第三章简单电力网络的计算和分析

1、整理ppt1整理ppt2第三章 简单电力系统的计算和分析整理ppt3本章主要内容整理ppt4第一节：电力线路和变压器运行状况的计算和分析整理ppt5一、电力线路运行状况的计算1、电力线路上的电压降落和功率损耗 形等值电路表示的电力线路，既可运用式(2-38)在已知两个变量(如末端电流、电压)的情况下，求取另外两个变量(即始端电流、电压)；也可运用节点电压法或回路电流法等列出方程式组后进行联立求解。另外，因为这种电路简单，也可运用欧姆定律、基尔霍夫定律等直接写出有关的计算公式。但所有这些方法都不免要进行复数运算，手算时应采用尽可能避免复数运算的方法。整理ppt6整理ppt7 这就是电力线路功率计

2、算的全部内容。整理ppt8整理ppt9这就是电力线路电压计算的全部内容。可见，所有计算都已避免了复数乘除。整理ppt10整理ppt11整理ppt12求得线路两端电压后，就可计算某些标志电压质量的指标，如电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整等。 整理ppt13整理ppt14整理ppt152电力线路上的电能损耗 电力线路的运行状况随时间而变化，线路上的功率损耗也随时间而变化。在分析线路或系统运行的经济性时，不能只计算某一瞬间的功率损耗，还必须计算某一时间段内例如一年内，即24(hd)365(d)8760(h)内的电能损耗。如一年内线路上流过的电流或线路某一端电压和有功、无功功率的变化规律己知，原

3、则上就可计算线路的电能损耗，因它无非是若干更短时间段内电能损耗的总和。而在这些更短的时间段内，线路电流或线路某一端电压和功率可认为不变。换言之，可列出：整理ppt16 上式虽较严格，却因计算工作量太大而不实用。工程实践中，特别是进行规划设计时，往往用根据统计资料制定的经验公式或曲线计算电能损耗。 对不同行业，可从有关手册中查得它们的最大负荷利用小时数；并求得年负荷率。 所谓最大负荷利用小时数Tmax系指一年中负荷消费的电能W除以一年中的最大负荷Pmax。即TmaxWPmax。所谓年负荷率则指一年中负荷消费的电能W除以最大负荷Pmax与一年8760 h的乘积，即年负荷率W(8760 Pmax)。

4、整理ppt17整理ppt18整理ppt19整理ppt20如图示：空载时，末端电压高于首端电压二、电力线路运行状况的分析 首先分析线路的空载运行状况。空载时，线路末端电纳中的功率属容性。它们在线路上流动时引起的电压降落纵、横分量分别为：整理ppt21分析线路的有载运行状况。如线路末端电纳中的功率已并入负荷无功功率或可以略去，末端仅有无功功率负荷Q2时的电压相量图见图3-5（a)。图中整理ppt22整理ppt23XRtanRXarctan)tan(tanPQ90整理ppt24整理ppt25整理ppt26三、变压器运行状况的计算 1.变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗 导得线路的功率计算和电压计

5、算公式后，就可将它们套用于变压器的功率计算和电压计算。类似式(3-2)，可列出变压器阻抗支路中损耗的功率为整理ppt27 仅希注意，变压器励磁支路的无功功率与线路导纳支路的无功功率符号相反。 实际上，上列公式是用以计算变电所变压器中的功率和电压的。这是因为对变电所，经常是负荷侧的功率为已知。而对发电厂，因经常是电源侧的功率为已知，它的变压器应从电源侧起算。这时，计算电压的公式相似于式(3-9)(3-11)，即整理ppt28 至于变压器中的电能损耗，电阻中损耗即铜耗部分可完全套用式(3-12)(3-16)计算；电导中损耗即铁耗部分则可近似取变压器空载损耗P0与变压器运行小时数的乘积。变压器运行小

6、时数等于一年8760h减去因检修等而退出运行的小时数。 如不必求取变压器内部的电压降落，可不制定变压器的等值电路而直接由制造厂提供的试验数据计算其功率损耗。为此，将式(2-6)(2-9)代入式(3-17)、(3-18）。整理后得整理ppt29对发电厂的变压器，则应有 由式(3-27)、(3-28)、(3-27a)可见，额定条件下运行时，变压器电抗中损耗的无功功率就等于以标么值表示的短路电压乘以额定功率；电纳中损耗约无功功率则等于以标么值表示的空载电流乘以额定功率。计算电阻和电导中损耗的有功功率时，要注意制造厂提供的单位(kW)与电力系统计其中常取的单位(MW)之间的换算。整理ppt30 2节点

