重庆理工 电力 工程 复习

5-1 什么是电压降落、电压损耗和电压偏移？

?。阻抗支解：电压降落：电力网任意两点电压的矢量差称为电压降落，记为?U?和末端电压U?就不相等，它们之间路中有电流（或功率）传输时，首端电压U12的电压降落为

??U??U??3I?(R?jX)?3I?(R?jX) ?U1221电压损耗：电力网中任意两点电压的代数差，称为电压损耗。工程实际中，线路电压损耗常用线路额定电压UN的百分数?U%表示，即

?U%?U1?U2?100 UN电压偏移：电力网中任意点的实际电压U同该处网络额定电压UN的数值差称为电压偏移。在工程实际中，电压偏移常用额定电压的百分数m%表示，即

m%?U?UN?100UN

5-2 何谓潮流计算？潮流计算有哪些作用？

解：潮流计算：电力系统的潮流计算是针对具体的电力网络结构，根据给定的负荷功率和电源母线电压，计算网络中各节点的电压和各支路中的功率及功率损耗。

在电力系统的设计和运行中都要用到潮流计算的结果，例如电力网规划设计时，要根据潮流计算的结果选择导线截面和电气设备，确定电力网主结线方案，计算网络的电能损耗和运行费用，进行方案的经济比较；电力系统运行时，要根据潮流计算的结果制定检修计划，校验电能质量，采取调频和调压措施，确定最佳运行方式，整定继电保护和自动装置。 1-2 电能生产的主要特点是什么？

答：电能生产主要有以下特点：

⑴电能的生产和使用同时完成。在任一时刻，系统的发电量只能取决于同一时刻用户的用电量。因此，在系统中必须保持电能的生产、输送、和使用处于一种动态的平衡。

⑵正常输电过程和故障过程都非常迅速。电能是以电磁波的形式传播的，所以不论是正常的输电过程还是发生故障的过程都极为迅速，因此，为了保证电力系统的正常运行，必须设置完善的自动控制和保护系统。

⑶具有较强的地区性特点。电力系统的规模越来越大，其覆盖的地区也越来越广，各地区的自然资源情况存在较大差别，因此制定电力系统的发展和运行规划时必须充分考虑地区特点。

⑷与国民经济各部门关系密切。电能被广泛的应用于国民经济的各个部门和人们生活的各个方面，且整个社会对电能的依赖性也越来越强，电力供应不足和电力系统故障造成的停电，给国民经济造成的损失和对人们日常生活的影响也越来越严重。

1-3 动力系统、电力系统及电力网各自由哪些部分组成？

答：动力系统是由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电所、输电线路、降压变电所和负荷等环节构成的整体；电力系统是由发电机、电力网和负荷组成的统一体；电力网则是由各类降压变电所、输电线路和升压变电所组成的电能传输和分配的网络。

1-4 试述电力系统的质量指标及达标的基本措施。

答：频率、电压和波形是电能质量地三个基本指标。我国规定电力系统的额定频率为50HZ，大容量系统允许频率偏差＋0.2HZ，中小容量系统运行频率偏差＋0.5HZ；电压质量方面，35KV及以上的线路额定电压允许偏差＋5％，10KV线路额定电压运行偏差＋7％，380/220V线路额定电压运行偏差＋7％，；对于波形，电压波形为正玄形，10KV线路波形总畸变率不大于4％，380/220V线路电压波形总畸变率不大于＋5％。 1-5 我国标准额定电压等级有哪些？

