0.075 + j( 11)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 +0.08 + j0.625 =0.092 + j0.725 S?A = S? + ?S?T = 9.9 + j4.79 + 0.0992+ j0.725 = 10 + j5.515(MVA)?S?1 = P 2 + Q 2 2 (R1 + jX1)= 10 2 + 5.5152 2 ×(4.5 + j 4.186)= 0.48 + j0.44(MVA)A A U N 35 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 10 + j5.515 + 0.48 + j0.44 = 10.48 + j5.955(MVA)?S? b.= ?S?T + ?S?1 = 0.0992 + j0.725 + 0.48 + j0.44 = 0.5792+ j1.165(MVA)S? = 10 × 0.5 ∠arccos0.9 = 5.5∠25.84? = 4.9 + j2.4(MVA)0.9 ?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096 + j0.06)+ 2[( 5.5)2 7.5 × 2 × 0.075 + j( 5.5)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.02 + j0.15 = 0.0392+ j0.27(MVA)S?A = S? + ?S?T = 4.9 + j2.4 + 0.0392 + j0.27 = 4.94 + j2.67(MVA)?S?1 = P 2 + Q 2 2 (R1 +  jX1)= 4.94 2 + 2.67 2 2  ×(4.5 +  j 4.186)= 0.116 +  j0.108(MVA)A A U N 35 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 2.49 + j1.358 + 0.029 + j0.0275 = 2.52 + j1.385(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.024 + j0.1578+ 0.029 + j0.0275 = 0.0532 + j0.1853(MVA)c.S? = 10 × 0.25 ∠arccos0.9 = 2.75∠25.84? 0.9 = 2.47 + j1.2(MVA)?S?T = ?S?KT + ?S?ZT = 2(0.0096 + j0.06)+ 2[( 2.75)2 7.5 × 2 × 0.075 + j( 2.75)2 7.5 × 2 × 0.5625] = 0.0192 + j0.12 + 0.005+ j0.0378 = 0.0242 + j0.1578(MVA)S?A = S? + ?S?T = 2.49 + j1.2 + 0.0242+ j0.1578 = 2.49 + j1.358(MVA)2 2 2 2 ?S? = PA + QA(R + jX )= 2.49 + 1.358 ×(4.5 + j4.186)= 0.029 + j0.0275(MVA)U 1 2 1 1 N 352 ? ? ? S1 = SA + ?S1 = 2.49 + j1.358 + 0.029 + j0.0275 = 2.52 + j1.385(MVA)?S? = ?S?T + ?S?1 = 0.0242 + j0.1578+ 0.029 + j0.0275 = 0.0532+ j0.1853(MVA)有功功率損耗: ?P1 = 0.5792(MW), ?P2 = 0.1552(MW), ?P3 = 0.0532(MW)網(wǎng)損率: ?P1 ×100 = 0.5792 ×100 = 5.53 P1 10.48 ?P2 ×100 = 0.1552 ×100 = 3.07 P2 5.056 ?P3 × 100 = 0.0532 ×100 = 2.1 P3 2.52 ?W = ?P1t1 + ?P2 t2 + ?P3t3 = 0.5792× 2000+ 0.1552× 3000 + 0.0532× 3760 = 1158.4 + 465.6 + 200.032 = 1824032(KWh)Chapter 五 5-1.電力系統(tǒng)頻率偏高偏低有哪些危害性? 答:對(duì)用戶的影響: I:系統(tǒng)頻率的頻率變化將引起工業(yè)用戶電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量；

II:系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定將會(huì)影響電子設(shè)備的工作。

對(duì)發(fā)電廠和系統(tǒng)本身的影響: I:火力發(fā)電廠的主要廠用機(jī)械—通風(fēng)機(jī)和給水泵,在頻率降低時(shí),所能供應(yīng)的風(fēng)量和水量將 迅速減少,影響鍋爐的正常運(yùn)行甚至迫使鍋爐停爐；

II:低頻率運(yùn)行將增加汽輪機(jī)葉片所受的應(yīng)力,引起葉片的共振,縮短葉片的壽命,甚至使葉 片斷裂；

III:低頻率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)的通風(fēng)量將減少,而為了維持正常的電壓,又要求增加勵(lì)磁電流,以 致使發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的溫升都得增加,為了不超越溫升限額,不得不降低發(fā)電機(jī)所發(fā)功 率.IV:低頻率運(yùn)行時(shí),由于磁通密度的增大,變壓器的鐵芯損耗和勵(lì)磁電流都得增大,也為了不 超越溫升限額,不得不降低變壓器的負(fù)荷.V:頻率降低時(shí),系統(tǒng)中的無功功率負(fù)荷將增大,而無功功率負(fù)荷的增大又將促使系統(tǒng)電壓水平的下降.總之,由于所有設(shè)備都是按系統(tǒng)額定頻率設(shè)計(jì)的,系統(tǒng)頻率質(zhì)量的下降將影響各行各業(yè),而 頻率過低時(shí)甚至?xí)拐麄€(gè)系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電.5-2.電力系統(tǒng)有功功率負(fù)荷變化的情況與電力系統(tǒng)頻率的一、二、三次調(diào)整有何關(guān)系? 答:電力系統(tǒng)有功功率負(fù)荷的變化可分解為三種,第一種變動(dòng)幅度很小,周期又很短,這種負(fù)荷 變動(dòng)有很大的偶然性.第二種變動(dòng)幅度較大,周期也較長(zhǎng),屬于這一種的主要有電爐、壓延 機(jī)械、電氣機(jī)車等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng).第三種變動(dòng)幅度最大,周期也最大,這一種是由 于生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動(dòng).電力系統(tǒng)的有功功率和調(diào)整大體上也可分為一次、二次、三次調(diào)整三種,一次調(diào)整或稱一 次頻率指由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行的、對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移作調(diào)整；

二次 調(diào)整或頻率的二次調(diào)整指由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行的、對(duì)第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移 的調(diào)整.三次調(diào)整是指按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配等三種有規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷,即責(zé)成各發(fā)電廠按事 先給定的發(fā)電負(fù)荷曲線發(fā)電.5-3.什么叫電力系統(tǒng)有功功率的平衡?在何種狀態(tài)下才有意義?其備用容量是如何考慮的? 答: I:有功功率平衡:在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻所有發(fā)電廠發(fā)出的有功功率的總和 ∑ PGi 都是和系統(tǒng)的總負(fù)荷相平衡的，系統(tǒng)的總負(fù)荷包括所有用戶的有功負(fù)荷 ∑ PL、所有發(fā) 電廠廠用電有功負(fù)荷 ∑?PS 和網(wǎng)絡(luò)的有功損耗 ∑?P。而且還應(yīng)具有一定的備用容量，也就是在系統(tǒng)最大負(fù)荷情況下，系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分稱系統(tǒng)的備用容量。

∑ PGi = ∑ PL + ∑?P + ∑?PS +（備用容量）II:為了保證可靠供電和良好的電能質(zhì)量，電力系統(tǒng)的有功功率平衡必須在額定運(yùn)行參數(shù)下 確定，也即系統(tǒng)頻率正常的狀況下才有意義。

