第三章电力网的基本计算

1、1/97第第3 3章章 电力网的基本计算电力网的基本计算电力线路的结构电力线路的结构电力网的等值电路和参数电力网的等值电路和参数开式电力网功率分布和电压计算开式电力网功率分布和电压计算2/973/97第第1 1节节 电力线路的结构电力线路的结构电力线路按照结构可以分为架空线路和电缆线路。电力线路按照结构可以分为架空线路和电缆线路。1. 1. 架空线路架空线路导线导线避雷线避雷线杆塔杆塔绝缘子绝缘子金具金具4/97（1 1）导线、避雷线）导线、避雷线导线常用材料：导线常用材料：铜、铜、铝、铝合金、钢铝、铝合金、钢分类：裸导线、绝缘导线分类：裸导线、绝缘导线裸导线：单股导线、多股绞线、钢芯铝绞线裸

2、导线：单股导线、多股绞线、钢芯铝绞线架空线的型号：架空线的型号：TT铜线、铜线、LL铝线、铝线、GG钢线、钢线、TJTJ铜绞线、铜绞线、LJLJ铝绞线、铝绞线、LGJLGJ钢芯铝绞线、钢芯铝绞线、GJGJ钢绞线钢绞线例：例：LGJ-70LGJ-705/97铜绞线（铜绞线（TJTJ）：）：导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀作用的抵抗力都较强，但价格较高。的抵抗力都较强，但价格较高。铝绞线（铝绞线（LJLJ）：）：导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于但对化学

3、腐蚀作用的抵抗力较差。多用于6-10kV6-10kV的线路，其受力不大，的线路，其受力不大，杆距不超过杆距不超过100-125m100-125m。钢芯铝绞线（钢芯铝绞线（LGJLGJ）：）：在机械强度要求较高的场合和在机械强度要求较高的场合和35kV35kV及以上的架及以上的架空线路上多被采用。空线路上多被采用。钢绞线（钢绞线（GJGJ）：）：避雷针避雷针6/97档距：档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线路的同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线路的档距（或跨距）。档距（或跨距）。 弧垂：弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低点的垂导线悬挂在杆塔的绝缘子上，

4、自悬挂点至导线最低点的垂直距离称为弧垂。直距离称为弧垂。线间距离：线间距离：380V为为0.40.6m；610kV为为0.81m；35kV为为23.5m；110kV 为为34.5m。7/97导线在杆塔上的排列方式：导线在杆塔上的排列方式： 三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全部垂多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；直排列；电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上面，电

5、压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上面，电压较低的线路应架设在下面；电压较低的线路应架设在下面；架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通讯线架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通讯线路应在下面。路应在下面。8/97注意：注意：为了防止输电线路导线产生为了防止输电线路导线产生电晕并减少电感值电晕并减少电感值，超高压架空线路，超高压架空线路所使用的导线常采用分裂导线或者孔芯导线。所使用的导线常采用分裂导线或者孔芯导线。9/97（2 2）杆塔）杆塔木杆：基本不用木杆：基本不用钢筋混凝土杆：钢筋混凝土杆：220kV220kV及以下及以下铁塔：铁塔：220kV220kV

6、及以上及以上材料：材料：支线杆塔（中间杆塔）支线杆塔（中间杆塔）转角杆塔转角杆塔耐张杆塔（承力杆塔）耐张杆塔（承力杆塔）终端杆塔终端杆塔换位杆塔换位杆塔跨越杆塔跨越杆塔用途：用途：102022-7-2杆塔：杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大地之间保持一定的安全距离。大地之间保持一定的安全距离。 电杆电杆木杆木杆水泥杆水泥杆金属杆金属杆钢管杆钢管杆型钢杆型钢杆铁塔铁塔机械强度大，维修工作量小，机械强度大，维修工作量小，使用年限长，但价格较贵且使用年限长，但价格较贵且材料来源比较紧张，主要应材料来源比较紧张，主要应用于高压架空线路。用于

