《电力工程》试卷答案

河海大学《电力工程》期末试卷（函授）班级 学号 姓名 成绩一、问答题（每题5分，共45分） 1、提高电压能够减低线路损耗的原因。

答：因电力线路的有功损耗△P=3I 2R ×10-3= 222P Q U R ×10-3 (单位相应为A 、KV 、KW 、Kvar) ,与电压的平方成反比，因而提高电网的电压能够降低线路损耗。

2、隔离开关与断路器的主要区别是什么？为防止误操作通常采用哪些措施？答：隔离开关与断路器的主要区别是：断路器具有灭弧装置，能切断短路电流。

隔离开关没有灭弧装置，它的作用有三：隔电保安：隔离电源，保证安全距离；倒闸操作：等电位操作；切投小电流电路：保证小电弧能可靠自行熄灭。

为防止误操作通常采用的措施，一是隔离开关与断路器配合送电时先合，停电时后断，在二是倒闸操作进行等电位操作。

3、比较3/2接线与双母线带旁路接线的利与弊。

答：3/2接线与双母线带旁路接线相比较有以下特点： （1）运行灵活可靠。

正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障，均不影响各回路供电。

（2）操作方便。

隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进行倒闸操作。

任意一台断路器或母线检修，只需拉开对应的断路器及隔离开关，各回路仍可继续运行。

一台母线侧断路器故障或拒动，只影响一个回路工作。

只有联络断路器故障或拒动，才会造成两个回路停电。

（3）二次接线和继电保护比较复杂，投资较大。

4、解释一次调频、二次调频和三次调频。

5、电力系统有哪些无功电源？6、提高电网静态稳定性和暂态稳定性的措施分别有哪些？并描述其机理。

7、简述在输电线路防雷中，避雷线的作用。

答：因导线、避雷线与大地间存在分布电容，避雷线的屏蔽作用、耦合作用和分流作用，能有效防止直击雷、感应雷和雷反击：⑴雷直击输电导线的概率很高，如110KV 线路耐雷水平为7KA ，而超过7KA 的雷电流出现的概率为86.5％，即在100次雷击中有86.5次引起绝缘闪络，而有架空避雷线的输电线路，只要保护角满足要求，除了一定的绕击概率以外，一般可有效地防止直击雷。

⑵雷击导线附近的地面时，同时在导线和避雷线上产生感应过电压Ug.d 和Ug.b ，而避雷线是接地的，其电位为零，相当于有一个-Ug.b 在避雷线上叠加，使其电位为零，这个-Ug.b 由于与导线的耦合作用，耦合系数为K ，在导线上产生耦合电压-KUg.b ，使导线电压降低为Ug.d-KUg.b 。

⑶雷击塔顶时，雷电冲击电流经杆塔及接装置泄放大地，使塔顶电位很高。

由于导线与架空避雷线的耦合系数K ，避雷线的分流系数β，从而降低塔顶的电位，减少塔顶对导线的闪络。

二、计算题（共55分）1、某单相负荷从220V 的输电线路上以功率因数为0.9滞后吸收2kW 的功率，求：（1）该负荷所吸收的复功率（10分） （2）该负荷上经过的电流（10分）解：⑴S=P/COS φ=2/0.9=2.22 (KV A)Ar) 故S=P+jQ=2+j0.96 (KV A)⑵I=cos p U φ=200022000.9=10(A)说明：如将⑵改为求该负荷上经过的电流í，则：sin φî=S U =P jQ U+=cos (0.90.436)P U j φ+=22.2200.9(0.90.436)j +=10×(0.9+j0.436)=9+j4.36 í=9-J4.36(A)2、如图电力系统参数，取基准值S B =220MV A ，U B 线路=209kV ，求其标幺值等值电路。

（20分）解：各元件电抗标幺值(公式不应从略)：发电机：S GN=240/0.8=300X〞d*=0.3×220300=0.22升压变压器；X KT1*=14100×220300=0.103线路：X L*=12×0.42×230×2220209=0.243降压变压器：X KT2*=14100×220280=0.11（作标幺值电抗等值电路图，将各标幺值标于等值电路图中）3、计算下图的潮流分布。

（15分）解：负荷的功率：S F=20+j15(MV A)线路末端的电容功率：-JU N22BC=-j1102×2×10-5=-J0.242(MVA)线路末端的功率：S L2=20+j14.758(MVA) 线路的功率损耗： △S L =2222014.758110+×(3+j50)=0.153+j2.55(MVA)线路首端的功率：S L1=(20+J14.758)+( 0.153+j2.55)=20.153+j17.308(MV A) 线路电压损耗：△U L =20.1530317.308050110+=8.42(KV)线路首端电压：U 1=110+8.42=118.42(KV) 线路首端电容功率： -JU 122L B =-j118.422×2×10-5=-j0.28(MVA)系统供给的功率：S=20.153+j17.308-j0.28=20.153+j17.028(MV A)220kV 单回架空电力线路，长度为100km ，电力线路每公里的参数为10.1/r km =Ω，10.4/x km =Ω，61 2.510/b S km -=⨯，线路带负载~22010S j MVA =+运行。