III:系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷 負(fù)荷備用一般為系統(tǒng)最大負(fù)荷的(2%-5%)，通常采用熱備用形式也即所謂的旋轉(zhuǎn)備 用；

事故備用一般為系統(tǒng)最大負(fù)荷的(5%-10%)，通常采用部分熱備用、部分冷備用形式，所謂冷備用也即停機(jī)備用；

檢修備用一般視需要而定，通常機(jī)組大修是分期分批安排在一年中最小負(fù)荷季節(jié)進(jìn)行 的，小修則利用節(jié)假日進(jìn)行以盡量減少因檢修停機(jī)所需的備用容量，采用冷備用形式；

有時(shí)還會(huì)設(shè)國民經(jīng)濟(jì)備用一般為系統(tǒng)最大負(fù)荷的(3%-5%)，也是采用冷備用形式。

5-4.各類電廠的特點(diǎn)是什么？如何合理地組織它們的運(yùn)行方式？ 答：火力發(fā)電廠的主要特點(diǎn)：

I：火力發(fā)電廠在運(yùn)行中需要支付燃料費(fèi)用其燃料受運(yùn)輸條件限制但不受自然條件影響。

II：不同參數(shù)的火力發(fā)電設(shè)備其效率不同。高溫高壓設(shè)備效率最高，低溫低壓設(shè)備效率最低。

III：鍋爐和汽輪機(jī)都有一個(gè)技術(shù)最小負(fù)荷的限制?；痣姀S有功出力的調(diào)整范圍比較小。其中 高溫高壓設(shè)備可調(diào)范圍最小?；痣姀S負(fù)荷的增減速度也慢，既要額外耗費(fèi)能量，又要花費(fèi)時(shí) 間。

IV：熱電廠抽氣供熱，其效率較高，但和熱負(fù)荷相適應(yīng)的那部分發(fā)電功率是不可調(diào)節(jié)的強(qiáng) 迫功率。

原子能發(fā)電廠的特點(diǎn)：

I：原子能發(fā)電廠反應(yīng)堆的負(fù)荷基本上沒有限制，其技術(shù)最小負(fù)荷主要取決于汽輪機(jī)，約為 額定負(fù)荷的 10%-15%。

II：反應(yīng)堆和汽輪機(jī)退出運(yùn)行和再度投入或承擔(dān)急劇變動(dòng)負(fù)荷時(shí)，也要耗費(fèi)能量，花費(fèi)時(shí)間，且易于損壞設(shè)備。

III：原子能發(fā)電廠的一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。

水力發(fā)電廠的特點(diǎn)：

I：水電廠要向下游釋放一定水量，在釋放這部分水量的同時(shí)發(fā)出的功率是強(qiáng)迫功率。

II：水輪發(fā)電機(jī)的出力調(diào)整范圍較寬負(fù)荷增減速度相當(dāng)快，機(jī)組投入和退出不需要耗費(fèi)很大 能量；

承擔(dān)急劇變動(dòng)負(fù)荷時(shí)，也不需要額外耗費(fèi)能量且時(shí)間很短，操作簡(jiǎn)單。

III：不需要支付燃料費(fèi)用，而且水能是可以永久利用的資源。

合理組織：

I：充分合理地利用水力資源，盡量避免棄水。由于防洪、灌溉、航運(yùn)、供水等原因必須 向下游放水時(shí)，這部分水量應(yīng)盡量用來發(fā)電；

II：原子能電廠的可調(diào)容量雖大，但因原子能電廠的一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用小，建成后應(yīng) 盡可能利用，原則上應(yīng)持續(xù)承擔(dān)額定容量負(fù)荷，在負(fù)荷曲線的更基底部分運(yùn)行；

III：盡量降低火力發(fā)電單位的煤耗。應(yīng)盡量提高效率高的火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量的比重，給熱電廠分配與熱負(fù)荷相適應(yīng)的電負(fù)荷。讓效率高的機(jī)組帶穩(wěn)定負(fù)荷，效率較低的中溫中壓 的機(jī)組帶變動(dòng)負(fù)荷，低溫低壓機(jī)組應(yīng)早退役；

IV：執(zhí)行國家的燃料政策，減少燒油電廠的發(fā)電量，增加燒劣質(zhì)煤和當(dāng)?shù)禺a(chǎn)煤電廠的發(fā) 電量。

5-5．何為耗量特性、比耗量、耗量微增率？ 答：耗量特性：發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源與發(fā)出有功功率的關(guān)系，即發(fā)電設(shè)備輸入與 輸出的關(guān)系。

比耗量：耗量特性曲線上某一點(diǎn)縱坐標(biāo)，與橫坐標(biāo)的比值，即單位時(shí)間內(nèi)輸入能量與輸出功 率之比。

耗量微增率：耗量特性曲線上某一點(diǎn)切線的斜率。

最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的準(zhǔn)則：等耗量微增率準(zhǔn)則。

5-6．何為電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率---頻率靜態(tài)特性？何為有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)？ 答：假設(shè)電壓為額定電壓且不變時(shí)，負(fù)荷的有功功率隨頻率變化的特性稱為電力系統(tǒng)負(fù)荷的 有功功率---頻率靜態(tài)特性。

由特性曲線可知隨著頻率的下降，有功負(fù)荷也自動(dòng)減少。我們把負(fù)荷減少的量和對(duì)應(yīng)頻率下 降的量的比值，稱為負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)或調(diào)節(jié)系數(shù)，即：

KL = ?PL(MW Hz)，K ?f L* = ?PL*。

?f * 5-7.何為發(fā)電機(jī)組的有功功率---頻率靜態(tài)特性?發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是什么? 答: 假設(shè)電壓為額定電壓且不變時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率隨頻率變化的特性稱為發(fā)電機(jī)組 的有功功率---頻率靜態(tài)特性。

由特性曲線可知隨著頻率的下降，發(fā)電機(jī)有功功率的輸出將上升。我們把發(fā)電機(jī)有功功率輸 出增加的量和對(duì)應(yīng)的頻率下降的量的比值稱為發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率或調(diào)節(jié)系數(shù)，即：

K = ? ?PG(MW Hz)，G ?f  KG* = ? ?PG*。

?f* 5-8.什么叫調(diào)差系數(shù)?它與發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率的標(biāo)幺值有什么關(guān)系? 答:所謂的機(jī)組調(diào)差系數(shù)，是以百分?jǐn)?shù)表示的機(jī)組空載運(yùn)行時(shí) f0 與額定條件下 fN 的差值，即：σ % = f0 ? fN ×100% fN 調(diào)差系數(shù)與發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率的標(biāo)幺值是互為倒數(shù)的關(guān)系，即：

