电力网的电压降落与功率损耗(共63页).ppt

2021/12/2,1,第三章 输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算,重点： 1、基本元件中的电压降落、功率损耗和电能损耗的计算方法； 2、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； 3、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；,2021/12/2,2,第三章 输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算,难点： 1、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功率的方法； 2、环网及两端供电网的分解；,2021/12/2,3,3-1 电力网的电压降落和功率损耗,一、网络元件的电压降落 元件首、末端两点电压的相量差图3-1 网络元件的一相等值电路,2021/12/2,4,相量图分析,2021/12/2,5,电压降落分量,电压降落纵分量： 电压降落横分量,求首端电压,脚标一致,2021/12/2,6,求末端电压,2021/12/2,7,2021/12/2,8,计算电压降落分量注意：,公式中各物理量为同一点的 线路功率与电压的关系 高压输电线路 XR 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2021/12/2,9,2.电压损耗(kV),电压降落、电压损失和电压偏移适用于 线路、变压器。

2021/12/2,10,二、功率分布和功率损耗,1、输电线路的功率损耗,共轭,2021/12/2,11,用功率表示功率损耗,同一点,2021/12/2,12,线路总功率损耗：,线路的电能损耗,最大负荷利用小时数Tmax、cos,最大负荷损耗时间,2021/12/2,13,2、变压器功率损耗的计算,由等值电路参数计算,2021/12/2,14,2、变压器功率损耗的计算,由实验技术参数,变压器的电能损耗,2021/12/2,15,结论：,1、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； 2、线路输电效率:,2021/12/2,16,例1,某220kV单回架空线路，长度为200km，导线参数为r0/km, x0=0.42 /km, b0=2.66*10-6S/km已知其始端输入功率为120+j50MVA,始端电压为240kV 求末端电压及功率、线路的传输效率 解：,2021/12/2,17,已知端,待求端,2021/12/2,18,末端电压：,流经线路,2021/12/2,19,末端功率：,线路的传输效率,2021/12/2,20,例2,有一台双绕组变压器，额定容量为SN=31.5MVA, 电压比为110kV/10.5kV,短路损耗Pk=190kW,短路电压百分数Uk%=10.5,空载损耗P0=25kW，空载电流百分数I0%=0.8,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。

求： （1）通过变压器负荷的最大负荷利用小时数； kV不变）,2021/12/2,21,解：最大负荷利用小时数,2021/12/2,22,变压器全年电能损耗,2021/12/2,23,3-2 输电线路的运行特性,一、输电线路的空载特性,已知,？,2021/12/2,24,末端空载电压与线路长度的关系,对于300Km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成正比 更长线路 高压输电线路空载or轻载时，产生末端电压升高的现象 预防措施：线路末端并联电抗补偿线路电容电流r1=0,g1=0,2021/12/2,25,二、输电线路的传输功率极限,1、提高电压等级 ；2、减少线路电抗不计线路电阻R和并联电纳B，,Pmax=U1U2/X,2021/12/2,26,结论：,线路传输的有功功率与电压相位差有关； 有功功率的传输方向：由电压相位超前一端向电压相位滞后一端传送 线路传输的的无功功率随着两端电压之差而变化； 无功功率传输方向：由电压高的一端向电压低的一端流动2021/12/2,27,三、输电线路的自然功率,P27,长度超过300km的架空线路 超过100km的电缆线路,2021/12/2,28,入射波,反射波,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收，这时负载阻抗消耗的功率称为自然功率。

2021/12/2,29,自然功率用来衡量长距离输电线路的输电能力一般220kV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大自然功率P28,2021/12/2,30,小结,2、功率损耗/输电效率,3、输电线路传输功率极限,1、电压降落/电压损失/电压偏移,2021/12/2,31,1、电压降落/电压损失/电压偏移,2021/12/2,32,2、功率损耗/输电效率,2021/12/2,33,2、功率损耗/输电效率,2021/12/2,34,3、输电线路传输功率的极限,4、输电线路的自然功率,2021/12/2,35,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、 运行方式安排,定义 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,2021/12/2,36,潮流计算,example,2021/12/2,37,已知条件,负荷功率 发电机电压,2021/12/2,38,3-3 简单辐射网络和闭式网络的潮流估算方法,一、辐射网络的潮流估算 已知首端电压、末端负荷 1、画等值电路,参数归算法,2021/12/2,39,1、画等值电路,理想变压器模型,型等值电路,2021/12/2,40,2、计算运算负荷,2021/12/2,41,3、前推功率分布计算,设各点电压为网络额定电压,2021/12/2,42,3、前推功率分布计算,各点电压为网络额定电压,2021/12/2,43,4、后代进行电压分布计算,线路上流动的,功率、电压为同一点的值,2021/12/2,44,前推计算始端功率及全网功率分布（假定各母线为额定电压）。

回代计算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 用求得的末端的电压重复上述计算过程 精度判断：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2021/12/2,45,例题,2021/12/2,46,习题,如图所示，某负荷由发电厂母线110kV单回线路供电，线路长80km，型号LGJ95，线间几何均距为5m，发电厂母线电压U1=116kV，受端负荷SL=15+j10MVA,求输电线路的功率损耗及受端电压U22021/12/2,47,提示,画出等值电路，标出功率流动方向 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2021/12/2,48,给定功率的电源点作为负荷：视为一个-SG的负荷 给定电压的电源点作为分点：将环网一分为二，得两端供电网二、简单环网的潮流计算,2021/12/2,49,求解支路电流Ia1，Ib2,2021/12/2,50,2021/12/2,51,供载功率,循环功率,？,负荷矩,上式为“力矩法”功率分布计算公式,2021/12/2,52,求出网络其它支路功率分布:,进行初步潮流计算,节点电功率平衡,验算：,2021/12/2,53,找出功率分点-有功分点、无功分点 按开式网络进行计算。

2021/12/2,54,还原（网络还原、电压归算）,2021/12/2,55,均一电力网(Xi/Ri),P/Q分布彼此无关,由l决定,2021/12/2,56,三、环网中的潮流控制,1、自然功率分布,2021/12/2,57,2、经济功率分布,2021/12/2,58,2、经济功率分布,均一电网,2021/12/2,59,3、环网潮流控制的措施（P/Q）,利用加压调压变压器(调压措施）； 利用FACTS装置实现潮流控制 装有电力电子型或其他静止型控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统晶闸管,机械式高压开关,2021/12/2,60,小结,1、闭式网络“力矩法”功率分布计算公式,自然功率分布,2021/12/2,61,2、均一电力网(Xi/Ri),经济功率分布,2021/12/2,62,3、闭式网络潮流计算步骤,初步潮流计算； 找出功率分点-有功分点、无功分点； 按开式网络进行计算； 网络还原。