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1、第三章第三章 输电线路运行特性及简输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算单电力系统潮流估算重点：重点：1 1、基本元件中的电压降落、功率损耗和电能损耗的、基本元件中的电压降落、功率损耗和电能损耗的计算方法；计算方法；2 2、用逐段推算法确定简单辐射形网络节点电压和传、用逐段推算法确定简单辐射形网络节点电压和传输功率的方法；输功率的方法；3 3、环网和两端供电网初步功率分布的计算及功率分、环网和两端供电网初步功率分布的计算及功率分点的确定；点的确定；2022/3/291第三章第三章 输电线路运行特性及简单电力输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算系统潮流估算难点：难点：1 1、对简单辐射式网，当
2、已知不是同一节点的功率和、对简单辐射式网，当已知不是同一节点的功率和电压时，用逐段推算法确定其他节点电压和传输电压时，用逐段推算法确定其他节点电压和传输功率的方法；功率的方法；2 2、环网及两端供电网的分解；、环网及两端供电网的分解；2022/3/2923-1 电力网的电压降落和功率损耗电力网的电压降落和功率损耗一、网络元件的电压降落一、网络元件的电压降落1.电压降落电压降落元件元件首、末端两点电压的相量差。首、末端两点电压的相量差。图图3-1 网络元件的一相等值电路网络元件的一相等值电路2022/3/293相相量量图图分分析析I2RI2 X2022/3/294电压降落分量电压降落分量电压降落
3、纵分量电压降落纵分量：电压降落横分量电压降落横分量求首端电压求首端电压脚标一致脚标一致I2RI2 X2022/3/295求末端电压求末端电压I1 XI1R2022/3/296I2 XI2R2022/3/297计算电压降落分量注意：计算电压降落分量注意：公式中各物理量为同一点的公式中各物理量为同一点的线路功率与电压的关系线路功率与电压的关系 高压输电线路高压输电线路 XRXR无功流动方向与电压高低有关；无功流动方向与电压高低有关；有功流动方向与电压相位差有关。有功流动方向与电压相位差有关。2022/3/2982.电压损耗电压损耗(kV)3.电压偏移电压偏移G电压降落、电压损失和电压偏移适用于电压
4、降落、电压损失和电压偏移适用于线路、变压器。线路、变压器。2022/3/299二、功率分布和功率损耗二、功率分布和功率损耗1、输电线路的、输电线路的功率损耗功率损耗jB/2jB/2图图3-3 线路的等值电路线路的等值电路共轭共轭2022/3/2910用功率表示功率损耗用功率表示功率损耗同一点同一点jB/2jB/2图图3-3 线路的等值电路线路的等值电路2022/3/2911线路总功率损耗：线路总功率损耗：线路的线路的电能损耗电能损耗 最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数Tmax、cos 最大负荷损耗时间最大负荷损耗时间 jB/2jB/2图图3-3 线路的等值电路线路的等值电路2022/3/29
5、122、变压器功率损耗的计算、变压器功率损耗的计算 由等值电路参数计算 变压器的等值电路变压器的等值电路2022/3/29132、变压器功率损耗的计算、变压器功率损耗的计算由实验技术参数由实验技术参数 变压器的电能损耗变压器的电能损耗2022/3/2914结论：结论：1、电压损耗和功率损耗计算公式既适用于单、电压损耗和功率损耗计算公式既适用于单相，也适用于三相；相，也适用于三相；2、线路输电效率、线路输电效率:2022/3/2915例例1 某某220kV单回架空线路，长度为单回架空线路，长度为200km，导线参导线参数为数为r0=0.108 /km, x0=0.42 /km, b0=2.66*
