第四章_配电网运行分析习题与解答

=
0.5(212
+ 181.6 −
229)
=
82.3
⎪ ⎬
⎪
（kW）
[ ] 1
Pk 3 = 2
Pk ( 2−3) + Pk (3−1) − Pk (1−2)
= 0.5(181.6 + 229 − 212 ) = 99.3
⎪ ⎪⎭
然后按与双绕组变压器相似的计算公式计算各绕组的电阻：
RT 1
=
Pk1U
答：网络未加无功补偿设备前，负荷的有功功率、无功功率为 P 、 Q ，与网
络传输的功率相等。加装了一部分无功补偿设备 Qc 后，网络传输的有功功率不 变，传输的无功功率变为 Q′ = Q − Qc ，相当于无功消耗由 Q 减少到 Q′ = Q − Qc 。 设 Q′ = Q − Qc ，如下图所示，视在功率 S ′ 比 S 小了，补偿后电力网的功率因数由 补偿前的 cos ϕ1 提高到 cos ϕ2 。
荷功率 Smax （此时的有功损耗为 ∆Pmax ），在τ 小时内的电能损耗恰好等于线路全 年的实际电能损耗，则称τ 为最大负荷损耗时间。
2、如何进行降低配电网的损耗？ 答：（1）合理使用变压器。应根据用电特点选择较为灵活的接线方式，并能 随各变压器的负载率及时进行负荷调整，以确保变压器运行在最佳负载状态。变 压器的三相负载力求平衡，不平衡运行不仅降低出力，而且增加损耗。（2）重视 和合理进行无功补偿。合理地选择无功补偿方式、补偿点及补偿容量，能有效地 稳定系统的电压水平，避免大量的无功通过线路远距离传输而造成有功网损。对 电网的无功补偿通常采取集中、分散、就地相结合的方式，具体选择要根据负荷 用电特征来确定。（3）对电力线路改造，扩大导线的载流水平。按导线截面的选 择原则，可以确定满足要求的最小截面导线；但从长远来看，选用最小截面导线 并不经济。如果把理论最小截面导线加大一到二级，线损下降所节省的费用，足 可以在较短时间内把增加的投资收回，而且导线截面增大温升下降，线路无功损 耗也会有所下降。（4）调整用电负荷，保持均衡用电。调整用电设备运行方式， 合理分配负荷，降低电网高峰时段的用电，增加低谷时段的用电；改造不合理的 局域配电网，保持三相平衡，使用电均衡，降低线损。 3、无功补偿的基本原理是什么？有什么意义？
线路的参数（降低输电线路的电抗）。 6、低压电网短路电流计算有什么特点？ 答：电力系统中 1kV 以下的电网称为低压电网，其短路电流计算具有以下
特点： （1）供电电源可以看作是“无穷大”容量系统。这是因为低压配电系统中
配电变压器容量远远小于其高压侧电力系统的容量，所以配电变压器阻抗加上低 压短路回路阻抗远远大于电力系统的阻抗。在计算配电变压器低压侧短路电流 时，一般不计电力系统到配电变压器高压侧的阻抗，而认为配电变压器高压侧的 端电压保持不变。
无功补偿原理的示意图
加装无功补偿设备后，电网的功率因数提高，具有以下几个方面的意义： （1）减少系统元件的容量，换个角度看是提高电网的输送能力 。（2）降低 网络功率损耗和电能损耗。（3）改善电压质量。 4、配电网无功补偿的配置原则与措施是什么？ 答：无功补偿设备合理配置的主要原则：（1）总体平衡与局部平衡相结合。 （2）电业部门补偿和用户补偿向结合。（3）分散补偿与集中补偿相结合，以分 散为主。（4）降损与调压相结合，以降损为主。 无功补偿的主要措施：（1）利用同步发电机进行补偿。（2）利用调相机进行 无功补偿。（3）利用电容器进行无功补偿。（4）利用静止补偿器进行无功补偿。 5、调压的方式有哪些？如何进行？调压有哪些主要措施？ 答：调压主要有：“逆调压”、“顺调压”、“常调压”等几种方式。（1）逆调 压。若由中枢点供电的各负荷的变化规律大体相同，考虑到高峰负荷时供电线路 上的电压损耗大，可将中枢点电压适当升高，以抵偿电压损耗的增大。反之，则 将中枢点电压适当降低。这种高峰负荷时升高电压（取1.05U N ），低谷负荷时降 低电压（取U N ）的中枢点电压调整方式，称为逆调压。这种方式适用于中枢点 供电线路较长，负荷变化范围较大的场合。（2）顺调压。适用于用户对电压要求 不高或供电线路不长，负荷变动不大的中枢点，可采用顺调压方式。即高峰负荷 时允许中枢点电压略低（取 1.025U N ）；低谷负荷时允许中枢点电压略高（取 1.075U N ）。（3）常调压。介于上述两种情况之间的中枢点，可采用常调压方式， 即在任何负荷下都保持中枢点电压为一基本不变的数值，取（1.02～1.05）U N 。 调压的主要措施：（1）调节励磁电流以改变发电机端电压 UG 。（2）改变变 压器 T1、T2 的变比 k1 、 k2 。（3）通过改变电力网无功功率分布。（4）改变输电