答：我国国家标准规定的额定电压等级为3，6，10，20，35，63，110，220，330，500，750KV，均指三相交流系统的线电压。

3-1. 双绕组变压器的?型等值电路由哪些等值参数组成？分别写出它们的计算公式，并说明各参数的物理意义。

答：双绕组变压器的?型等值电路由短路电阻RT、短路电抗XT、励磁电导GT和励磁电纳BT四个等值参数组成。计算公式分别为：

2?PSUNRT??103 （Ω），表示变压器的绕组的总电阻 2SN2US%UNXT??10 （Ω），表示变压器的绕组的总漏抗

SNGT??P0?3?10(S)，表示变压器励磁支路的电导 2UN?Q0I0%SN?3?10??10?522UNUN(S)，表示变压器励磁支路的电纳

BT?以上公式中，UN的单位为kV；SN的单位为kVA，?P0和?PS的单位为kW。 4-3. 我国常用的配电网电压等级有几种？

答：我国现行配电网的电压等级可分为三种，即高压配电网（35kV、110kV），中压配电网（6kV、10kV）和低压配电网（220V、380V）。 5-11 什么是一次调频？二次调频？各有何特点？

解：进行一次调频时，仅发电机组的调速器动作，依靠发电机组调速器自动调节发电机组有功功率输出的过程来调整频率，此时发电机组输出功率增加，负荷吸收频率减少，直到二者平衡。

在一次调频的基础上，通过控制同步器调节发电机组输出功率来调整频率的方法，称为二次调频。 其特点为：

一次调频为有差调频，频率不会恢复到初始值。一次调频时，系统中所有发电机组均参与。

二次调频的调节范围比一次调频大，可将频率恢复到偏移的允许范围或初始值。二次调频时，仅系统中特定的调频电厂（主调频厂与辅助调频厂）参与。 5-17 在无功不足的系统中，为什么不宜采用改变变压器分接头来调压？

解：由负荷的电压特性分析可知，当改变变比提高用户端的电压后，用电设备从系统吸取的无功功率就相应增大，使得电力系统的无功缺额进一步增加，导致运行电压进一步下降。如此恶性循环下去，就会发生“电压崩溃”，造成系统大面积停电的严重事故。因此，在无功不足的电力系统中，首先应采用无功功率补偿装置补偿无功的缺额。

6-3 何谓冲击系数？工程计算中一般如何取值？ 答：根据推导可得短路冲击电流的计算式为

im?Ipm?Ipme?0.01/Ta?(1?e?0.01/Ta)Ipm

令kim?1?e?0.01/Ta,称为冲击系数。

工程计算中一般按以下情况确定kim的值： （1） 在发电机端部发生短路时，kim?1.9

?1.85

（2） 在发电厂高压侧母线上发生短路时，kim（3） 在其他地点短路时，kim8.2 何谓正序等效定则？

?1.8

答：简单不对称短路时，短路点正序电流分量的大小与在短路点每一相中串

(n)接一附加电抗X?，并在其后面发生三相短路时的电流相等。这称为正序等效定

则。

3-5. 交流电弧的特点是什么？采用哪些措施可以提高开关的熄弧能力？ 答：交流电弧的特点是电流每半个周期要经过零值一次。在电流经过零值时，电弧会自动熄灭。加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值是提高开关熄弧能力的主要方法：

(1) 采用绝缘性能高的介质

(2) 提高触头的分断速度或断口的数目，使电弧迅速拉长；(电弧拉长，实际上是使电弧上的电场强度减小，则游离减弱，有利于灭弧，伏安特性曲线抬高) (3) 采用各种结构的灭弧装置来加强电弧的冷却，以加快电流过零后弧隙的去游离过程。

4-6. 画图说明什么是单母分段接线？从运行角度看它与两组汇流母线同时运行的双母线接线技术上有什么区别？

答：

单母分段接线

从运行角度看，单母分段接线可轮流检修一段汇流母线，使停电范围减小，因此采用单母分段接线时重要用户可同时从不同分段引接电源供电实现双路供电。而两组汇流母线同时运行的双母线接线可以轮流检修主母线而不停止供电。同时若有一组主母线故障，经倒闸操作可以将所有回路倒换至另一组主母线而迅速恢复供电。因此，两组汇流母线同时运行的双母线接线具有更高的供电可靠性。

