电力工程基础潮流计算课件

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1、电力工程基础潮流计算1电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算2电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力系统分析计算的一般过程：电力系统分析计算的一般过程：元件参数：表述元件电气特征的参量元件参数：表述元件电气特征的参量 数学模型：元件或整个系统物理模型的数学描述数学模型：元件或整个系统物理模型的数学描述建立数学模型建立数学模型电力系统电力系统运行状态运行状态元件参数元件参数等值电路等值电路电力工程基础潮流计算3电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能

2、损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算4电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算5电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算r0+jX0g0+jb0电力工程基础潮流计算6电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算p当架空线路长度当架空线路长度小于小于300km300km时，用集中参数表示时，用集中参数表示Z2Y2Y2Z2ZY0000ZRjXr ljx lYGjBg ljb lIIII型等效电路型等效电路T

3、T型等效电路（较少用）型等效电路（较少用）R+jXjB/2jB/2不计电导不计电导G的原因的原因电力工程基础潮流计算7电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算R+jX电力工程基础潮流计算8电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算0rS22mmkmSmm额：导线材料的电阻率（/）：导线的截面积（），对于LGJ指铝线定部分的截面积22mmkmmmkm铝铜18.8/31.5/电力工程基础潮流计算9电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算20120

4、trrt20/0.003820.0036trt CkmrCkmCCC环境温度为时导体单位长度的电阻（）环境温度为20时导体单位长度的电阻（）电阻温度系数（1/）铜（1/）铝（1/）电力工程基础潮流计算10电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算整换位循环整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线都指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。ABCAAABBBCCC电力工程基础潮流计算11电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损

5、耗的计算00.1445lg0.0157(/)jpDxkmr31rad/sm1.26jpjpabbccaabbccajpjprDDDDDDDDDDDDD导线半径（m）导线的相对磁导率，对铝绞线等有色金属，角频率，当f=50Hz时，=314（）三相导线间的几何间距（）当三相对称排列时当三相水平排列时电力工程基础潮流计算12电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算00.01570.1445lg(/)jpDDxkmrn1284lg()jpcrrrDUm mkV607.5810 S/kmlgjpDbDr（）电力工程基础潮流计算13电力工程基础电力工程基

6、础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算00.01570.1445lg(/)jpDDxkmrn-1 m2sinmmnDnDjprdrn rAAnndD 导线的等值半径（），其中为间隔环的半径每相分裂导线的根数分裂子导线的间距（）导线的几何间距（）电力工程基础潮流计算14电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算15电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算11222kV0.83 0.8710.8 1mmcrjpUmmmmmrD电晕的临界电压有效值

7、（线电压）（）导线表面系数，对于多股绞线，气象状况系数晴天：；雨雪雾等恶劣天气：导线半径（）三相导线间的几何均距（）空气相对密度1284lg()jpcrrrDUm mkV电力工程基础潮流计算16电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算30210 /gPgS kmU（）kVgPU 实测的单位长度三相线路电晕消耗的总功率（kW/km）线路的线电压（）电力工程基础潮流计算17电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算18电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗

8、的计算电压、功率及电能损耗的计算607.5810 S/kmlgjpbDr（）607.5810 S/kmlgjpDbDr（）mmmDjprrD导线半径（）导线的等值半径（）三相导线的几何均距（）电力工程基础潮流计算19电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算20电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算认识架空线路的标号认识架空线路的标号 /钢线部分钢线部分额定截面积额定截面积 主要载流部分主要载流部分额定截面积额定截面积 J 表示加强型，表示加强型，Q表示轻型表示轻型 J

9、表示多股线表示多股线 表示材料，其中：表示材料，其中：L表示铝、表示铝、G表示钢、表示钢、T表示铜、表示铜、HL表示铝合金表示铝合金 例如：例如：LGJ400/50表示表示载流额定截面积载流额定截面积为为400mm2、钢线额定钢线额定截面积截面积为为50 mm2的普通的普通钢芯铝绞线钢芯铝绞线。电力工程基础潮流计算21电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算为增加架空线路的性能而采取的措施为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。目的：减少电晕损耗或线路电抗。多股线多股线 其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第其安排

