电力工程基础潮流计算3ppt课件

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数学模型：元件或整个系统物理模型的数学描述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电力工程基础 第

2、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Z2Y2Y2Z2ZY0000ZRjXr ljx lYGjBg ljb lIIII型等效电路型等效电路T 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电力工程基础电力工程基础 第五

3、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线路参数是按导线的额定截面积计算的，导线的实线路参数是按导线的额定截面积计算的，导线的实际截面积通常比额定截面积略小。际截面积通常比额定截面积略小。修正后的电阻率修正后的电阻率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20120trrt20/0.003820.0036trt CkmrCkmCCC环境温度为时导体单位长度的电阻（）环境温度为20

4、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ABCAAABBBCCC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00.1445lg0.0157(/)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电力工程基础 第五章第

5、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(/)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

6、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（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（）电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压

7、、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 / 钢线部分额定截面积钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积主要载流

8、部分额定截面积 J 表示加强型，表示加强型，Q表示轻型表示轻型 J 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表示载流额定截面积为表示载流额定截面积为400mm2、钢线额定、钢线额定截面积为截面积为50 mm2的普通钢芯铝绞线。的普通钢芯铝绞线。 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

9、线 其安排的规律为：中心一股芯线，其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为由内到外，第一层为6 6股，第二层为股，第二层为1212股，第股，第三层为三层为1818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流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有6 6股，股，起支撑作用。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。但会增加线若干根，相互间保持一定的距离。但会增加线路电纳。路电纳。电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及

10、电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算四分裂导线四分裂导线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在近似计算中，激磁支路忽略不计在近似计算中，激磁支路忽略不计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00Pj

11、 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在原边加短路实验在原边加 I1N I1N ）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空载实验在原边加空载实验在原边加 U1N U1N ）电力工程基础电力工

12、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RTRT23210()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XTXT23%10( )100kNTNUUXS%kVkVATNkNNXUUUS变压器与对应侧的每相电抗（）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（）电力工程基础电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计

13、算电压、功率及电能损耗的计算3.3.电导电导GTGT30210( )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BTBT302%10( )100NTNISBSU0SkV%TNNBUUI变压器与对应侧的每相电纳（ ）变压器的额定电压（线电压）（）变压器的空载电流百分值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KTKT（1 1定义定义电网计算中：定义为空

14、载变压器原、副方绕组的线电电网计算中：定义为空载变压器原、副方绕组的线电压之比压之比电机学中：定义为变压器原、副方绕组的匝数之比电机学中：定义为变压器原、副方绕组的匝数之比 对对Y/YY/Y或或/ /接线的变压器接线的变压器 对对Y/Y/接线的变压器接线的变压器1122NTNUWKUW11223NTNUWKUW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分接头分接头根据电力系统的调压要求，变压器在其高压侧通常设根据电力系统的调压要求，变压器在其高压侧通常设有若干个分接头供选择。如有若干个分接头供选择。如变压器的额定变比是变压器的抽头位于主

15、抽头时两侧变压器的额定变比是变压器的抽头位于主抽头时两侧绕组的空载额定线电压之比；绕组的空载额定线电压之比；变压器运行的实际变比是抽头在实际位置情况下，两变压器运行的实际变比是抽头在实际位置情况下，两侧绕组的空载额定线电压之比；侧绕组的空载额定线电压之比；11022.5% /11kV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：如何做短路实验注意：如何

16、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绕组中通以额定电流绕组中通以额定电流; 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/()%()NNNNkkkkkkSUUUPPPUUUPI短路实验空载实验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n 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

17、n 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n 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 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

18、)(1 2)1()21()21()2kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP23112232222333210( )10( )10( )kNTNkNTNkNTNP URSP URSP URS(1 2)(1 2)(1 3)(1 3)(2 3)(2 3)kkkkkkPPPPPP 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100/100/50n 对于100/50/100(1 2)(1 2)22(1 3)(1 3)(1 3)322(2 3)(2 3)(2 3)31005010050kkNkkkNNkkkNPPSPPPSSPPPS (1

19、3)(1 3)22(1 2)(1 2)(1 2)222(2 3)(2 3)(2 3)21005010050kkNkkkNNkkkNPPSPPPSSPPPS 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电力工程基础电力工

20、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：电抗计算不存在容量比不同的折算问题，因为制电抗计算不存在容量比不同的折算问题，因为制造厂提供的短路电压值已折算为变压器额定容造厂提供的短路电压值已折算为变压器额定容量下的值；量下的值；高压绕组因绝缘要求排在最外层，中压绕组根据高压绕组因绝缘要求排在最外层，中压绕组根据需要可排在中层，也可以排在最内层；排在最需要可排在中层，也可以排在最内层；排在最中层的绕组，由于内外层绕组的互感作用很强，中层的绕组，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当互感作用超过本绕组的自感作用时 ，将使，将使其等

