电力系统概论答案1

1.6 电力系统主要的质量指标有哪几项?如何保证电力系统 的质量指标达到要求?
对高次谐波电流或电压抑制的主要措施有：限制接入系统的变流设备及 交流调压设备的容量，提高供电电压或单独供电等。在技术上可以采取增 加整流器的相数，对整流变压器采用Y，d(Y／Δ)或D，y(Δ/Y)接线，装设 分流的无源滤波器，消除或吸收一些次数的高次谐波，避免这些高次谐波 电流流入到电力系统中去。对大型的非线性设备，还可以装设静止无功补 偿装置(SVC)，以吸收其产生的无功功率。近年来，国内外正在研制有源交 流滤波装置(即谐波抵消装置)，该装置工作时，首先测定谐波频谱，再将一 定幅值的直流电流，利用PWM的控制方式，产生与谐波源相反的高次谐波 电流，提供给负荷，抵消高次谐波，但保留基波电流供负荷使用。
第1章 思考题与习题
1.3火电厂、水电厂及核电厂的能量转换过程是怎样 的?简述它们的生产过程。
能量转换：把燃料（煤）中含有的化学能转变为电能的过程： 化学能→热能→动能→电能 。
生产过程：输送带将原煤送入煤斗，为了提高煤的燃 烧效率，将煤斗中的原煤送入磨煤机磨成煤粉，然后 由排粉机将煤粉随同热空气经喷燃器送入锅炉燃烧室 内燃烧。燃烧时产生的热量使燃烧室四周冷水壁管中 的水变成蒸汽，此蒸汽再通过过热器进一步吸收烟气 的热量而变为高压高温的过热蒸汽，过热蒸汽经过主 蒸汽管道进入汽轮机，该蒸汽在喷管里膨胀而高速冲 动汽轮机的转子旋转，将热能变成了机械能，汽轮机 带动联轴的发电机发电，机械能就变成了电能。将在 汽轮机中作了功的蒸汽，送往冷凝器凝结成水，经除 氧器除氧、加热器加热后，由给水泵送进省煤器预热、 重新送回锅炉，完成了水的重复使用。
1.4何谓电力系统?为什么要组成电力系统?
电力系统就是由各种电压的输配电线路，将发电厂、变电所和用户 连接成一个整体，能完成发电、输电、变电、配电直到用电这样一 个全过程。
由于用电的负荷中心在城市、大工业中心，而发电厂一般建在水力、 热力资源的产地，例如丰富的水力资源集中在水流落差较大的偏僻 地区，煤、石油、天然气等的矿区距离负荷中心也很远。因此，为 了能满足不断增长的用电需要，保证用电质量，就要在这些一次能 源产地建立很大规模的火电厂、水电站，再通过输电线路，将电能 送往负荷中心。这与建于大城市周围的发电厂相比，不仅节省了大 量的燃料运输费用，而且也杜绝了因燃料燃烧时对城市的污染。
3.4 有一额定电压为110kV的双回线路，如图所示。已知每回线路单 位如长果度要参维数持为线路r1=末0.端17电Ω／压kUm2=, 1x11=8∠0.400°9ΩkV／，km试,b求1=：2.82×10-6S/km。
（1电）压线偏路移首；端电压U1及线路上的电压降落、电压损耗和首、末端的
76
128)
28
PS 2
1 2
(PS12
PS 23
PS13 )
1 (108 128 76) 2
80
PS 3
1 2
(PS13
PS 23
PS12 )
1 2
(76
128 108)
48
计算各绕组的电阻
(kW) (kW) (kW)
RT 1
PS1
U
2 N
S
2 N
103
281102 80002
103
5.29
变压器二次侧额定电压应较线路额定电压高10%（二次侧相当于 发电机；内部阻抗约有５％的电压降）。只有漏抗很小时，二次 侧直接与用电设备相联或电压特别高的变压器，其二次侧额定电 压才可能较线路额定电压仅高5%。
1.9电力系统的接线方式有哪几种?它们各有什么特点?
