山理工电力系统分析试题答案课件

ShanDong University of Technology010:43:173-6. 长3公里的三相输电线路（设线路电阻值与电抗值相等），受端电压是3千伏，当受端负荷PL=600千瓦、cos =1时，电压损耗率为10%。如果负荷的功率因数为0.8时，要想把电压损耗控制在10%以下，问受端有功功率允许达到多少千瓦？ ShanDong University of Technology110:43:173-6解： S2=P2+jQ2=0.6 MVA )(2 . 0306 . 0222kVRXRUXQRPU1010032 . 01002RUU5 . 123R22275. 0PtgPQ1 . 0222UXQRP由题意：Z=1.5+j1.5由题意： （认为末端电压不变）2P当负荷功率因数为0.8时，设有功为ShanDong University of Technology210:43:171 . 035 . 1)75. 0(222PP即：MWP343. 02ShanDong University of Technology310:43:173-7. 一长2km的三相输电线路，供给功率因数为0.8（滞后）的三相平衡负荷，负荷端的电压维持在6kV，线路参数如图3-7所示，试求： 当线路允许电压损耗U和有功功率损耗P均不超过10%，问允许的负荷功率值可达多少？ 此时的电压损耗和有功损耗是多少？ 2kmr1=0.82/kmx1=0.38/km图3-7P2ShanDong University of Technology410:43:173-7解：因线路电压较低，忽略U的影响。1010064. 1675. 0100100%10100675. 076. 064. 1/ )(100%22222222222222222222PPPPRUSPPPPPUXQRPUUXQRPUUUNNN1 . 0664. 175. 064. 11 . 0675. 076. 064. 122222PP整理得：2222275. 0PtgPQP，则设负荷功率为线路参数： Z=(0.82+j0.38)2=1.64+j0.76 () 由题意：ShanDong University of Technology510:43:17 （有功损耗可不必计算，由即可知道）由得：P2=1.629MW ；由得：P2=1.405MW取其最小者，所以允许负荷功率： %10%100405. 164. 16054. 1405. 1%100%2222222PRUSP有功损耗：%6 . 8%100676. 0054. 164. 1405. 1%100%22222UXQRPU电压损耗： MVAjtgjPS054. 1405. 1405. 1222此时 ： ShanDong University of Technology610:43:173-8. 今有一回长120公里、110千伏的输电线，导线水平排列，线距为4米，末端接一台容量为31.5兆伏安的降压变压器，额定电压为110/11千伏，线路始端传送功率为20+j15兆伏安，如图3-8所示。 当A点实际电压为115千伏时，求A、C二点间的电压损耗及C点与B点的实际电压为多少？ LGJ-150110/11kVA31.5MVA120kMBC图3-820+j15MVAShanDong University of Technology710:43:18r1=0.21/Km, x1=0.416/Km, b1=2.7410-6S/Km, PK=190kW , P0=49kW , Uk%=10.5, I0%=2.8RL=0.21120=25.2 ()XL=0.416120=49.92 ()BL=0.27410-7120=328.810-6 (S)线路参数：变压器参数计算：317. 25 .31100011019010002222NNkTSUPR3-8解： 查表：ShanDong University of Technology810:43:18SUPBNT622010566. 2110100005.31100033.405 .311001105 .10100%22NNkTSUUX线路始端充电功率：)(17. 21028 .3281152622MVARBUSy运算功率：)(17.172017. 215201MVAjjjS)(84.1111592.4917.172 .2520111kVUXQRPUABShanDong University of Technology910:43:186+j12图3-12A1A23-12. 某35kV输电线路，阻抗如图3-12所示，已知其始、末端全年总电量分别为A1=4.17107kwh，A2=4.0107kwh，此线路最大负荷为（8+j6）MVA。则其最大负荷利用小时数Tmax为 hr；最大负荷时的功率损耗为 MW；最大负荷损耗时间max为 hr；线损率 % ；最大负荷时的输电效率 为 %；全年平均输电效率为 %。 ShanDong University of Technology1010:43:183-12 解： 最大负荷利用小时数： 小时50008000100 . 47maxmaxPWTMWRUQPPN49. 06356822222max2maxmax%9449. 088max2max2max1max2maxPPPPP 最大负荷时的功率损耗： 最大负荷时的输电效率：%1 . 41017. 4100 . 41017. 4%7771WWP 线损率：ShanDong University of Technology1110:43:18小时3469100049. 0100 . 41017. 477maxmaxPW%96%1001017. 4100 . 47712AAav 最大负荷损耗时间： 全年平均输电效率：ShanDong University of Technology1210:43:183-15. 如图3-15所示供电网，其线路阻抗和负荷如图所示，试求各线段的输送功率（不计线路的功率损耗）。 Z4=3+j6线路4线路1Z1=6+j12线路3Z3=2+j4Z2=4+j8线路2图3-15Sa=30+j15aSbSb=20+j10ShanDong University of Technology1310:43:183-15. 解：)21 (2)21 (9)21 (6)21 ( 3414114jjjjZZZZZ展开网络，并重新编号：Sb=20+j10MVAabS2S3S41Z2Z3Z41Sa=30+j15MVAS S功率参考方向如上图：MVAjjjjjjZZZZSZZSSba1020)21 (82)21)(1020(4)21)(1530()(*41*3*2*41*1432ShanDong University of Technology1410:43:18MVAjjjSSSa510)1020(153023MVAjjjSSSb5305101020341还原网络：MVAjjZZZSS102096)1530(*4*1*1414MVAjjZZZSS51093)1530(*4*1*4411功率分布为：ShanDong University of Technology1510:43:1820+j10MVA线路4线路1线路3线路2Sa=30+j15aSbSb=20+j1010+j5MVA10+j5MVA20+j10MVAShanDong University of Technology1610:43:183-23. 