第一章 电力系统的基本概念
1．思考题、习题
1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？
答：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的网络称为电力网。 把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体称为电力系统 。 发电厂的动力部分和电力系统合在一起称为动力系统。 1-2．对电力系统运行的基本要求是什么？
答：（1）保证可靠地的持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性。（4）环保性。
1-3．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？
答：星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。中性点的运行方式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。
直接接地供电可靠性低。系统中一相接地，接地相电流很大，必须迅速切除接地相甚至三相。不接地供电可靠性高，对绝缘水平的要求也高。系统中一相接地时，接地相电流不大，但非接地相对地电压升高为线电压。
我国110kV及以上的系统中性点直接接地，60kV及以下系统中性点不接地。
1-4．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？
中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，接地相电压为0，非接地相电压升高为原来的3倍，即升高为线电压。单项接地电流为容性。接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和，其幅值为3倍非接地相对地电容电流，也就等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。（可画向量图来解释）
1-5．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？ 消弧线圈就是电抗线圈。中性点不接地系统中一相接地时，接地点的接地相电流属容性电流，通过装消弧线圈，接地点的接地相电流中增加了一个感性分量，它和容性电流分量相抵消，减小接地点的电流。使电弧易于熄灭，提高了供电可靠性。
补偿方式有欠补偿和过补偿，欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式，过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。电力系统一般采用过补偿方式。因为随着网络的延伸，电流也日益增大，以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，所以一般采用过补偿。
1-6．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？
答：我国电力系统的额定电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。
额定电压等级选择确定原则有：用电设备的额定电压=系统额定电压。发电机的额定电压比系统额定电压高5%。变压器一次绕组额定电压=系统额定电压，只有与发电机直接相连的变压器的一次绕组额定电压=发电机额定电压，变压器二次绕组额定电压比系统额定电压高10%。只有漏抗很小，二次测直接和用电设备相连的和电压特别高的变压器，其二次绕组额定电压比系统额定电压高5%。
1-7．电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？
答：无备用接线包括单回路放射式、干线式、链式。无备用接线简单、经济、运行方便，但是供电可靠性差。
有备用接线包括双回路放射式、干线式、链式、环式和两端供电网络。放射式、干线式、链式供电可靠性和电压质量高，但是不经济。环式供电可靠性较高但是运行调度复杂，故障时电压质量差。两端供电网络供电可靠性较高但是要两个或两个以上独立电源。 1-8.标出下图所示电力系统各设备的额定电压。
G1：10.5kV；T1:一次侧10.5kV,二次侧：121kV；T2:一次侧110kV,二次侧：38.5kV
（b）
G1：10.5kV；T1:一次侧10.5kV,二次侧121kV；
G2：10.5kV；T2: 低压侧10.5kV,中压侧38.5kV，高压侧121kV
G10kVT1110kVT235kV10kVT36kVMT43kV
（c）
G：10.5kV；T1:一次侧10.5kV,二次侧121kV；T2: 低压侧11kV,中压侧38.5kV，高压侧110kV；
T3:一次侧35kV,二次侧6.3kV；T4:一次侧10kV,二次侧3.3kV；M：6kV；
第二章 电力系统各元件的特性和数学模型
1.思考题、习题
2-1.什么是发电机的功角特性？隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别？ 2-2.什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？
2-3．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？
2-4．三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，Pk(1-2)=601kW，Pk(1-3)=182.5kW，Pk(2-3)=132.5kW，Uk(1-2)(%)=14.85, Uk(1-3)(%)=28.25, Uk(2-3)(%)=7.96,P0=135kW，I0(%)=0.663，求该变压器的参数，并做出等值电路。
2-4．三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，Pk(1-2)=601kW，Pk(1-3)=182.5kW，Pk(2-3)=132.5kW，Uk(1-2)(%)=14.85, Uk(1-3)(%)=28.25, Uk(2-3)(%)=7.96,P0=135kW，I0(%)=0.663，求该变压器的参数，并做出等值电路。
GT?P0135?6??2.79*10S 221000UN1000*220BT?YT?GT?jBT?(2.79?j16.4)*10?6S
I0%SN0.663*120?6??16.4*10S 22100UN100*2201PK1?[PK(1?2)?4PK(1?3)?4PK(2?3)]?400.5kW
211PK2?[PK(1?2)?4PK(2?3)?4PK(1?3)]?200.5kWPK3?[4PK(1?3)?4PK(2?3)?PK(1?2)]?329.5kW
22PK1U2N400.5*2202RT1???1.346?