K = 1 100%。.G* σ % 5-9.電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整(一次調(diào)頻)的基本原理是什么?何為電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率? 為什么它不能過大? 答:一次調(diào)整的基本原理:設(shè)系統(tǒng)僅一臺(tái)發(fā)電機(jī),裝有調(diào)速器.發(fā)電機(jī)功率特性曲線和負(fù)荷的功 率特性曲線如圖,相交于點(diǎn) O,則在 O 點(diǎn) PL = PG ,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,運(yùn)行頻率為 f1.負(fù)荷出現(xiàn)增量 ?PL , 負(fù)荷由 PL 變?yōu)?PL + ?PL > PG = PL ,即負(fù)荷大于出力,轉(zhuǎn)速減小,頻率也減小.在系統(tǒng)頻率下 降的同時(shí),發(fā)電機(jī)組的輸出的有功功率將在其調(diào)速器的作用下增大,而負(fù)荷需求的有功功率將 在它本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)作用下而減少,前者沿原動(dòng)機(jī)的頻率特性向上增加,后者沿負(fù)荷的頻率特 性向下減少,經(jīng)過一個(gè)衰減的振蕩過程,抵達(dá)一個(gè)新的平衡點(diǎn)O ＇.電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 KS :所有沒滿載的發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率之和 KGΣ 再加上負(fù)荷單位 調(diào)節(jié)功率（負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)）KL，即：

KS = KGΣ + KL。

對(duì)一個(gè)系統(tǒng)而言 KL 不可調(diào)，調(diào)節(jié) KS 只能從調(diào)節(jié) KGΣ 著手。對(duì)每臺(tái)發(fā)電機(jī)而言 KG 不能過大，也即調(diào)差系數(shù)不能過小，否則就要出現(xiàn)負(fù)荷變化量在各發(fā)電機(jī)組之間的分配無法固定 ,即將 使各發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作的問題。因此，發(fā)電機(jī)組不能采用過大的單位調(diào)節(jié)功 率也即過小調(diào)差系數(shù)，另外系統(tǒng)會(huì)有一些機(jī)組滿載，這些機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率應(yīng)視為零，即 認(rèn)為它們的調(diào)差系數(shù)為無限大，從而使全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組等值調(diào)差系數(shù)增大，即發(fā)電機(jī)單位 調(diào)節(jié)功率之和 KGΣ 不可能過大，KS 自然不可能過大。

5-10.電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整(二次調(diào)頻)的基本原理是什么?如何才能做到頻率的無差調(diào) 節(jié)? 答:二次調(diào)整的基本原理:設(shè)系統(tǒng)僅一臺(tái)發(fā)電機(jī)，裝有調(diào)速器,且裝有調(diào)頻器，如圖。二次調(diào)整 是在一次調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)引起頻率的變化發(fā)電機(jī)在調(diào)速器的作用下自動(dòng)參 GO 加一次調(diào)整，但由于負(fù)荷變化較大，頻率的變化量 ?f 越出允許范圍時(shí)，操作頻率器,增加發(fā) 電機(jī)組發(fā)出的功率,使頻率特性向上移動(dòng).設(shè)發(fā)電機(jī)組增發(fā) ?P ,則運(yùn)行點(diǎn)又將從點(diǎn) O＇ 轉(zhuǎn)移 到點(diǎn) O“ ,由于進(jìn)行了二次調(diào)整,系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量有了改善.無差調(diào)節(jié):如負(fù)荷的變化量等于發(fā)電機(jī)出力的變化量即：

?PLO = ?PGO，則 ?f 了所謂無差調(diào)節(jié).5-11.互聯(lián)電力系統(tǒng)怎樣調(diào)頻才為合理?為什么? = 0 ,亦即實(shí)現(xiàn) 答: 如圖，設(shè) A、B 兩系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組均能參加一次調(diào)頻，且均有調(diào)頻廠即均可以參加二次調(diào) 頻。以 ?PLA、?PLB 表示 A、B 兩系統(tǒng)的負(fù)荷變化，以 ?PGA、?PGB 表示 A,B 兩系統(tǒng)的發(fā) 電機(jī)組二次調(diào)頻增發(fā)出力，以 K A、KB 表示 A,B 兩系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，聯(lián)絡(luò)線功率為 ?Pab，且設(shè)其正方向是由 A 系統(tǒng)流向 B 系統(tǒng)。

對(duì) A 系統(tǒng) ?Pab 可看成一負(fù)荷: ?PLA + ?Pab ? ?PGA = KA ?f 對(duì) B 系統(tǒng) ?Pab 可看成一電源: ?PLB ?(?Pab + ?PGB)= KB ?f.?f =(?PLA ? ?PGA)+(?PLB ? ?PGB)K A + K B ?P = K A(?PLB ? ?PGB)? KB(?PLA ? ?PGA)，K ab A + KB 在進(jìn)行聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻時(shí)需注意的是不僅是要保持整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)有功功率的平衡，還要考慮 聯(lián)絡(luò)線上功率 ?Pab 不超過允許的范圍，在調(diào)頻效果相同的前提下應(yīng)盡量使每個(gè)系統(tǒng)的功率 缺額由該系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)補(bǔ)償，從而使聯(lián)絡(luò)線上功率 ?Pab 盡可能小。

5-12.A、B 兩 系 統(tǒng) 由 聯(lián) 絡(luò) 線 相 連 如 圖 所 示 , 已 知 A 系 統(tǒng) KGA = 800MW / HZ KLA = 50 MW HZ ?PLA =100 MW B 系 統(tǒng) KGB = 700MW HZ KLB = 40MW / HZ , ?PLB = 50MW.求在下列情況下頻率的變化量 ?f 和聯(lián)絡(luò)線功率的變 化量 ?Pab;I.當(dāng)兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一次調(diào)頻時(shí);II.當(dāng)A 系統(tǒng)機(jī)組參加一次調(diào)頻,而B 系統(tǒng)機(jī)組不 參加一次調(diào)頻時(shí);III.當(dāng)兩系統(tǒng)機(jī)組都不參加一次調(diào)頻時(shí).解:I.?PGA = ?PGB = 0, ?PLA = 100, ?PLB = 50 ；

KGA = 800, KGB = 700, KLA = 50, KLB = 40.則 ?PA = ?PLA ? ?PGB = 100, ?PB = ?PLB ? ?PGB = 50 K A = KLA + KGA = 850, KB = KLB + KGB = 740.?f = ?PA + ?PB 所以 KA + KB = 100 + 50 850 + 740  = 0.0943(HZ)?P = KA ?PB ? KB ?PA = 850 × 50 ? 740 ×100 = ?19.8(MW)ab K A + KB 850 + 740 II.?PGA = ?PGB = 0, ?PLA = 100, ?PLB = 50;KGA = 800, KGB = 0, KLA = 50, KLB = 40.則 ?PA = ?PLA ? ?PGA = 100, ?PB = ?PLB ? ?PGB = 50.K A = KLA + KGA = 850, KB = KLB + KGB = 40.所以 ?f = ?PA + ?PB K A + KB = 100 + 50 = 0.168.850 + 40 ?P = KA ?PB ? KB ?PA = 850 × 50 ? 40 ×100 = 43.26(MW)ab K A + KB 850 + 40 III.?PGA = ?PGB = 0, ?PLA = 100, ?PLB = 50;KGA = KGB = 0, K LA = 50, KLB = 40.則 ?PA = ?PLA ? ?PGA = 100, ?PB = ?PLB ? ?PGB = 50 K A = KLA + KGA = 50, KB = KLB + KGB = 40.所以 ?f = ?PA + ?PB KA + KB = 100 + 50 = 1.67(HZ)50 + 40 ?P = KA ?PB ? KB ?PA = 50 × 50 ? 40 ×100 = ?16.67(MW).ab K A + KB 50 + 40 5-13.仍按題 5-12 中已知條件,試計(jì)算下列情況下的頻率變化量 ?f 和聯(lián)絡(luò)線上流過的功率 ?Pab。I.A,B 兩系統(tǒng)機(jī)組都參加一、二次調(diào)頻,A,B 兩系統(tǒng)機(jī)組都增發(fā) 50MW；

