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1、第三章 第三章 简单电力网络的计算和分 简单电力网络的计算和分 析析一一、 、 潮流计算潮流计算的概念 的概念 ?电压电压（包括幅值和相角）（包括幅值和相角）和和功率功率（包括有功 包括有功 功率和无功功率）功率和无功功率）是表征电力系统稳态运行 是表征电力系统稳态运行 的主要物理量。这就需要采用一定的方法确 的主要物理量。这就需要采用一定的方法确 定系统中各处的定系统中各处的电压和功率分布电压和功率分布（实为功率 实为功率 流流，俗称潮流）。，俗称潮流）。二二、电力系统潮流计算目的： 、电力系统潮流计算目的： ? （1） ） 为系统规划提供分析基础 为系统规划提供分析基础 ? （2） ） 确
2、定电力系统的运行方式； 确定电力系统的运行方式； ? （3） ） 检查系统中的各元件是否过压或过载； 检查系统中的各元件是否过压或过载； ? （4） ） 为继电保护的整定提供依据为继电保护的整定提供依据； ； ? （5） ） 为稳定计算提供初值为稳定计算提供初值； ； ? （6） ） 事故预想分析； 事故预想分析； ? （7） ） 为经济运行提供分析基础； 为经济运行提供分析基础； ? （8） ） 电力市场下制定交易计划，电力市场下制定交易计划，阻塞管理的依据阻塞管理的依据?潮流计算的目的：潮流计算的目的：分析和评价电网的安全经 分析和评价电网的安全经 济和质量济和质量，服务于规划和运行。 ，
3、服务于规划和运行。 ?如何研究如何研究？ ？ ?（1）人工）人工：简单系统 ：简单系统 ?（2）计算机：复杂系统）计算机：复杂系统三、潮流计算和一般交流电路计算的 三、潮流计算和一般交流电路计算的 根本差别 根本差别 ?潮流计算的变量是潮流计算的变量是电压电压和和功率 功率 ?电路计算的变量是电路计算的变量是电压电压和和电流 电流 ?因为对于庞大的交流系统因为对于庞大的交流系统，电流相位的测定 ，电流相位的测定 十分困难十分困难，而功率的测量十分方便，而功率的测量十分方便，可由有 ，可由有 功功率表和无功功率表得到。功功率表和无功功率表得到。第一节 第一节 电力线路和变压器运行状况的 电力线路
4、和变压器运行状况的 计算和分析 计算和分析 ? 一、电力线路和变压器运行状况的计算和分析 一、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 电力线路上的电压降落和功率损耗 ?2电力线路上的电能损耗 电力线路上的电能损耗 ? 二、电力线路运行状况的分析 二、电力线路运行状况的分析 ?1线路空载运行 线路空载运行 ?2线路有载运行： 线路有载运行： ? 三、变压器运行状况的计算 三、变压器运行状况的计算 ? 四、运算四、运算（电源（电源）功率与运算负荷功率与运算负荷（功率）功率）一、一、电力线路电力线路和变压器运行状况的计 和变压器运行状况的计 算和分析 算和分析
5、?一一、电力线路和变压器运行状况的计算和分 、电力线路和变压器运行状况的计算和分 析析 有四个变量： ，已知其中的两个，可求另外两个变 量。电力系统计算的最大特点：避免 的复数计算；功 率容易测量，电流相角很难测量。 2 2 1 1 , , , I U I U & & & & I U & & ,已知：末端电压 已知：末端电压 ，末端功率 ，末端功率 ，求始端电压 ，求始端电压 ， ， 始端功率 始端功率 。取 。取 为参考方向，则 为参考方向，则 ，负 ，负 荷以滞后功率因数运行。荷以滞后功率因数运行。(如何表达负荷以超前功率因数运行如何表达负荷以超前功率因数运行?) 2 U & 2 U &
6、2 2 2 jQ P S + = 1 U & 1 1 1 jQ P S + = 222 UUU = & 无论是求流过的功率还是损耗的 无论是求流过的功率还是损耗的 功率功率,都用下列公式表达都用下列公式表达. 3() () SU I SU I = = % & % & 有名值 标幺值 。 在计算功率的过程中在计算功率的过程中,无论是用有名值还是用标幺值无论是用有名值还是用标幺值,最终的表达式是相同的最终的表达式是相同的. 2 U & 解题思路解题思路: （1）求功率：由末端向始端逐点、逐支路推算功率损耗。 ）求功率：由末端向始端逐点、逐支路推算功率损耗。 （2）求电压：用末端数据，计算阻抗上的电
7、压损耗，得到始端电压）求电压：用末端数据，计算阻抗上的电压损耗，得到始端电压22 22 2 2 222 22 22yy YY 33 22 3 11 GjBPj Q 22 yy U SU IUU UU = = & % & （ ） 222 22y22yy22 (2)SSSPjQPj QPjQ =+=+ =+ % （1）支路末端导纳支路的功率损耗为： 22 2 22 22 22 (3)33( 3)3 3() 3 ZZ ZZZ ZZ SdU IZIIZ I PQ S ZRjXPj Q UU = + =+= + % &122211 (4) ZZZ SSSPj QPjQPjQ = += + +=+ % 1
8、11 22 11 11 (5) 22 yyy SGUjBUPj Q = % 111 111111 (6) yyy SSSPjQPj QPjQ =+=+ =+ %222 2 2 2222 22 33 ()()() 3 Z SPjQ dUZIZRjX U U P RQ XP XQ R jUj U UU =+ + =+= + % & & 122 22 12 2 22 122 2 dU= U+j U UdU+UUU+j U U(UU)U U arctg UU P R+Q X UUU=U U =+ =+ = + =+ & & 近似计算： 2 U & 1 U & U & U & 电力线路的电压相量图 图