7、高压架空线路。使用年限长，维修工作量小，使用年限长，维修工作量小，能节省大量的钢材和木材，质能节省大量的钢材和木材，质量大，运输与施工不方便。量大，运输与施工不方便。被淘汰被淘汰 11/97（3 3）金具）金具-连接固定导线或绝缘子所使用的金属部件连接固定导线或绝缘子所使用的金属部件12/9713/97架空线路使用的绝缘子：针式、悬式、棒式架空线路使用的绝缘子：针式、悬式、棒式针式绝缘子针式绝缘子 用于用于35kV35kV及以下线路，使用在直线杆塔或小转角杆塔。及以下线路，使用在直线杆塔或小转角杆塔。14/97悬式绝缘子悬式绝缘子 用于用于35kV35kV及以上线路，通常将它们组成绝缘子串使用

8、及以上线路，通常将它们组成绝缘子串使用（35kV35kV为为3 3片串接；片串接；60kV60kV为为5 5片串接；片串接；110kV110kV为为7 7片串接）。片串接）。15/97棒式绝缘子棒式绝缘子 用于用于110kV110kV及以下线路。及以下线路。16/97棒式绝缘子施工棒式绝缘子施工172022-7-2高压针式绝高压针式绝缘子缘子低压针式绝低压针式绝缘子缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路瓷横担高压线路瓷横担绝缘子绝缘子线路盘形悬式绝缘子线路盘形悬式绝缘子复合针式绝缘子复合针式绝缘子复合棒式绝缘子复合棒式绝缘子182022-7-22022年年7月月2日日带电更换带电更换

9、V V型串绝缘子型串绝缘子带电更换耐张闪络绝缘子带电更换耐张闪络绝缘子192022-7-2线路金具、线路金具、U型抱箍、挂板型抱箍、挂板 杆顶帽、拉杆顶帽、拉线抱箍线抱箍金具金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。20/972. 2. 电缆线路电缆线路（1 1）电力电缆的结构）电力电缆的结构 电力电缆一般包括导体、绝电力电缆一般包括导体、绝缘层和保护包皮三部分。缘层和保护包皮三部分。（2 2）埋设方式埋设方式 直接埋入土中、电缆沟直接埋入土中、电缆沟敷设、穿管敷设。敷设、穿管敷设。212022-7-2电缆的结构：电缆的结构：包括导体、绝缘层和保护层三

10、部分。包括导体、绝缘层和保护层三部分。分为单芯、三芯和四芯等种类。单芯电缆的分为单芯、三芯和四芯等种类。单芯电缆的导体截面是圆形的；三芯或四芯电缆的导体导体截面是圆形的；三芯或四芯电缆的导体截面除圆形外，更多是采用扇形，如图所示。截面除圆形外，更多是采用扇形，如图所示。图图 扇形三芯电缆扇形三芯电缆1导体导体 2纸绝缘纸绝缘 3铅包皮铅包皮 4麻衬麻衬 5钢带铠甲钢带铠甲 6麻被麻被导体：由多股铜绞线或铝绞线制成。导体：由多股铜绞线或铝绞线制成。222022-7-2绝缘层：绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护包皮之间保持绝用来使导体与导体之间、导体与保护包皮之间保持绝缘。绝缘材料一般有油浸

11、纸、橡胶、聚乙烯、交联聚氯乙烯等。缘。绝缘材料一般有油浸纸、橡胶、聚乙烯、交联聚氯乙烯等。 保护外皮：保护外皮：用来保护绝缘层，使其在运输、敷设及运行过程中用来保护绝缘层，使其在运输、敷设及运行过程中免不受机械损伤，并防止水分浸入和绝缘油外渗。常用的外皮有免不受机械损伤，并防止水分浸入和绝缘油外渗。常用的外皮有铝皮和铅皮。此外，在电缆的最外层还包有铝皮和铅皮。此外，在电缆的最外层还包有钢带铠甲钢带铠甲，以防止电，以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。232022-7-2电缆的敷设方式：电缆的敷设方式：直接埋入土中：埋设深度一般为直接埋入土中：埋设深度一般为0.70