II.A,B 兩系統(tǒng) 機(jī)組都參加一次調(diào)頻,A 系統(tǒng)并有機(jī)組參加二次調(diào)頻,增發(fā) 60MW；

III.A,B 兩系統(tǒng)都參加一次 調(diào)頻,B 系統(tǒng)并有機(jī)組參加二次調(diào)頻,增發(fā) 60MW。

解:I.?PGA = ?PGB = 50, ?PLA = 100, ?PLB = 50;K A = KLA + KGA = 850, KB = KLB + KGB = 740.?PA = ?PLA ? ?PGA = 50, ?PB = ?PLB ? ?PGB = 0.所以 ?f = ?PA + ?PB K A + K B = 50 + 0 850 + 740 = 0.0314(HZ)?P = KA ?PB ? KB ?PA = 850 × 0 ? 740 × 50 = ?23.27(MW)ab K A + KB 850 + 740 II.?PGA = 60, ?PGB = 0, ?PLA = 100, ?PLB = 50;K A = KLA + KGA = 850, KB = KLB + KGB = 740.?PA = ?PLA ? ?PGA = 40, ?PB = ?PLB ? ?PGB = 50.所以 ?f = ?PA + ?PB K A + K B = 40 + 50 850 + 740 = 0.0566(HZ)?P = KA ?PB ? KB ?PA = 850 × 50 ? 740 × 40 = 8.11(MW)ab K A + KB 850 + 740 III.?PGA = 0, ?PGB = 60, ?PLA = 100, ?PLB = 50;K A = KLA + KGB = 850, KB = KLB + KGB = 740.?PA = ?PLA ? ?PGA = 100, ?PB = ?PLB ? ?PGB = ?10.所以 ?f = ?PA + ?PB KA + KB = 100 ? 10 850 + 740  = 0.0566(HZ)?P = KA ?PB ? KB ?PA = 850 ×(?10)? 740 ×100 ? 51.89(MW)ab K A + KB 850 + 740 5-14.某電力系統(tǒng)負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng) KL? = 2 ,主調(diào)頻電廠額定容量為系統(tǒng)負(fù)荷的 20%,當(dāng)系 統(tǒng)運(yùn)行于負(fù)荷 PL? = 1, f N = 50HZ 時(shí),主調(diào)頻電廠出力為其額定值的 50%,如果負(fù)荷增加,而主 調(diào)頻電廠的頻率調(diào)整不動(dòng)作,系統(tǒng)的頻率就下降 0.3HZ,此時(shí)測(cè)得 PL? = 1.1(發(fā)電機(jī)組仍不滿 載),現(xiàn)在頻率調(diào)整器動(dòng)作,使頻率上升 0.2HZ,問二次調(diào)頻作用增加的功率是多少? 解:如圖: KL? = 2, 調(diào)頻廠SN = 0.2 PL SB = PL , 則 PL? = 1, SN ? = 0.2PL? = 0.2 , S出力? = 50%SN ? = 0.1 不滿載表示發(fā)電機(jī)將自動(dòng)參加一次調(diào)頻，調(diào)節(jié)系數(shù)為 KG，L G P＇ = P＇ = 1.1 ?P 發(fā)電機(jī)在一次調(diào)頻的作用下出力增加了 ＇ G? = 0.1 = K G? ?f? ?f? = 0.3 50 G? ?PL? = ?P＇ + ?P＇ = KG??f? + KL??f? = 0.1 + 2 × 0.3 = 0.1 +0.012 =0.112 50 L? 由 KG? ?f? = 0.1得 K = 0.1 = 0.1 × 50 = 50 ? G? ?f 0.3 3 二次調(diào)頻投入后頻率上升 0.2HZ, ?f ＇ = 0.3 ? 0.2 = 0.1 ?P ? ?P = K + K ? 50 50 ? 由 L? ?f ＇ GO? L? G? 0.112 ? ?PGO? = 2 + 50 = 18.67 0.1 3 解得：

?PGO? = 0.0747 < 0.1 調(diào)頻廠可調(diào)容量大于二次調(diào)頻所需容量。

Chapter 六 6-1.電力系統(tǒng)中無功功率與節(jié)點(diǎn)電壓有什么關(guān)系？ 答:由綜合負(fù)荷的無功功率—電壓靜態(tài)特性分析可知，負(fù)荷的無功功率是隨電壓的降低而減 少的，要想保持負(fù)荷端電壓水平，就要向負(fù)荷供應(yīng)所需要的無功功率。所以電力系統(tǒng)的無功 功率必須保持平衡，即無功電源發(fā)出的無功功率要與無功負(fù)荷和無功損耗平衡。這是維持電 力系統(tǒng)電壓水平的必要條件。

