農村電力網復習題與答案農村電力網作業題（一）一、回到下列咨詢題（40分）衡量電能質量的指標是什么？答：衡量電能質量的指標是電壓、頻率和波形。架空輸電線路由哪些部分組成？答：架空輸電線路包括導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。三相導線的位置不對稱時會產生什么后果？如何改善？答：三相導線布置的位置不對稱，則各相的電感值就可不能相等，當通過相同的電流時，各相的壓將不相等，將引起三項電壓的不平穩。此外，還會對周圍通訊線路造成干擾。改善措施是進行導線換位。什么是電暈？它的后果是什么？幸免電暈現象的有效措施施什么？答：電暈是一種氣體放電現象，是當導線表面電場強度達到或超過某一數值時，導線周圍的空氣分子游離而產生的。要緊后果是消耗有功功率，而且產生噪聲，干擾通訊線路。幸免電暈現象應當設法降低導線表面的電場強度值，一樣采納分裂導線或擴徑導線。電力網的損耗由哪幾部分組成？答：電力網的損耗要緊體現在輸電線路和變壓器上。降低線損的措施由那些？答：降低發電機和變壓器的損耗標準，改變電力網的功率分布，提升負荷的功率因數，提升電網電壓運行水平，實現變壓器的經濟運行，實現整個系統的有功、無功經濟分配。我國現行的電壓等級有那些？試列出具體值？答：3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV。電力系統的調壓措施有那些？答：改變發電機端電壓調壓，改變變壓器分接頭調壓，改變電力網無功功率分布調壓，改變輸電線路參數調壓。什么是時電力系統的短路？有哪幾種類型？答：電力系統短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。什么是標幺制？有何特點？答：標幺制確實是把各種物理量用標幺值來表示的一種方法，標幺值為實際值和基準值之比。采納標幺值時，可使運算簡化。運算題（60分）1.試運算SFL1—20000/110型雙繞組變壓器歸算到高壓側的參數，并畫出它的等值電路。變壓器銘牌給出該變比為110/11、SN=20MVA、Pk=135kW、P0=22kW、Uk%=10.5、I0%=0.8。解由短路損耗Pk=135kW可求得變壓器電阻為由短路電壓百分值Uk%可求得變壓器電抗為由空載損耗P0=22kW可求得變壓器勵磁支路的電導為由空載電流百分值I0%可求得變壓器勵磁支路的電納為因此等值電路如圖2-2所示。2．110KV單回架空線路，其參數如圖所示，線路始端電壓為116KV，末端負荷為15＋j10MVA，求該電力線路末端電壓及始端輸出的功率。解：3．網K點發生兩相短路接地，求K點短路電流值。解：農村電力網作業題（二）回到下列咨詢題（60分）對電力系統運行的差不多要求是什么？答：最大限度地滿足用戶用電的需要，保證供電的可靠性；保證良好的電能質量；保證電力系統運行的經濟性。架空線路有哪些部分組成？答：架空輸電線路包括導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具。導線類型有哪些？答：導線按材料有銅線、鋁線、鋼線，按結構形式有單股導線、多股導線、鋼芯鋁絞線，按機械強度有一般型、輕型、加大型。桿塔分幾種類型？答：桿塔分五種類型：直線桿、耐張桿、轉角桿、終端桿、特種桿。某一架空線路的絕緣子鏈個數為8，試估量該線路的電壓等級？答：110kV。在近似運算中，輸電線路的電抗X1取多少？b1取多少？答：X1取0.4Ω/kM；b1取3×10-6S/kM。我國電力系統所采納的中性點接地點式要緊有那幾種？答：中性點直截了當接地、中性點經消弧線圈接地、中性點不接地。電力系統的調壓措施有那些？農村電網調壓要緊采納什么方式？答：改變發電機端電壓調壓，改變變壓器分接頭調壓，改變電力網無功功率分布調壓，改變輸電線路參數調壓。農村電網要緊靠改變變壓器分接頭調壓，改變電力網無功功率分布調壓。選擇導線截面積時應考慮那些因素？答：選擇導線時應考慮技術條件和經濟條件，技術條件包括電暈、機械強度、熱穩固及電壓損耗。經濟條件包括成本和運行愛護。當突然短路時大約通過多長時刻會顯現沖擊電流？沖擊電流約為短路電流的多少倍？答：當突然短路時大約通過0.01秒會顯現沖擊電流，沖擊電流約為短路電流的（2.55~2.7）倍。電力系統的短路有哪幾種類型？有何危害？答：電力系統短路是指相與相之間或相與地之間的不正常接觸。有三相短路、單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路。短路電流可能達到該回路電流的幾倍、幾十倍甚至幾百倍，使導線嚴峻發熱，造成造成導體熔化和絕緣損壞，同時龐大的短路電流還將產生專門大的電動力，可能使導體變形或損壞。短路電流可能使電網電壓降低，嚴峻時可能造成電壓崩潰，造成大面積停電。短路時產生的高溫電弧，可能損壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設備。短路時可能使發電機的穩固性破壞，引起愛護裝置的誤動作及大量甩負荷。不對稱短路會產生負序和零序重量。