12、.70.8m0.8m，应在冻土层以下。当多条电缆并列，应在冻土层以下。当多条电缆并列敷设时，应留有一定距离，以利于散热。敷设时，应留有一定距离，以利于散热。 电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电缆置于电缆沟的支架电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电缆置于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。上，沟面用水泥板覆盖。穿管敷设：当电力电缆在室内明敷或暗敷时，为了防电缆受到机械损坏，一般穿管敷设：当电力电缆在室内明敷或暗敷时，为了防电缆受到机械损坏，一般多采用穿钢管的敷设方式。多采用穿钢管的敷设方式。242022-7-21.电阻电阻：线路通过电流时产生的：线路通过电流时产生的有

13、功功率损失有功功率损失效应，由电场效应，由电场产生。产生。2.电感电感(电抗电抗)：载流导线产生磁场效应，由磁场产生。：载流导线产生磁场效应，由磁场产生。3.电导电导：线路带电时绝缘介质表面产生泄漏电流及附近空气：线路带电时绝缘介质表面产生泄漏电流及附近空气游离而产生的有功功率损失。游离而产生的有功功率损失。4.电容电容(电纳电纳)：反映带电导线周围电场效应。：反映带电导线周围电场效应。第第2 2节节 电力网的等值电路和参数电力网的等值电路和参数一一. . 输电线路的参数输电线路的参数252022-7-21 电阻（电阻（Rresistance）：）：单根导线单位长度的单根导线单位长度的直流电阻

14、直流电阻为：为： 1rF导线的交流电阻比直流电阻增大导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%1%，主要是因为：，主要是因为：F应考虑应考虑趋肤效应和邻近效应趋肤效应和邻近效应的影响；的影响；F导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大;F导线的导线的额定截面（即标称截面额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。）一般略大于实际截面。 通常取通常取 ; ; 2Cu18.8mm /km2Al31.5mm /km线路通过电流时的线路通过电流时的有功功率损耗有功功率损耗有色金属导线架空线路的电阻。有色金属导线指铝线、钢芯铝有色金属导线架空线路的电阻。有

15、色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线。线和铜线。262022-7-2工程计算中，可先查出工程计算中，可先查出导线单位长度电阻值导线单位长度电阻值 r1，则，则1Rrl需要指出：需要指出：手册中给出的手册中给出的 r1值，则是指温度为值，则是指温度为20时的导线电阻，时的导线电阻，当实际运行的温度不等于当实际运行的温度不等于20时，应按下式进行修正：时，应按下式进行修正： )20(120rr式中，式中，为电阻的温度系数为电阻的温度系数(1/)，铜取，铜取0.00382（1/），铝取），铝取0.0036（1/）。）。 272022-7-22 电感和电抗：电感和电抗：线路电抗是由于导线中有交流电流流过，

16、在导线周围产生线路电抗是由于导线中有交流电流流过，在导线周围产生磁场磁场形形成的。对于三相电路，每相电路都存在成的。对于三相电路，每相电路都存在互感和自感互感和自感。当三相线路。当三相线路对称排列，或虽然不对称排列但经完全换位对称排列，或虽然不对称排列但经完全换位后，每相导线单位长后，每相导线单位长度的等值电抗度的等值电抗相等相等，为：，为：1jpjp42100(4.6lg0.5) 100.1445lg0.0157rrxLfLDDrr式中，式中，r为为相对磁导率相对磁导率，铜和铝的，铜和铝的 ; r为导线半径（为导线半径（m）；）；Djp为三相导线的线间几何均距为三相导线的线间几何均距（m）,

17、电抗单位电抗单位 /km。1r282022-7-23 电容和电纳：电容和电纳：线路相间与对地之间都存在电位差，并由空气等绝缘介质隔开，因线路相间与对地之间都存在电位差，并由空气等绝缘介质隔开，因此相间与对地之间都有此相间与对地之间都有分布电容分布电容存在。当三相线路存在。当三相线路对称排列，或虽对称排列，或虽然不对称排列但经完全换位然不对称排列但经完全换位后，每相导线单位长度的等值电容后，每相导线单位长度的等值电容（F/km）为：）为： 610.024110246lgjpCDr式则单位长度的电纳（则单位长度的电纳（S/km）为）为： 6111jp7.56210lgbCfCDr1Bb l2920

