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电力系统分析基础(第三章)n
负荷一般以功率表示:单位
S
P
P(kw)、 Q(kvar)、S(kva)
2
Q
2
第一节 基本概念
二、电压降落、电压损耗、电压偏移
目的:对于一条线路(变压器)有负荷流过时,首末端电压不等,造 成电压 损耗,可以推导已知端的S和U时 求另一端的S和U
u
1
I
R jX
u
2
S P jQ
第三章
简单电力网的计算与分析
潮流计算的目的及内容
稳态计算——不考虑发电机的参数—电力网计算(潮流计算)
给定
负荷(P,Q) 发电机(P,V) 各母线电压 各条线路中的功率及损耗
潮流计算
求解
用于电网规划—选接线方式、电气设备、导线截面 计算目的 用于运行指导—确定运行方式、供电方案、调压措施 用于继电保护—整定、设计
b a
' Lb Lb I a I Lb La
I
S S S S B点的等值负荷: P Q jP Q S S jB U R X 2 U U
2 2 2 2 2 a a a a a 2 I 2 a a
I
第二步:同第一步方法相同,求第II、III段中的压降及功率损耗 最终:
2 ˆ QB Ua Iac Ua Ba Ua j B Ua ˆ 2 2 ˆ
2
B 注入a点的功率: S S Q S j 2 U Sa R j X U j U Ⅰ段线路中电压降落: U a U
2 1
2
X
3) 首端导纳中的损耗 B 2 QB1 U1 2
2 2 三、功率损耗 n n Pk Qk 2 2 R tk 2、线路上的电能损耗 W z I k R t k k 1 k 1 Uk P 2 100% 1) 输电效率%
2) 有关负荷的系数
P
1
最大负荷利用小时数 T max W P max
3)
4)
5)
作业:电网如图所示,线路额定电压110KV,首端电压为118KV,求运行 中各点电压及各断线路中功率损耗
R1=6.8Ω X1=16.36Ω R2=6.3Ω X2=12.48Ω B3=0.8210-4S
S S 计算电压时不考虑 S S S 线路中的损耗 S S S S Si S 各段中损耗 R j X UN P R Q X 各段电压降落纵分量 U III U Pi Ri Qi Xi Uda UI UII UIII i I 电压损耗 UN
U
2
U1 U'' U''
2
'
1
2
2
U ' tg '' U U1
1 ''
3、实际计算时的简化(按二次项式展开取前两项)
U1 U2 U U2 U1 U
''
2U2 U
'
U
' ''
2
U2 U
'
2U1 U
RⅠ+ jXⅠ
a
S
La
c
1 1 BⅢ BⅢ 2 2 1 BⅡ 2 1 BⅡ 2
b
1 1 BⅠ BⅠ 2 2
d
合并简化
RⅢ+ jX Ⅲ
S
Lc
RⅡ + jXⅡ
S
Lb
RⅠ+ jXⅠ
a SLa
1 B 2 Ⅲ
1 Bc 2
c
1 Bb 2
b
1 BⅠ 2
1、已知Ua时(精确计算) 第一步
末端导纳消耗功率:
U
2
''
U1 U
''
1) 电压降落 U U1 U2 相量差 2) 电压损耗
U U1 U2 U ( U )标量差 U1 U2 100% 电压损耗百分比: U %
' ''
不超过10%
当Q为负值即容性负载时,ΔU可能为负值,末端电压高 于首端电压
W
1
W W W
Z 2
100
Z
3、变压器中功率损耗的计算
PTR QTX PTG QTB
S U S U G B
2
2
2 2 2 2 2 2 2
T
T
P Q R U P Q X X U U U
2 2 2 2
U
-jBT1RT 来自TjXTR P jQ
2
2
2 2
2 2 N 2 2 2 2 2 2 2 2 TX 2 2 2 2 2 2 k N k N 2 2 k N N N 2 2 TG T 1 0 2 2 1 0 0 N
% SN 2 2 I0 % U1 ) I0 % QTB BT U1 I0 U1 100 ( SN 100 SN 2 100 UN UN
2 II II II ' C b C II
III段
SC S R j X UN S S jB U S 2
2 III III III III 2 d C II d
3) 最后计算各点电压,以Ud为参考,由III段回算
Sd P R Q X j P XIII Q R R j X U d U U U U j U
1 2
j 30
U U
U 3( P j Q ) P jQ U Z U Z * j30 * U U 3e P2 jQ2 电压降落 U U1 U2 Z
2 2 2 2 2 2 2 2
U U U U Z
第一节 基本概念
一、负荷的表示
S U I
*
U U e
j
I I e
j
j( ) j S U I e U I e U I cos j U I sin
P j Q
S 3 S 3 U I cos j 3 U I sin P jQ
3. 手算潮流的原理和方法 1)辐射型: 2)两端型: 3)环网型:
同一电压等级:已知末端电压或首末端电压
不同电压等级:归算电压或折算参数 计算自然功率(力矩原理)、强迫功率 找功率分点、打开、按辐射型计算 单级:从电源点打开——无强迫功率 多级:电磁环网——归算法、等值法
自然分布、串联电容、串联电抗、附加串联加压器 4. 潮流调整:
c
S
' C
RⅡ + jXⅡ
b
S
' b
RⅠ+ jXⅠ
a
S
' a
jQ
III
1) 取各点电压为UN,计算各点对地 电纳中的功率ΔQi,然后与负荷 合并
B S S j 2 U B S S j 2 U B S S j 2 U
' I 2 a ' La b b Lb ' C C LC
电力工程系
Department of Electrical Engineering
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis (三)
任 建 文
North China Electric Power University
第三章
简单电力网的计算与分析
本章主要内容:
1. 潮流计算的目的及内容 2. 电压降落(损耗、偏移)、功率损耗的计算
2
S
R+jX
1
S
2
S
L
U
1
1 B 2
2 2
1 B 2
2 2
U
2
P 3 I R (
2 2
S2 ) R U2 S2 X ) U2
2
P 2 Q2 U
2 2 2 2
R X
P1 Q1 U
2 2 1
R
Q 3 I X (
P 2 Q2 U
2 2
P1 Q1 U
2、已知U1及S1求U2
jQ U U U Z P U U
1 2 1 1 1 1
P Q U U U Z 纵分量 横分量 U P R Q X j P X Q R j U U U U
1 1 1 2 1
1 1 1 1 '' ''
2
第二节 辐射型网络的潮流计算
一、同一电压等级开式网计算
计算时,开式网负荷一般以集中负荷表示,并且在计算中总是作为已知量
Ⅲ G d
c
Ⅱ
b
Ⅰ
Lb
a
S
Lc
S
RⅡ + jXⅡ
S
La
已知:末端电压Ua时,求Ud 及Sd,或已知首末端电压Ud时,求Ua 及Sd
d
RⅢ+ jX Ⅲ
S
Lc
S
Lb
3) 电压偏移
U
N
4) 电压调整
U U 100% 反映供电电压质量 电压偏移% U
N N
电压调整%
U
20
U 2
2
U
100%
U20为线路末端空载电压
三、功率损耗
线路、变压器存在阻抗和导纳,消耗P和Q 产生热量,老化设备 消耗能量,