刘天琪电力系统分析理论第4章答案完整版

4-1、电力系统频率偏高偏低有哪些危害？答：a.频率变化对用户的影响：影响用户生产的产品的质量，使电动机的功率降低，影响电子设备的准确度。b.频率变化对发电厂和电力系统本身的影响：频率降低将使它们的出力降低，若频率降低过多，有可能使电动机停止运转，这会引起严重后果。电力系统在低频率运行时，容易引起汽轮机低压叶片的共振，缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会是叶片断裂造成重大事故。电力系统的频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流将大为增加，引起系列的无功功率损耗增加，在系统中备用无功电源不足的情况下，将导致电压的降低。4-2、什么是电力系统频率的一次和二次调整？电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统的频率一次和二次调整有何关系？答：一次调整：负荷变化引起频率偏差时，系统中凡装有调速器又留有可调容量的发电机组都自动参加频率调整。二次调整：通过操作调频器，使发电机组的频率特性平行的移动，从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内。关系：负荷变化幅度较大，周期较长的，一次调整和二次调整同时参与，负荷变化幅度小，周期短时只需一次调频。4-3、什么是电力系统负荷的有功功率—频率的静态特性？什么是有功负荷的频率调节效应？何为发电机组的有功功率—频率静态特性？发电机的单位调节功率是什么？答：当电力系统稳态运行时，系统中有功功率随频率变化的特性即为电力系统负荷的有功功率—频率的静态特性。当系统中有功功率失去平衡时而引起频率变化，系统负荷也参与对频率的调节（当频率下降时，负荷功率将减小，反之负荷功率将增加），这种特性有助于系统中有功功率在新的频率值下重新获得平衡，这种现象称为负荷的频率调节效应，其值（KD）的大小与系统中各类负荷所点比重有关。发电机输出的有功功率与系统频率的关系（有功负荷，f,发电机有功；反之，有功负荷，f,发电机有功；）称为发电机组的有功功率—频率静态特性。发电机单位调节功率KG表示当频率下降或上升1HZ时发电机增发或减发的功率值，其值跟调差系数有关系，并可整定。成都工业14级电气1班电分4-4、什么是电力系统的单位调节功率？试说明电力系统频率的一次调频和二次调频的基本原理。答：电力系统的单位调节功率即电力系统的功率-频率静态特性系数，它表示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频率单位变化的负荷变化量。当负荷变化引起频率偏差时，系统中的某些发电机组装有调速器又留有可调容量就可以参加频率调整，自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡，这是一次调频的原理。电力系统的一次调频只能做到有差调节。电力系统的二次调整主要由调频电厂承担，通过操作调频器，使发电机组的频率特性平行的移动，从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内，从而实现无差调节。4-5、互联电力系统怎么样调频才合理？为什么？答：把互联电力系统看作是若干个分系统通过联络线联接而成的互联系统，在调整频率时，必须注意联络线功率交换的问题。若互联电力系统发电机功率的二次调整增量△能与全系统负荷增量△相平衡，则可实现无差调节，即△f=0，否则会出现频率偏移。4-6、某电力系统的额定频率为fN=50Hz,功率频率特性为3*2***1.03.04.02.0fffPD+++=。试求：（1）当系统运行频率为50Hz时，负荷的调节效应系数KD*。（2）当系统运行频率为48Hz时，负荷变化的百分数及此时的调节效应系数KD*。