18、22-7-2分裂导线线路的电容、电纳分裂导线线路的电容、电纳617.5810 (S/km)lgjpDbDr610.024110 lgjpDCDr和一般三相架空线路的差别是：导线半径和一般三相架空线路的差别是：导线半径增加，电纳增加，电纳增加。增加。302022-7-24 电导（电导（G）：）： 电导参数是反映沿线路绝缘子表面的电导参数是反映沿线路绝缘子表面的泄漏电流泄漏电流和导线周围空气和导线周围空气电离产生的电离产生的电晕现象电晕现象而产生的而产生的有功功率损耗有功功率损耗 。（。（主要由电晕损耗主要由电晕损耗决定决定）电晕现象：电晕现象：强电场作用下导线周围空气的电离现象。在架空线路强电场

19、作用下导线周围空气的电离现象。在架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强带有高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导线周围的空气被电离而产生度时，导线周围的空气被电离而产生局部放电局部放电的现象。的现象。 312022-7-2 当线路电压高于当线路电压高于电晕临界电压电晕临界电压时，将出现电晕损耗，与电晕相对应的导线单时，将出现电晕损耗，与电晕相对应的导线单位长度的等值电导（位长度的等值电导（S/km）近似为：）近似为： 32110UPgglgG1因此，因此， 式中，式中， 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/k

20、m）。）。 gP注意：注意：通常由于线路绝缘良好，泄漏电流很小，而电晕损耗在设计线路通常由于线路绝缘良好，泄漏电流很小，而电晕损耗在设计线路时已经采取措施加以限制，故在电力网的电气计算中，时已经采取措施加以限制，故在电力网的电气计算中，除特高压线路之除特高压线路之外外，近似认为，近似认为G=0。 在设计架空线路时依据电晕临界电压规定了不需要验算电晕的在设计架空线路时依据电晕临界电压规定了不需要验算电晕的导线导线最小外径：最小外径：110kV导线外径不应小于导线外径不应小于9.6mm；220kV导线外径不应导线外径不应小于小于21.3mm；60kV及以下的导线不必验算电晕临界电压；及以下的导线不

21、必验算电晕临界电压；220kV以上的超高压输电线，采用以上的超高压输电线，采用分裂导线分裂导线或或扩径导线扩径导线以增大每相导线的以增大每相导线的等值半径等值半径，提高，提高电晕临界电压。电晕临界电压。322022-7-2例：已知某例：已知某110kV110kV架空输电线路全长架空输电线路全长100km100km，导线型号为，导线型号为LGJ-LGJ-185185，试画出其，试画出其型等效电路。型等效电路。解：查得：解：查得：kmSbkmxkmr/1058. 2,/4 . 0,/17. 06111SlbBlxXlrR461111058. 21001058. 2401004 . 01710017

22、. 0因此，其等效电路为：因此，其等效电路为：332022-7-2二二. . 变压器的参数变压器的参数342022-7-2n变压器有双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压变压器有双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压器等。器等。变压器的参数包括电阻、电导、电抗和电纳变压器的参数包括电阻、电导、电抗和电纳，这些参数要，这些参数要根据变压器铭牌上厂家提供的根据变压器铭牌上厂家提供的短路试验数据和空载试验数据来求短路试验数据和空载试验数据来求取取。变压器一般都是三相的，在正常运行的情况下，由于三相变。变压器一般都是三相的，在正常运行的情况下，由于三相变压器是压器是均衡对称均衡对称

23、的电路，的电路，因此等值电路可以只用一相代表因此等值电路可以只用一相代表。下面。下面以电机学为基础，讨论变压器的参数和等值电路。以电机学为基础，讨论变压器的参数和等值电路。352022-7-2短路试验短路试验：把电压加在变压器的高压侧，将低压侧直接短路。：把电压加在变压器的高压侧，将低压侧直接短路。接线图接线图kUkIWAVkpAxXaTA注意事项注意事项（1）接通电源前）接通电源前TA调零（调零（2）升压过程缓慢单方向进行）升压过程缓慢单方向进行 （3）电压加至短路电流为高压侧额定电流电压加至短路电流为高压侧额定电流，读数准确迅，读数准确迅速速高压侧额定电流NkII1变压器短路损耗kp变压器