6、10-6S/km。已知其始端输入功率为已知其始端输入功率为120+j50MVA,始始端电压为端电压为240kV。 求末端电压及功率、线路的传输效率。求末端电压及功率、线路的传输效率。解：解：jB/2jB/2220kV 线路的等值电路线路的等值电路2022/3/2916已知端已知端jB/2jB/2220kV 线路的等值电路线路的等值电路待求端待求端2022/3/2917末端电压：末端电压：jB/2jB/2220kV 线路的等值电路线路的等值电路流经线路流经线路2022/3/2918jB/2jB/2220kV 线路的等值电路线路的等值电路末端功率：末端功率：线路的传输效率线路的传输效率2022/3
7、/2919例例2 有一台双绕组变压器，额定容量为有一台双绕组变压器，额定容量为SN=31.5MVA, 电压比为电压比为110kV/10.5kV,短路损耗短路损耗Pk=190kW,短短路电压百分数路电压百分数Uk%=10.5,空载损耗空载损耗P0=25kW，空空载电流百分数载电流百分数I0%=0.8,通过变压器的简化持续负通过变压器的简化持续负荷曲线如图所示，全年负荷功率及功率因数见表。荷曲线如图所示，全年负荷功率及功率因数见表。 求：求：（1）通过变压器负荷的最大负荷利用小时数；）通过变压器负荷的最大负荷利用小时数；（2）求变压器全年的电能损耗（设低压母线电压）求变压器全年的电能损耗（设低压母
8、线电压保持保持10.5kV不变）不变）2022/3/2920P1P2P30 2000 6500 8760 t/hP/MWcosP10.9SN0.9P20.7SN0.85P30.5SN0.8解：最大负荷利用小时数解：最大负荷利用小时数2022/3/2921变压器全年电能损耗变压器全年电能损耗P1P2P30 2000 6500 8760 t/h2022/3/29223-2 输电线路的运行特性输电线路的运行特性一、输电线路的空载特性一、输电线路的空载特性已知？jB/2jB/2图图3-3 线路的等值电路线路的等值电路2022/3/2923末端空载电压与线路长度的关系末端空载电压与线路长度的关系对于对于
9、300Km以内用集中参数表示线路等值电路以内用集中参数表示线路等值电路时，线路末端空载电压的升高与线路长度平方时，线路末端空载电压的升高与线路长度平方成正比。成正比。更长线路更长线路高压输电线路空载高压输电线路空载or轻载时，产生末端电压升轻载时，产生末端电压升高的现象。高的现象。预防措施：预防措施：线路末端并联电抗补偿线路电容电线路末端并联电抗补偿线路电容电流。流。r1=0,g1=02022/3/2924二、输电线路的传输功率极限二、输电线路的传输功率极限P1、提高电压等级、提高电压等级 ；2、减少线路电抗。、减少线路电抗。？不计线路电阻不计线路电阻R和并联电纳和并联电纳B，Pmax=U1U
10、2/X2022/3/2925结论：结论： 线路传输的有功功率与电压相位差线路传输的有功功率与电压相位差有关；有关； 有功有功功率功率的传输方向：由电压相位超前一端向的传输方向：由电压相位超前一端向电压相位滞后一端传送。电压相位滞后一端传送。 线路线路传输的传输的的无功功率随着两端电压之差而变的无功功率随着两端电压之差而变化；化； 无功功率无功功率传输方向：由电压高的一端向电压低传输方向：由电压高的一端向电压低的一端流动。的一端流动。2022/3/2926三、输电线路的自然功率三、输电线路的自然功率 P27长度超过长度超过300km的架空线路的架空线路超过超过100km的电缆线路的电缆线路202
11、2/3/2927入射波入射波反射波反射波输电线路的自然功率输电线路的自然功率由入射波送到线路末端的功率将完全为负荷所吸由入射波送到线路末端的功率将完全为负荷所吸收，这时负载阻抗消耗的功率称为自然功率。收，这时负载阻抗消耗的功率称为自然功率。2022/3/2928自然功率用来衡量长距离输电线路的输电能力。自然功率用来衡量长距离输电线路的输电能力。一般一般220kV级以上架空线路的输电能力大致接近级以上架空线路的输电能力大致接近自然功率。提高额定电压和减少波阻抗都可以增自然功率。提高额定电压和减少波阻抗都可以增大自然功率。大自然功率。P282022/3/2929小结小结2、功率损耗、功率损耗/输电