1000S2N1000*1202PK2U2N200.5*2202RT2???0.674? 221000SN1000*120PK3U2N329.5*2202RT3???1.107? 221000SN1000*1201UK1%?(UK(1?2)%?UK(1?3)%?UK(2?3)%)?17.57
21UK2%?(UK(1?2)%?UK(2?3)%?UK(1?3)%)??2.72
2
UK1%U2N17.57*22024UK3%?(UK(1?3)%?UK(2?3)%?UK(1?2)%)?10.68XT1???70.86?
2100SN100*120XT2UK2%U2N?2.72*2202????10.97?
100SN100*120UK3%U2N10.68*2202XT3???43.08?
100SN100*1202-5.架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 2-6.电力线路一般以什么样的等值电路来表示？
2-7. 一条110kV、80km的单回输电线路，导线型号为LGJ—150，水平排列，导线计算外径为19mm,其线间距离为4m，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。
r20??S?31.5?0.21?/kM,r40?r20[1??(t?20)]?0.21[1?0.0036(40?20)]?0.2251?/km 150Dm?34*4*4*2?5.04m?5040mm
x1?0.1445lgDm7.58?0.0157?0.4094?/kM, b1?*10?6?2.782*10?6S/km
DrlgmrR?r40?l?0.2251?80?18.008?，X?xl?l?0.4094?80?32.752?
B?b1?l?2.782?10?6?80?2.226?10?4S
该输电线路属于短线路，采用一字形等值电路。（电路图略）
2-8.有一回500kV架空线路，采用型号为LGJQ—4×400的分裂导线，长度为250km。每一导线的计算外径为27.2mm，分裂根数n＝４，分裂间距为400mm。三相导线水平排列，相邻导线间距离为11m，求该电力线路的参数，并作等值电路。
r1?req??S4?31.5?0.0197?/kM，Dm?311*11*22?13.86m?13860mm
4*400D27.20.0157?400?400?400?2?187.3mm，x1?0.1445lgm??0.274?/km 2req4b1?7.58*10?6?4.055*10?6S/km DlgmreqR?r1?l?0.0197?250?4.925?，X?xl?l?0.274?250?68.5?
B?b1?l?4.055?10?6?250?1.014?10?3S B/2?1.014?10?4/2?5.069?10?4S
该输电线路属于中长线路，采用∏形等值电路。（电路图略）
2-9.何为负荷的定义？何为综合用电负荷、供电负荷和发电负荷的定义和区别？
2-10.电力系统负荷曲线有哪些？它们有何用途？
2-11．双水内冷汽轮同步发电机的型号为TQFS-125-2，PN=125MW，cosφN=0.85，UN=13.8 kV，Xd =1.867，Xd′=0.257，Xd″=0.18。试计算该发电机的直轴同步电抗Xd，暂态电抗Xd′和次暂态电抗Xd″的有名值。
U2Ncos?N13.82?0.85xd?xd??ZN?1.867??1.867??2.418?
PN125U2Ncos?N13.82?0.85xd'?xd?'?ZN?0.257??0.257??0.333?
PN12513.82?0.85xd''?xd?''?ZN?0.18??0.233?
1252-12．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？ 2-13．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？ 2-14.电力系统参数如图所示，取基准值SB=220MVA，UB
线路
=209kV，试求其标么值等值电路。
SG?P24010.5??300MVA UB'(10?209*?)cos?0.8242kV UB'(220?9kV.0 7)209Xd%U2NSB30*10.52220XG*??*?0.295
100SNUB2'(10)100*3009.072UK%U2N14*2422XT1???27.33?
100SN300*100XT1*?XT1SB27.33*220??0.138 22UB209XlS48.3*2201?0.243 Xl?*0.42*230?48.3? Xl*?2B?2UB2092XT2XSB24.2*220UK%U2N14*2202??0.121 ???24.2? XT2*?T222U209100SN280*100B2-15.电网如图所示，设备参数如下：
电力系统稳态分析（陈珩） 作业答案 - 图文