24、短路电压 kU362022-7-2空载试验：把电压加在变压器的低压侧，将高压侧开路。空载试验：把电压加在变压器的低压侧，将高压侧开路。接线图接线图1U0IWAV0pAxXaTA注意事项注意事项（1）接通电源前）接通电源前TA调零（调零（2）升压过程缓慢单方向进行）升压过程缓慢单方向进行 （3）电压加至低压侧额定电压电压加至低压侧额定电压，读数准确，读数准确低压侧额定电压NUU21变压器空载损耗0p变压器空载电流 0I372022-7-2n变压器的电阻是用来表示绕组中的铜耗的。变压器做变压器的电阻是用来表示绕组中的铜耗的。变压器做短路试验短路试验时，时，通常将低压侧绕组短接，在高压侧绕组施加电压

25、，使短路电流达通常将低压侧绕组短接，在高压侧绕组施加电压，使短路电流达到额定值，此时变压器的有功损耗即为短路损耗到额定值，此时变压器的有功损耗即为短路损耗PKPK，外施电压即，外施电压即为短路电压为短路电压UKUK，通常用百分值，通常用百分值UK%UK%表示。由于此时外加电压较小，表示。由于此时外加电压较小，相应铁耗亦小，故认为短路损耗相应铁耗亦小，故认为短路损耗PKPK即等于变压器通过额定电流时即等于变压器通过额定电流时一、二次侧绕组电阻总损耗（亦称铜耗），即一、二次侧绕组电阻总损耗（亦称铜耗），即 1 1）电阻电阻: :是用来表示是用来表示绕组中的铜耗绕组中的铜耗TGTjBTRTjXkpT

26、NRI23=382022-7-223NkTIPRNNNUSI 3)( 22NNkTSUPR注意单位注意单位:式中各量均采用国际单位：式中各量均采用国际单位：RT为为、PK为为W、UN为为V、SN为为VA。也可采用惯用的实用单位：。也可采用惯用的实用单位：RT为为、PK为为MW、UN为为kV、SN为为MVA。392022-7-2n电抗可由短路电压百分值电抗可由短路电压百分值UK%UK%来求得。来求得。n变压器铭牌上给出的短路电压变压器铭牌上给出的短路电压UK%UK%，是指变压器短路试验时，是指变压器短路试验时通过的额定电流在变压器阻抗上产生的电压降的百分数，通过的额定电流在变压器阻抗上产生的电压

27、降的百分数，即即2 2）电抗）电抗 TGTjBTRTjX1003NTNkUZI%UNNkSUU2100%402022-7-2)( 100%2NNkTSUUX对大容量的变压器，有对大容量的变压器，有X XT TRRT T，可以近似地认为，可以近似地认为ZTXTZTXT，故，故412022-7-23）电纳：）电纳：是用来表示变压器励磁功率的参数是用来表示变压器励磁功率的参数变压器空载试验时，测得空载电流百分数变压器空载试验时，测得空载电流百分数I0%，它包含有功分，它包含有功分量和无功分量，但有功分量数值很小，所以无功分量几乎和空量和无功分量，但有功分量数值很小，所以无功分量几乎和空载电流相等。载

28、电流相等。20100%NNTUSIB (S)%0I1000NII0ITNBU3由由及及得得NNTUIIB3100%0422022-7-2n值得注意的是：在应用上面的公式计算变值得注意的是：在应用上面的公式计算变压器参数时，用变压器哪一侧绕组的额定压器参数时，用变压器哪一侧绕组的额定电压，即相当于把变压器的参数归算到了电压，即相当于把变压器的参数归算到了哪一侧。哪一侧。432022-7-2mRmX1r2r1x2xmRmX1r2r1x2xTGTjBTRTjXmmTTjXRjBG1变压器等值电路RT,XT-绕组电阻绕组电阻,电抗电抗GT,BT-激磁电导激磁电导,电纳电纳注意注意:BT符号为负符号为负