如图3-23所示，为平衡节点，电压保持1+j0；为PQ节点，设的迭代初始电压为1+j0，写出对应于此初值电压的牛顿法潮流计算修正方程式（用直角坐标表示，只写第一次修正方程式，不要求解）。0+j11+j0.8图3-23ShanDong University of Technology1710:43:183-23 解：注入功率：S2=-1-j0.801)0(2jU jjjjjjjjY11111111222222222222fefQeQfPePQP设修正方程式：0)(*2*22*1*2122222UYUYjfejQPS功率方程：0)(22222222fjejjfejQPQjP即：ShanDong University of Technology1810:43:18将实部、虚部分开：0222fPP0)(2222222feeQQ8 . 0)011 (8 . 0101)0(2)0(2QP0211212100)0(22221)0(22222222feffQeeQfPeP)0(2)0(201-1-08 . 0-1-fe修正方程式为：ShanDong University of Technology1910:43:183-36. 某35kV线路，线路阻抗及末端负荷如图3-36所示（线路导纳可以忽略）。已知线路始端电压为35kV，末端电压要求不低于33kV。 采用串联电容器满足电压要求时，试确定所需电容器总容量（理论值）； 采用装设无功功率补偿调压时，试确定所需电容器的总容量。8+j107+j6MVA图3-3610分ShanDong University of Technology2010:43:193-36解：MVAjjjXRUQPSN694. 0555. 0)108(3567)(22222222MVAjjjS线路首端功率：694. 6555. 767694. 0555. 01KVUXQRPU639. 33510694. 68555. 7111线路末端运行电压：KVU361.31639. 3352 串联c时：KVxc56. 9635)361.3133(MVARxUQPxIQcNcc663. 056. 93567333222222222QUUUXCCC2)(ShanDong University of Technology2110:43:19 并联无功补偿：MVARxUUUQCCc41. 510)36.3133(33)(222ShanDong University of Technology2210:43:194-16. 如图4-16所示电力系统，设 三相基准功率SB=100MVA； 基准电压取网络的平均额定电压，即UB=Uav； 冲击系数Kimp=1.8。 求： 在K点发生三相短路时的冲击电流是多少？短路电流的最大有效值是多少？短路功率是多少？ 简述冲击电流的意义，何种情况下短路，其冲击电流最大？115kVKX1=0.4/KML1=40KM30MVAUk%=10.56.3kV0.3kAX%=4L2=0.5kMx1=0.08/kM图4-16ShanDong University of Technology2310:43:194-16. 解：取SB=100MVA，UB=Uav参数计算：12. 0115100404 . 02*1Lx35. 030100105. 0*Tx22. 13 . 03 . 631003 . 63 . 604. 03%*NavavBNRRIUUSUxx1 . 03 . 61005 . 008. 02*2Lx做等值电路：1.220.12E=10.350.1kShanDong University of Technology2410:43:1979. 11 . 022. 135. 012. 0 x设电源是无限大系统，k点三相短路电流：559. 079. 111* xI有名值：)(12. 53 . 63100559. 0kAI 冲击电流：)(04.138 . 112. 52kAiimp短路电流最大有效值：)(78. 712. 552. 1maxkAI短路功率：)(9 .55100559. 0MVAS ShanDong University of Technology2510:43:19短路冲击电流的意义：短路电流最大可能的瞬时值。在纯电抗电路中它出现的条件是： 短路前线路是空载的； 短路后回路若是纯电抗性电路，即短路阻抗角 ，则合闸相角=0或=180； 冲击电流出现的时间为短路发生后t=0.01秒时刻； 90kShanDong University of Technology2610:43:194-58. 如图4-58所示，电源电源是正序电压，阻抗都为Z，在k点发生单相经故障阻抗Zf=Z接地，试求故障点电流（以阻抗Z表示）和电压Uag（a点对地电压）。(15分)KZZAag601AE01aE图4-58ShanDong University of Technology2710:43:194-58. 解：此题计及负荷的影响，作序网（设a相短路）：做正序网路：）（60121602121601260110zzEUAfzzzZ23211正序网路：Ia1z1Uf|0|Uak1zEAUak1zzEaIa1aShanDong University of Technology2810:43:19负序网路：zUak2zzIa2az2Uak2Ia2zZ232零序网路：zUak0zzIa0az0Uak0Ia0zZ20zzzzzzzUIfa1060122323)601 (2102101ShanDong University of Technology2910:43:19故障点电流：zIIaaf60110331求a点对地电压：)601 (512601000zzzIUaak故障点零序电压：由各序网络：)601 (101210010021akaaaUUUU2032017)601 (10101021jUUUUaaaagShanDong University of Technology3010:43:1932011201360101101240sin240cos0212jjUUaUaUaaabg320920130221jUUaUaUaaacgShanDong University of Technology3110:43:204-2. 同步发电机Xd=1.1，Xq=0.7，cos =0.8，当发电机额定满载运行（VG=1.0，IG=1.0）时，求发电机的电势EQ、Eq、，并作出电流、电压、电势的相量图。N额定满载运行时，U=1.0，I=1.04-2解：用标幺值计算：先求EQ，做相量图：5264. 1)8 . 017 . 0()6 . 017 . 01 ()cos()sin(2222NqNqQIxIxUEShanDong University of Technology3210:43:20qdUINqEdIqIqUdUddIjXIjXqQEN523.216 . 017 . 018 . 017 . 0sincos11tgIxUIxtgNqNq8671. 1)87.36523.21sin(17 . 01 . 15264. 1)sin()()(）（IxxEIxxEEqdQdqdQqdqIjX