4-9. 什么是桥形接线？内桥和外桥接线在事故和检修时有何不同？它们的适用范围有何不同？

答：由一台断路器和两组隔离开关组成连接桥，将两回变压器-线路组横向连接起来的电气主接线。

变压器检修时：

内桥：检修主变T1，内桥接线要断开QF、QF1，再拉开QS1，这时出线l1只得停电。要恢复l1供电，需再关合QF和QF1，操作显得复杂。

外桥：要检修T1仅停QF1和QS1，做相应安全措施即可检修，操作就简单。 线路故障时：

内桥接线仅QF1跳闸，T1及其他回路继续运行。

外桥接线中，QF和QF1会同时自动跳闸，主变T1被切除。要恢复T1运行，必须断开QS2，合QF1和QF。

适用范围：内桥适用于线路长（则易发生故障），主变不常切除的火电系统。外桥适用于线路短，主变经常切除，有穿越功率（不经过变电厂）的水电系统。 4-5. 隔离开关与断路器配合操作时应遵守什么原则？举例说明对出线停、送电操作顺序。

答：隔离开关与断路器配合操作时，隔离开关应严格遵循“先通后断”的原则。例如对线路进行送电操作的顺序应该是：先合母线隔离开关QSB，再合出线隔离开关QSl，最后合断路器QF；而对出线进行停电操作时，则应先断开断路器QF，再断开线路隔离开关QSl，最后断开母线隔离开关QSB。

5-5 如图5-55所示的简单电力网中，已知变压器的参数为SN=31.5MVA，

?P0?31kW,?PS?190kW,US%=10.5,I0%=0.7；线路单位长度的参数为r1?0.21?/km,x1?0.416?/km,b1?2.74?10?6S/km。当线路首端电压

U1=120kV时，试求：

（1）线路和变压器的电压损耗；

（2）变压器运行在额定变比时的低压侧电压及电压偏移。 解：线路参数为

Rl?rll?0.21?40?8.4?Xl?xll?0.416?40?16.64?

变压器参数为

2?PU190?1102SNRT???10?3?2.317? 22SN31.5

2US%UN10.5?1102XT???40.33?

100SN100?31.5（1） 变压器的功率损耗为

S2252?152?PT??PS()??P0?190??31?193.76kW?0.19376MWSN31.52

US%S2I0%SN10.5?(252?152)0.7?31.5?QT?????3.0538Mvar100SN100100?31.5100

1点处线路充电功率为

112QC1?blUN??2.74?40?1102?0.66308Mvar22 1点功率为

S1?PL??PT?j(QL??QT?QC1)?25?0.19376?j(15?3.0538?0.66308) ?25.19?j17.39MVA线路阻抗中的功率损耗为：

S2P2?Q2251902?173902?3?3?Pl?2R?10?R?10??0.21?40?10?3?0.65044MW22UU110

S2P2?Q2251902?173902?3?3?3?Ql?2X?10?X?10??0.416?40?10?1.2885Mvar22UU110

A点处线路充电功率为

112QCA?blUN??2.74?40?1202?0.78912Mvar22 A点功率为

SA?P1??Pl?j(Q1??Ql?QCA)?25.19?0.65044?j(17.39?1.2885) ?25.84?j18.68MVA线路电压损耗

?UA?PAR?QAX25.84?8.4?18.68?16.64??4.40kV

UA1201点电压为

U1?UA??UA?120?4.40?115.60kV

变压器电压损耗

?U1?PR25.19?2.32?17.39?40.331?Q1X??6.572kV U1115.60（2） 变压器低压侧电压为

U2?U1??U1115.60?6.572??10.90kV kN10电压偏移为

m2%?U2?UN10.90?10?100??100?9.0UN10

5-23 某变电所有两台形号为SFL1-31500/110的变压器并联运行，如图5-58所示。已知每台变压器的铭牌参数为：△P0=31kw，I%=0.7，△Ps=190kW，