答：（1）当系统运行在50Hz时3.13*1*1.02*1*3.04.03*1.02*3.04.022*****=++=++==ffdfdPKDD（2）当系统运行在48Hz时，96.050/48*==f94895.096.0**1.096.0*3.096.0*4.02.01.03.04.02.0323*2***=+++=+++=fffPD负荷变化的百分数为成都工业14级电气1班电分105.5100*)1(%*=−=ΔDDPP2525.1***==dfdPKDD4-7、某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调整器的调差系数δ=4%，额定频率fN=50Hz,系统总负荷为PD=320MW,负荷的调节效应系数KD=0。在额定频率运行时，若系统增加负荷60MW，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。（1）4台机组原来平均承担负荷。（2）原来3台机组满载，1台机带20MW负荷。（3）说明两种情况下频率变化不同的原因。答：（1）发电机的单位调节功率HzMWfPKNGNG/5050100*04.01*10===δ由于4台机组平均承担负荷，每台机组承担的负荷为：PG=320/4=80MWPGN,，并且每台机组参数相同，因此，4台机组的等值调节功率:HzMWkfPKKGNGiNiGiG/2004041===∑=增加△PD=60MW负荷时HzKPffPKGDDG3.0200/60/−=−=Δ−=ΔΔΔ−=（2）由于三台满载，增加△PD=60MW负荷只能由一台机组承担(KG=KG0)：HzKPffPKGDDG2.150/60/−=−=Δ−=ΔΔΔ−=（3）由于两种情况下等值KG不同，因此，造成相同△PD不同频率变化。注：本题KD=0，计算系统的单位调节功率直接等于发电机的单位调节功率。考虑内容为发电机n台机组的等值单位调节功率计算，以及不同负荷分配方式下对等值单位调节功率计算影响。4-8、系统条件如同题4-7，但负荷的调节调节效应系数KD=20MW/Hz，试做上成都工业14级电气1班电分题现样计算，并比较计算结果。答：（1）发电机的单位调节功率HzMWfPKNGNG/5050100*04.01*10===δ由于4台机组平均承担负荷，每台机组承担的负荷为：PG=320/4=80MWPGN,，并且每台机组参数相同，因此，4台机组的等值调节功率:HzMWkfPKKGNGiNiGiG/2004041===∑=系统的单位调节功率为：K=KG+KD=220MW/Hz增加△PD=60MW负荷时HzKPfGN2727.0220/60/−=−=Δ−=Δ（2）由于三台满载，增加△PD=60MW负荷只能由一台机组承担(KG=KG0)，系统的单位调节功率为：K=KG+KD=80MW/HzHzKPffPKGDDG85714.070/60/−=−=Δ−=ΔΔΔ−=（3）由于两种情况下系统的单位调节功率（K）不同，因此，造成相同△PD不同频率变化。本题计入负荷的调节效应后，相同负荷变化时频率的下载减小。4-9、系统条件如同题4-7，但负荷的调节调节效应系数KD=20MW/Hz，当发电机平均分配负荷，且有两台发电机参数二次调频时，求频率变化值。答：（1）发电机的单位调节功率HzMWfPKNGNG/5050100*04.01*10===δ由于4台机组平均承担负荷，每台机组承担的负荷为：PG=320/4=80MWPGN两台机组参加二次调频，可增带负荷为：△PG=（100-80）*2=40MW系统的单位调节功率为：K=2KG0+KD=120MW/Hz增加△PD=60MW荷时HzKPPfGD1667.0120/)4060(/)(−=−−=Δ−Δ−=Δ成都工业14级电气1班电分4-10KDA△PD0、A、B两系A=50MW/HDB=50MW/(1)当两系(2)当A系(3)当两系答：（1）当系统的装机系统A的单系统B的单f(−=ΔPAB−=Δ或KPAB85−===Δ（2）B系统装机容量系统A的单系统B的单f(−=Δ系统由联络Hz，△PDA=1/Hz。系统机组都参系统机组参系统机组都不当两系统机组机容量单位调节功单位调节功KPPDDA(Δ+ΔPfKAΔ−ΔMWPKDBA8113.19850)050(50(−Δ−Δ统机组不参单位调节功单位调节功KPPDDA(Δ+Δ线相连如题100MW/Hz参加一次调参加一次调频不参加一次题图组都参加一次功率为：KA功率为：KBKKPPBAGADB()+Δ−PPGADAΔ+WKKKPBABGB740100(740()+−+−Δ参加一次调频功率为：KA功率为：KBKKPPBAGADB()+Δ−题4-10图所z，B系统K调频时;频,当B系次调频时。