输电线路功率损耗和电压降落

第三章简单电力系统的潮流计算一、潮流计算的概念电力系统带负荷正常运行时，便有电流和与之相对应的功率从电源通过元件流入负荷，在电力系统中，通常把功率和电压的分布称为潮流分布。潮流计算，指在给定电力系统网络结构、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。稳态计算时不考虑发电机的参数，把发电机母线视为系统的边界点。手工（简单系统、分析潮流特性和基本概念）计算机（复杂系统）为何要研究？分析和评价电网的安全、经济和质量，服务于规划和运行。怎么研究？二、潮流计算的意义1.对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；2.对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。三、潮流计算的目的

1）通过潮流计算，可以检查电力系统各元件（如变压器、输电线路等）是否过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。

2）通过潮流计算，可以检查电力系统各节点的电压是否满足电压质量的要求，还可以分析机组发电出力和负荷的变化，以及网络结构的变化对系统电压质量和安全经济运行的影响。

3）根据对各种运行方式的潮流分布计算，可以帮助我们正确地选择系统接线方式，合理调整负荷，以保证电力系统安全、可靠地运行，向用户供给高质量的电能。

4）根据功率分布，可以选择电力系统的电气设备和导线截面积，可以为电力系统继电保护整定计算提供必要的数据等。

5）为电力系统的规划和扩建提供依据。

6）为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定计算提供必要的数据。电力系统中由于电力线路、变压器等设备具有阻抗和导纳，造成有功功率和无功功率损耗。功率损耗迫使投入运行的发电设备容量要大于用户的实际负荷，多装发电机组，多消耗一次能源；产生的热量会加速电气绝缘的老化，过大时致使设备损坏，影响系统安全运行。运行中要设法降低电力系统中的功率损耗。第一节电力网的功率损耗和电能损耗*功率的表示：1.线路的功率损耗12P+jQ注意单位有功、无功功率的流动都会引起线路上的功率损耗R+jX图3-2线路的Π型等值电路12P+jQ35KV以下的电力网常将励磁功率略去

——三相线路中所产生的功率损耗，MVA；

I——线电流，A；

R+jX

——线路一相的阻抗，Ω；

P、Q——线路阻抗上的三相有功和三相无功功率，MW、Mvar；

U2­——对应于线路功率的线路末端的线电压，近似计算时可以用额定电压UN代替，kV；

2.双绕组变压器的功率损耗RT+jXT

ΔP0+jΔQ0P+jQ图3-3双绕组变压器等值电路在近似计算时仍然可以用额定电压UN代替有功、无功功率的流动都会引起变压器上的功率损耗实际计算

——三相变压器总损耗，MVA；

RT+jXT——变压器一相的阻抗，Ω；

P、Q——

变压器阻抗上的首端或末端三相有功及三相无功功率，MW、Mvar；

U——对应于功率的变压器等值电路首端或末端的线电压，kV；

I——流过变压器阻抗上的电流，A；ΔP0+jΔQ0——变压器励磁导纳中的总有功损耗和总无功损耗，MVA。

3.三绕组变压器的功率损耗GT-jBT

RT2+jXT2

RT1+jXT1

P1+jQ1P2+jQ2P3+jQ3△P0△Q0变压器总损耗4、电能损耗计算（1）式中：ΔP为线路或变压器的有功功率损耗；P，Q为流经线路或变压器的有功和无功功率；R为线路或变压器的电阻。当流经线路或变压器的功率不变时用（2）当流经线路或变压器的功率随时变化时用很难用！因S随时变化规律不易用函数式表示

1.线路或变压器串联支路电能损耗计算（3）最大功率损耗时间St(h)8760S(t)S2(t)τmaxS2maxSmax

图3-4最大功率损耗时间的意义的意义τmax

意义为：负荷以实际功率运行一年在线路上产生的电能损耗，与该负荷以最大功率连续运行τmaxh产生的电能损耗相等。τmax的值见P50的表3-1表中数据由统计资料制定第二节电力网的电压计算电压降落：电力网络中任意两点之间电压的相量差。电压损耗：电力网络中任意两点之间电压的代数差。电压偏移：某点实际电压与额定电压之间的代数差与额定电压的百分数。标志电压质量的指标一电压计算△U12图3-5电力线路首末端的电压关系（a）线路的等值电路；（b）电压相量图φ（b）R+jXP1+jQ1P2+jQ2（a）12电压降落△U12=U1-U2电压损耗首端电压偏移末端电压偏移△U12φ（b）R+jXP1+jQ1P2+jQ2（a）12或：

取末端电压为参考相量，即：=U2ph∠0°=U2ph,则由上式得:φ（b）R+jXP1+jQ1P2+jQ2（a）12△U12两边乘以式中——分别为首端、末端线电压，kV；

P2、Q2——分别为末端三相有功、无功功率

ΔU2、δU2——

线电压降落纵分量和横分量；

R、X——

每一相的等值电阻和电抗，Ω。形式上与单相相同在高压线路中，由于X>>R，所以，电压损耗主要由无功功率流动所引起ao

bcΔU2jδU2电力网阻抗上的电压相量图δa以末端电压为参考相量时，首端电压的大小和角度计算式在近似计算中，电压损耗等于电压降落的纵分量o

bcΔU2jδU2电力网阻抗上的电压相量图δ

若已知线路首端电压求末端电压，参照上述推导方法，并以为参考相量，则线路末端电压为：coa

b-ΔU1-jδU1δa

以首端电压为参考相量时，末端电压的大小和角度计算式温馨提示：电压降落纵分量△U1和△U2不相等，但电压降落的绝对值dU12不变，如图所示。δJδU2jδU1ΔU1ΔU2

电压降落的两种分解法二、电力网中功率的流动方向当X>>R时（a）12R+jXP1+jQ1P2+jQ2U1.U2.图3-8电压相量关系0

δ当超前于时，sinδ>0，P2>0。这