9、简述应用运算曲线计算有限容量系统短路电流的计算步骤。 答：应用运算曲线计算短路电流的具体步骤如下： （1）绘制等值网络。首先选取基准功率和基准电压；然后取发电机电抗为 xd′′ ，无穷大容量电源的电抗为零，由于运算曲线制作时已计入负荷的影响，等 值网络中可略去负荷；进行网络参数计算并做出电力系统的等值网络。 （2）进行网络变换，求转移电抗。将短路电流变化规律大体相同的发电机 合并成等值机，以减少计算工作量；消去除等值机电源点（含无穷大容量电源） 和故障点以外的所有中间节点；求出各等值机对故障点以及无穷大容量电源对故 障点的转移电抗。 （3）求出各等值机对故障点的计算电抗。将求出的转移电抗按各相应等值 发电机的容量进行归算，得到各等值机对故障点的计算电抗。 （4）由计算电抗根据适当的运算曲线找出指定时刻 t 各等值机提供的短路电 流周期分量标么值。无穷大容量电源供给的三相短路电流是不衰减的，其周期分 量有效值的标么值可直接计算出。 （5）计算短路电流周期分量的有名值。将各等值机和无穷大容量电源提供 的短路电流周期分量标么值，乘以各自的基准值得到它们的有名值，再求和后得 到故障点周期电流有名值。
2 N
1000S
2 N
129.7 ×1102
=
= 1.58
1000 × 31.52
⎫ ⎪ ⎪
RT 2
=
Pk
2U
2 N
1000S
2 N
=
82.3 1000
× ×
1102 31.52
= 1.004⎪⎪⎬ ⎪
( Ω)
RT 3
=
Pk
3U
2 N
1000SN2
99.3 × 1102 = 1000 × 31.52
=2.044 ( Ω)
绕组电抗：
XT
=
U
k
%U
2 N
100SN
= 4.5 ×102 =6 100 × 0.750
( Ω)
励磁电导：
GT
=
P0 1000U
2 N
3.26 =
1000 ×102
=3.26 ×10−5
(S)
励磁电纳：：
BT
=
I0 %SN
100U
2 N
= 2 × 7.5 100 ×102
=1.5 ×10−4
(S)
图--------------------------
2、某降压变电所中装有一台 SFSL1-31500/110 型三相三绕组变压器，铭牌 上数据为：容量比 31500/31500/31500 kVA、电压比 110/38.5/10.5kV、P0=38.4 kW、 I0%=0.8、 Pk (1−2) = 212 kW、 Pk (2−3) = 181.6 kW、 Pk (3−1) = 229 kW、U k(1−2) % =18、
定值的大电流。 供电系统中短路的基本类型分三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接
地短路。 8、简述无穷大功率电源条件下短路电流的计算步骤。 答：无穷大功率电源条件下短路电流的计算步骤如下：（1）取功率基准值 SB ，
并取各级电压基准值等于该级的平均额定电压。（2）计算各元件的电抗标么值， 并绘制出等值电路。（3）网络化简，求出从电源至短路点之间的总电抗标么值 X ∑ 。 （4）计算出短路电流周期分量有效值（也就是稳态短路电流），再还原成有名值。 （5）计算出短路冲击电流和短路最大有效值电流。（6）按要求计算出其他量。
二、问答题
1、什么是最大负荷年利用小时数和最大负荷损耗时间？
答：最大负荷年利用小时数 Tmax 的意义是：如果用户以年最大负荷 Pmax 持续
运行 Tmax 小时所消耗的电能即为该用户以实际负荷运行时全年消耗的电能 A ，用
公式表示为
8760
∫ A = 0
Pdt = Pmax Tmax
。
最大负荷损耗时间τ 可以理解为：如果线路中输送的功率一直保持为最大负
100U
2 N
0.8 × 31.5 = 100 ×1102
=2.08 ×10−5
(S)
先求各绕组的短路损耗：
[ ] 1
Pk1 = 2
Pk (1−2) + Pk (3−1) − Pk ( 2−3)
= 0.5(212 + 229 − 181 .6) = 129.7⎪⎫
⎪
[ ] 1
Pk 2 = 2 Pk (1−2) + Pk (2−3) − Pk (3−1)
SN=750kVA、电压比 10/0.4kV、Pk=11.5 kW、P0=3.26 kW、Uk%=4.5、I0%=2，求
该台变压器归算到 10kV 侧的各电气参数，并做出等值电路图。
解：取 UN=10kV（按工程单位计算），
绕组电阻：
RT
=
PkU
2 N

2 N
=
11.5 ×102 1000 × 0.752
（2）低压电网中各元件电阻值相对较大，而电抗值相对较小，所以低压配
电系统中电阻不能忽略。为避免复数计算，一般可用阻抗的模 Z = R 2 + X 2 进 行计算。当 X < 1 R 时，可将 X 忽略。