21、值电抗为负值，一般此负值很小，计算中其等值电抗为负值，一般此负值很小，计算中近似取近似取0 0。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三绕组变压器导纳的方法和求取双绕组变压器求取三绕组变压器导纳的方法和求取双绕组变压器导纳的方法相同。导纳的方法相同。30210( )TNPGSU302%10( )100NTNISBSU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双绕组自耦变压器双绕组自耦变压器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、

22、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，三绕组自耦变的高压、中压绕组接成通常，三绕组自耦变的高压、中压绕组接成Y0Y0形，第三形，第三绕组低压绕组接成三角形，这样有利于消除由于铁芯饱绕组低压绕组接成三角形，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折算）。量小因此计算变压器阻抗时需要按绕组容量折算）。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

23、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(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

24、 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( )TNP

25、GSU302%10( )100NTNISBSU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

26、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半穿越电抗半穿越电抗n2222FXXXX1212CXXX12BXXX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212212FFCXXKXXX104FXK当时，121 2CXXX2222FXXXX1212BXXXXX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理想变压比的等值电路以双绕组变压器为例）带有理想变压比的等值电路以双绕组变压器为例）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

27、磁、无需励磁电流的变压器:1TK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: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 11122122

28、1()(1)()TTTTTTTTTKKIVVVZZKKKIVVVZZn 阻抗表示阻抗表示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，构成谐振三角三个支路的阻抗值之和恒等于零，构成谐振三角形，产生谐振换流，在原、副方间的阻抗上产生形，产生谐振换流，在原、副方间的阻抗上产生电压降，实

29、现变压的作用。电压降，实现变压的作用。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电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能

30、损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bjy2S1S2S2S2U1S1U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222222221222()()()dUUj UP RQ XUUP XQ

31、 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2111112211212122222222yyBSSSSjUPQSSRjXUBSSSSjU 221111111111(0)UUUdUUUUj UPRQ XPXQ RdUjUUU设1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S电力工程基础电力工程基础 第五章第五

32、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

33、，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22222222212221111122yNNyBSSSSjUPQSSRjXUBSSSSjU 2NUU112111PRQ XUUUUU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能能Q2Q2大于大于Q1Q112dUUU12UU12100%NUUU电压损耗100%NNUUU电压偏移21100%PP输电效率电力工程

34、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121102222222222221000001%21001%2100TZTTTTZkkNNTTTNSSSSSSPQRjXUSUSSPjSSUGjBSIPjQPjS 其中方法方法方法方法211212222222(0)TTTTUUUdUUUj UP RQ XP XQ RdUjUUUU设1UTjB1S1STTRjX2S2UTGTZS0TS电力工程基础电力工程

35、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abcd123 S L D b S L D cS L D d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 112233aBbLDbBBcLDcBBdLDdBSj QSSj Qj QSSj Qj QSSj Q 1.1.用用UNUN求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷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

36、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UNUN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, ,()(), ,()(), ,()()ababbaab

37、abaabcbccbbcbcbbcdbcdccdcdccP RQ XP XQ RUVUUUUUUP RQ XP XQ RUVUUUUUUP RQ XP XQ RUVUUUUUU3.3.用用UaUa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UbUb、 Uc Uc和和UdUd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：包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功方法一：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

38、K。K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：将线路方法二：将线路L2L2的参数归算到的参数归算到L1L1电压级电压级222222222/RK RXK XBBK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三：用方法三：用型等值电路处理型等值电路处理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电力工程基础 第五章第五章 电压、功率及电能

39、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力系统本身以及用电设备会带来不良电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备会带来不良的影响。的影响。（1 1效率下降，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

40、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发电机的发电机的P-QP-Q极限极限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

41、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CQU22CCUQCUX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

42、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电力工程基础 第五章

43、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I0%=2.5I0%=2.5，短路电压，短路电压Uk%=10.5Uk%=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。电力工程基础电力工程基础 第五章第

44、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 1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S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 GCLDQtQtQt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额定电压下的系统无功功率平衡。应该力求实现在额定电压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 2qCddEUUQxx22

45、MmUQI XX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( Vimin Vi Vimax)( Vimin Vi Vimax)才能保证负荷电压才能保证负

46、荷电压VjVj在允许的范围内？在允许的范围内？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的最低电压的最低电压ViminVimin等于在地区负荷最大等于在地区负荷最大时某用户允许的最低电压时某用户允许的最低电压VjminVjmin加上到中枢点的加上到中枢点的电压损耗电压损耗VmaxVmax。l 中枢点中枢点i i的最高电压的最高电压VimaxVimax等于地区负荷最小时等于地区负荷最小时某用户允许的最高电压某用户允许的最高电压VjminVjmin加上到中枢点的电加上到中枢点的电压损耗压损耗VminVmin。minminmax