10、的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为一层为6股，第二层为股，第二层为12股，第三层为股，第三层为18股，以此类推股，以此类推 扩径导线扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有不同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用股，起支撑作用。分裂导线分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定的距离。但会增加线路电纳。保持一定的距离。但会增加线路电纳。电力工程基础潮流计算22电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算四分

11、裂导线四分裂导线电力工程基础潮流计算23电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算架空线架空线电力工程基础潮流计算24电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算25电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算26电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算27电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损

12、耗的计算00Pj Q（d）励磁支路用功率表示）励磁支路用功率表示（e）忽略励磁支路）忽略励磁支路电力工程基础潮流计算28电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算铭牌参数铭牌参数：短路实验短路实验空载实验空载实验1200%()%()NNNkkSUUPUPI短路实验空载实验%kTkTPRUX00%TTPGIB电力工程基础潮流计算29电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算短路实验短路实验（在原边加在原边加 I1N）电力工程基础潮流计算30电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损

13、耗的计算电压、功率及电能损耗的计算空载实验空载实验（在原边加在原边加 U1N）电力工程基础潮流计算31电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1.1.电阻电阻R RT T23210()kNTNPURSkVkVAkWTNNNkRUUSP变压器与对应侧的每相电阻（）变压器的额定电压（线电压）（）变压器的额定容量（）短路损耗（）电力工程基础潮流计算32电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2.2.电抗电抗X XT T23%10()100kNTNUUXS%kVkVATNkNNXUUUS变压器与对应

14、侧的每相电抗（）短路电压百分值变压器的额定电压（线电压）（）变压器的额定容量（）电力工程基础潮流计算33电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算3.3.电导电导G GT T30210()TNPGSU0SkVkWTNNGUUP变压器与对应侧的每相电导（）变压器的额定电压（线电压）（）变压器的空载损耗（）电力工程基础潮流计算34电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算4.4.电纳电纳B BT T302%10()100NTNISBSU0SkV%TNNBUUI变压器与对应侧的每相电纳（）变压器的额定

15、电压（线电压）（）变压器的空载电流百分值电力工程基础潮流计算35电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算5.5.变比变比K KT T（1 1）定义）定义电网计算中电网计算中：定义为：定义为空载空载变压器原、副方绕组的变压器原、副方绕组的线电压线电压之比之比电机学中电机学中：定义为变压器原、副方绕组的匝数之比：定义为变压器原、副方绕组的匝数之比n 对对Y/YY/Y或或/接线的变压器接线的变压器n 对对Y/Y/接线的变压器接线的变压器1122NTNUWKUW11223NTNUWKUW电力工程基础潮流计算36电力工程基础电力工程基础 第五章第五章

16、电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算（2 2）分接头）分接头根据电力系统的调压要求，变压器在其根据电力系统的调压要求，变压器在其高压侧高压侧通常设通常设有若干个分接头供选择。如有若干个分接头供选择。如n变压器的变压器的额定变比额定变比是变压器的抽头位于是变压器的抽头位于主抽头主抽头时两侧时两侧绕组的绕组的空载额定（线）电压空载额定（线）电压之比；之比；n变压器运行的变压器运行的实际变比实际变比是抽头在是抽头在实际位置实际位置情况下，两情况下，两侧绕组的侧绕组的空载额定（线）电压空载额定（线）电压之比；之比；11022.5%/11kV电力工程基础潮流计算37电力工程基础电力工程基

17、础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算三绕组变压器电气结线图三绕组变压器电气结线图高高中中低低三绕组变压器的等值电路三绕组变压器的等值电路电力工程基础潮流计算38电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算铭牌参数：铭牌参数：注意：如何做短路实验注意：如何做短路实验?比如：比如：Pk(12)、Uk(12)：第第3绕组开路，在第绕组开路，在第1绕组中绕组中通以额定电流通以额定电流;其它与此类推。其它与此类推。123(1 2)(1 3)(2 3)(1 2)(1 3)(2 3)00/()%()NNNNkkkkkkSUUU

