供配电系统练习题五(含答案)

第五章 习题5-1 什么是电力系统的无功功率平衡？有什么含义？5-2 电力系统有那些无功功率电源？那些无功功率损耗？那些无功补偿装置？ 5-3 电力系统综合负荷的无功—电压静特性是怎样的？5-4 在电力系统调压方式中，顺调压和逆调压各指的是什么样的调压方式？ 5-5 电力系统有那些调压措施？其调压原理各是什么？5-6 为什么当电力系统无功电源不足时，不允许用变压器分接头调压？ 5-7 电力电容器串联补偿和并联补偿的作用原理有何区别？5-8 图示并联无功补偿的原理，简述提高功率因数的意义。

5-9 简述无功补偿设备配置的规划原则及具体内容。

5-10 如图5-14所示, 变电所最大负荷为30+j22.5MV A;110±2⨯2.5%KV;9.0%;5.10%;20;13500===∆=∆I U KW P KW P K K ;变电所最小负荷为最大负荷50%，变电所高压母线电压在最大负荷时为U 1=108KV; 在最小负荷时为U 1=112KV;主变压器低压侧允许电压偏移在最大负荷时为0，最小负荷时为7%。

试选择主变压器分接头。

（忽略变压器中功率损耗）5-11.如图5-15所示，降压变压器容量为31.5MV A ，变比为110±2⨯2.5%/6.3KV ,变压器归算到高压侧的阻抗为R+Jx=2.44+j40Ω.已知最大负荷和最小负荷时进入变压器的功率为（忽略励磁损耗）MVA j S MVA j S 6101428min max +=+=和，高压侧电压分别为KV U KV U 113110min 1max 1==，。

要求低压侧母线最大负荷时为6.3KV ，最小负荷时为6.0KV ，试选择变压器分接头。

5-12 . 某降压变电所中有一台容量为10MV A 变压器，电压为110±2⨯2.5%/11KV ,最大负荷时高压侧的实际电压为113KV ，变压器阻抗中电压损耗为额定电压的4.63%；最小负荷时，高压侧实际电压为115KV ，阻抗中电压损耗为2.81%。

变电所低压母线采用顺调压，试选择变压器分接头的电压。

5-13. 某变电所双回架空线路向用户供电，见图5-16，U A =36.6，线路型号为LGJ-95,参数为r 1+jx 1=0.33+j0.4Ω/km,求：(1) 用户处B 母线的电压；(2) 用户处B 母线的电压偏移和cos ϕ；(3) 欲使用户处B 母线的电压U B =35KV ，其他条件不变，则供电所母线电压U A为多少？(4) 若U A维持36.6KV，欲使用户处B母线的电压U B=35KV，采用在35KV线路上串联电容的方法，则在双回线上应传入多大的电容？(5) 若U A维持36.6KV，在用户处采用并联电容补偿，欲使用户处B母线的电压U B=35KV，并联电容器的容量Q C为多少？(6) 若U A维持36.6KV而使用户处功率因数达到0.9，则并联电容器的容量Q C 为多少？此时用户B母线上的电压是多少？第五章答案5-1 电力系统无功功率平衡包含两个含义。

首先是对于运行中的各个设备，要求系统无功电源所发出的无功功率与系统无功负荷及无功损耗所需要的无功功率平衡；其次是对于一个实际的系统，对系统无功电源设备容量要求与系统运行所需要的无功电源功率及系统的备用电源无功功率相平衡，满足系统的可靠性及适应系统发展的需要。

5-2 电力系统的无功电源包括同步发电机、调相机、电容器、静止补偿器等。

无功功率损耗主要产生于变压器和输配电线路中。

无功补偿装置有调相机、电容器、静止补偿器等。

5-3 无功功率电压静特性表示，当系统频率一定时，负荷的无功功率随电压而变化的关系。

5-4 顺调压：在最大负荷时，保持中枢点电压不低于线路额定电压的102.5%，在最小负荷时中枢点的电压不超过线路额定电压107.5%逆调压：在最大负荷时，把中枢点的电压提高到线路额定电压的105%，在最小负荷时，把中枢点的电压减小到线路额定电压。

