第三章 简单电力网络的计算和分析

第三章 简单电力网络的计算和分析

主要内容

潮流计算的内容： – 各节点电压、各支路首末两端功率 – 电压损耗、功率损耗、电能损耗 本章重点：辐射形网络的潮流计算 本章难点：环网的潮流计算

注意：本课程讨论三相对称系统，且负荷与电源为等值 的星形接线方式,相应阻抗、导纳功率、电流和电压都按 星形接线给定或求解。具体分析时，则采用单相等值电 路，同时采用三相功率、线电压、线电流、相阻抗/导纳 进行潮流计算。

目 录

主要内容：简单电力网络及其基本计算公式 3.1 电力线路和变压器运行状况的计算Page-73 3.2 辐射形和环形网络中的潮流分布Page-82 3.3 配电网潮流计算的特点Page-99 3.4 电力网络潮流的调整控制(略) 3.4.1 调整控制潮流的必要性 多电源环网 功率自然分布 安全优质经济要求 控制手段：串联电容/电抗、附加串联加压器 3.4.2 借附加串联加压器控制潮流 3.4.3 借灵活交流输电装置控制潮流(发展方向) 可控串联电容器、可控移相器、综合潮流控制器

简单电力网络的计算与分析 ——简单电力网络节点间串联阻抗支路简 单 电 力 网 络 辐射电网 节点的对地导纳支路 节点的注入功率支路 环形网络 纯环网不含辐射阻抗 导纳支路

两个辐射子网 双端电源网络解耦

潮流

简单电力网络的计算与分析 ——潮流与电能损耗的基本计算公式电力网络 支路 节点 电能损耗=功率损耗×时间 Ij

0

S

j

0

串联阻抗支路 对地导纳支路支路功率 节点电压/注入功率

~ ~ ~ Si S j Sij~ S y=U i2 yi 0

Ui U j dUijP2 Q2 ~ Sij= Z ij 2 U

PR QX PX QR dU ij= j U U

潮流 支路功率和电压损耗

= Si Z iB S AB

U N d U AB

Z

Z

3.1 电力线路和变压器运行状况的计算 ——思考题与公式要求

基本概念：电压降落、电压损耗、电压偏移、电压 调整、最大负荷利用小时数、年负荷率、最大负荷 损耗时间、年负荷损耗率、线路输电效率。 高压输电线路分别在空载、带纯感性负载和纯有功 负载时，首末端电压的幅值与相位的关系是什么？ 什么是变压器的铜耗与铁耗？ 必须掌握的公式： 对地导纳的功率损耗公式，串联阻抗的功率损耗与 电压降落(横分量和纵分量)计算公式。

3.1 电力线路和变压器运行状况的计算

3.1.1 电力线路运行状况的计算Page-73 3.1.1.1 电力线路上的电压降落和功率损耗 (1)电力线路的等值电路、功率和电压 (2)电力线路的功率计算Page-73 (3)电力线路的电压计算Page-74 线路的潮流计算实例 补充 3.1.1.2

电力线路上的电能损耗 3.1.2 电力线路运行状况的分析 3.1.3 变压器运行状况的计算

书上损耗公式 的推导没有考 虑三相和单相、 线和相电压的 区别，仅适合 标么值和单相， 不适合三相有 名值。但最终 结果普遍适用。

3.1.1.1 电力线路上的电压降落和功率损耗 ——电力线路的等值电路、功率与电压(1)已知末端电压 和功率求解首 端电压和功率 (2)已知首端电压 和功率求解末 端电压和功率

SY 1

S z dU

SY 2

3.1.1.1 电力线路上的电压降落和功率损耗——电力线路的功率计算

对地导纳支路的功率损耗计算公式(3-1) 串联阻抗支路的功率损耗计算公式选择(3-2) 已知末端功率与电压求串联阻抗的功率损耗 已知首端功率与电压求串联阻抗的功率损耗 电力线路的功率分布计算

电力线路的功率计算——对地导纳支路的功率损耗计算公式 S 3U I*

S I 3U

U I Y 3

物理意义

I2

导纳的共轭

电力线路的功率计算——串联阻抗支路的功率损耗计算公式选择

Yeq SZ 3U1 I or*

3U 2 I

*

or

3dU12 I

*

正确？

电力线路的功率计算——已知末端功率与电压求串联阻抗的功率损耗

电力线路的功率计算——已知首端功率与电压求串联阻抗的功率损耗

电力线路的功率计算——电力线路的功率分布计算支路及节 点的功率 平衡原则 支路首端功 率等于末端 功率加功率 损耗 节点的流入 与流出功率 相等

S z

3.1.1.1 电力线路上的电压降落和功率损耗 ——电力线路的电压计算

电压质量指标 已知末端功率和电压计算首端电压 参考末端电压的电压降落横分量与纵分量 已知首端功率和电压计算末端电压 参考首端电压的电压降落横分量与纵分量 参考首端或末端电压的电压降落相量图

电力线路的电压计算——电压质量指标* Page-75

电力线路的电压计算——已知末端功率和电压计算首端电压

dU 3IZ共轭

.电压的复数计算， 复杂

电力线路的电压计算——参考末端电压的电压降落横分量与纵分量

电压的实数计算

Page-74 (3-4)

电力线路的电压计算——已知首端功率和电压计算末端电压

电力线路的电压计算——参考首端电压的电压降落横分量与纵分量

Page-74 (3-4)

电力线路的电压计算——参考首端或末端电压的电压降落相量图滞后角

超前角

负号

U1 U2 dU U1 ( 2 )

U2 U1 dU U2 ( 1 )

相角差中为什么有正负号

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