18、PPPUUUPI短路实验空载实验电力工程基础潮流计算39电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算n 三个绕组容量比三个绕组容量比 100/100/100 100/100/100、100/50/100100/50/100、100/100/50100/100/50n 按三个绕组排列方式按三个绕组排列方式 升压结构：中压内，低压中，高压外升压结构：中压内，低压中，高压外 降压结构：低压内，中压中，高压外降压结构：低压内，中压中，高压外三绕组变压器三绕组变压器（a a）升压变压器）升压变压器 （b b）降压变压器）降压变压器电力工程基础潮流计算40电

19、力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算三相三绕组变压器的铁芯三相三绕组变压器的铁芯电力工程基础潮流计算41电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1.1.电阻电阻n 对于对于100/100/100100/100/1001(1 2)(1 3)(2 3)2(1 2)(2 3)(1 3)3(1 3)(2 3)(1 2)1()21()21()2kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP23112232222333210()10()10()kNTNkNTNkNTNP URSP URSP URS(

20、1 2)(1 2)(1 3)(1 3)(2 3)(2 3)kkkkkkPPPPPP 电力工程基础潮流计算42电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算n 对于对于100/100/100/100/5050n 对于对于100/100/5050/100100(1 2)(1 2)22(1 3)(1 3)(1 3)322(2 3)(2 3)(2 3)31005010050kkNkkkNNkkkNPPSPPPSSPPPS (1 3)(1 3)22(1 2)(1 2)(1 2)222(2 3)(2 3)(2 3)21005010050kkNkkkNNkkkN

21、PPSPPPSSPPPS 电力工程基础潮流计算43电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2.2.电抗电抗1(1 2)(1 3)(2 3)2(1 2)(2 3)(1 3)3(1 3)(2 3)(1 2)1%(%)21%(%)21%(%)2kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU231123222333%10()100%10()100%10()100kNTNkNTNkNTNUUXSUUXSUUXS电力工程基础潮流计算44电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算注意：注意：n 电抗计算电

22、抗计算不存在不存在容量比不同的容量比不同的折算问题折算问题，因为制，因为制造厂提供的短路电压值已折算为变压器额定容量造厂提供的短路电压值已折算为变压器额定容量下的值；下的值；n 高压绕组高压绕组因绝缘要求排在最外层，因绝缘要求排在最外层，中压绕组中压绕组根据根据需要可排在中层，也可以排在最内层；需要可排在中层，也可以排在最内层；排在最中排在最中层的绕组层的绕组，由于内外层绕组的互感作用很强，当，由于内外层绕组的互感作用很强，当互感作用超过本绕组的自感作用时互感作用超过本绕组的自感作用时 ，将使其等值，将使其等值电抗为电抗为负值负值，一般此负值很小，计算中近似，一般此负值很小，计算中近似取取0

23、0。电力工程基础潮流计算45电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算3.3.电导和电纳电导和电纳求取求取三绕组三绕组变压器导纳的方法和求取变压器导纳的方法和求取双绕组双绕组变压器变压器导纳的方法导纳的方法相同相同。30210()TNPGSU302%10()100NTNISBSU电力工程基础潮流计算46电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算优点：优点：用料省用料省，体积小体积小，效率高，效率高，造价低造价低；缺点：缺点：自耦变压器变比的减小自耦变压器变比的减小会使自耦变压器的短路阻抗值减会使

24、自耦变压器的短路阻抗值减小小，短路故障电流增大短路故障电流增大。双绕组自耦变压器双绕组自耦变压器电力工程基础潮流计算47电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算三绕组自耦变压器三绕组自耦变压器 通常，三绕组自耦变的通常，三绕组自耦变的高压、中压高压、中压绕组接成绕组接成Y Y0 0形，形，第三第三绕组（低压绕组）绕组（低压绕组）接成三角形，这样有利于消除由于铁芯饱接成三角形，这样有利于消除由于铁芯饱和引起的三次谐波，且第三绕组的容量通常比变压器额定容和引起的三次谐波，且第三绕组的容量通常比变压器额定容量小（因此计算变压器阻抗时需要按绕组容量量