6-2.如何進(jìn)行電力系統(tǒng)無功功率的平衡?在何種狀態(tài)下才有意義? 答:無功功率的平衡: I.參考累積的運(yùn)行資料確定未來的、有代表性的預(yù)想有功功率日負(fù)荷曲線.II.確定出現(xiàn)無功功率日最大負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)中有功功率負(fù)荷的分配.III.假設(shè)各無功功率電源的容量和配置情況以及某些樞紐點(diǎn)的電壓水平.IV.計(jì)算系統(tǒng)中的潮流分布.V.根據(jù)潮流分布情況,統(tǒng)計(jì)出平衡關(guān)系式中各項(xiàng)數(shù)據(jù),判斷系統(tǒng)中無功功率能否平衡.VI.如統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明系統(tǒng)中無功功率有缺額,則應(yīng)變更上列假設(shè)條件,重作潮流分布計(jì)算;而 如無功功率始終無法平衡,則應(yīng)考慮增設(shè)無功電源的方案.進(jìn)行無功功率平衡計(jì)算的前提應(yīng)是系統(tǒng)的電壓水平正常.6-3.電力系統(tǒng)中無功負(fù)荷和無功功率損耗主要指什么? 答:無功負(fù)荷:各種用電設(shè)備中,除相對(duì)很小的白軹燈照明負(fù)荷只消耗有功功率,為數(shù)不多的同 步電動(dòng)機(jī)可發(fā)出一部分無功功率外,大多數(shù)都要消耗無功功率.無功功率損耗:線路上并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗中的無功功率損耗;變壓器中勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗中損耗.6-4.電力系統(tǒng)中無功功率電源有哪些?發(fā)電機(jī)的運(yùn)行極限如何確定? 答:無功功率電源:發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容、靜止補(bǔ)償器.6-5.電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式有哪幾種?哪一種方式易實(shí)現(xiàn),哪一種方式不易實(shí)現(xiàn),為什么? 答:調(diào)壓方式:逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓.順調(diào)壓最易實(shí)現(xiàn),因?yàn)槠胀ㄗ儔浩骷纯?逆調(diào)壓最不易實(shí)現(xiàn),因?yàn)橐柚休d調(diào)壓變壓器等專用的設(shè)備.6-6.電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的基本原理是什么?當(dāng)電力系統(tǒng)無功不足時(shí),是否可以只通過改變變壓 器的變比調(diào)壓?為什么? 答:I.原理:如圖可得, Ub =(K1UG ? Pb Ri + Qb Xi K U )/ K 2 1 G G G U---發(fā)電機(jī)出口電壓, U ＇---發(fā)電機(jī)出口電壓歸算至高壓側(cè).＇ Ub---用電設(shè)備端電壓, U b---用戶側(cè)電壓歸算至高壓側(cè).通過改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓 UG ,改變變壓器變比 K1, K 2 ,改變無功功率分布或串聯(lián)電容補(bǔ)償 來改變用電設(shè)備端電壓Ub.II.不可以.因?yàn)檫M(jìn)行無功功率平衡計(jì)算的前提是電壓水平正常,如不能在正常電壓水平下保 證無功功率的平衡,系統(tǒng)的電壓質(zhì)量不能保證,如系統(tǒng)電源所能供應(yīng)的無功功率不足,則無 功功率雖也能平衡,平衡條件所決定的電壓將為低于正常的電壓.這種情況下,雖可采用某 些措施,如改變某臺(tái)變壓器的變比以提高局部地區(qū)的電壓水平,但如不能增加系統(tǒng)電源所能 供應(yīng)的無功功率,則系統(tǒng)的電壓質(zhì)量總不能獲得全面改善.事實(shí)上,系統(tǒng)中無功功率電源不 足時(shí)的無功功率平衡是由于系統(tǒng)電壓水平的下降,無功功率負(fù)荷(包括損耗)本身的具有正 值的電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)使全系統(tǒng)的無功功率需求有所下降而達(dá)到的.6-7.電力系統(tǒng)有哪幾種主要調(diào)壓措施? 答:I.改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓.II.改變變壓器變比.III.串聯(lián)電容補(bǔ)償(改變電路參數(shù)).6-8.推導(dǎo)變壓器分接頭電壓的計(jì)算公式,并指出升降壓變壓器分接頭電壓有何異同點(diǎn)? 答:如圖為雙繞組降壓變壓器, U I---高壓側(cè)電壓.Ui---低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)電壓.i U ＇---低壓側(cè)實(shí)際電壓.Ui = U I – ?U = UI – PR + QX U I  i U ＇ = U U 低額 = U U i i 高抽 U 低額 UtI ? UtI = Ui U 低額 U ＇ i U 低額 U ? U = U t Im ax i max ＇ i max U低額 U ,U = U t Im ax i min ＇ i min 升降壓變壓器分接頭電壓的異同點(diǎn): 異---降壓變壓器,由高壓母線推算低壓母線電壓時(shí),應(yīng)將高壓母線電壓和變壓器中電壓損耗相 減;升壓變壓器,由高壓母線推算低壓母線電壓時(shí),應(yīng)將高壓母線電壓和變壓器中電壓損耗 相加.同---升降壓變壓器分接頭的選擇方法基本相同.6-9.有載調(diào)壓變壓器和普通變壓器有何區(qū)別?在什么情況下宜于采用有載調(diào)壓變壓器? 答:區(qū)別:有載調(diào)壓變壓器在帶電情況下改變變比;普通變壓器在停電情況下改變變比.對(duì)無功功率供應(yīng)較充裕的系統(tǒng),采用各種類型有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓顯得靈活而有效.尤其是 系統(tǒng)中個(gè)別負(fù)荷的變比規(guī)律以及它們距電源遠(yuǎn)近相差懸殊時(shí),不采用有載調(diào)壓變壓器幾乎 無法滿足所有負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求.有載調(diào)壓變壓器的特殊功能還能體現(xiàn)在系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò) 線以及中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方面.6-10.在按調(diào)壓要求選擇無功補(bǔ)償設(shè)備容量時(shí),選用并聯(lián)電容器和調(diào)相機(jī)是如何考慮的? 答:I.選用電容器,因電容器只能發(fā)出感性無功功率,提高電壓;不能吸取感性無功功率,降低電 壓;它們只在重負(fù)荷時(shí)投入,輕負(fù)荷時(shí),可能部分甚至全部推出.因此,變壓器的分接頭應(yīng)按最 小負(fù)荷時(shí)電容器全部推出運(yùn)行的條件考慮,即按 U UtI  t Imin U 低N U = U Im in ＇ Im in  選擇,選一最接近的 U 標(biāo)準(zhǔn)抽頭UtI , 則 K = ,在最大負(fù)荷時(shí)投入,按最大負(fù)荷全部補(bǔ)償選擇并聯(lián)電容的補(bǔ)償 低N 量, QC ＇ KU = Im ax Xi (KU ＇ ? U),這樣可充分利用電容器的容量,使在滿足調(diào)壓要求的 Im ax Im ax 前提下,使用的電容器最少.II.選用調(diào)相機(jī),因調(diào)相機(jī)既能過激運(yùn)行輸出感性無功功率,又能欠激運(yùn)行吸收感性無功功率, 所以設(shè)調(diào)相機(jī)欠激運(yùn)行時(shí)的容量為過激運(yùn)行時(shí)額定容量的二分之一,并在最大負(fù)荷時(shí)過激 按額定容量運(yùn)行,最小負(fù)荷時(shí)欠激按二分之一額定容量運(yùn)行,則調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)作為無 KU ＇ Im ax Im ax 功電源, QC = Im ax X i (KU ＇ ? U), 在最小負(fù)荷時(shí)作為無功負(fù)荷, – 1 Q KU ＇ = Im ax(＇ ?)i 2 C X KU Im in U Im in ＇ ＇ 2U U + U U ? K = Im in Im in Im in Im ax = UtI ＇ 2 ＇2 ? UtI = KU 低N。