当线路首端电压为230kV 时，对该线路进行潮流计算。

解：10.110010R rl ==⨯=Ω（2分） 10.410040X x l ==⨯=Ω （2分） 661/20.50.50.5 2.51010012510Y j B j b l j j S --===⨯⨯⨯=⨯ （2分）该电力线路的等值电路如下：1）假设全网都工作于额定电压220kV ，从末端到首端计算线路上的功率分布。

*26220.50.5(25010)220 6.05y S Y U j j -∆==⨯-⨯⨯=-22222''''''(2010)( 6.05)20 3.95y S S S P jQ j j j =+∆=+=++-=+22222222''''20 3.95()(1040)0.08590.3435220Z Z Z P Q S P Q R jX j j U ++∆=∆+∆=+=+=+ 2222'''''(20 3.95)(0.08590.3435)20.0859 4.2935Z S S S P jQ j j j =+∆=+=+++=+（1分）*262120.50.5(25010)220 6.05y y S S Y U j j -∆=∆==⨯-⨯⨯=-（1分）12122'(20.0859 4.2935)( 6.05)20.0859 1.7565y S S S P jQ j j j =+∆=+=++-=-2）利用上述功率的计算结果，忽略电压降的横轴分量，从首端电压计算到末端。

假设首端电压1102300U U =∠︒=∠︒21211''20.085910 4.2935401.6200230P R Q X dU U j U U U δ+⨯+⨯=∆+∆=== kV212300(1.6200)228.38U U dU =-=∠︒-= kV电力系统接线如图（3）所示，已知：架空电力线路1l ：长度为1200l km =，单位长度的参数：10.1/r km =Ω，10.4/x km =Ω，61 2.6610/b S km -=⨯；电缆电力线路2l ：长度为21l km =，单位长度的参数：20.08/x km =Ω，2r 和2b 不计；T ：60000NT S kVA =，35/6 kV ，(%)10k U =，100k P kW =，0(%)2I =，040P kW =。

线路带负载~243S j MVA =+运行，负载正常工作电压为6kV 。

求：（1）按照变压器的实际变比作该系统归算至35kV 侧的有名制表示等值网络。

（2）当所有电力线路只计阻抗参数时（其他参数不计），元器件上的压降只计实部，试进行潮流计算。

T~243S j MVA=+解：（1）电力线路的电阻、电抗和电纳（3分）1110.120020()l R rl ==⨯=Ω 1110.420080()l X x l ==⨯=Ω641110.50.50.5 2.6610200 2.6610()l B b l S --==⨯⨯⨯=⨯变压器T 的电抗的计算（4分）22223232(%)1003510350.0340 2.041710100106010060k Nk N T T T N N PU U U Z R jX j j j S S ⨯⨯=+=+=+=+⨯⨯（Ω）5400322322(%)402603.2653109.79591010100103510035N T T T N N P I S Y G jB j j j U U --⨯=-=-=-=⨯-⨯⨯⨯（S ）电缆线路的阻抗（电抗）（1分）22222220.081(35/6) 2.7222()l l Z jX K jx l K j j =⋅==⨯⨯=Ω等值电路图如下（2分）3j 3''S（2）潮流计算（10分）1）化简后系统如图所示3S 2S 3'S S 1'S假设460U kV =∠，等值电路下4350U kV =∠从末端到首端计算线路上的功率、电压分布。

222222222222443()( 2.7222)0.055635l l l l P Q S P j Q jX j j U ++∆=∆+∆=== 333220.0556434 3.0556l S P jQ S S j j j =+=∆+=++=+222211114403 2.72220.233335l l P R Q X dU U j U U kV U δ+⨯+⨯=∆+∆===（下标不符合规律）341350.233335.2333U U U kV =+∆=+=2222332234 3.0556(0.0340 2.0417)0.00070.041035.2333TT T Z Z Z T P Q S P j Q Z j j U ++∆=∆+∆==+=+332222340.0340 3.0556 2.04170.180935.2333T T P R Q X dU U j U U kV U δ+⨯+⨯=∆+∆===23235.23330.180935.4142U U U kV =+∆=+=3333'''0.00070.04104 3.0556 4.0007 3.0966T Z S P jQ S S j j j =+=∆+=+++=+00(%)402600.04 1.210001001000100T T T Y Y Y N P I S P j Q j S j j ∆=∆+∆=+=+⨯=+ 1113''''0.04 1.2 4.0007 3.0966 4.0407 4.2966T Y S P jQ S S j j j =+=∆+=+++=+22221111111222'' 4.0407 4.2966()(2080)0.5548 2.219035.4142l l l l l P Q S P j Q R jX j j U ++∆=∆+∆=+=+=+11111'0.5548 2.2190 4.0407 4.2966 4.5955 6.5166l S S S P jQ j j j =∆+=+=+++=+ 111133332'' 4.040720 4.29668011.987935.4142l l P R Q X dU U j U U kV U δ+⨯+⨯=∆+∆===12335.414211.987947.4021U U U kV =+∆=+=计算：湖北电力中调4年一度下达220KV 新洲枢纽变电站母线参数如表1,（取SB=100MV A ，UB=Uav.n ），该站通过一回长134.3km 的110KV 线路向蕲州变电站供电，试计算（写出计算过程）两站各电压母线上正序、零序电抗及对应的短路电流（如表2）。