12、效率输电效率3、输电线路传输功率极限、输电线路传输功率极限1、电压降落、电压降落/电压损失电压损失/电压偏移电压偏移2022/3/29301、电压降落、电压降落/电压损失电压损失/电压偏移电压偏移2022/3/29312、功率损耗、功率损耗/输电效率输电效率2022/3/29322、功率损耗、功率损耗/输电效率输电效率2022/3/29333、输电线路传输功率的极限、输电线路传输功率的极限4、输电线路的自然功率、输电线路的自然功率2022/3/2934潮流计算潮流计算意义 电力系统分析计算中最基本的一种：规划、扩建、电力系统分析计算中最基本的一种：规划、扩建、运行方式安排运行方式安排定义 根据
13、给定的运行条件求取给定运行条件下的节点根据给定的运行条件求取给定运行条件下的节点电压和功率分布电压和功率分布所需知识 (1)根据系统状况得到已知元件：网络、负荷、发电机根据系统状况得到已知元件：网络、负荷、发电机 (2)电路理论：节点电流平衡方程电路理论：节点电流平衡方程 (3)非线性方程组的列写和求解非线性方程组的列写和求解2022/3/2935潮流计算潮流计算历史手工计算：近似方法手工计算：近似方法计算机求解：严格方法计算机求解：严格方法 introduction 已知条件负荷功率负荷功率发电机电压发电机电压 example 2022/3/2936已知条件负荷功率负荷功率发电机电压发电机电
14、压 求解 所发功率所发功率 所发功率所发功率以及各母线电压（幅值机相角）、网络中的功率分布以及各母线电压（幅值机相角）、网络中的功率分布及功率损耗等及功率损耗等2022/3/29373-3 简单辐射网络和闭式网络简单辐射网络和闭式网络的潮流估算方法的潮流估算方法一、辐射网络的潮流估算一、辐射网络的潮流估算已知首端电压、末端负荷已知首端电压、末端负荷1、画等值电路、画等值电路参数归算法参数归算法2022/3/29381、画等值电路、画等值电路理想变压器模型理想变压器模型型型等值电路等值电路2022/3/29392、计算、计算运算负荷运算负荷2022/3/29403、前推功率分布计算、前推功率分布
15、计算设各点电压为网络额定电压设各点电压为网络额定电压2022/3/29413、前推功率分布计算、前推功率分布计算各点电压为网络额定电压各点电压为网络额定电压2022/3/29424、后代进行电压分布计算、后代进行电压分布计算线路上流线路上流动的动的功率、电压为同一点的值功率、电压为同一点的值2022/3/2943Abcdefgh 树状网络树状网络前推计算前推计算始端功率及全网功率分布（假定各母线始端功率及全网功率分布（假定各母线为额定电压）。为额定电压）。回代计算回代计算用求得的始端功率和已知的始端电压；用求得的始端功率和已知的始端电压；线路末端电压和全网功率分布。线路末端电压和全网功率分布。
16、用求得的末端的电压重复上述计算过程。用求得的末端的电压重复上述计算过程。精度判断：精度判断：如果各线路功率与前一次计算相差小如果各线路功率与前一次计算相差小于允许误差，则停止计算。于允许误差，则停止计算。2022/3/2944例题例题2022/3/2945习题习题 如图所示，某负荷由发电厂母线如图所示，某负荷由发电厂母线110kV单回线单回线路供电，线路长路供电，线路长80km，型号型号LGJ95，线间几线间几何均距为何均距为5m，发电厂母线电压发电厂母线电压U1=116kV，受受端负荷端负荷SL=15+j10MVA,求输电线路的功率损耗求输电线路的功率损耗及受端电压及受端电压U2。 2022/3/2946提示提示画出等值电路，标出功率流动方向。画出等值电路，标出功率流动方向。计算等值参数。计算等值参数。假设各点电压为额定电压，由末端已知功率递推假设各点电压为额定电压，由末端已知功率递推各支路功率分布。各支路功率分布。由首端已知电压和求得首端功率递推各节点电压。由首端已知电压和求得首端功率递推各节点电压。2022/3/2947给定功率给定功率的电源点作为负荷：视为一个的电源点作为负荷：