2U Im in + U Im ax U 低N 選擇一最靠近的標(biāo)準(zhǔn)抽頭U ＇ ＇ U ,則 K = tI  ,將 K 代入 Q 式即可解出 Q ,這樣,可保證在滿 U tI C C 低N 足調(diào)壓要求的前提下選用的調(diào)相機(jī)容量最小,因它在過激和欠激運(yùn)行時(shí)的容量都得到了充 分利用.6-11.什么叫靜止補(bǔ)償器,其原理是什么?有何特點(diǎn)?目前一般可分幾種類型? 答:靜止補(bǔ)償器是與電容器相對(duì)應(yīng)而又同屬靈活交流輸電系統(tǒng)范疇的一種無功功率電源.原理:依靠其中的電容器產(chǎn)生感性無功功率而作為無功功率電源.特點(diǎn):既可作為無功電源,又可作為無功負(fù)荷,但是由于電容器所能產(chǎn)生的感性無功功率與 其端電壓的平方成正比,當(dāng)系統(tǒng)電壓水平過于低下,迫切需要補(bǔ)償器增加其感性無功功率輸 出時(shí),補(bǔ)償器往往無法增加,這是作為無源元件的靜止補(bǔ)償器所無法克服繁榮缺陷.目前分三種:晶閘管控制電抗器型(TCR 型)晶閘管開關(guān)電容器型(TSC 型)飽和電抗器型(SR 型).6-12.比較一下并聯(lián)電容器補(bǔ)償和串聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)以及在電力系統(tǒng)中的使用情況? 答:并聯(lián)電容器可以增加無功功率電源進(jìn)而改善電壓質(zhì)量,還可以降低網(wǎng)絡(luò)中的功率和能量損 耗;串聯(lián)電容器雖可以增加無功功率電源,但并不能解決改善電壓質(zhì)量的問題.因個(gè)別串聯(lián) 電容器的采用,雖能調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中無功功率的流通從而使局部地區(qū)的電壓有所提高,但其它地 區(qū)的無功功率卻因此而更感不足,電壓質(zhì)量也因此而更加下將.在需要附加設(shè)備的調(diào)壓措施中,對(duì)無功功率不足的系統(tǒng),首要問題是增加無功功率電源,因 此以采用并聯(lián)電容器為宜;作為調(diào)壓措施,串聯(lián)補(bǔ)償電容器由于設(shè)計(jì)、運(yùn)行等方面的原因, 目前應(yīng)用很少.6-13.有 一 降 壓 變 壓 器 歸 算 至 高 壓 側(cè) 的 阻 抗 為 2.44+j40 ? , 變 壓 器 的 額 定 電 壓 為 110 ± 2*2.5%/6.3KV,在最大負(fù)荷時(shí),變壓器高壓側(cè)通過功率為 28 ± j14 MVA,高壓母線電壓 為 113KV,低壓母線要求電壓為 6KV;在最小負(fù)荷時(shí),變壓器高壓側(cè)通過功率為 10+j6 MVA, 高壓母線電壓為 115KV,低壓母線要求電壓為 6.6KV,試選擇該變壓器的分接頭.解:在最大負(fù)荷時(shí), ?U  max = 28 * 2.44 + 14* 40 = 5.56(kv)113 低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為, U 低max = U 高max ? ?U max = 113 ? 5.56 = 107.44(kv)Ut max = U 低max U 低額 ‘ U 低max = 107.44 * 6.3 = 112.8(kv)6 在最小負(fù)荷時(shí), ?U  min = 10 * 2.44 + 6 * 40 = 2.3(kv)115 低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為, U 低min = U高min ? ?U min = 115 ? 2.3 = 112.7(kv)Ut min = U低min U 低額 ‘ U 低min = 112.7 * 6.3 = 107.58(kv)6.6 則公共抽頭UtI = 1(U 2  t max + Ut min )= 110.19(kv)選擇 110kv 分接頭, U ＇ 低max = U 低max U 低額 U ＇ tI = 107.44 * 6.3 = 6.15 > 6 110 U ＇ 低min = U低min U 低額 ‘ U tI = 112.7 * 6.3 = 6.45(KV)< 6.6 110 ?U %  max = 6.15 ? 6 *100% = 2.5% 6 ?U %min = 6.45 ? 6.6 6.6  *100% = 2.27% 滿足調(diào)壓要求,所以分接頭電壓 110KV 6-14.有一降壓變壓器, SN = 20MVA,U N = 110 ± 2 × 2.5% /11KV , PK = 163KV U K(%)= 10.5 , 變 壓 器 低 壓 母 線 最 大 負(fù) 荷 為 18MVA , cos ? = 0.8 , 最 小 負(fù) 荷 為 7MVA,cos? = 0.7, 已知變壓器高壓母線在任何方式下均維持電壓為 107.5KV,如果變壓器 低壓側(cè)要求順調(diào)壓,試選擇該變壓器的分接頭.P U 2 解 R = K N = 163×110  ×10? 3 = 4.93(?)S 2 N T 2 202 U(%)U 2 T X = K N 100SN  10.5 ×1102 = 100× 20  = 63.525(?)最大、最小負(fù)荷為: S?max = 18∠ arccos 0.8 = 14.4 + j10.8(MVA)S?min = 7∠arccos0.7 = 4.9 + j5(MVA)?S? = 14.4 + 10.82  ×(4.93 + j63.525)= 0.13 + j1.7(MVA)2 T max 1102 ?S? = 4.9 + 52  ×(4.93 + j63.525)= 0.02 + j0.26(MVA)2 T min 1102 S ? 高max = S?max + ?S?T max = 14.53 + j12.5(MVA)? ? ? S高min = Smin + ?ST min = 4.92 + j5.26(MVA)最大、最小負(fù)荷時(shí)變壓器電壓損耗為: ?U max ?U max = 14.53× 4.93 + 12.5 × 63.525 = 8.05(kv)107.5 = 4.92× 4.93 + 5.26 × 63.525 = 3.33(kv)107.5 U 低max = U 高max ? ?U max = 107.5 ? 8.05 = 99.45(kv)U 低min = U 高min ? ?U min = 107.5 ? 3.33 = 104.17(kv)Ut max U  = U 低max U = U U 低N ‘ U 低max U 低N  = 99.45× = 104.17 × 11 10 ×102.5% 11  = 106.73(kv)= 107.1(kv)t min 低min ‘ 低min 10 ×107.5% 則公共抽頭 UtI = 1(U 2  t max + Ut min )= 106.92(kv)tI 選擇 110-2.5%分接頭, U ＇ = 107.25KV U ＇ 低max = U 低max U 低N ‘ U tI  = 99.45× 11 107.25  = 10.2(kv)< 10.25KV 不滿足調(diào)壓要求,則重新選擇.tI 選擇110 ? 2 × 2.5% 分接頭, U ＇ = 104.5kv U ＇ 低min = U低min U 低N ‘ U tI  = 104.7 × 11 104.5  = 11(kv)> 10.75KV 不滿足調(diào)壓要求,則選擇有載調(diào)壓變壓器.t Im ax 最大負(fù)荷時(shí),選擇110 ? 2 × 2.5% 分接頭, U ＇ = 104.5kv U ＇ 低max = U 低max U 低N ‘ U t Im ax  = 99.45 × 11 104.5  = 10.5(kv)> 10.25KV t Im in 最小負(fù)荷時(shí),選擇110 ? 2 × 2.5% 分接頭, U ＇ = 107.25kv U ＇ 低min = U低min U低N ‘ = 104.17 × 11  = 10.68(kv)< 10.75KV Ut Im in 107.25 滿足調(diào)壓要求.6-15.某變電所有一臺(tái)降壓變壓器,變壓器額定電壓為110 ± 2 × 2.5% / 11kv 變壓器已運(yùn)行于 115.5KV 抽頭電壓,在最大、最小負(fù)荷時(shí),變壓器低壓側(cè)電壓的偏移為-7%和-2%,如果變壓器低壓側(cè)要求順調(diào)壓,那么調(diào)壓器的抽頭電壓 115.5KV,能否滿足調(diào)壓的要求, 應(yīng)該如何處理? 