?max=40+j25 MVA，Us%=10.5。最大负荷功率S最大负荷利用小时数Tmax=4500h，

试计算变电所全年的电能损耗。

解 Smax?402?252?47.17MVA 最大负荷时变压器的绕组功率损耗为

2US%??S?10.5????47.17???ST??PT?jQT?2??PS?jSN???2190?j?31500?????100100???2?31.5????2SN??213.03?j3708.33(kVA) 变压器的铁芯功率损耗为

??2??P?jI0%S??2?31?j0.7?31500??62?j441(kVA) ?S0N????0100100????2

cos??4040?2522?0.848

已知Tmax?4500h和cos??0.8，由表5-10可查得??3006h。假定变压器全年投入运行，则变压器全年的能量损耗为

?AT?2?P0?8760??PT?3004?62?8760?213?3004?1183398(kW?h)

6-6 已知无穷大供电系统如图6-29所示。当变电所低压母线发生三相短路时，试做以下计算：

230kV 10.5kV M l 80km 60MVA T ~

（1）短路点短路电流的周期分量； （2）短路冲击电流； （3）M点的残压。

230kV Xl

~

S=∞ 解：

设SB10.5kV

M XT ?100MVA,UB?Uav

（1）作等值电路图

Xl??xl?l?

SB100?80?0.4??0.06 22Uav230XT?US%SB10.5100?????0.175 100SN10060X???Xl??XT??0.06?0.175?0.235

（2） 短路点短路电流的周期分量

因为系统为无穷大电源，所以有

IP*?11??4.25 X?*0.235100IP?IP*?IB?4.25??23.37kA

3?10.5（3）短路冲击电流

在变压器低压侧短路，kim?1.8

iim?kim?2IP?1.8?2?23.37?59.48kA

（4） M点的残压

UM*?IP*XT*?4.25?0.175?0.74 UM?UM*?Uav?0.74?230?170.2kV

??80?10?V,U??70?135?V,U??85?175?V。7-1 设已知三相不对称电压为：Uabc求正序、负序和零序电压对称分量。

解：

计算m文件

%conj(Z) = real(Z) - i*imag(Z) Ua=80*exp(j*10*pi/180) Ub=70*exp(j*135*pi/180) Uc=85*exp(j*175*pi/180) a=exp(j*120*pi/180) aa=exp(j*240*pi/180)

Ua0=1/3*(Ua+Ub+Uc)

Ua1=1/3*(Ua+a*Ub+aa*Uc) Ua2=1/3*(Ua+aa*Ub+a*Uc)

RUa0=abs(Ua0) RUa1=abs(Ua1) RUa2=abs(Ua2)

AgUa0=angle(Ua0)/pi*180 AgUa1=angle(Ua1)/pi*180 AgUa2=angle(Ua2)/pi*180

结果：

a=-0.5000 + 0.8660i aa = -0.5000 - 0.8660i Ua0 = -18.4631 +23.5992i Ua1 = 36.4738 + 5.3017i Ua2 = 60.7740 -15.0090i RUa0 = 29.9635 RUa1 = 36.8571 RUa2 = 62.5999 AgUa0 = 128.0383 AgUa1 = 8.2703 AgUa2 = -13.8724

1????+?2U?)U=(U+?Ubc?a13a?1????+?U?) =(Ua+?2U因为：?Ua2bc3?1?????U=?a03(Ua+Ub+Uc)?a?ej120 所以

Ua= 80?10?=78.7846 +j 13.8919 Ub= 70?135?=-49.4975 +j 49.4975 Uc= 85?175?= -84.6765 + j 7.4082

??-18.4631 +j23.5992=29.9635?128.0383 零序分量：Ua0正序分量：负序分量：验证：

U?a1? 36.4738 + j5.3017= 36.8571? 8.2703 U?a2? 60.7740 -j15.0090= 62.5999? -13.8724U?a0?U?a1?U?a2?78.7846 +j13.8919=80?10?

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