25、小（因此计算变压器阻抗时需要按绕组容量折算折算）。）。电力工程基础潮流计算48电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1200%()%()NNNkkSUUPUPI短路实验空载实验电力工程基础潮流计算49电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2322330230210()%10()10010()%10()100kNTNkNTNTNNTNPURSUUXSPGSUISBSU电力工程基础潮流计算50电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算123(

26、1 2)(1 3)(2 3)(1 2)(1 3)(2 3)00/()%()NNNNkkkkkkSUUUPPPUUUPI短路实验空载实验电力工程基础潮流计算51电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算(1 2)(1 2)(1 3)(1 3)3(2 3)(2 3)3%kkNkkNNkkNUUSUUSSUUS(1 2)(1 2)2(1 3)(1 3)32(2 3)(2 3)3kkNkkNNkkNPPSPPSSPPS 折算折算电力工程基础潮流计算52电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算三绕组自耦

27、变的等值电路三绕组自耦变的等值电路23112232222333210()10()10()kNTNkNTNkNTNP URSP URSP URS231123222333(%)10()100(%)10()100(%)10()100kNTNkNTNkNTNUUXSUUXSUUXS30210()TNPGSU302%10()100NTNISBSU电力工程基础潮流计算53电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算54电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算单相双绕组双分裂变压器单相双绕

28、组双分裂变压器（a a）接线图（）接线图（b b）等值电路）等值电路双柱式单相双绕组双分裂变压器双柱式单相双绕组双分裂变压器（a a）接线图（）接线图（b b）等值电路）等值电路电力工程基础潮流计算55电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算（a）接线图）接线图（b）等值电路图）等值电路图（c）正常工作时）正常工作时的等值电路图的等值电路图电力工程基础潮流计算56电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2222FXXXX1212CXXX12BXXX电力工程基础潮流计算57电力工程基础电力工程

29、基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算212212FFCXXKXXX104FXK当时，121 2CXXX2222FXXXX1212BXXXXX电力工程基础潮流计算58电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算带有带有理想理想变压比的等值电路变压比的等值电路（以（以双双绕组变压器为例）绕组变压器为例）理想变压器理想变压器无损耗、无漏磁、无需励磁电流的变压器无损耗、无漏磁、无需励磁电流的变压器:1TK电力工程基础潮流计算59电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算

30、:1TK略去励磁支路或另作处理略去励磁支路或另作处理电力工程基础潮流计算60电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算:1TK12111221221221()(1)()TTTTTTTTTTTTTTTTVK VKKIVVVZZZZK VK VKKKIVVVZZZZ11221221TTTVZ IVK VIIIK电力工程基础潮流计算61电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算TTZK1TTZK1TTTZKK 111221221()(1)()TTTTTTTTTKKIVVVZZKKKIVVVZZn 阻抗

31、表示阻抗表示电力工程基础潮流计算62电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算n 导纳表示导纳表示TTK Y1TTKY1TTTKKY111221221()()(1)TTTTTTTTTIKY VK Y VVIK Y VVKKY V电力工程基础潮流计算63电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算三个支路的阻抗值之和恒等于零，构成三个支路的阻抗值之和恒等于零，构成谐振三角谐振三角形形，产生谐振换流，在原、副方间的阻抗上产生，产生谐振换流，在原、副方间的阻抗上产生电压降，实现变压的作用。电压降，实现变

32、压的作用。变压器的变压器的型等值电路的变压原理型等值电路的变压原理TTZK1TTZK1TTTZKK 电力工程基础潮流计算64电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算三绕组变压器的三绕组变压器的型等值电路型等值电路电力工程基础潮流计算65电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算66电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算67电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电

33、能损耗的计算电力工程基础潮流计算68电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bjy2S1S2S2S2U1S1U电力工程基础潮流计算69电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2222222222122221111122yyBSSSSjUPQSSRjXUBSSSSjU 112222222222(0)UUUdUUUUj UP RQ XP XQ RdUjUUU设1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bjy2S1S2S电力工程基础潮流计算70电力工程基础电力工程基础