解: U ＇ i max ≥ 1.025U N = 10.25 ＇ U i min ≤ 1.075U N = 10.75 U ＇ i max =(1 ? 7%)×10 = 9.3 < 10.25 ＇ U i min =(1 ? 2%)× 10 = 9.8 < 10.75 則U tI = 115.5kv ,不滿足調(diào)壓要求.最大負(fù)荷時(shí), Ui max U ＇ U = i max tI U低N = 9.3 ×115.5 = 97.65(kv)11 Ut Im ax = Ui min U 低N ‘ U i max  = 97.65 × 11 1.025×10  = 104.8(kv)最小負(fù)荷時(shí), Ui min U ＇ U = i min tI U 低N = 9.8 ×115.5 = 102.9(kv)11 Ut Im in = Ui min U 低N ‘ U i min  = 102.9 × 11 1.075×10  = 105.3(kv)UtI = 1(U 2  t Im ax + Ut Im in )= 105.05(kv)tI 選擇一臺(tái)靠近的標(biāo)準(zhǔn)抽頭U ＇ = 104.5kv U ＇ i max = Ui max U 低N ‘ = 97.65 × 11  = 10.28(kv)> 10.25KV (合格)UtI 104.5 U ＇ i min = Ui min U 低N ‘ = 102.9 × 11  = 10.83(kv)> 10.75KV (不合格)UtI 104.5 tI 則重新選擇U ＇ = 107.25kv U ＇ i max U ＇ = 97.65× = 102.9 × 11 107.25 11 = 10.01(kv)< 10.25KV = 10.55(kv)< 10.75KV (不合格)(合格)i min 107.25 所以選擇有載調(diào)壓變壓器 U ＇ t Im ax = 104.5(kv)U ＇ t Im in = 107.25(kv)6-16.水電廠通過 SFL-40000/110 型升壓變壓器與系統(tǒng)連接,變壓器歸算至高壓側(cè)阻抗為 2.1 + j38.5?, 額定電壓為 121 ± 2 × 2.5% / 10.5kv ,系統(tǒng)在最大、最小負(fù)荷時(shí)高壓母線電 壓分別為 112.09KV,和 115.92KV,低壓側(cè)要求的電壓在系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)不低于 10KV,在系統(tǒng) 最小負(fù)荷時(shí)不高于 11KV,當(dāng)在系統(tǒng)最大、最小負(fù)荷時(shí)水電廠輸出功率均為 28+j21MVA 時(shí), 試選該變壓器的分接頭.解:最大負(fù)荷時(shí), ?U  max = 28 × 2.1 + 21× 38.5 = 7.74(kv)112.09 低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為, U 低max = U 高max + ?U max = 112.09 + 7.74 = 119.83(kv)Ut max = U 低max U 低額 ‘ U 低max = 119.83× 10.5 = 125.8(kv)10 最小負(fù)荷時(shí), , ?U  min = 28× 2.1 + 21× 38.5 = 7.48(kv)115.92 低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為, U 低max = U 高min + ?U min = 115.92 + 7.48 = 123.4(kv)Ut min = U低min U 低額 ‘ U 低min = 123.4 × 10.5 = 117.8(kv)11 則公共抽頭UTI = 1(U 2  T Im ax + UT Im in )= 12.18(KV)選擇 121KV 為標(biāo)準(zhǔn)抽頭, UT′I = 121KV U 低′ max = U 低max U 低額 U T′I = 119.83× 10.5 = 10.4 > 10 121 U 低′ min = U低min U 低額 U T′I = 123.4 × 10.5 = 10.7 < 11 121 ?U %  max = 10.4 ?10 × 100% = 4% 10 ?U %min = 10.7 ? 11 11  ×100% = 2.7% 滿足調(diào)壓要求,所以分接頭電壓為121KV 6-17.有一個(gè)降壓變電所由兩回 110KV,長(zhǎng) 70KM 的電力線路供電,導(dǎo)線為 LGJ-120 型,導(dǎo)線計(jì)算 外徑為15.2mm ,三相導(dǎo)線幾何平均距離為 5m.變電所裝有 2 臺(tái)變壓器并列運(yùn)行,其型號(hào)為 SFL ? 31500 / 110 型, SN = 31.5MVA , UN = 110 /11KV ,UK(%)= 10.5.最大負(fù)荷時(shí)變 電所低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為 100.5KV,最小負(fù)荷時(shí)為 112.0KV.變電所二次母線允許 電壓偏移在最大,最小負(fù)荷時(shí)為二次網(wǎng)絡(luò)額定電壓的 2.5% ? 7.5%.試根據(jù)調(diào)壓的要求接 并聯(lián)電容器和同期調(diào)相機(jī)兩種措施,確定變電所 10KV 母線上所需補(bǔ)償設(shè)備的最小容量.ρ 解: r1 = s = 31.5 0.2625(? / km)120 Dm x1 = 0.1445lg r  + 0.0157 3 = 0.1445lg 5 ×10  + 0.0157 = 0.423(? / km)15.2 / 2 R = 1 r L = 1 × 0.2625× 70 = 9.19(?)L 2 1 2 X = 1 x L = 1 × 0.423× 70 = 14.8(?)L 2 1 2 1 U %U 2 T X = K N = 10.5 ×1102 = 20.167(?)2 100S N 2 ×100× 31.5 U 2 max = 100.5(KV),U 2 min = 112(KV)U 2′max = 10(1 + 2.5%)= 10.25(KV)U 2′min = 10(1 + 7.5%)= 10.75(KV)1 并聯(lián)電容器 UTI = U 2 min U 2 N U 2′ min  = 112× 11 10.75  = 114.6(KV)選擇UT′ 2 = 115.5KV ,則 K = UT′I U 2 N = 115.5 11  = 10.5 K 2U ′ Q = 2 max(U ′ – U 2 max)C X ∑ 2C max K 10.52 ×10.25 ×(10.25 ? 100.5)= 21.9(M var)14.8 + 20.167 10.5 2 并聯(lián)調(diào)相機(jī) K = U ′2 maxU 2 max + 2U 2′ minU 2 min U ′ + 2U ′ 2 2 max 2 2 min = 10.25×100.5 + 2 ×10.75 ×112 = 10.227 10.252 + 2 ×10.752 UTI = KU 2 N = 10.227 ×11 = 112.5(KV)選擇UT′I = 112.75KV U ＇ K = tI U 2 N = 112.75 = 10.25 11 K 2U ＇ Q 2 C max(U ＇ U 2 max)10.25 2 ×10.25  100.5 C = X 2 C max ? K = 14.8 + 20.167 ×(10.25 ? 10.25 )= 13.7(MVar)選擇 QC = 20MVar 的調(diào)相器.效驗(yàn):I: ?U  max = ? 21.9 × 20.167 = ?4(kv)110 U 2 max = 100.5 + 4 = 104.5(kv)U ＇ 2 max = U 2 max U 2 N ＇ U tI  = 104.5 × 11 115.5  = 9.95(KV)?U %max 9.95 ? 10 = 10  ×100% = 0.5% U ＇ 2 min = U 2 min U 2 N ＇ U tI  = 112 × 11 115.5 = 10.67(KV)?U %min = 10.67 ? 10 10  ×100% = 6.7% II.?U max = ? 