不對稱短路時會使非故障相電壓升高。什么樣的電源能夠認為是無限大功率電源？答：系統功率為無窮大，系統阻抗約為零，系統母線電壓恒定。一條長度為100km，額定電壓為110kV的雙回路架空輸電線，導線型號為LGJ—185，水平排列，線間距離為4m，求線路的參數并畫出等值電路圖。（15分）解LGJ—185型號導線，查表得：半徑線路每千米的電阻（可由附錄表2中查得）：線路每千米的電抗線路每千米的電納雙回線路的電阻、電抗和電納為電暈臨界電壓取m1=1、m2=1（晴天），=1中間一相導線的臨界電壓為Ucr=0.96127.61=122.51kV，因為Ucr>U（工作電壓），因此，線路在晴天可不能發生電暈。線路的等值電路如圖2-1所示。三、有一臺降壓變壓器如圖所示，其歸算至高壓側的參數為4.93＋j63.525Ω，已知變壓器母線在任何方式下均堅持電壓為107.5KV，其低壓側母線要求順調壓，若采納靜電電容器作為補償設備，試選擇變壓器分接頭和無功補償設備容量。解：農村電力網作業題（三）一、（25分）降壓變壓器及其等值電路如圖所示。歸算至高壓側的阻抗為RT+jXT=2.44+j40Ω。已知在最大和最小負荷時通過變壓器的功率分不為Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高壓側的電壓分不為U1max=110kV和U1min=113kV。要求低壓母線的電壓變化不超過6.0~6.6kV的范疇，試選擇分接頭。解：先運算最大負荷及最小負荷時變壓器的電壓損耗假定變壓器在最大負荷和最小負荷運行時低側的電壓分不取為Ｖ2max=6kV和Ｖ2min=6.6kV，則可得取算術平均值選最接近的分接頭Ｖ1t=107.25kV。接所選分接頭校驗低壓母線的實際電壓。可見所選分接頭是能滿足調壓要求的。二、（25分）三個火電廠并聯運行，各電廠的燃料特性及功率約束條件如下F1=4+0.3PG1+0.0007P2G1t/h，100MW≤PG1≤200MWF2=3+0.32PG2+0.0004P2G2t/h，120MW≤PG2≤250MWF3=3.5+0.3PG3+0.00045P2G3t/h，150MW≤PG3≤300MW當總負荷為400MW時，咨詢負荷如何分配最為經濟?解：1、按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為，令λ１＝λ２＝λ３，可解出,2、總負荷為400ＭＷ，即。將ＰＧ１和ＰＧ３都用ＰＧ２表示，可得因此，由于ＰＧ１已低于下限，故應取ＰＧ１＝100ＭＷ．剩余的負荷功率300ＭＷ，應在電廠2和電廠3之間重新分配。將ＰＧ３用ＰＧ２表示，便得由此可解出：和，都在限值內。三、（25分）如圖所示系統，變壓器的容量為20兆伏安，額定電壓為110/38.5千伏。參數如下：歐（歸算到2側），歐，西，變壓器導納支路功率為千伏安，低壓側負荷兆伏安。現要求低壓側電壓為36千伏，求電源處1的母線電壓及輸入的功率。解將3側實際要求電壓歸算到高壓側，即2側得變壓器的電壓損耗2點的電壓（略去橫重量）變壓器串聯阻抗的功率損耗進入變壓器的功率MVA線路末端導納功率Mvar從線路串聯阻抗中流出的功率MVA線路電壓損耗KV1點的電壓KV（略去橫重量）線路阻抗上的功率損耗MVA線路首端導納功率Mvar進入系統的功率MVAMVA四、（25分）在題三圖所示的電力系統中，三相短路發生在，系統對母線a處的短路功率為1000MVA，母線a的電壓為恒定值，試運算短路電流周期重量。各元件參數如下：線路L1：40km,x=0.4Ω/km。變壓器T:30MVA,Vs%=10.5。電抗器R:6.3kV,0.3kA,X%=4。電纜L2:0.5km,x=0.08Ω/km.解：取。先運算第一種情形。系統用一個無限大功率電源代表，它到母線a的電抗標幺值各元件的電抗標幺值分不運算如下：農村電力網作業題（四）一、有一回電壓等級110kV，長為150km的輸電線路，末端接一臺容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/11kV。如圖1所示，當A點實際電壓為115kV時，求A、C二點間的電壓損耗及B點和C點的實際電壓。（注：Pk=190kW，Uk%=10.5，P0=31.05kW，I0%=0.7）（20分）圖1題一圖解線路LGJ—150r1=0.21(Ω/km)R=0.21150=31.5(Ω)X=0.401150=60.15(Ω)B=2.8410-6150=4.2610-6(S)變壓器：設C=110，0°由SA和A點電壓求各點電壓及電損耗二、簡單輸電系統如圖2所示，變壓器變比為110±2×2.5%/11kV，若不計變壓器勵磁支路及線路對地電容，則線路和變壓器的總阻抗Z=26+j130Ω，節點A的電壓為118kV，且堅持不變，降壓變電所低壓側母線要求常調壓，保持10.5kV電壓。若補償設備為靜電電容器試配合變壓器分接頭的選擇確定受端應當設置的無功補償容量。（20分）圖2題二圖解運算補償前最大、最小負荷時低壓側歸算到高壓側的電壓。先運算功率損耗首端功率為因此，i節點電壓為（a）選擇電容器容量。