稳态作业参考答案.docx
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稳态作业参考答案
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稳态作业参考答案
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第一章
1、电力系统的各部分界限示于图1，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
试求：
（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；
（2）各变压器的额定变比；（3）设变压器T-1工作于+5%抽头、T-2工作于主抽头、T-3工作于-2.5%抽头时，各变压器的实际变比。
解：
G：
10.5kV
T-1：
10.5/242kV
T-2：
220/121/38.5kV
T-3：
35/11kV
T-4：
220/121kV
（2）
T-1：
1:
2.195
T-2：
5.714:
3.143:
1
T-3：
3.182:
1
T-4：
1.818:
1
（3）
T-1：
10.5/242（1+5%）kV1:
2.305
T-2：
5.714:
3.143:
1
T-3：
35（1-2.5%）/11kV1.773:
1
第二章
1、求容量为20MVA、变比为121/10.5kV的三相双绕组变压器的参数和等值电路，并在等值图上注明原边和副边。
若额定变比改为110/11kV时，参数和等值电路是否发生变化？
哪一种用于升压变压器，哪一种用于降压变压器?
已知：
Pk=163KW，P0=60KW，Uk%=10.5，I0%=3.0
解：
（1）
升压变压器
121/10.5；10.5一般发电机的额定电压，符合变压器一次侧额定电压的要求U1N=UGN=（1+5%）UN（直接和发电机相连变压器）；
121=110*（1+10%），为变压器二次侧电压
（2）
降压变压器
110/11；11=10*（1+10%），符合变压器二次侧额定电压的要求U2N=（1+10%）UN（负载）；110符合变压器一次侧额定电压的要求U1N=UN（降压变压器或中间联络变压器）
2、双绕组变压器SN=15MVA110/11（KV）P1k=133KWP0=50KWUk%=10.5I0%=3.5，试确定该变压器的参数及等值电路。
参数归算到110KV侧）
解：
三绕组变压器SN=25MVA110/38.5/11（KV）容量比为100/100/50Pkmax=185KWP0=52.6KWI0%=3.6Uk（1-2）%=10.5Uk（3-1）%=17.5Uk（3-2）%=6.5，试确定变压器的参数及等值电路。
解：
4、求容量为20MVA、变比为121/10.5kV的三相双绕组变压器的参数和等值电路，并在等值图上注明原边和副边。
若额定变比改为110/11kV时，参数和等值电路是否发生变化？
哪一种用于升压变压器，哪一种用于降压变压器？
已知：
Pk=163KWP0=60KWUk%=10.5I0%=3.0
解：
（1）121/10.5，升压变压器
（2）110/11，降压变压器
5、将如图网络用变压器π型等值电路来表示，图中j0.3是标幺阻抗，要求做出阻抗的形式和导纳形式的π型等值。
解：
1：
1.1=0.909：
1
k=0.909
YT=-3.3333j
阻抗：
导纳：
6、一回500KV架空输电线路，每相三分裂，根距40CM，导线采用LGJJ-400，计算半径为r=14.5MM，三相导线水平排列，相间距离为12M，晴朗天气下不会发生电晕，线路长度l=300KM。
试求
（1）精确考虑分布参数特性的长线模型；
（2）不考虑分布参数特性的中长线模型；（3）考虑分布参数特性的简化长线模型。
解：
（1）长线路精确型：
（2）中长线模型：
不考虑分布参数特性
（3）长线路简化型：
7、系统接线示于题图2－9，已知各元件参数如下：
发电机G：
SN=30MVA，UN=10.5kV，X=27%。
变压器T-1：
SN=31.5MVA，kT=10.5/121，US=10.5%。
变压器T-2、T-3：
SN=15MVA，kT=110/6.6，US=10.5%。
线路L：
l=100km，X=0.4Ω/km。
电抗器R：
UN=6kV，IN=1.5kA，XR=6%。
试作不含磁耦合关系的等值电路并计算其标幺值参数
解：
选
8、对题7的电力系统，若各电压级均选平均额定电压作为基准电压，并近似地认为各元件的额定电压等于平均额定电压，含理想变压器的等值电路并计算其参数标幺值
选SB=100MVA，VB
（1）=10.5kV，VB
（2）=115kV，VB（3）=6.3kV
第三章
1、输电系统如题图所示。
已知：
每台变压器SN=100MVA，△P0=450kW，△Q0=3500kvar，△Ps=1000kW，Vs=12.5%，工作在-5%的分接头；每回线路长250km，r1=0.08Ω/km，x1=0.4Ω/km，b1=2.8×10S/km；负荷PLD=150MW，cosψ=0.85。
线路首端电压VA=245kV，试分别计算：
输电线路，变压器以及输电系统的电压降落和电压损耗；
输电线路首端功率和输电效率；
线路首端A，末端B以及变压器低压侧C的电压偏移。
答：
作出等值电路图，并计算相应的参数（归算到220KV侧）
输电线路（双回路）：
变压器（两台）：
负荷：
假设,计算网络的功率分布
输电系统首端的功率为：
输电效率为：
用求出的功率分布和已知的首端电压计算网络的电压分布
输电线路的电压降落为：