34、 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算222222221222()()()dUUj UP RQ XUUP XQ RUUP RQ XUUUUU 电压降落电压降落的电压降落的近似纵分量横分量电力工程基础潮流计算71电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S2S2U1S1U电力工程基础潮流计算72电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2111112211212122222222yyBSSSSjUPQSSRjXUBS

35、SSSjU 221111111111(0)UUUdUUUUj UPRQ XPXQ RdUjUUU设1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S电力工程基础潮流计算73电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算111111112111()()()dUUj UP RQ XUUP XQ RUUP RQ XUUUUU 电压降落电压降落的电压降落的近似纵分量横分量电力工程基础潮流计算74电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2S1U1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S电力工

36、程基础潮流计算75电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算 01122111111111112222,USUSUUUSUSSS用假设末端电压和给定的末端功率求得首端的电压和功率比较和给定的如果误差在允许范围内，计算结束；否则，再利用推得末端电压和功率比较如果满足允许误差，计算结束，否则再继，续推算和和1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S电力工程基础潮流计算76电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算22222222212221111122yNNyBSSSSjUPQSSRjX

37、UBSSSSjU 2NUU112111PRQ XUUUUU电力工程基础潮流计算77电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算12dUUU12UU12100%NUUU电压损耗100%NNUUU电压偏移21100%PP输电效率电力工程基础潮流计算78电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2S2U1S1U1UTjB1S1STTRjX2S2UTGTZS0TS电力工程基础潮流计算79电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算12110222222222

38、2221000001%21001%2100TZTTTTZkkNNTTTNSSSSSSPQRjXUSUSSPjSSUGjBSIPjQPjS 其中方法方法方法方法211212222222(0)TTTTUUUdUUUj UP RQ XP XQ RdUjUUUU设1UTjB1S1STTRjX2S2UTGTZS0TS电力工程基础潮流计算80电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算81电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1.1.用用U UN N求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷

39、2.2.从末段线路开始，用从末段线路开始，用U UN N依次计算各段线路的功率损耗依次计算各段线路的功率损耗3.3.用用U Ua a和已求得的功率分布，从和已求得的功率分布，从a a点开始逐段计算电压降点开始逐段计算电压降落，求得落，求得U Ub b 、U Uc c和和U Ud d4.4.求得求得U Ub b 、U Uc c和和U Ud d重复重复1 14 4abcd123 S L D b S L D cS L D d电力工程基础潮流计算82电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算212BiiNQBU 112233aBbLDbBBcLDcBB

40、dLDdBSj QSSj Qj QSSj Qj QSSj Q 1.1.用用U UN N求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷电力工程基础潮流计算83电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算84电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2333333322c322222221b2113211111,()(),SS,()(),SS,()(),dLLNLLNLLNSSSRjXSSSUSSRjXSSSUSSSSRjXSSSSU 2.2.从末段线路开始，用从末段线路开始，用U UN N

41、依次计算各段线路的功率损耗依次计算各段线路的功率损耗电力工程基础潮流计算85电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算221111111122222222222233333333,()(),()(),()()ababbaababaabcbccbbcbcbbcdbcdccdcdccP RQ XP XQ RUVUUUUUUP RQ XP XQ RUVUUUUUUP RQ XP XQ RUVUUUUUU3.3.用用U Ua a和已求得的功率分布，从和已求得的功率分布，从a a点开始逐段计算电点开始逐段计算电压降落，求得压降落，求得U Ub b、U U

42、c c和和U Ud d电力工程基础潮流计算86电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算方法一：方法一：包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功率保持不变，两侧电压之比等于实际变比率保持不变，两侧电压之比等于实际变比K K。K电力工程基础潮流计算87电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算方法二：方法二：将线路将线路L L2 2的参数归算到的参数归算到L L1 1电压级电压级222222222/RK RXK XBBK电力工程基础潮流计算88电力工程基础电

43、力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算方法三：方法三：用用型等值电路处理型等值电路处理电力工程基础潮流计算89电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算90电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算91电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电压偏移过大对电压偏移过大对电力系统本身电力系统本身以及以及用电设备用电设备会带来不良会带来不良的影响。的影响。（1 1）效率

