电力系统分析第三版于永源杨绮雯著我国电力出版社课后答案解析

Chapter 一

1-1、电力系统与电力网的含义就是什么？答:电力系统指生产、变换、输送、分配电能

的设备如发电机、变压器、输配电线路等,

使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等,以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。一般电力系统就就是由发电设备、输电设备、配电设备及用电设备所组成的统一体。

电力系统中,由各种电压等级的电力线路及升降压变压器等变换、输送、分配电能设备所组成的部分称电力网络。

1-2、电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？

答:电力系统接线图分为地理接线图与电气接线图。地理接线图就是按比例显示该系统

中各发电厂与变电所的相对地理位置,反映各条电力线

路按一定比例的路径,以及它们相互间的联络。因此,由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。但由于地理接线图上难以表示各主要电机、电器之间的联系,对该系统的进一步了解。还需阅读其电气接线图。

电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电力元件之间的电气接线。但电气接线图上难以反映各发电厂、变电所的相对位置,所以阅读电气接线图时,又常需参考地理接线图。

1-3、对电力系统运行的基本要求就是什么？

答:对电力系统运行通常有如下三点基本要求: 1)

保证可靠地持续供电;

2)保证良好的电能质量;

3)保证系统运行的经济性。

1-4、电力系统的额定电压就是如何确定的？系统各元件的额定电压就是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？

答:各部分电压等级之所以不同,就是因三相功率 S 与线电压 U、线电流 I 之间的关系为S= 3 UI。当输送功率一定时,输电电压愈高,电流愈小,导线等截流部分的截面积愈小,

投资愈小;但电压愈高,对绝缘的要求愈高,杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。综合考虑这些因素,对应于一定的输送功率与输送距离应有一个最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑,为保证生产的系列性,又不应任意确定线路电压。另外,规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。考虑到现有的实际情况与进一步的发展,我国国家标准规定了标准电压,即为额定电压。

各元件的额定电压:

1、各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;

2、发电机的额定电压为线路额定电压的 105%;

3、升压变压器一次侧额定电压与发电机的额定电压相同,二次侧的额定电压为线路 额定电压的 110%;

4、降压变压器一次侧取与线路额定电压相等,二次侧的额定电压为线路额定电压 的 110%或 105%。

电力线路的平均额定电压:就是约定的、较线路额定电压高 5%的电压系列。 1-5、系统不同电压等级的适用范围怎样？

答:3KV 只限于工业企业内部采用;500、330、220KV 多用于大电力系统的主干线;110KV 既用于大城市或大工业企业内部网络,也广泛用于农村网络;10KV 则就是最常用的更低一级 的配电电压;只有负荷中高压电动机的比重很大时,才考虑 6KV 配电的方案。

1-6、 电力系统负荷曲线有哪些？什么就是年持续负荷曲线与最大负荷利用小时数？有何用

处？ 答:电力系统负荷曲线:

1) 按负荷种类分为有功功率负荷曲线与无功功率负荷曲线; 2)

按时间段长短分为日负荷曲线与年负荷曲线;

3) 按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所及至整个系统的负荷曲线。 年持续负荷曲线:一年中系统负荷按其数值大小及其持续时间顺序由大到小排列而 成。

最大负荷利用小时数 T max :如果负荷始终等于最大负荷 P m ax ,则经过 T m ax 小时所消耗 的电能恰好等于全年耗电量 W,即:

8760

W ∫

pdt

T max =

=

P max

P max

T max 的大小反映了负荷随时间变化波动的幅度大小,T max 大则表示负荷波动小,T max

小表示负荷波动大。

1-7、 某 一 负 荷 的 年 持 续 负 荷 曲 线 如 图 所 示 , 试 求 最 大 负 荷 利 用 小 时 。

P(M W )

1 0 0

6 0

3 0

t(h)解:A = 2000 ×

−5000)

)h

T max =

A

年P

max

1-8

况如何?

答:

1)

2)

相接地,

地时,值也就很大,为了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相,从而降低了供电可靠性。不接地系统供电可靠性高,但对绝缘水平的要求也高。因这种系统中单相接地时,不构成短路回路,接地相电流不大,不必切除接地相,但这时非接地相的接地电压却升高为相电压的

3 倍。

目前在我国,110KV 及以上的系统采用中性点直接接地,35KV 及以下的系统中性点

不接地。

1-9、中性点不接地单相接地时,各相对地电压有什么变化？怎样计算单相接地电流？答:1)假设C 相接地,则C 相电流为0。此时相量图如图一。由图可知,故障相电压变为0,非故障相得对地电压变为线电压,即为原来的 3 倍。

3 Ia=3 Ia。即故障时单相接地电

2)则相量图为图二。由图可知,∑Ic= 3

Ica=

流为非故障时电容对地电流的3 倍。

1-10 、消弧线圈的工作原理就是什么？电力系统一般采用哪种补偿方式？为什么？

答:工作原理:在小接地电流系统的中性点处装设消弧线圈,其实就就是电感线圈,接地点接地

相电流中增加了一个感性分量,它与原来接地点的电流即线路两非故障相的对地电容电流之与

恰方向相反,数值相抵消,从而减小了接地点的电流,使电弧易于自行熄灭,提高了供电可靠

性。

电力系统中一般采取过补偿,因为全补偿与欠补偿易被击穿。

当I L= ∑I C 时称为全补偿,系统中会产生谐振过电压,这就是不允许的;当I L ＞∑I C 时称为过补偿,这就是系统运行中经常使用的补偿方式;当I L ＜∑I C 时称为欠补偿,一般也不采用,以防止再切除线路或系统频率下降时使∑I C 减少可能出现全补偿而出现谐振

过电压。

Chapter 二

2-1、架空电力线路由哪些部分组成？它们的作用如何？架空电力线路的杆塔由哪些形

式？

答:架空电力线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子与金具等构成。作用:1)导线:传输电能;

2)避雷线:将雷电流引入大地以保护电力线路免受雷击;

3)杆塔:支持导线与避雷线,保持导线与导线、导线与避雷线、导线与大地的

安全距离;

4)金具:支持、接续、保护导线与避雷线,连接与保护绝缘子。杆塔的型式:直

线杆,耐张杆,终端杆,转角杆等。

2-2、在电力系统计算时,导线材料的电阻率ρ为什么略大于它们的直流电阻率？