电力网接线方式：开式（或无备用）和闭式接线方式。 负荷只能由一条线路从一个方向取用电能的网络就是开式
（2）短路电压百分数的折算
3章思考题与习题
3.1什么是电压降落、电压损耗和电压偏移？ 电压降落是线路（或其它元件）始末两端的相量差 ;电压损耗指的是
线路始末两端的数值差;电压偏移指的是始端或末端电压与线路额 定电压的数值差 . 3.2〓何谓电力网环节？ 电力网等值电路中通过同一个电流的支路或单元成为环节。如图， 有三个环节。
为了能大容量、高质量、远距离地输送电能，还必须建设高压输电 线路及相应的升压、降压变电所(或称变电站)，才能将电能供用户 使用。因此要组成电力系统。
1.5电能生产有什么特点?对电力系统有什么基本要 求?
特点: 电能不能大量的存贮 电力系统的过渡度过程非常短暂 与各行业和人民生活密切相关
基本要求: 提供充足的电能 保证安全可靠的供电 保证良好的电能质量 良好的经济性 环保问题
答案：① 先求一条线路单位长度的参数 线路每公里电阻为： 线路每公里电抗为：
r1
S
31.5 185
0.1703
( / KM )
线路每公里电抗为：
x1
0.1445
lg
Dge r
0.0157
0.1445
lg 5000 9.5
0.0157
0.4089
线路每公里电纳为：
( / KM )
b1
7.58 lg Dge
水力发电能量转换:机转子旋
转，水轮机带动发电机发电。将机械能变成了电能。
核能发电的能量转换过程是：核裂变能→热能→机械 能→电能。
核能发电过程与火力发电的过程相似，但其热能不是 由燃料的化学能产生，而是利用置于反应堆中核燃料 发生核裂变时释放出的能量而得到的。
r
106
7.58 106 5000 lg 9.5
2.7855106
(S / KM )
② 双回线路的参数为：
R
1 2
r1l
1 2
0.1703100
8.515
()
X
1 2
x1l
1 0.4089100 2
20.445
()
1 2
B
1 2
2b1l
1 2
2
2.7855 106
100
2.7855 104
(S)
()
② 变压器的电抗为：
XT
U
S
%U
2 N
SN
10 10.51102 31500
10 40.3333
()
③ 变压器的电导为：
GT
P0
U
2 N
10 3
10.5
110 2
10 3
0.8678 10 6
(S)
④ 变压器的电纳为：
BT
I0 %SN
U
2 N
105
0.8 31500 1102
105
2.0826105
16
8.2)
7.3
US2%
1 2
(U S12 %
U S 23 %
U S13 %)
1 2
(6.8
8.2
16)
0.5
US3%
1 2
(U S 23
%
U S13 %
U S12
%)
1 2
(8.2
16
6.8)
8.7
计算各绕组的电抗
X T1
U
S
1
%
U
2 N
SN
10
7.3 1102 8000
10
110.41
()
XT2
U
S
2
%
U
2 N
SN
10
0.5 1102 8000
10
7.56 0
()
XT3
U
S
3
%
U
2 N
SN
10
8.7 1102 8000
10
131.59
()
③ 计算变压器的导纳及其功率损耗（空载损耗）
GT
P0
U
2 N
10 3
21 110 2
10 3
1.74 10 6
(S)
BT
I0 %SN
③ 线路的 型等值电路
2.2某变电所有一台SFL1-31500/110型的双绕组变压器， ΔPS=91kW，US%=10.5，ΔP0=10.05kW，I0%=0.8,试求变压器的 参数并作出其等值电路。
答案：①变压器的电阻为
RT
PSU
2 N
S
2 N
103
911102 31500 2
103
1.1097
RT 2
PS
2
U
2 N
S
2 N
103
80 110 2 80002
103
15.13
RT 3
PS 3
U
2 N
S
2 N
103
481102 80002
103
9.08
() () ()
② 计算各绕组的电抗 各绕组的短路电压百分数为
U S1%
1 2
(U S12 %
U S13 %
U S 23 %)
1 2
(6.8
3KV、6KV、10KV、35KV、60KV、110KV、220KV、330KV、 500KV、750KV。
用电设备的额定电压取与线路额定电压相等，使所有用电设备能 在接近它们的额定电压下运行。
发电机往往接在线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电 压的105%。
变压器一次侧接电源，相当于用电设备，变压器一次侧额定电压 应等于用电设备额定电压。
网络，例如放射式、干线式、链式等。 该接线方式简单，投资少，运维方便；但供电可靠 性低，电能质量较差。
若每一个负荷都能由双回路或多电源取得电能的网络就是 闭网接线，例如双回路的放射式、干线式、链式，双端供 电、环网等接线。 该接线复杂，投资多，运维复杂；但供电可靠性高， 电能质量较好。