电力系统分析基础思考题和计算题0901

第一章 电力系统的基本概念

一、思考题

1. 请说明火力发电的能量转换过程。

2. 电力系统中除火电、水电及核电以外的其它发电形式一般称为“新能源”，你能说出几种新能源

发电形式？

3. 火力发电使用的一次能源都有哪些？ 4. 负荷成分主要是什么？

5. 电力系统包括哪些主要组成部分？分别起哪些作用？ 6. 什么是电力网？什么是动力系统？ 7. 电力系统常用的结线图有几种？ 8. 电力系统生产的特点是什么？

9. 对电力系统运行的基本要求是什么？ 10. 电能质量的主要指标是什么？

11. 考核电力系统运行经济性的指标是什么？

12. 什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？ 13. 我国电力系统3kV以上的额定电压等级是什么？ 14. 我国电力系统中性点的运行方式是什么？ 15. 什么是“消弧线圈”？作用原理是什么？ 16. 升压变和降压变的变比有何区别？

17. 我国三峡电站装设 台水轮发电机组，每台额定容量为 MW。 18. 什么是线路的经济输送功率和输送距离？ 19. 什么是“黑启动”？

20. *什么是“能量管理系统（EMS）”？ 21. *你对电力市场了解多少？

22. *什么是高压直流（HVDC）输电系统？与交流输电相比有哪些优缺点？ 23. *什么是灵活交流输电系统（FACTS）？

二、计算题

1. 在括号中给出下面各变压器的额定电压。

1

2. 在括号中给出下面各变压器的额定电压。

第二章 电力系统各元件的特性和数学模型

一、思考题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.

“数学模型”的含义是什么？

什么是发电机的“运行极限图（功率圆图）”？ 什么是发电机“进相运行”？ 什么是变压器的铜耗和铁耗？

为什么说变压器的铜耗是可变损耗？铁耗是不变损耗？

升压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：中、低、高；降压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：低、中、高，为什么？ 采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么？

220kV和500kV线路上每串绝缘子的片数一般为多少？ 铝线和铜线的电阻率是多少？

架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？ 架空输电线路的电抗一般为 Ω/km左右。 架空输电线路的电纳一般为 S/km左右。

正常的架空输电线路的电导一般为 S/km左右。 架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别？ 什么是电晕？

三相导线等间距水平排列时，边相导线和中间相导线哪个更容易发生电晕现象？ 计算线路的参数时，在什么情况下需要考虑分布参数特性？ 什么是“平均额定电压”？它是如何规定的？ 标么制与有名制有和区别？

在等值电路中，线路的对地支路是容性的，变压器的对地支路是感性的，为什么？ 什么是线路的“充电功率”？它对线路输送容量及系统运行有何影响？ 什么是负荷特性？它有什么涵义？

*什么是负荷曲线？日负荷曲线和年负荷曲线各有何用处？ *电力系统为什么要进行负荷预测？

*日负荷曲线上如果有很大的“峰谷差”会对系统有何影响？有何办法减小它？

2

二、计算题

1. 计算线路参数并做出其Π型等值电路。已知线路型号为LGJ-400，2r=22mm，长度为130km，

导线排列方式如图1所示。

图1 图2

解：由题意知d?2r?22mm,??31.5??mm2/km

r?11mm,Dm?3DabDbcDca?36?5?4?4930mm

单位长度的电阻r1??s?31.5400?0.07875?/km

单位长度的电抗x1?0.1445lgDm?0.0157?0.399?/km r单位长度的电纳b1?7.58lgDm?10?6?2.86?10?6S/km rR?r1l?0.07875?130?10.2?集中参数

X?x1l?0.399?130?51.9?B?b1l?2.86?10?6?130?3.72?10?4SB?1.86?10?4S2

等值电路如图：

10.2?j51.9?

j1.86?10?4S j1.86?10?4S

3

2. 计算线路参数并做出其Π型等值电路。已知线路型号为LGJ-200×2，2r=17mm，长度为150km，

11导线排列方式如图2所示。

解：由题意知d?2r?17mm,??31.5??mm2/km

r?8.5mm,Dm?32DabDbcDca?32?4?4?4?5040mm

单位长度的电阻r1?等效半径req??s?31.5200?2?0.07875?/km

rd12?8.5?100?29mm

Dm?0.0157/2?0.33?/km req单位长度的电抗x1?0.1445lg单位长度的电纳b1?7.58lgDm?10?6?3.38?10?6S/km reqR?r1l?0.07875?150?11.8?集中参数

X?x1l?0.33?150?49.5?B?b1l?3.38?10?6?150?5.07?10?4SB?2.535?10?4S2

11.8?j49.5? j2.535?10?4S j2.535?10?4S

3. 计算双绕组变压器的参数并做出其等值电路。已知容量为31500kVA，额定电压为121/10.5kV，

Pk=20kW，Uk%=10.5，P0=10kW，I0%=0.5。

解：由题意知

RT?PKUN221000SN?20?121?1211000?31.5?31.5?0.3?

4

UU10.5?121?121XT?KN??48.8?

1000SN1000?31.5GT?P01000UNI%SN100UN222?10?6.83?10?7S

1000?121?121BT??0.5?31.5?1.08?10?5S

100?121?1210.3?

j48.8?

6.83?10?7S ?j1.08?10?5S

4. 三绕组变压器的容量为120000/120000/60000kVA，额定电压为220/121/11kV，短路损耗为

Pk(1?2)=130kW，Pk(1?3)=135kW，Pk(2?3)=125kW；短路电压为Uk(1?2)%=18，Uk(1?3)%=10，Uk(2?3)%=7；空载损耗为P0=73kW；空载电流为I0%=3.5。试计算归算到高压侧的变压器的

参数并作出等值电路。（实验数据未经归算） 解: 由题意得,归算于变压器额定容量

Pk(1?2)=130kW, Pk(1?3)=4?Pk?(1?3)?4?135?540kW, Pk(2?3)=4?Pk?(2?3)?4?125?500kW

11?Pk?1?2??Pk?1?3??Pk?2?3????130?540?500??85kW 2211Pk2??Pk?2?3??Pk?1?2??Pk?1?3????130?500?540??45kW

2211Pk3??Pk?2?3??Pk?1?3??Pk?1?2????540?500?130??455kW

22Pk1? 5

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