44、下降，经济性变差）效率下降，经济性变差（2 2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘（3 3）电压过低，电机发热）电压过低，电机发热（4 4）系统电压崩溃）系统电压崩溃不可能使所有节点电压都保持为额定值。不可能使所有节点电压都保持为额定值。（1 1）设备及线路压降）设备及线路压降（2 2）负荷波动）负荷波动（3 3）运行方式改变）运行方式改变（4 4）无功不足）无功不足 电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例如如:35kV:35kV及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超过及以上供电电压正负偏移的绝对值之

45、和不超过10%;10kV10%;10kV及以下在及以下在7%7%以内。以内。电压调整的必要性电力工程基础潮流计算92电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算93电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力系统的无功功率电源有电力系统的无功功率电源有发电机发电机、同步调相同步调相机机、静电电容器静电电容器及及静止补偿器静止补偿器，后三种装置又，后三种装置又称为称为无功补偿装置无功补偿装置。电力工程基础潮流计算94电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的

46、计算电压、功率及电能损耗的计算发电机的发电机的P-QP-Q极限极限电力工程基础潮流计算95电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算CQdjxqEUCQUddqCxUxUEQ2 00qCqCEUQEUQ过 激 时，欠 激 时，电力工程基础潮流计算96电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算并联静电电容器可按并联静电电容器可按三角形三角形和和星形接法星形接法连接在变连接在变电所母线上，它电所母线上，它只能向系统供应感性无功功率只能向系统供应感性无功功率。它所供应的感性无功功率与其端电压的平方成正

47、它所供应的感性无功功率与其端电压的平方成正比。比。CQU22CCUQCUX电力工程基础潮流计算97电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算l 静止补偿器的静止补偿器的全称全称为静止无功功率补偿器为静止无功功率补偿器(SVC)SVC)l 静止补偿器由静止补偿器由静电电容器静电电容器与与电抗器电抗器串并联组成串并联组成 电容器电容器可发出无功功率，可发出无功功率，电抗器电抗器可吸收无功功率，可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的两者结合起来，再配以适当的调节装置调节装置，就能够平，就能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。滑地改变输出（或吸收

48、）的无功功率。电力工程基础潮流计算98电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算静止无功补偿器的原理图静止无功补偿器的原理图(a)可控饱和电抗器型；(b)自饱和电抗器型；(c)可控硅控制电抗器型；(d)可控硅控制电抗器和可控硅投切电容器组合型电力工程基础潮流计算99电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算22MmmUQQ QI XX电压下降电压下降,转差增大转差增大,定子电流增大定子电流增大.异步电动机的简化等值电路异步电动机的简化等值电路U电力工程基础潮流计算100电力工程基础电力工程基础

49、第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算异步电动机的无功功率与端电压的关系异步电动机的无功功率与端电压的关系 受载系数受载系数:实际负载和额定负载之比实际负载和额定负载之比在额定电压附近，电动在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的机的无功功率随电压的升降而增减升降而增减电力工程基础潮流计算101电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算RTjXTU1-jBTGT0221122011%100100TTZTTkNNNQQQSU BXUIUSUSSU假定一台变压器的空载电流假定一台变压器的空载电流I I0 0%=2.5%=

50、2.5，短路电压，短路电压U Uk k%=10.5%=10.5，在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%13%。如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功功率损耗的数值是相当可观的。功率损耗的数值是相当可观的。电力工程基础潮流计算102电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算22221122221222221112122122122()2CByyLCBPQPQQXXUUPQUUQSSQQQXBUBUU 1U1yS2Bj1Sj

51、XR2S2U2Bj2yS1S2S电力工程基础潮流计算103电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算 问题：问题：在什么样的电压水平下实现无功功率平衡？在什么样的电压水平下实现无功功率平衡？GCLDQtQtQt电力工程基础潮流计算104电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算应该力求实现在应该力求实现在额定电压额定电压下的系统无功功率平衡。下的系统无功功率平衡。无功平衡与电压水平无功平衡与电压水平 2qCddEUUQxx22MmUQI XX电力工程基础潮流计算105电力工程基础电力工程基础 第