输电线路的电压损耗为：
电压损耗：
输电系统的电压降落为：
输电系统电压损耗为：
A,B,C的电压偏移分别为：
第四章
1、由可导出的几种潮流模型
→diag[][][]=[]
（1）直角坐标形式
，
diag[][][]=[]
diag[][]+diag[][]=[]
-diag[][]+diag[][]=[]
（2）混合坐标形式
（i），
diag[][][]=[]
diag[][][]=[]
diag[][][]=[]
等价于直角坐标形式
（ii）,
diag[]diag[][]diag[][]=[]
diag[][][][]=[]
diag[][][]=[]
diag[][][]=[]
（3）完全极坐标形式
，
diag[]diag[][]diag[][]=[]
diag[][][]=[]
diag[][][]=[]
diag[][][]=[]
=
2、简单电力系统如图所示，已知各段线路阻抗和节点功率为：
节点1为平衡节点，，试用牛顿-拉夫逊法计算潮流。
（1）形成节点导纳矩阵。
（2）求第一次迭代用的雅克比矩阵。
（3）求解第一次的修正方程。
1
3
2
G
110kV
SLD3
SLD2
（1）
取基准：
求标幺值：
（２）平启动
解修正方程常数向量
（3）
附录：
有名值算出的节点导纳矩阵：
0.0500-0.0790i-0.0280+0.0450i-0.0220+0.0340i
-0.0280+0.0450i0.0510-0.0660i-0.0230+0.0210i
-0.0220+0.0340i-0.0230+0.0210i0.0450-0.0550i
幅值:
0.09350.05300.0405
0.05300.08340.0311
0.04050.03110.0711
相角:
-1.00652.12742.1451
2.1274-0.91292.4016
2.14512.4016-0.8851
第五章
1、两台发电机，燃料耗量特性为：
机组的最大和最小技术出力为200MW和80MW，总负荷曲线如图所示。
试计算：
全天各时段的经济分配方案。
解：
2、某系统有4台额定功率为100MW的发电机，其调差系数，额定频率为50Hz，系统总负荷为320MW，负荷的频率调节效应系数，如负荷增加60MW，求4台机平均带负荷和3台满载1台带20MW两种情况下系统频率变化值，并说明两种情况下频率变化不同的原因。
解：
（1）4台机平均带负荷时，都参加调频每台负荷
调差系数相同，由得
负荷调节功率
（2）3台满载1台带20MW时，满载的不具有调节能力，只有一台参与调频。
第一种情况4台都未满载，所以都可参与调频，使得系统的单位调节功率较大，调节效果也好一些，频率变化相对要小。
第二种情况4台机中3台已满载，不具有调节能力可参与调节的只有一台机，使得系统单位调节功率下降，所以频率变化就较大。
3、A、B系统经联络线相连，已知KGA＝270MW/Hz，KDA=21MW/Hz，KGB＝480MW/Hz，KDB=39MW/Hz，PAB=300MW。
系统B负荷增加150MW。
试完成：
①两系统所有发电机均仅参与一次调频，求系统频率、联络线功率变化量及A、B两系统发电机和负荷功率变化值；②除一次调频外，A系统设调频厂进行二次调频，联络线最大允许输送功率为400MW，求系统频率的变化量。
解：
AB两系统各自的系统单位调节功率为
（1）两系统均只参与一次调频
由得到
（2）因为在负荷前有300MW负荷，联络线最大允许输送功率为400MW，所以ΔPAB的最大值为100MW。
由得到
系统频率的变化量为-0.096Hz。
第六章
1、试选择电压为110±2×2.5%/11kV、容量为20MVA的降压变压器的分接头，使变压器低压母线电压偏移不超过额定电压的2.5%~7.5%。
已知变电所电压母线的最大负荷为18MW、cosφ=0.8，最小负荷时为7MW、cosφ=0.7，已知变电所高压母线维持107.5kV恒定，变压器的短路电压为10.5%，短路损耗为163kW。
解：
（1）
算出必要参数：
（2）
计算一次侧功率：
根据一次侧的电压和功率求电压损耗：
（3）
计算分接头电压，取最大负荷时的U2max=10.175kV，最小负荷时的U2min=10.725kV
则：
选最近的分接头110-5%×110=104.5（kV）
（4）
校验实际电压
不符合低压母线的要求10.175~10.725kV。
2、如下图所示网络，线路和变压器归算至高压侧的阻抗已经标注图中。
供电点电压恒定。
如变压器低压母线要求保持10.4KV恒定，试配合变压器分接头（）的选择确定并联补偿设备的容量：
a）采用电容器；b）采用调相机。
解：
线路和变压器的总阻抗为
由于已知首端电压，宜用首端电压求网络电压损耗，为此，先按额定电压求系统功率损耗及功率分布，有
则
选择电容器容量
（a）接最小负荷无补偿选择变压器分接头
只能选最高+5%抽头，即
因为，故最小负荷全部切除电容器时，低压侧电压仍然偏高，其值为
（偏高）
（b）按最大负荷确定静电电容器的额定容量
（）==20.91（Mvar）
（选=20Mvar）
检验：
==1.4434+j5.9769（MVA）
==[（30+1.4434）+j（-2+5.9769）]=（31.4434+j3.9769）
==7.9114
=（117-7.9114）=10.4346
少投一点电容可满足要求。
（2）选择同步调相机的容量。
（a）按教材公式确定变压器变比
分别取，相应的值分别为10.032和9.941，选取最近的变比，即。
（b）按教材公式确定调相机容量
故选
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