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第三章 电力系统潮流的分析与计算

----电力线路空载与负载时末端电压的数值差,用百 分数表示。
输电效率:
----电力线路末端输出的有功功率与始端输入的有功 功率之比,用百分数表示。
电力线路和变压器的功率损耗
产生损耗的原因: 电流流过阻抗和导纳将产生有功和无功功率损耗。
危害: 由于电力网在运行中产生损耗,使得发电设备 的容量须大于用户的实际负荷,从而造成多装 发电机组,多消耗一次能源;另外损耗转换成 热量,加速电气绝缘的老化。
U U1 U 2
电压损耗与相应线路额定电压相比称为电压损耗百分值:
U % U1 U 2 100 UB
电压偏移:
----网络中某点的实际电压有效值与相应线路额定电 压的差值称之为该点的电压偏移。与额定电压的比值 的百分值称为电压偏移百分值:
电压偏移 % U - U B 100 UB
电压调整率:
第四章 电力系统潮流的 分析与计算
元件的电压、功率计算 开式网的电压、功率计算 闭式网络的潮流计算 线路导线截面积的选择
潮流计算
潮流分布:电力系统中电压、电流和功率的分布
根据给定某些参数(有功、无功负荷,发电机发出 的有功功率及发电机母线电压的有效值),求解电 力网中全部的运行参数(其它母线的电压、各条线 路中流动的功率及功率损耗等)。
目的 规划设计中选择系统接线方式、选择电气设备 及导线截面; 运行中确定运行方式和合理的供电方案,确定 调压措施; 提供继电保护、自动装置的设计与整定依据。
第一节 网络元件的电压降落与功率损耗
线路的电压降落:
-------电力网中任意两点电压的相量差。

d U U 2 jU 2
U 2
电压降落纵分量 P2 R Q2 X
基础技术
多电压等级网络等值电路的形成 开式网潮流的计算方法
2020/8/2
21
U2
U 2
电压降落横分量 P2 X Q2 R
U2
首端电压有效值:
U1
(U 2
U 2 )2
U
2 2
首末端电压相位差 :
tg 1 U 2
U 2 U 2

I
电压 降落

U1

dU •
jI X
电压 降落 的横 分量

U



U 2 I R U
电压降 落的纵 分量
线路的电压损耗:
-----电力网任意两点电压有效值之差,近似等于 电压降落的纵分量。

2、允许载流量:校验 3、电晕:校验 4、机械强度:校验 5、电压损耗 通常,110 kV及以上电压等级线路,主要考 虑不使其发生电晕;10 kV及以下电压等级线 路,主要考虑其允许的电压损耗
基本概念
1、潮流,计算潮流的目的; 2、电压降落、功率损耗; 3、电压损耗、电压偏移; 4、电压调整率、输电效率; 5、开式网络的潮流计算; 6、闭式网络潮流计算的方法; 7、导线截面积的选择条件、校验方法。
电力线路功率损耗
已知线路末端电压和三相负荷,则线路的功率损 耗由线路末端导纳中的功率损耗、阻抗中的功率 损耗、线路首端导纳中的功率损耗组成。
1)线路末端导纳中的功率损耗
QB2
1 2
B
U
2 2
2)阻抗中的功率损耗
P 3I 2 R 3( S2 )2 R P22 Q22 R
3U 2
U
2 2
b.已知末端负荷和始端电压,求始端功率和末端电压
第一步:设全网为标称电压,由末端向首端推算,仅计及
元件中的功率损耗而不计算电压降落,从而求全
网的功率分布
第二步:由始端电压及上一步计算的始端功率向末端推
算,求各节点的电压,此时不必重新计算功率损
耗和功率分布。
第三节 闭式网潮流计算
内容:包括计算网络的各点电压和功率分布
R = R’(k1 k2---)2 X = X’(k1 k2---)2 G = G’(1/k1 k2---)2
B = B’(1/k1 k2---)2 U = U’(k1 k2---) I= I’(1/k1 k2---)
R’ 、X’ 、G’ 、B’、 U’、 I’------归算前的电阻、电抗、电纳 和相应的电压和电流
R 、X、 G、 B 、U 、I-----------归算前的电阻、电抗、电纳和 相应的电压和电流
式中K是变压器的变比,k的分子是向着基本级一侧的电压, 分母是向着待归算一侧的电压。
潮流计算(手算)
a.已知末端功率和电压求始端功率和电压,或反之
计算线路和变压器的功率损耗和电压降落, 逐段由末端向始端(或反之)推算各点的功率和电压。
难点:功率方向和量值都待确定
方法:近似计算
1、忽略线路上的功率损耗,认为网络各点的电压都等于额定 电压; 2、计算出各段线路的功率方向和量值,找出功率分点; 3、在功率分点处拆开闭式网络,变成开式网络,按开式网络 进行计算; 4、最终得到闭式网络的功率分布和各点电压。
第四节 导线截面积的选择
一般考虑5个条件: 1、电流密度:经济电流密度—选择经济截面
U
2 1
阻抗中的功率损耗通式:
P2 Q2
P
R
U2
P2 Q2
Q
X
U2
变压器功率损耗
可变损耗:ZT中的功率损耗与通过变压器的负荷 有关,是随机的。 固定损耗:YT中的功率损耗只与电网的电压有关, 变化范围小,可当作是不变的。
双绕组变压器有功功率损耗、无功功率损耗
PT
(S UN
)2
RT
P0
QT
Q 3I 2 X 3( S2 )2 X P22 Q22 X
3U 2
U
2 2
3)线路首端导纳中的功率损耗
QB1
1 2
BU12
已知首端电压和功率
P 3I 2 R 3( S1 )2 R P12 Q12 R
3U1
U
2 1
Q 3I 2 X 3( S1 )2 X P12 Q12 X
3U1
S ( UN
开式网潮流计算
1、计算步骤
形成等值电路
潮流计算
1)形成等值电路 a.计算各元件的参数并归算到基本级 b.画出等值电路图,将归算后的参数标于图中 c.简化等值电路
多电压级电力网等值电路
在多电压级网络中,由于各元件的参数一 般是以其所处的电压等级的电压求得的,为 了建立多电压级网络的等值电路,必须将各 元件的阻抗、导纳及这些元件所处的电压级 的电压、电流归算到同一电压等级中去,该 电压等级称为基本级,通常取网络中的最高 电压级为基本级。
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