52、五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算106电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电压中枢点：电压中枢点：指那些能够反映和控制整个系统指那些能够反映和控制整个系统电压水平的节点（母线）。电压水平的节点（母线）。一般可选择下列母线作为电压中枢点：一般可选择下列母线作为电压中枢点：l 大型发电厂的高压母线大型发电厂的高压母线l 枢纽变电所的二次母线枢纽变电所的二次母线l 有大量地方性负荷的发电厂母线有大量地方性负荷的发电厂母线电力工程基础潮流计算107电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功

53、率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力系统的电压中枢点电力系统的电压中枢点例：中枢点中枢点中枢点中枢点电力工程基础潮流计算108电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算中枢点中枢点i i的电压在什么范围内的电压在什么范围内(V Vimin imin V Vi i V Vimaximax)才才能保证负荷电压能保证负荷电压V Vj j在允许的范围内？在允许的范围内？电力工程基础潮流计算109电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算l 中枢点中枢点i i的的最低电压最低电压V Vi im

54、inmin等于在地区负荷最大时等于在地区负荷最大时某用户允许的最低电压某用户允许的最低电压V Vj jminmin加上到中枢点的电压加上到中枢点的电压损耗损耗V Vmaxmax。l 中枢点中枢点i i的的最高电压最高电压V Vi imaxmax等于地区负荷最小时某等于地区负荷最小时某用户允许的最高电压用户允许的最高电压V Vj jminmin加上到中枢点的电压损加上到中枢点的电压损耗耗V Vminmin。minminmaxijVVVmaxmaxminijVVV电力工程基础潮流计算110电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算简单电力网简单电力

55、网例例电力工程基础潮流计算111电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算112电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算只满足只满足i i节点负荷时节点负荷时，中枢点电压，中枢点电压V VO O应维持的电压为应维持的电压为 0 8 8(0.95 1.05)0.04(0.99 2 1.09)(0.95 1.05)0.10(1.05 1.15)4OiOiNNNOiOiNNNhhVVVVVVVVVVVV 电力工程基础潮流计算113电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率

56、及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算只满足只满足j j节点负荷时节点负荷时，中枢点电压，中枢点电压V VO O应维持的电压为应维持的电压为 016 16 2(0.951.05)0.01(0.961.06)(0.951.05)0.03(0.981.08)4OjOjNNNOiOjNNNhhVVVVVVVVVVVV同时考虑同时考虑i i、j j两个负荷对两个负荷对O O点的要点的要求，可得出求，可得出O O点电压的变化范围。点电压的变化范围。电力工程基础潮流计算114电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算中枢点中枢点O 电压容许变化范围电压

57、容许变化范围只满足只满足i i节点负荷时节点负荷时，中枢点电，中枢点电压压V VO O应维持的电压为应维持的电压为 0 88 2 (0.99 1.09)(1.05 1.15)4ONONhhVVVV只满足只满足j j节点负荷时节点负荷时，中枢点电，中枢点电压压V VO O应维持的电压为应维持的电压为 016 16(0.961.06)(0.981.2408)ONONhhVVVV电力工程基础潮流计算115电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算 逆调压逆调压 顺调压顺调压 常调压常调压1.1.逆调压逆调压l 最大负荷时最大负荷时升高电压，但不超过线

58、路额定升高电压，但不超过线路额定电压的电压的105%105%，即，即1.051.05V VN N；l 最小负荷时最小负荷时降低电压，但不低于线路的额降低电压，但不低于线路的额定电压，即定电压，即1.01.0V VN N。适用场合适用场合：供电线路较长，负荷波动较大的网供电线路较长，负荷波动较大的网络络电力工程基础潮流计算116电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算2.2.顺调压顺调压l 最大负荷最大负荷时降低电压，但不低于线路额定电压的时降低电压，但不低于线路额定电压的2.5%2.5%，即，即1.0251.025V VN N；l 最小负荷最