4-10图两次调频时(△PKA=KGA+KDAKB=KGB+KDBPGB)=Δ+09434.0=PPGDA)0(−Δ−Δ频,则KGB=KA=KGA+KDAKB=KGB+KDBPGB)=Δ+所示。已知AKGB=700MW统机组不参两系统的联GA=△PGB=A=850MW/B=740MW/85100(+−=850*4−PGA)=0，并且假A=850MW/B=40MW/H8100(+−=A系统KGA=W/Hz，KDB参加一次调合=0)，假设负/Hz/Hz740500()50++−0100=+假设负荷增加/HzHz408500()50++−=800MW/HB=40MW/H调频时;负荷增加量不.0)0−=+M811.19−加量不超出系.0)0−=+Hz，Hz，不超出Hz09434MW统的Hz1685成都工业14级电气1班电分MWPPfKPGADAAAB225.430100850*1685.0=+−=Δ+Δ−Δ−=Δ或MWKKPPKPPKPBAGADABGBDBAAB2584.4340850)0100(40)050(850)()(=+−−−=+Δ−Δ−Δ−Δ=Δ（3）两系统机组不参加一次调频,则KGA=KGB=0，并且假设负荷增加量不超出系统的装机容量系统A的单位调节功率为：KA=KGA+KDA=50MW/Hz系统B的单位调节功率为：KB=KGB+KDB=40MW/HzHzKKPPPPfBAGBGADBDA6667.14050)00()50100()()(−=++−+−=+Δ+Δ−Δ+Δ−=ΔMWPPfKPGADAAAB6667.16010050*6667.1−=+−=Δ+Δ−Δ−=Δ或MWKKPPKPPKPBAGADABGBDBAAB6667.164050)0100(40)050(50)()(−=+−−−=+Δ−Δ−Δ−Δ=Δ4-11、仍按题4-10中已知条件，试计算下列情况的频率变化量△f和联络线上的功率增量△PAB。(1)A、B两系统机组都参加一、二次调频，A、B两系统机组都增发50MW；(2)A、B两系统机组都参加一次调频，并A系统有机组参加二次调频，增发60MW；(3)A、B两系统都参加一次调频，并B系统有机组参加二次调频，增发60MW。答：（1）A、B两系统机组都参加一、二次调频，A、B两系统机组都增发50MW(△PGA=△PGB=50MW)，假设负荷增加量不超出系统的装机容量系统A的单位调节功率为：KA=KGA+KDA=850MW/Hz系统B的单位调节功率为：KB=KGB+KDB=740MW/Hz成都工业14级电气1班电分HzKKPPPPfBAGBGADBDA0314.0740850)5050()50100()()(−=++−+−=+Δ+Δ−Δ+Δ−=ΔMWPPfKPGADAAAB31.2350100850*0314.0−=+−=Δ+Δ−Δ−=Δ或MWKKPPKPPKPBAGADABGBDBAAB2704.23740850)50100(740)5050(850)()(−=+−−−=+Δ−Δ−Δ−Δ=Δ（2）A、B两系统机组都参加一次调频，并A系统有机组参加二次调频，增发60MW(△PGA=60MW;△PGB=0)，假设负荷增加量不超出系统的装机容量系统A的单位调节功率为：KA=KGA+KDA=850MW/Hz系统B的单位调节功率为：KB=KGB+KDB=740MW/HzHzKKPPPPfBAGBGADBDA0566.0740850)060()50100()()(−=++−+−=+Δ+Δ−Δ+Δ−=ΔMWPPfKPGADAAAB11.860100850*0566.0=+−=Δ+Δ−Δ−=Δ或MWKKPPKPPKPBAGADABGBDBAAB1132.8740850)60100(740)050(850)()(=+−−−=+Δ−Δ−Δ−Δ=Δ（3）A、B两系统机组都参加一次调频，并B系统有机组参加二次调频，增发60MW(△P