电力系统分析 第2版 习题答案 穆钢 第1--8章.docx

第一章习题答案

1-1

电力网是电力系统的一部分。由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。

在输电功率不变的情况下，输电电压越高，输电电流越小，电能的损耗越小，也就是说，采用高压输电，可以降低电能在输电线路上的损耗。

1-2

常见的额定电压等级：输电网为500kV、330kV、220kV，配电网为110kV、66kV，35kV、10kV、6kV，0.4kV。规定额定电压可以规范化电力设备的生产制造、制订行业标准规范、保障人身及设备安全。

1-3

一般情况下，发电机的额定电压为线路额定电压的105%，所谓线路的额定电压实际就是线路的平均电压，变压器一次侧额定电压应等于用电设备额定电压，二次侧电压应较线路额定电压高5%~10%。

第二章习题答案

2-1

架空线路采用分裂导线，改变了导线周围的磁场分布，等效增大了导体半径，从而减小了每相导线的电抗，也可以减弱电晕现象。，严格说来，对于某一长度的电力线路，可以将每个单位长度的参数串联起来，构成该线路的等效电路模型，即电力线路的分布参数等效电路模型。由电路理论可知，当电路尺寸远小于其工作电磁波长时（lλ/20），可以忽略电路分布参数特征，采用集总参数模型来描述该电路。在工频50Hz下，电力线路上的电磁波长为λ=6000km。因此当电力线路长度小于300km时，可采用集总参数等效电路来描述，从而简化电力线路的建模和参数计算，且其计算误差满足工程要求。

2-2

，等效半径

，

，

，

等效电路图如下

2-3

，

，

，

2-4

第三章习题答案

3-1

高压输电线路空载运行时，，但由于线路存在对地电纳，

由于，因此末端电压会高于始端电压。

3-2

（1）

，

（2）节点3、4之间串联电容后，变小，因此线路3-4的传输功率变大，线路2-3传输功率变小，线路1-2传输功率变小。

（3）循环功率，所以支路1-2流过的功率增大，变化的主要是无功功率。

3-3

，

因此3节点既是有功分点，也是无功分点，电压最低，在节点3解环，如下图所示

，

，

3-4

，，

（1），，

（2）

，相比于变化前的A点电压，相角变化较大，幅值变化较小

（3）

，相比于变化前的A点电压，相角变化较小，幅值变化较大

第四章习题答案

4-1

（1）对于节点1、2间，由变压器型等值电路得

根据自导纳和互导纳的定义，整理得等值后的电网的节点导纳矩阵

（2）根据自导纳和互导纳的定义可知，需更改

4-2

，，，

，，

所以，，

，

新节点导纳阵如下

4-3

节点1为PV节点，节点2为平衡节点，节点3、4为PQ节点

其中，，，，，

，

4-4

（1）求取电网各元件的标幺值参数

变压器参数（均归算到高压侧）：

变压器T1：

变压器T2：

变压器T3：

输电线路参数（均归算至高压侧）：

；；；

；；；

；；；；

选择基准值,

则变压器参数的标幺值为（并列运行的变压器已做归算）

同理可得，；；；

输电线路参数的标幺值为：

；；；

；；；

；；；；

变压器变比的标幺值为：

；

如无特别说明，以下计算均采用标幺值进行，故省略标幺值下标。

变压器转化为Π型等值电路：

其中；；

变压器T2和T3的Π型等值电路不再详述，至此，一个含变压器的多电压等级电力网络已经转化为完全由标幺值阻抗和导纳连接而成的等值电路。

（2）根据题意，变电所1、2、3的高压母线BUS5、BUS6、BUS8均给定了注入的有功功率和无功功率，待求母线的电压和相角，显然是PQ节点。

另外，BUS4、BUS7、BUS9没有和发电机或负荷直接相连，节点净注入功率为零，也可以看作是给定了节点注入的有功功率和无功功率为零的节点，也是PQ节点。

火电厂1承担系统调频任务，因此有功出力的数值没有明确给定，但是机端电压维持在10.4kV，根据节点类型的分类方法，可以考虑火电厂1的机压母线为平衡节点。

火电厂2给定了输出的有功功率，且明确机端电压参考值为10.5kV，无功功率是松弛待求的，同时相角待求。因此，BUS2可以看作一个PV节点，需要注意的是，BUS2上连接有20MW的机压负荷，前面讲，给定了功率的负荷节点是一个PQ节点，而BUS2的有功净注入为295-20=275MW，无功功率由于发电机的无功出力未知，因此节点的无功净注入依然待求，这样，BUS2依然是一个PV节点。

风电场汇集母线BUS3由于已知了风电场的有功和无功等值电源功率，该风电场运行方式不具有电压调节能力，BUS3的电压和相角待求，是PQ节点。至此，电网中的各节点在潮流计算中都明确了节点类型，已知量和待求量也已经确定。

（3）计算得到