59、小负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的时升高电压，但不超过线路额定电压的7.5%7.5%，即，即1.0751.075V VN N。适用场合适用场合：供电线路不长，负荷变动小的网路供电线路不长，负荷变动小的网路3.3.常调压常调压l 电压保持在较线路额定电压高电压保持在较线路额定电压高2%2%5%5%的数值，即的数值，即(1.02(1.02 1.05)1.05)V VN N，不随负荷变化来调整中枢点的电压。，不随负荷变化来调整中枢点的电压。适用场合适用场合：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的网络网络电力工程基础潮流计算117电力工程基础电力工程基础 第五

60、章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电压调整原理图电压调整原理图 1212()/iGGNPR QXVVKVKVKKV电力工程基础潮流计算118电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算（1 1）调节发电机励磁电流以）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压改变发电机机端电压V VG G；（2 2）改变变压器的变比改变变压器的变比K K1 1、K K2 2；（3 3）改变功率分布改变功率分布P+jQP+jQ（主要是（主要是Q Q），使电压损耗），使电压损耗V V 变化；（变化；（无功补偿无功补偿）（4 4）改变网络参数改变

61、网络参数R+jXR+jX（主要是（主要是X X），改变电压损耗），改变电压损耗 V V。电压调整的措施：电压调整的措施：12iGNPR QXVV KKV电力工程基础潮流计算119电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算120电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算 通过自动励磁调节装置通过自动励磁调节装置IfEqUG，不需另增设不需另增设备，简便可行且经济。备，简便可行且经济。由发电机不经升压直接供电的地方负荷，实行逆由发电机不经升压直接供电的地方负荷，实行逆调压。调压。

62、（适合于由适合于由孤立发电厂孤立发电厂不经升压直接供电的小型电力网，不经升压直接供电的小型电力网，在在大型电力系统大型电力系统中发电机调压一般只作为一种辅助性的调压措施中发电机调压一般只作为一种辅助性的调压措施）电力工程基础潮流计算121电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算同步发电机自动励磁调节原理框图同步发电机自动励磁调节原理框图电力工程基础潮流计算122电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算123电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算

63、电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算124电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算125电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算126电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算127电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算128电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率

64、及电能损耗的计算电力工程基础潮流计算129电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算l 有载调压变压器可以在有载调压变压器可以在带负荷的条件带负荷的条件下切换分接头下切换分接头而且调节范围也比较大，一般在而且调节范围也比较大，一般在15%15%以上。以上。l 目前我国暂定，目前我国暂定，110kV110kV级的调压变压器有级的调压变压器有7 7个分接头，个分接头，即即V VN N3 32.5%2.5%；220kV220kV级的有级的有9 9个分接头即个分接头即V VN N4 42.0%2.0%。l 采用有载调压变压器时，可以根据采用有载调压变压

65、器时，可以根据最大负荷最大负荷算得的算得的V V1tmax1tmax值和值和最小负荷最小负荷算得的算得的V V1tmin1tmin 分别选择各自合适分别选择各自合适的分接头。这样就能缩小次级电压的变化幅度，甚的分接头。这样就能缩小次级电压的变化幅度，甚至改变电压变化的趋势。至改变电压变化的趋势。电力工程基础潮流计算130电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电压调整原理图电压调整原理图 1212()/iGGNPR QXVVKV KVKKV电力工程基础潮流计算131电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及

66、电能损耗的计算供电点电压供电点电压V V1 1和负荷功率和负荷功率+jQjQ已给定，线路电容已给定，线路电容和变压器的励磁功率略去不计。且不计电压降落和变压器的励磁功率略去不计。且不计电压降落的横分量。的横分量。简单电力网的无功功率补偿简单电力网的无功功率补偿1.1.利用利用并联并联补偿调压补偿调压电力工程基础潮流计算132电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算221VQXPRVVcccVXQQPRVV221)(补偿前补偿前补偿后补偿后如果补偿前后如果补偿前后V V1 1保持不变，则有保持不变，则有 cccVXQQPRVVQXPRV2222)(K:1电力工程基础潮流计算133电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算22222)(VQXPRVQXPRVVXVQcccc由上式可解得由上式可解得 )(222VVXVQccc 2222222()cccccKVKVVQKVVVXXK22ccVKV 忽略第二项忽略第二项K:1电力工程基础潮流计算134电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压