47、ijVVVmaxmaxminijVVV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网例例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，中枢点电压节点负荷时，中枢点电压VOVO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)4OiOiNNNOiOiNNNhhVVVV

48、VVVVVVVV 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j j节点负荷时，中枢点电压节点负荷时，中枢点电压VOVO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

49、的计算中枢点中枢点O 电压容许变化范围电压容许变化范围只满足只满足i i节点负荷时，中枢点电节点负荷时，中枢点电压压VOVO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，中枢点电节点负荷时，中枢点电压压VOVO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

50、2.2.顺调压顺调压最大负荷时降低电压，但不低于线路额定电压的最大负荷时降低电压，但不低于线路额定电压的2.5%2.5%，即即1.025VN1.025VN；最小负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的最小负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的7.5%7.5%，即即1.075VN1.075VN。适用场合：供电线路不长，负荷变动小的网路适用场合：供电线路不长，负荷变动小的网路3.3.常调压常调压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%5%2%5%的数值，即的数值，即(1.021.05)VN(1.021.05)VN，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

51、场合：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的适用场合：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 QXVVKVKVKKV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改变发电机机端电压调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压VGVG；（2 2改变变压器的变比改变变压器的变比K1K1、K2K2；（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

52、电压损耗V V 变化；（无功补偿）变化；（无功补偿）（4 4改变网络参数改变网络参数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

53、负荷，实行逆调压。（适合于由孤立发电厂不经升压直接供电调压。（适合于由孤立发电厂不经升压直接供电的小型电力网，在大型电力系统中发电机调压一的小型电力网，在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）般只作为一种辅助性的调压措施）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电力工程基础

54、 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带负荷的条件下切换分接头有载调压变压器可以在带负

55、荷的条件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VNVN3 32.5%2.5%；220kV220kV级的有级的有9 9个分接头即个分接头即VNVN4 42.0%2.0%。l 采用有载调压变压器时，可以根据最大负荷算得的采用有载调压变压器时，可以根据最大负荷算得的V1tmaxV1tmax值和最小负荷算得的值和最小负荷算得的V1tmin V1tmin 分别选择各自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，合适的分接头。

56、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。甚至改变电压变化的趋势。 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利用串联补偿调压利用串联补偿调压电压调整原理图电压调整原理图 1212()/iGGNPR QXVVKV KVKKV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供电点电压供电点电压V1V1和负荷功率和负荷功率+jQ+jQ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

57、简单电力网的无功功率补偿1.1.利用并联补偿调压利用并联补偿调压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V1V1保持不变，则有保持不变，则有 cccVXQQPRVVQXPRV2222)(K: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22222)(VQXPRVQXPRVVXVQcccc由上式可解得由上式可解得 )(222VVXVQccc 2222222()cccccKVKVVQKVVVXXK22

58、ccVKV 忽略第二项忽略第二项K: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由此可见由此可见: :补偿容量与调压要求和降压变压器的补偿容量与调压要求和降压变压器的变比选择均有关。变比选择均有关。变比变比K K的选择原则：的选择原则：在满足调压的要求下，使无功补偿容量为最小。在满足调压的要求下，使无功补偿容量为最小。无功补偿设备的性能不同，选择变比的条件也无功补偿设备的性能不同，选择变比的条件也不相同不相同 。2222222()cccccKVKVVQKVVVXXK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

59、能损耗的计算l 补偿设备为静电电容器补偿设备为静电电容器 l为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入，在最小荷时全部退出。全部投入，在最小荷时全部退出。lStep1. Step1. 根据调压要求，按最小负荷时没有补偿根据调压要求，按最小负荷时没有补偿的情况确定变压器的分接头。的情况确定变压器的分接头。 NtVVVV2min2min2于是于是min2min22VVVVNt 12tNK V V2min2minVV和分别为最小负荷时低压母线归算到高压侧的电压和要求保持的实际电压。( (据此选择分接头据此选择分接头V1t)V1t)（确定变比）（确定变

60、比）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Step2.Step2.按最大负荷时的调压要求计算补偿容量按最大负荷时的调压要求计算补偿容量22 max2max2 maxcccVVQVkXKStep3. 根据算得的补偿容量，从产品目录中选择合适根据算得的补偿容量，从产品目录中选择合适的设备。的设备。Step4. 根据确定的变比和选定的静电电容器容量，校根据确定的变比和选定的静电电容器容量，校验实际的电压变化。验实际的电压变化。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首先确定变比首先确定变比K K