29、重点掌握重点掌握442022-7-2双绕组变压器一般采用双绕组变压器一般采用形等效电路。形等效电路。双绕组变压器双绕组变压器这四个参数，可以通过短路损耗这四个参数，可以通过短路损耗P Pk k、空载损耗、空载损耗P P0 0 、短路电压百分数、短路电压百分数U Uk k% %、空载电流百分数空载电流百分数I I0 0% %进行计算。进行计算。452022-7-2双绕组变压器等值电路如图所示双绕组变压器等值电路如图所示11mmmmmmYGjBZRjX T 形等效电路形等效电路 形等效电路形等效电路 双绕组变压器（三相双绕组变压器（三相每相计算）每相计算）励磁支路励磁支路折算后的一二次绕组折算后的

30、一二次绕组462022-7-2双绕组变压器采用双绕组变压器采用型等效电路，如图所示。型等效电路，如图所示。35kV及以下及以下的变压器，的变压器，励磁励磁支路支路可忽略不计，可用简化等效电路。可忽略不计，可用简化等效电路。图图 双绕组变压器的等效电路双绕组变压器的等效电路a）型等效电路型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路）励磁支路用功率表示的等效电路 c）简化等效电路）简化等效电路注意：注意：变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相反，变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。前者为负，后者为正；因为前者

31、为感性，后者为容性。47/97二、等效电路二、等效电路变压器负载运行时的变压器负载运行时的“T”T”形等效电路形等效电路48/97 u2e2e1e1 u1i0i2=0 1 原边原边绕组绕组副边副边绕组绕组 变压器的空载运行变压器的空载运行空载时，原绕组接到电源电压空载时，原绕组接到电源电压u u1 1后将流过空载电流后将流过空载电流i i0 0，电流产，电流产生相应的空载磁势生相应的空载磁势F F0 0= =i i0 0W W1 1，在，在F F0 0的作用下铁心内将建立磁通。的作用下铁心内将建立磁通。 49/97 三相变压器的空载实验和短路试验的接线图三相变压器的空载实验和短路试验的接线图

32、W1W2U1NVWAAA三相变压器的空载实验三相变压器的空载实验WW1W2USVWAAA三相变压器的短路实验三相变压器的短路实验WI1N50/97第第3 3节节 开式电力网功率分布和电压计算开式电力网功率分布和电压计算开式电力网：开式电力网：负荷只能从一个方向获得电能的电力网。开式电力网结构简负荷只能从一个方向获得电能的电力网。开式电力网结构简单，可分成无变压器的单，可分成无变压器的同一电压等级同一电压等级开式电力网和有变压器的开式电力网和有变压器的多级电压的多级电压的开式电力网。开式电力网。讨论讨论同一电压等级开式电力网的潮流计算同一电压等级开式电力网的潮流计算。即电力网中节点电压和线段功。

33、即电力网中节点电压和线段功率。率。UAbcd123 S L D b SL D cS L D dA同级电压的开式电力网同级电压的开式电力网51/97一、负荷的表示方法一、负荷的表示方法三相复功率的表达方法：三相复功率的表达方法：IUS3或或IUS3E三三相相负负荷荷PUPIa相b相c相负荷功率负荷功率：用：用复功率复功率或电流表示或电流表示52/970PUPIP*I容性负荷容性负荷感性负荷感性负荷 负荷功率的计算方法负荷功率的计算方法0PUPIP*I 相相量图量图PPPIUS53/972 2、线路的功率损耗、线路的功率损耗供电线路的有功功率损耗、无功功率损耗可安下式计算：供电线路的有功功率损耗、