9、2 3如果已知始端电压和始端功率，如何求末端电压和末端功率？ 如果已知始端电压和始端功率，如何求末端电压和末端功率？ 相量图如何？相量图如何？几个概念 几个概念 ? （1）电压降落是指电力线路两端电压的相量差 ）电压降落是指电力线路两端电压的相量差 （2）电压损耗是指电力线路两端电压的有效值之差，即）电压损耗是指电力线路两端电压的有效值之差，即U1 U2，电压损耗是一个标量，一般可近似认为，电压损耗是一个标量，一般可近似认为U1U2U，电 电 压损耗常以百分数表示，即 压损耗常以百分数表示，即 （3）电压偏移是指电力线路两端电压与电力线路额定电压的 ）电压偏移是指电力线路两端电压与电力线路额定
10、电压的 数值差，电压偏移也常以百分数表示，电力线路两端电压偏 数值差，电压偏移也常以百分数表示，电力线路两端电压偏 移百分数为：移百分数为： 12 dj = + & UUUUU 12 %100% N = UU U U %100%1,2 iN i N N i = 代表始、末端 UU U U几个概念 几个概念 （4）电压调整是指电力线路末端空载与负载时电压的 ）电压调整是指电力线路末端空载与负载时电压的 数值差，电压调整也常以百分数表示：数值差，电压调整也常以百分数表示： 202 0 20 %100% = UU U U （5）输电效率是衡量电力线路经济效益的重要指标输电效率是衡量电力线路经济效益的
11、重要指标，是指电 是指电 力线路末端输出的有功功率力线路末端输出的有功功率P2与电力线路始端输入的有功功 与电力线路始端输入的有功功 率率P1之比，其百分数为：之比，其百分数为： 2 1 %100% = P P2电力线路上的电能损耗 电力线路上的电能损耗 ?计算电力线路电能损耗的方法主要有两个计算电力线路电能损耗的方法主要有两个： ： 经验公式法经验公式法和和查表法查表法。 2222 2222 33 1122 123 2222 123 22 2 2 11 () nn zn n k nk n KK Kkk kk K PQPQ PQPQ WR tR tR tR t UUUU PQ I RtRt U
12、 = = + + =+ + = K 上述方法准确上述方法准确,但是计算工作量大但是计算工作量大,规划时用简化 规划时用简化 的方法求电力线路的电能损耗的方法求电力线路的电能损耗.（1）基本概念）基本概念 1）最大负荷利用小时 ）最大负荷利用小时 数。可以从手册中查到 数。可以从手册中查到 该值该值 max max W T P = 2）负荷率= 平均负荷 最大负荷 W = 8760 平均负荷 8760小时 P max P max T 平均 负荷 W 年负荷曲线3）年负荷率）年负荷率 max maxmax W T W 8760 P8760 P8760 = = 年平均负荷 年负荷率= 年最大负荷 8
13、760小时 P max P max T 平均 负荷 W 年负荷曲线年负荷曲线4）最大负荷损耗时间）最大负荷损耗时间 max max z W P = 8760小时 P max P z W max 年负荷损耗曲线5)年负荷损耗率年负荷损耗率 max maxmax W W 8760 P8760P8760 z z = 年平均负荷损耗 年负荷损耗率= 年最大负荷损耗 8760小时 P max P z W max 年负荷损耗曲线年负荷损耗曲线（1）经验公式法计算电力线路电能损耗的步骤为：）经验公式法计算电力线路电能损耗的步骤为： 2 1 0.1 0.4 K = + = 年负荷损耗率 （年负荷率）（ ） （
14、年负荷率） max (8760 z WP = 年负荷损耗率） a.计算最大负荷时的功率损耗计算最大负荷时的功率损耗 b.查表得到最大负荷利用小时数查表得到最大负荷利用小时数T max c.求年负荷率求年负荷率 d.用下面的经验公式用下面的经验公式,求年负荷损耗率求年负荷损耗率， e. 求电能损耗求电能损耗W Z max P max 8760 T（2）查表法计算电力线路电能损耗的步骤为查表法计算电力线路电能损耗的步骤为： a.查表得最大负荷利用小时数查表得最大负荷利用小时数T max b.查表得与最大负荷利用小时数查表得与最大负荷利用小时数T max 对应的 对应的 最大负荷损耗时间最大负荷损耗
15、时间 max 。 c. 求电能损耗求电能损耗W Z maxmax Z WP = 线损率线损率 12 100%100% ZZ Z WW WWW = + 线损率 线损率是供电企业重要的指标 线损率是供电企业重要的指标 统计线损统计线损=理论线损理论线损+管理线损管理线损潮流图演示 潮流图演示 ?有载调压变压器 有载调压变压器 ?线路的负载与空载运行线路的负载与空载运行线路空载运行线路空载运行 2 0 2 2 1 2 1 0 . 0 , 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 BR U U BX U U X Q R P U BU Q BU j S S jQ P S G R y = = = 2 2 P S = 并且超前于末端电压。 端电压， 始终是始端电压大于末末端既有有功末端既有有功，又有无功，又有无功 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