20 × 20.167 = ?3.67(kv)110 U 2 max = 100.5 + 3.67 = 104.17(kv)U ＇ 2 max = U 2 max U 2 N ＇ U tI  = 104.17 × 11 112.75 = 10.16(KV)?U %max 10.16 ? 10 = 10  ×100% = 1.6% ?U min ?(? 1 × 20)× 20.167 = 2 110  = 1.83(kv)U 2 min = 112 ? 1.83 = 110.17(kv)U ＇ 2 min = U 2 min U 2 N ＇ U tI  = 110.17 × 11 112.75  = 10.74(KV)?U %min = 10.74 ? 10 10  ×100% = 7.4% 合格.6-18.有一個(gè)降壓變電所由一回 110KV 架空線路供電,導(dǎo)線型號(hào) LGJ ? 240 型,線路長(zhǎng)度為 ? 6 105KM, r1 = 0.13? / KM , b1 = 2.8 ×10 s / KM.變電所裝有一臺(tái)有載調(diào)壓變壓器,型號(hào)為 SFZ ? 40500 / 110 型 , SN = 40.5MVA , UN 為110 ± 4 × 2.5% /11KV , PK = 230KW ,UK(%)= 10.5, I 0(%)= 2.5, P0 = 45KW.變電所低壓母線的最大負(fù)荷為 26MW, cos? = 0.8.最小負(fù)荷為最 大負(fù)荷的 0.75 倍, cos? = 0.8.在最大,最小負(fù)荷時(shí)電力線路始端均維持電壓 121KV.變電所 低壓母線要求逆調(diào)壓.試根據(jù)調(diào)壓要求(按用并聯(lián)電容器和同期調(diào)相機(jī)兩種措施)確定在低壓 母線進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)娜萘?解: R1 = r1 L = 0.131× 105 = 13.755(?)X 1 = x1 L = 0.407× 105 = 42.735(?)1 1 B = b L = 2.8 ×10?6 ×105 = 2.94×10? 4(S)P U 2 R = K N 230 ×1102 =  ×10?3 = 1.7(?)S N T 2 40.52 U %U 2 T X = K N 100SN  10.5 ×1102 = 100× 40.5  = 31.37(?)?P0 = 0.045(MW), ?Q0 = I 0 %SN 100 = 2.5 × 40.5 100  = 1(M var)?PK = 0.23(MW)，?QK = UK %SN 100 = 10.5 × 40.5 100  = 4.25(M var)S?max = 26∠ arccos 0.8 = 20.8 + j15.6(MVA)S?min = 0.75 × 26∠arccos0.8 = 19.5∠36.87° = 15.6 + j11.7(MVA)2 ?S? = 0.045 + j1 + 20.8 + 15.62 × 0.23 + j 20.8 + 15.6 2  × 4.25 2 T max 40.52 40.52 = 0.045 + j1 + 0.0948 + j1.75 = 0.1398+ j2.75(MVA)2 ?S? = 0.045 + j1 + 15.6 + 11.72 × 0.23 + j 15.6 + 11.72  × 4..25 2 T min 40.52 40.5 2 = 0.045 + j1 + 0.0533+ j0.985 = 0.0983+ j1.985(MVA)?S? = ? 1 jB U 2 = ? 1 j × 2.94 ×10? 4 ×1102 = ? j1.779(MVA)y 2 1 N 2 S ′ ? max ? = S max ? + ?S T max + ?S? y = 20.8 + j15.6 + 0.1398+ j2.75 ? j1.779 = 20.9398+ j16.57(MVA)S?m′ in = S?min + ?S?T min + ?S?y = 15.6 + j11.7 + 0.0983+ j1.985 ? j1.779 = 15.6983+ j11.906(MVA)?S? 20.93982 = + 16.57 2 ×(13.755 + j42.735)= 0.81+ j2.5(MVA)L max 1102 ?S? 15.69832 = + 11.9062 ×(13.755 + j42.735)= 0.44 + j1.37(MVA)L min 1102 ＇ S?1 max = S?max + ?SL max = 20.9398+ j16.57 + 0.81+ j2.5 = 21.75 + j19.07(MVA)? ＇ S1 min = S?min + ?SL min = 15.6983+ j11.906 + 0.44 + j1.37 = 16.138 + j13.276(MVA)?UL max ?UL min  = 21.75×13.755 + 19.07 × 42.735 = 9.2(kv)121 = 16.138×13.755 + 13.276× 42.735 = 6.52(kv)121 U ＇ max = 121? 9.2 = 111.8(kv)U ＇ min = 121? 6.52 = 114.48(kv)S?T max = 20.8 + j15.6 + 0.0948 + j1.75 = 20.8948 + j17.35(MVA)S?T min = 15.6 + j11.7 + 0.0533+ j0.985 = 15.653 + j12.685(MVA)?UT max ?UT min = 20.8948×1.7 + 17.35 × 31.37 = 5.19(kv)111.8 = 15.653×1.7 + 12.685× 31.37 = 3.71(kv)114.48 U 2 max = 111.8 ? 5.19 = 106.6(kv)U 2 min = 114.48 ? 3.71 = 110.77(kv)U ＇ 2 max = 10 ×102.5% = 10.25(kv)U ＇ 2 min = 10 ×107.5% = 10.75(kv)a.并聯(lián)電容器.先按最小負(fù)荷時(shí)電容器全部退出的條件選擇變壓器變比, UtI U 2 N U = U 2 min ＇ 2 min  = 110.77 × 11 10.75  = 113.35(kv)tI 選擇U ＇  = 112.75kv, 則 K = ＇ U tI U 2 N = 112.75 = 10.25 11 再按最大負(fù)荷時(shí)的要求求無功補(bǔ)償容量為 K 2U ＇ Q 2 C max(U ＇ U 2 max)10.25 2 ×10.25  106.6 C = X 2 C max ? K = 42.735 + 31.37 ×(10.25 ? 10.25 )= ?2.18(MVar)tI 不滿足要求,重新選擇U ＇  = 115.5kv,則 K = ＇ U tI U 2 N = 115.5 = 10.5 11 K 2U ＇ Q 2 C max(U ＇ U 2 max)10.52 ×10.25  106.6 C = X 2 C max ? K = 42.735 + 31.37 ×(10.25 ? 10.5 )= 1.57(MVar)b.并聯(lián)調(diào)相機(jī).按最大、最小負(fù)荷兩種運(yùn)行情況確定變比為, K = U ′2 maxU 2 max + 2U 2′ minU 2 min = 10.25×106.6 + 2 ×10.75 ×110.77 = 10.33 U ′ + 2U ′ 2 2 max 2 2 min 10.252 + 2 ×10.752 UTI = KU 2 N = 10.33×11 = 113.63(KV)選擇U T′I = 112.75KV U ＇ K = tI U 2 N = 112.75 = 10.25 11 K 2U ＇ Q 2 C max(U ＇ U 2 max)10.252 ×10.25  106.6 C = X 2 C max ? K = 42.735 + 31.37 ×(10.25 ?  10.25 )= ?2.18(MVar)U ＇ 115.5 不滿足要求,重新選擇UT′I = 115.5KV ,則 K =  tI = = 10.5 U 2 N 11 K 2U ＇ Q 2 C max(U ＇ U 2 max)10.52 ×10.25 106.6 C = X 2 C max ? K = 42.735 + 31.37 ×(10.25 ? 10.5 )= 1.5(MVar)