34、无功功率损耗可安下式计算：1U1BQj2Bj1, 1ISjXR2, 2IS2U2Bj2BQj线路线路54/973 3、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗变压器的功率损耗，包括有功功率损耗变压器的功率损耗，包括有功功率损耗PTPT和无功功率损耗和无功功率损耗QTQT。有功损耗又分为空载损耗和负载损耗两部分。有功损耗又分为空载损耗和负载损耗两部分。空载损耗又称铁损，它是变空载损耗又称铁损，它是变压器主磁通在铁芯中产生的有功功率损耗，因为主磁通只与外加电压和频压器主磁通在铁芯中产生的有功功率损耗，因为主磁通只与外加电压和频率有关，当外加电压率有关，当外加电压U U和频率和频率f f为恒定时，铁损也为

35、常数，与负荷大小无关。为恒定时，铁损也为常数，与负荷大小无关。负载损耗又称铜损，它是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生负载损耗又称铜损，它是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功功率损耗，其值与负载电流平方成正比。同样无功功率损耗也由两的有功功率损耗，其值与负载电流平方成正比。同样无功功率损耗也由两部分组成，一部分是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流所造成的无部分组成，一部分是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流所造成的无功功率损耗，另一部分是由变压器负载电流在一、二次绕组电抗上产生的功功率损耗，另一部分是由变压器负载电流在一、二次绕组电抗上产生的无功功率损耗。无功功率损耗

36、。55/97UTjBTGIS,RT+jXT变压器变压器变压器的功率损耗，包括有功功率变压器的功率损耗，包括有功功率损耗损耗PTPT和无功功率损耗和无功功率损耗QTQT。56/974 4、电压降落、电压降落网络元件的电压降落 元件首末端两点电压的向量差。1U1S1IRjX2S2I2ULDS1221)()(IjXRIjXRUU57/97 若以若以 参考向量，已知参考向量，已知 , , 就是就是电压降向量电压降向量 把之分解为与把之分解为与 平行和垂直的两个向量平行和垂直的两个向量 和和22cos,I2U)(2jXRI2UADBD2222222222sincossincosRIXIUBDXIRIUA

37、DAB58/9722221)(UUBDADIjXRUU 式中式中 和和 分别称为电压降落的分别称为电压降落的纵分量纵分量和和横横分量。分量。 电力网习惯用功率运算电力网习惯用功率运算2U2U22222222222sincosIjUIUjQPIUS22222222URQXPUUXQRPU2222222222sincossincosRIXIUXIRIU59/97因此因此, , 由末端电压和功率可求得首端电压由末端电压和功率可求得首端电压122222222221UURQXPjUXQRPUUUUU222221)()(UUUU2221 -UUUtg60/97电压损耗和电压偏移 电压损耗电压损耗: :两点

38、间电压模值之差两点间电压模值之差 或表示为百分值或表示为百分值: : 电压偏移电压偏移: :线路始末端电压与线路额定电压之差线路始末端电压与线路额定电压之差OADBG1U2U2U221UAGUUU%100(%)NNUUU电压偏移%100%21NUUUU61/97 电压损耗 电压损耗指电力网两点电压的代数差 电压损耗示意图12UUUAD一条线路的电压损耗百分数在线路通过最大负荷时一般不应超过10%。 电压偏移 电压偏移指电力网中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可用偏差表示，也可用额定电压的百分比表示电压偏移直接反映供电电压的质量100NNUUU电压偏移（）62/975 5、线路中潮流的方

39、向、线路中潮流的方向 VPXVVQXV VQRPXVVQXPRV 对于高压电力网而言，一般情况下的电抗远远大雨电阻值，为了简对于高压电力网而言，一般情况下的电抗远远大雨电阻值，为了简化分析，可用一下公式计算线路的电压变化：化分析，可用一下公式计算线路的电压变化：22P XjVOADBG1V2V2VdV63/972122122222122212P XV VsinPsinV VXVQ XV V cosVcosQV VX 222222Q XVVP XVV VQRPXVVQXPRV 高压输电线路的特性 XR,可令R0,则：22Q XV22P XjVOADBG1V2V2VdV电力网络中功率的方向用无功功率和有功功率表示用无功功率和有功功率表示电压的变化，则有式（电压的变化，则有式（3-3-3535）64/97从以上分析可以看出，线路中的感性功率