5-51. 利用发电机调压：改变发电机的励磁电流，达到改变发电机的电势和端电压。

2.改变变压器变比进行调压：调整变压器的若干分接头，达到调压。

3.改变电力网的无功功率分布：增加无功电源，减少线路当中的电压损耗。

4. 串联电容补偿：通过补偿线路的感抗，降低电压损耗。

5-6 当某一局部的电压由于变压器分街头的改变而被强制升高后，该地区所需的无功功率也升高了，就可能进一步过大系统的无功缺额，从而导致整个电压系统的电压下降。

5-7 串联补偿通过补偿线路中的感抗来达到降低电压损耗的目的；并联补偿通过提高功率因素，从而减小线路当中的无功来达到降低电压损耗的目的。

5-8 ：1 减少系统元件的容量；2 降低网络功率损耗和电能损耗；3 改善电压质量。

5-9 基本内容：1 确定补偿地点和基本方式；2 对无功补偿总容量进行布点分布。

主要原则：1 总体平衡和局部平衡相结合；2 电业部门补偿和用户补偿相结合；3 分散补偿和集中补偿结合，以分散为主；4 降损与调压相结合，以降损为主。

5-10解:要求max P 时10B U KV = min :10(17%)10.7B P U KV =+=1)求~1Smax P :~22%()()2210022K N N N U S S j S TZ K S S S P ∆+⨯=∆=222232213022.510.513022.5213510231.5431.5100431.5j -++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯2(0.048 1.172)0.096 2.344()j j MVA =+=+ min P :~1S =222232211511.2510.513011.25213510231.515431.5100431.5j -++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=0.024+j0.586(MV A) 则: ~1max 2814()S j MVA =+~1min 1511.250.0240.58615.02411.836()S j j j MVA =+++=+ 1ϕ 2ϕSQQ’S’附: 22332621********* 1.6461031.5N T K N U R P S =∆⨯=⨯=Ω⨯22210.5110%10100.40331040.3310031500N T K N U X U S =⨯=⨯=⨯=Ω2) T U ∆1max1max max max 111130.096 1.54624.84440.332222108T T T A P R Q X U U +⨯+⨯∆== =4.868KV1min 1min min min 111115.024 1.64611.83640.332222112T T T A P R Q X U U +⨯+⨯∆== =2.2412KV3)''max max max 108 4.868103.13B B A T U U U U KV =-∆=-= 'min min min 112 2.241109.76B A T U U U KV =-∆=-= 4)'2max max max 11103.13113.4410T N t B B U U U KV U === '2min min min 11109.76112.8410.7T N t B B U U U KV U === max min 1()113.142t t t U U U Kv =+= 5)选分接头位置104.5 107.25 110 112.75 115.5(-5%) (2.5%)选112.75KV (+2.5%)档6)校验电压偏移'max max 111103.1310.06112.75B B U U KV K ==⨯= 'min min 111109.7610.71112.75B B U U KV K ==⨯= 满足要求5-11已知~1max 2814()S j MVA =+ 1max 110U KV =~1min 106()S j MVA =+ 1min 113U KV =目标电压: 1max 6.3U KV = 2max 6.0U KV = 解1)'2min min 22min 110.666.3116.196.0t N U U U KV U ==='2max 1max max 110 5.712104.29t U U U KV =-∆=-= '2min 10 2.44640113110.66113U KV ⨯+⨯=-=2) '2max max 22max 104.296.3104.296.3t N U U U KV U === '2min min 22min 110.666.3116.196.0t N U U U KV U === max min 1()110.242t t t U U U Kv =+= 104.5KV 107.25KV 110KV 110.24KV 112.75KV 104.5KV3)有载调压最大符合时选110-2*2.5%档 104.5KV最小 110-2*2.5%档 115.5KV4)无载调压选110KV 档'max max 104.296.3 5.97110B B tN t U U U KV U ==='min min110.666.3 6.34110B B tN t U U U KV U ===5-12max 110 4.63% 5.093T U KV ∆=⨯='2max max 113113 5.093107.907107.5%1010.75T U U KV KV =-∆=-=⨯= 要求: 2max 102.5%1010.25U KV =⨯= 2min 107.5%1010.75U KV =⨯=解:1)'2max max 113113 5.093107.907T U U KV =-∆=-= '2min min 115115 3.091111.909T U U KV =-∆=-= 2) '2max max 2max 107.90711115.810.25t tN U U U KV U ==='2min min 2min 111.90911114.5110.75t tN U U U KV U ===max min 1()115.162t t t U U U Kv =+= 3) 110 112.75 115.5选110+2*2.5%档(115.5JKV)检验'2max 2max 111107.90710.28115.5U U KV K ==⨯= '2min 2min 111111.90910.66115.5U U KV K ==⨯= 合格5-13R+jx=Ω+=⨯+=•+•86.640)4.033.0(21)(2111j j jx r λ kv U N 35=(1))(973.0803.0)86.6(35710222~A MV j j S Z ⋅+=++=∆λ973.7803.10973.0803.0710~~1~j j j S S S ZL L +=+++=∆+= KV U X Q R P U A Z 69.36.368973.76.6803.1011=⨯+⨯=+=∆ KV U U U Z A B 91.3269.36.36=-=∆-=•• (2).B 母线处的电压偏移%97.5%100353591.32-=⨯- cos 82.0)107cos()cos(11===--tg P Q tg ϕ(3).U KV B 35= KV U X Q R P U B L L Z 49.335876.610=⨯+⨯=+=∆λKV U U U Z B A 49.3849.335=+=∆+=••λ(4).U )1.(.35.36的基础上在则串联电容欲使KV U KV B A ==Q var 29.16.36973.7803.10973.7)91.3235(6.36)(222222M U Q P Q U U U A A A A Z Z A C =+⨯-=+•∆-∆=λλ(5).则：35kv,= U 补偿后要求32.9kv,= U 时，补偿前36.6kv = U_ (U = Q BC C AB BC X U k U B ')k 2(k=1)=)91.3235(835-9.14()Mvar =var)(710).6(M j jQ P L L +=+若补偿后：则应在用户并联电容：应为则而若16Mvar .248.47Q var 48.4)9.0(cos ,10,9.0cos C 1=-==⋅==-M tg P Q MV P L L L ϕ ~~1222~%)46.4(44.3316.36.3616.36.368646.56.6665.10646.5665.10806.0665.084.410var)(806.0665.0)86.6(3584.410-=-==⨯+⨯=∆+=+++=+=++=∆偏移：KV U KV U j j j S M j j S B z z λλ。