MicrosoftPowerPoint-第三章电力网的电压和功率分

第3章简单电力网络的计算和分析Ø电力线路和变压器运行状况的计算和分析Ø辐射形和环形网络中的潮流分布Ø电力网络潮流的调整控制3.1电力线路和变压器运行状况的计算和分析1、电力线路上的电压降落和功率损耗已知末端电压和功率（1）末端导纳支路的功率一、电力线路运行状况的计算22222222222221122yyyYYSUUUUGUjBUPjQ===gðg%（2）阻抗支路末端的功率2222222222222()()()()yyyyySSSPjQPjQPPjQQPjQ=+=+=++%ð%2S%2S%1Ug2Ug1yS%2yS%2Y2YZ1S%1S%（3）阻抗支路中损耗的功率（4）阻抗支路始端的功率()222222222222222222222zZZSPQSZRjXUUPQPQRjXPjQUU+=+=+=%12222211()()ZZZZZSSSPjQPjQPPjQQPjQ=+=+=++%ð%1111111111111()()()()yyyyySSSPjQPjQPPjQQPjQ=+=+=++%ð%（5）始端导纳支路的功率11111221111221122yyyYYSUUUUGUjBUPjQ===gðg%（6）始端功率求首端电压2122()SUUZU=gðg%2220UUU=gðo取与实轴重合，221222222222()()()PjQUURjXUPRQXPXQRUjUU=++=+g222222PRQXUUPXQRUU+==电压降纵分量令电压降横分量12()UUUjU=+g222222122222()()()PjQPRQXPXQRUURjXUjUUU+=++g2UUUdU1U12:tanUUU=+功率角或相位角2212()()UUUU=+221222PRQXUUUUU++继续简化：＋111111PRQXUUPXQRUU+==电压降纵分量令电压降横分量21()UUUjU=g111111211111()()()PjQPRQXPXQRUURjXUjUUU+=+g11:tanUUU=功率角或相位角2221()()UUUU=也可由首端求末端'U1U2UdU'U特别注意:计算电压降落时,必须用同一端的电压与功率。PRQXUUPXQRUU+=222222PRQXUUPXQRUU+=末端求始端'U'U2UUUdU1U111111PRQXUUPXQRUU+=始端求末端高压输电线路的特性XR,可令R0,则：无功功率与电压幅值相关，有功功率与电压相角相关。电压降落公式的简化PRQXUUPXQRUU+=QXUUPXUU=电压降落：指线路始末两端电压的相量差，为相量电压损耗：两点间电压模值之差，为标量或表示为百分值电压偏移：线路始末端电压与线路额定电压之差，百分值表示电压调整：线路末端空载与负载时电压的数值差。百分值表示输电效率：线路末端输出有功功率P2与线路始端输入有功功率P1的比值：12%100%NUUUU=电压质量的一些指标12||||UUU=12dUUU=gðg%100%iNNUUU=电压偏移20220100%UUU电压调整％＝21100%PP=输电效率%2、电力线路上的电能损耗一、电力线路运行状况的计算1232222112233222222223311221232222123222211......()()()...()()ZZZZZnnnnnnnnnkkkkkkkkZZkkWWWWWIRtIRtIRtIRtPQPQPQPQRtRtRtRtUUUUPQIRtRtUWWI==+=++++=+++=全年电能损耗；每个时间段内电能损耗；每个时间段内线kkkPQU路电流；、、每个时间段内线路某端有功、无功功率和电压。（1）最大负荷利用小时数：如果负荷始终保持Pmax，运行Tmax个小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量W（查表）（2）年负荷率（3）年负荷损耗率与年负荷率的近似关系（4）根据年负荷损耗率的定义maxmymax87608760TWkP=aymax8760zWkP=K为经验数值。一般取K=0.1～0.4，kmy较低时取较小数值。maxmaxWTP=（a）年负荷损耗率法2aymymy(1)kKkKk=+zaymax8760WkP=(b)最大负荷损耗时间法最大负荷损耗时间max：Ø若线路中输送的功率一直保持为最大负荷Smax，在max小时内的电能损耗等于线路全年的实际电能损耗。zmaxmaxWP=最大负荷损耗时间Ø其值由视在功率表示的负荷曲线决定，因此与线路负荷的功率因数和最大负荷利用小时数有关876020zmax2maxmaxSdtWPS=二、电力线路运行状况的分析2UgUgUgdUg1Ug12UUUjU=+g22222222PRQXUUUPXQRUUU+==电压降纵分量,与同相电压降横分量,与垂直2S%2S%1Ug2Ug2BjZ1S%1S%1yIg2Bj2yIg1、空载运行二、电力线路运行状况的分析22;22UBXUBRUU=2UgUgUgdUg1Ug22222012yPQjQjBU==Ø电缆电抗常小于架空线，而电纳却比架空线大很多，如不采取防止电压过高的措施，则当始端电压为UN时，末端将超过允许值（1.1~1.15）UN。Ø500kV架空线路，L420km，空载引起末端电压将高于1.1UN。Ø投入并联电抗器来防止末端电压过高。2、有载运行——仅无功功率二、电力线路运行状况的分析2220PQQ==忽略线路末端电纳功率：2222;QXQRUUUU=ØQ20为容性；U2U1ØQ20为感性；U2U1Ø沿着QQ曲线移动为定值tanURUX=1Ug2UgUgUg1UgUg1UgUgQQ3、有载运行——仅有功功率二、电力线路运行状况的分析2220PPQ==忽略线路末端电纳功率：2222;PRPXUUUU=UgUg2Ug1Ug1UgPPØ始端电压总高于并超前于末端Ø沿着PP曲线移动为定值tanURUX=1Ug4、有载运行——既有有功功率又有无功功率二、电力线路运行状况的分析忽略线路末端电纳功率：22PP2222QQ22;;PRPXUUUUQXQRUUUU==ØQ20时，只要Q2/P2X/R，始端电压高于并超前于末端PUgPUg2Ug1UgPP2QUgQUgQQSS1Ug1、变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗——变电站(已知末端电压、功率)三、变压器运行状况的计算1UgyTS%TY22SS=%ð1S%1S%2UgTZ222222zTTTT22222222222TT2222zTzT()()SPQSZRjXUUPQPQRjXUUPjQ+=+==%ð%%%ð%ð*T1111yTT222TT1T1T1yTyT()()SYUUYUUGjBUGUjBUPjQ==+=gðg%①求阻抗支路的功率损耗③求励磁支路的功率2T2T2T2TTT22;PRQXPXQRUUUU+=②求电源端电压2212TT()()UUUU=+1TT2TtanUUU=+1、变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗——变电站(已知末端电压、功率)三、变压器运行状况的计算直接由试验数据计算2222kN2kN2zTzT222N2N222010N1yTyT22NN%;1000100%;1000100PUSUUSPQSUSUPUISUPQUU==221112N,SSSSUUU=计及,取22222222zTzTTT2222PQPQPjQRjXUU++%ð%ð22yTyTT1T1PjQGUjBU+22kNk22zTzT22NN00yTyTN%;1000100%;1000100USPSSPQSSPIPQS==1、变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗——发电厂(已知始端电压、功率)三、变压器运行状况的计算直接由试验数据计算2222kN1kN1zTzT222N1N122010N1yTyT22NN%;1000100%;1000100PUSUUSPQSUSUPUISUPQUU==221112N,SSSSUUU=计及,取22221111zTzTTT2211PQPQPjQRjXUU++%ð%ð22yTyTT1T1PjQGUjBU+22kNk11zTzT22NN00yTyTN%;1000100%;1000100USPSSPQSSPIPQS==2、节点注入功率、运算负荷和运算功率——变电所三、变压器运行状况的计算yySjQ=%111y()SPjQQ=+%111SPjQ=%222SPjQ=%211SSS%%%——负荷功率——等值负荷功率——运算负荷等值负荷功率＝负荷功率＋变压器损耗等值负荷功率＝负荷功率＋变压器损耗运算负荷＝等值负荷功率＋与变电所所连线路对地电纳无功的一半运算负荷＝等值负荷功率＋与变电所所连线路对地电纳无功的一半2、节点注入功率、运算负荷和运算功率——发电厂三、变压器运行状况的计算等值电源功率＝电源功率－变压器损耗；等值电源功率＝电源功率－变压器损耗；运算功率＝等值电源功率－与变电所所连线路对地电纳无功的一半运算功率＝等值电源功率－与变电所所连线路对地电纳无功的一半111SPjQ=%222SPjQ=%yySjQ=%222y()SPjQQ=+%122SSS%%%——电源功率——等值电源功率——运算功率3.2辐射形和环形网络中的潮流分布一、辐射形网络中的潮流分布（1）假设全网电压都为UN；（2）从末段线路开始，依次计算各段线路功率损耗；(前推)（3）用UA和已求得的功率分布，从首端开始逐段计算电压降落，求得UbUc和Ud；（回代）（4）反复迭代直至收敛；Abcd123dUdN,SU%ScSdSbAS%AA,SU%1.计算对应高压侧的等值负荷（电源）功率（1）变电所的情况LDLDzTyT222kNLDkLDLDzTTT22NNN00yTN%()()1000100%1000100SSSSUSSPSSSRjXj,USSPISjS=+=+=%ð%ðT1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDdSLDdSyTSzTS’LDd1.计算对应高压侧的等值负荷（电源）功率（2）发电厂的情况（设b节点低压侧接发电机）T1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDdSLDbSyTSzTS’LDdLDLDzTyT222kNLDkLDLDzTTT22NNN00yTN%()()1000100%1000100SSSSUSSPSSSRjX,USSPISjS==+=%ð%ð2.计算运算负荷（功率）2yllN12QBU=bLDbyl1yl2cLDcyl2yl3dLDdyl3SSjQjQSSjQjQSSjQ==+=+bcdS’LDdAR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2jB2/2jB2/2jB3/2jB3/2Syl1jB1/2S’LDcS’LDbSdR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcdSbScS3’S3”S1’S2’S1”S2”AbcdS’LDdAR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2jB2/2jB2/2jB3/2jB3/2Syl1jB1/2S’LDcS’LDb3.前推——从末段线路开始，用UN依次计算各段线路的功率损耗SdR1+jX1R2+jX2R3+jX31/2jBbcdSbScS3’S3”S1’S2’S1”S2”A233dL33333L3N222c3L22222L2N211b2L11111L1N,()(),S,()(),S,()(),SSSSRjXSSSUSSSSRjXSSSUSSSSRjXSSSU==+=+==+=4.回带——用首端电压和已求得的功率分布，由首端开始逐段计算电压降落，求得各节点电压SdR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcdSbScS3’S3”S1’S2’S1”S2”A2211111111AbAbbAAbAbAA2222222222bcbccbbcbcbb233333333cdbccccdcc,δ,()(δ),δ,()(δ),δ,()(PRQXPXQRUUUUUUUUPRQXPXQRUUUUUUUUPRQXPXQRUUUUUUU+===+===+===2cdδ)U二、环形网络中的潮流计算1.环形网络中的功率分布第一步：将单一环网等值电路简化为只有线路阻抗的简化等值电路1