先按最小負荷時電容器全部退出的條件選擇變壓器變比，為因此可選擇110kV電壓的主抽頭，即UTI=110kV，則變壓器變比k=110/11=10。再按最大負荷時的要求，求無功補償容量三、如圖3所示網絡中，A、B、C為三個等值電源，其中SA=75MVA，XA=0.380，SB=535MVA，XB=0.304。C的容量和電抗不詳，只知裝設在母線4上的斷路器QF的斷開容量為3500MVA。線路l1、l2、l3的長度分不為10、5、25km，電抗均為0.4Ω/km。試運算在母線1三相直截了當短路時的起始次暫態電流和短路沖擊電流。（20分）圖3題3圖解：取SB=1000MVA，作系統的等值網絡如圖第一確定電源C的等值電抗XC。如果短路不是發生在母線1，而是發生在母線4的斷路器QF之后，則電源A、B、C供給的短路電流都要通過QF，其中電源A、B供給的短路電流決定于如下的電抗X*=[(5.07+0.151)//0.586]+0.242=0.754短路瞬時，這兩個電源供給的短路功率為斷路器QF承諾電源C供組的短路功率為3500-1326=2174(MVA)由此可得電源C的等值電抗XC至少為然后作母線1的短路運算。這時整個網絡對短路點的等值電抗為X∑*={[(0.46+0.242)//0.586)+0.151]//0.507}+0.302=0.728由此得到起始次暫態電流為以有名值表示則為沖擊電流的有名值為四、如圖4所示的某三相系統中k點發生單相接地故障，已知，Z1∑=j0.4，Z2∑=j0.5，Z0∑=j0.25，Zk=j0.35。求a相通過阻抗Zk接地短路時短路點的各相電流、電壓。（20分）解單相接地時復合網為串聯型，因此可知求各相電流和電壓為五、如圖5所示某降壓變電所裝設一臺容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側的偏移在大小負荷時分不不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負荷為18MVA，最小負荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側的電壓在任何運行情形下均堅持107.5kV，變壓器參數為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵磁阻礙不計。試選擇變壓器的分接頭。（20分）圖5題5圖解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負荷為按最大和最小負荷時調壓要求，變壓器低壓側電壓應為在最大和最小負荷時變壓器低壓側的電壓由下式求得解得然而最大和最小負荷時分接頭電壓為故選分接頭電壓為110（1-2.5%）=107.25的分接頭。校驗低壓母線電壓：最大負荷時最小負荷時電壓偏移：最大負荷時最大負荷時比較可知，所選擇的分接頭滿足調壓要求。農村電力網作業題（五）一、額定電壓110kV的輻射形電網各段阻抗及負荷如圖一所示。已知電源A的電壓為121kV，求功率分布和各母線電壓。（注：考慮功率損耗，能夠不計電壓降落的橫重量）。（15分）圖一題一圖解設C=N=0°=1100°已知UA=121kV二、某發電廠裝有兩臺發電設備，其耗量特性分不為 F1=3+0.3PG1+0.002(t/h) F2=5+0.3PG2+0.002(t/h)兩臺發電設備的額定容量均為100MW，而最小可發有功功率均為30MW，若該廠承擔負荷150MW，試求負荷在兩臺發電設備間的最優分配方案。（15分）解兩臺發電設備的耗量微增率分不為按等耗量微增率準則分配負荷，令λ1=λ2，有0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2而等約束條件為PG1+PG2=150聯立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。把PG2=150-PG1代入式（A）有0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150—PG1)0.004PG1=0.9—0.006PG10.01PG1=0.9因此解得PG1=90MWPG2=60MW此分配方案符合等耗量微增率準則，即滿足等約束條件，也滿足不等約束條件（30<90<100、30<60<100），因此，可做為最優分配方案。三、如圖二所示某降壓變電所裝設一臺容量為20MVA、電壓為110/11kV的變壓器，要求變壓器低壓側的偏移在大小負荷時分不不超過額定值的2.5%和7.5%，最大負荷為18MVA，最小負荷為7MVA，=0.8，變壓器高壓側的電壓在任何運行情形下均堅持107.5kV，變壓器參數為Uk%=10.5，Pk=163kW，勵磁阻礙不計。試選擇變壓器的分接頭。（20分）圖二題三圖解變壓器的電阻和電抗為末端最大和最小負荷為按最大和最小負荷時調壓要求，變壓器低壓側電壓應為在最大和最小負荷時變壓器低壓側的電壓由下式求得解得然而最大和最