7、注入功率、运算负荷和运算功率 求得变压器中的功率损耗后，可将变电所负荷侧的负荷功率P2、Q2与按式(3-25)、(3-26)求得的功率损耗相加，得直接联接在变电所电源侧母线上的等值负荷功率P1、Q1；或从发电厂电源侧的电源功率P1、Q1中减去按式(3-25a)、(3-26)求得的功率损耗，得直接联接在发电厂负荷侧母线上的等值电源功率P2、Q2。 等值电源功率，在运用计算机计算并将发电厂负荷侧母线看作为一个节点时，又称该节点的注入功率，即电源向网络注入的功率，而与之相对应的电流则称注入电流。注入功率或注入电流总以流入网络为正。从而，等值负荷功率，即负荷从网络吸取的功率，就可看作为具有负值的变电所

8、(电源侧母线)节点注入功率。 整理ppt31手算时，往往还将变电所或发电厂母线上所联线路对地电纳中无功功率的一半也并入等值负荷或等值电源功率，并分别称之为运算负荷(功率)或运算(电源)功率。显然在计算运算负荷时，如等值负荷功率属感性，应在等值负荷的无功功率中减去这部分容性电纳中的无功功率：在计算运算功率时，如等值电源功率属感性，应在等值电源的无功功率中加入这部分容性电纳中的无功功率。显然，这时的运算功率和运算负荷也可分别看作为具有正值和负值的注入功率。负荷功率、等值负荷功率、运算负荷以及电源功率、等值电源功率、运算功率之间的关系如图3-8。 以上的讨论同样适用于其它型式的变压器，如三绕组变压器

9、、自耦变压器等。整理ppt32整理ppt33第二节辐射形和环形网络中的潮流分布整理ppt34一、辐射形网络中的潮流分布n就潮流分布而言：辐射形网络可理解为包括图l16所示的三种无备用结线网络也包括图117(d)、(e)、(f)所示的三种有备用结线网络。n最简单的辐射形网络如图39(d)所示：是一个只包含升、降压变压器和一段单回路输电线的输电系统。整理ppt35解析法：对图39(c)所示等值电路，原则上可运用节点电压法、回路电流法等列出方程式组，联立求解。例如，可列出两个独立的节点电流平衡关系式或三个独立的回路电压平衡关系式，而各节点或各回路的电流或电压已知时，它们都是线性方程式组，可直接求得解

10、析解。实际求解方法：计算机计算和手算。但实践中，计算电力系统潮流分布时，已知的既不是电流也不是电压，而是功率 各节点注入功率。如以 取代这些方程式组中的电流或电压，它们就变成非线性方程式组，一般不再能直接求解解析，只能迭代求近似解。运用计算机计算时，这种迭代求解并不困难，而且也正是这样计算的。但手算时，因反复迭代解复数方程式组计算工作量很大，不宜采用这种方法。整理ppt36手算方法：整理ppt37整理ppt38整理ppt39整理ppt40整理ppt41整理ppt42整理ppt43整理ppt44整理ppt45整理ppt46整理ppt47整理ppt48整理ppt49整理ppt50整理ppt51整理

11、ppt52整理ppt53整理ppt54整理ppt55整理ppt56整理ppt57 3环形网络个的电压降落和功率损耗 在求得环形网络中功率分布后，还必须计算网络中各线段的电压降落和功率损耗。方能获得潮流分布计算的最终结果。 这种计算并不困难。因求得网络中功率分布后，就可确定共功率分点以及流向功率分点的功率。由于功率分点总是网络中最低电压点，可在该点将环网解开，即将环形网络看作为两个辐射形网络，由功率分点开始，分别从其两侧逐段向电源端推算电压降落相功率损耗。这时运用的计算公式与计算辐射形网络时完全相同。 进行上述计算时可能会出现两个问题；有功功率分点和无功功率分点不一致，应以哪个分点作计算的起点?

12、已知的是电源端电压而不是功率分点电压，应按什么电压起算?对前者可作如下考虑：鉴于较高电压级网络中，电压损耗主要系无功功率流动所引起，无功功率分点电压往往低于有功功率分点，一般可以无功功率分点为计算的起点。对后者则要再次设网络中各点电压均为额定电压，先计算各线段功率损耗，求得电源端功率后，再运用已知的电源端电压和求得的电源端功率计算各线段电压降落。整理ppt58整理ppt59整理ppt60整理ppt61整理ppt62整理ppt63整理ppt64整理ppt65整理ppt66整理ppt67整理ppt68整理ppt69整理ppt70整理ppt71 二、简单电力网络潮流计篡的实践 本小节中，将给出三个计算实例以说明上述网络简化方法的应用以及其它有关的计算方法。其中，例3-5说明等值电源法和负荷移置法的应用；例3-6除说明负荷移置法的应用外，还用以与第四章中的计算机计算作比较；例3-7是一个较深入的算例，说明在潮流计算中如何计及负荷的静态电压特性。整理ppt72第四节 电力网络潮流的调整控制整理ppt73辐射形网络中的潮流是不加控制也无法控制的，它们完全取决于各负荷点的负荷；环形网络中，环式网络的潮流，如不采取附加措施，就按阻抗分布，因而也是无法控制的；两端供电网络的潮流虽可借调整两端电源的功率或电压适当控制，但由于两端电源容量有一定