《电力系统分析》习题第1、2章

1 电力系统的基本概念
1．1 思考题、习题
1）电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？
2）对电力系统运行的基本要求是什么？
3）何为电力系统的中性点？其运行方式如何？它们有什么特点？我国电力系统中性点运行情况如何？
4）中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？
5）消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统一般采用哪种补偿方式？为什么？
6）电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？
7）目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？
8）电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？
9）联合电力系统的优越性有哪些？
2 电力系统各元件的特性参数和等值电路
2．1 思考题、习题
2）发电机电抗百分值X G%的含义是什么？
3）发电机的运行受哪些条件的约束？发电机的运行极限有哪些？
5）按结构区分，电力线路主要有哪几类？
6）架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
7）电缆线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
9）分裂导线的作用是什么？分裂数为多少合适？为什么？
10）电力线路一般以什么样的等值电路来表示？
11）什么是变压器的短路试验和空载试验？从这两个试验中可确定变压器的哪些参数？12）变压器短路电压百分数U k%的含义是什么？
13）双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示？双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同？
14）变压器的额定容量与其绕组的额定容量有什么关系？绕组的额定容量对于计算变压器参数有什么影响？何为三绕组变压器的最大短路损耗？
15）三绕组自耦变压器和普通三绕组变压器有何异同点？
16）变压器的参数具有电压级的概念，是如何理解的？
17）等值变压器模型是以什么样的等值电路来表示变压器的？有哪些特点？
18）负荷的定义？综合用电负荷、供电负荷和发电负荷的定义和区别？
19）电力系统负荷曲线有哪些？它们有何用途？
20）组成电力系统等值网络的基本条件是什么？如何把多电压级电力系统等值成用有名制表示的等值网络？
21）标幺值及其特点是什么？在电力系统计算中，基准值如何选择？
22）电力系统元件参数用标幺值表示时，是否可以直接组成等值网络？为什么？
23）电力系统元件参数标幺值的两种计算方法是否相同？为什么？自己试证明一下。

24）电力系统接线如图 2-1所示，图中标明了各级电力线路的额定电压（kV），试求：
G 10 T1 220 T2 110 T3 10
图2-1 电力系统接线图
⑴电机和变压器各绕组的额定电压，并标在图中；
⑵设变压器T1工作于+5%抽头，T2、T5工作于主抽头（T5为发电厂厂用变压器），T3工作于-2.5%抽头，T4工作于-5%抽头，求各变压器的实际变比；
⑶求各段电力线路的平均额定电压，并标在图中。

25）某一回110kV架空电力线路，采用型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。

试求该电力线路的参数，并做出等值电路。

26）有一回220kV架空电力线路，采用型号为LGJ-2×185的双分裂导线，每一根导线的计算外径为19mm，三相导线以不等边三角形排列，线间距离D12=9m，D23=8.5m，D13=6.1m。

分裂导线的分裂数n=2，分裂间距为d=400mm，试求该电力线路的参数，并做出等值电路。

27）三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110，额定容量为40500kVA，额定电压为121/10.5kV，P k=234.4kW，U k(%)=11,P0=93.6kW，I0(%)=2.315，求该变压器的参数，并做出等值电路。

28）三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220，额定容量为120000/120000/60000/kVA，额定电压为220/121/11kV，P k(1-2)=601kW，P k(1-3)=182.5kW，P k(2-3)=132.5kW，U k(1-2)(%)=14.85, U k(1-3)(%)=28.25, U k(2-3)(%)=7.96,P0=135kW，I0(%)=0.663，求该变压器的参数，并做出等值电路。

29）三相自耦三绕组降压变压器的型号为OSSPSL-120000/220，额定容量为120000/120000/60000/kVA，额定电压为220/121/38.5kV，P k(1-2)=417kW，P k(1-3)=318.5kW，P k(2-3)=314kW，U k(1-2)(%)=8.98, U k(1-3)(%)=16.65, U k(2-3)(%)=10.85,P0=57.7kW，I0(%)=0.712，求该变压器的参数，并做出等值电路。

30）双水内冷汽轮同步发电机的型号为TQFS-125-2，P N=125MW，cosφN=0.85，U N=13.8 kV，
X d =1.867，X d′=0.257，X d″=0.18。

试计算该发电机的直轴同步电抗X d，暂态电抗X d′和次暂态电抗X d″的有名值。

2．2 习题解答
24）⑴发电机和变压器各绕组的额定电压：
10.5kV 10.5/242kV 220/121/38.5kV 110/11kV
10.5/3.3kV 35/6.6kV
⑵变压器实际变比：
T1：10.5/254.1kV T2：220/121/38.5kV T3：110/10.725kV
T4：35/6.27kV T5：10.5/3.3kV
⑶电力线路平均额定电压：
230kV 115kV 10.5kV
3.15kV 37kV 6.3kV
25）R=15.75ΩX=25.4ΩB/2=8.06×10-5S G=0
26）r1=0.085Ω/km x1=0.3113Ω/km b1/2=1.805×10-6 S /km g1=0
27）折合到高压侧的参数：
R T=2.09ΩX T=39.77Ω G T=6.393×10-6S B T=6.4×10-5S
28）折合到高压侧的参数：
R T1=1.346ΩR T2=0.674ΩR T3=1.107Ω
X T1=70.866ΩX T2=-10.97ΩX T3=43.076Ω
G T=2.789×10-6S B T=16.438×10-6S
29）折合到高压侧的参数：
R T1=0.731ΩR T2=0.671ΩR T3=3.551Ω
X T1=41.507ΩX T2=-5.284ΩX T3=92.807Ω
G T=1.192×10-6S B T=17.653×10-6S
30）X d=2.4177ΩX′d=0.3328ΩX″d=0.2331Ω。