(完整word版)第三章简单电力系统的潮流计算汇总

1、第一章简单电力系统的分析和计算一、基本要求掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。二、重点内容1电力线路中的电压降落和功率损耗图3-1中，设线路末端电压为U2、末端功率为S2=F2+ jQ2，贝V(1)计算电力线路中的功率损耗*1线路末端导纳支路的功率损耗：:SY2 =- Ul-j-Ul. (3-1)2) 2则阻抗支路末端的功率为：S2=S2*=SY22线路阻抗支路中的功率损耗：U：Sz =I2Z二旦2QRjX(3-2)U2则阻抗支路始端的功率为：S/=S+SZ3线路始端导纳

2、支路的功率损耗：.SY12 )2则线路始端的功率为：S1(2)计算电力线路中的电压降落选取U2为参考向量，如图3-2。线路始端电压U1 =UU- j；US；U1ETYT- 亠U2图 3-3 变压器的电压和功率ZT.SzT其中U二P2RQXU2U2(3-4)(3-5)一般可采用近似计算：U1UU二U2空QX. (3-6)U2则线路始端电压的大小:U1 = ,U2U2 U22、变压器中的电压降落和电能损耗图3-3中，设变压器末端电压为U2、末端功率为2=2 -jQ2，则(1)计算变压器中的功率损耗1变压器阻抗支路的功率损耗:则变压器阻抗支路始端的功率为：S1 =S2+ ASZT* 变压器导纳支路的

3、功率损耗： SYYU12-：.GT- jBTU12则变压器始端的功率为：.SYT。(2)计算变压器中的电压降落变压器始端电压：5 二U2；=UTj；UT一P2RT+Q2XT一般可米用近似计算：U1：、U2*二UT二U2- - - .(3-11)U23、辐射形网络潮流计算潮流(power flow)计算是指电力网络中各节点电压、各元件流过的电流或功率等的计 算。辐射形网络潮流计算主要有两种类型：(1)已知同一端点的电压和功率求潮流分布，采用逐段推算法；逐段推算法：根据已知端点的电压和功率，逐段推算电网各点电压和功率。参看例3-1(2)已知不同端点的电压和功率求潮流分布，采用逐步渐进法。逐步渐进法

4、：首先设已知功率端点的电压为Ui(0)，运用该点已知的功率S和u(0)推算电 网潮流；再由另一端点已知电压u和求得的功率sj推算电网各点电压； 以此类推，反复推 算，逐步逼近结果。逐步渐进法的近似算法：首先设电网未知点的电压为UN，运用已知的功率计算电网功率分布；再由另一端点已知电压U和求得的各点功率计算电网电压分布。参看例3-3。4、环式网络的近似功率分布计算2SZT=1ZTP2Q22一U；(3-7)(3-8)其中P2RTQ2XT，UT严 3U2U2则变压器始端电压的大小:Ui =U2UT2UT2-(3-9)(3-10)图3-3变压器的电压和功率将最简单的环式网络简化，并将电源节点一分为二得

5、到等值环式网络的等值电路如图3-4。其两端电压大小相等、相位相同。1Zi2Z23Z31 T1- r-1i-1SaFS23FSbS2S3图3-4等值环式网络的等值电路环式网络的近似功率分布：* * *S2 Z2+ Z3| + S3Z3Sa*.*(3-12)Z1Z2Z3*f* 、S2Z1+S3(Z1+ Z2 JSb =*:*.(3-13)Z1+ Z2+ Z3S23=Sa- S2.(3-14)5、两端供电网络的近似功率分布计算将最简单的两端供电网络简化，得到两端供电网的等值电路如图 不等、相位不同，U1=U4。SC-图3-5两端供电网的等值电路由于两端电压Ud102=0.021 +jO.136MVA

6、=11.8 j5.87MVA11Ub=109.9410.994kV11011Uc=109.91110.991 kV110LSZTPb2Qb2UNRTjXT=0.055 j1.09MVAS?:SZT=11.77j6.4MVA二SY2-j11.1 10，11022-j0.665MVAR22.：P +QRjX =0.19 j0.24MVAUNSI=Sa：Sz=11.99 j 6.11MVAB2142SY1U11.1 10一1172 2-j0.75MVARS1卡 ：SY1=11.99 j5.36MVA(2)再求电压分布:UcLGJ -95线路上的电压损耗a点电压U1p1RQ1X11.俅6.1116.7

7、=2.22kVU1117Ua二山 -U1= 117 2.22=114.78kV变压器上电压损耗UTPbRTQXTUa114.78b点电压Ub=Ua-：UT=114.78 -4.84 =109.94kVLGJ -50线路上的电压损耗U2二PCR QCXUb72 32551 1叽0.029kV109.94c点电压Uc二Ub -U2=109.94 0.029 = 109.911 kVb点实际电压：C点实际电压：例3-4:两端供电网络如图所示。已知电源A点电压117KV，电源端B点电压112KV,计算网络功率分布和电压分布。变压器T1: SF -15 110SF -15 110:额定变比110 11k

8、v, pk=128kw, p0= 40.5kw,Uk% =10.5,10% = 3.5SF -20 110:额定变比110 11kv, pk=157kw, p0= 48.6kw, Uk%二10.5,10% = 2.3解：一，选取100kv作为电压的基本级，计算网络参数，并画出等值电路线路L1: LGJ -120 80km，Dm=5m查表：r0= 0.27门/km，x0= 0.423i】/ km，b0= 2.69 10 s/ kmRL1727 80 =216，XL1=33.84门，BL1=2.15 10*s线路导纳上的功率损耗_B1匕2.15 10*1102二一j1.3MVar22线路L2: L

9、GJ -9560km，Dm=5m查表：r0=0.33/km,x0= 0.429/km,b0=2.65 10s/kmRL2=0.33 60 =19.8，XL2=25.74，BL21.59 10*s线路导纳上的功率损耗B102二-j-U N = -j 1.59 10, 1102二-j0.96MVar22线路L3: LGJ -9550km，Dm=5m查表：r0=0.33二/km, x0.42917km，b0=2.65 10s/kmRL3=0.33 50 =16.5，XL3=21.451，BL3=1.33 10*s线路导纳上的功率损耗B1Dm=5m _1Dm=5mDm=5mLL丄! 20+j15MVA

10、LGJ-95/60kmSF-20/110ALGJ-120/80kmLGJ-95/50km B15+j12MVA2SF-15/110II2：SYL-j山UN=j1.33 10，1102二j0.81MVar2221并联参数：ZT(RTjXT)=3.44 j 42.351YT=2(GT一jBT) =(6.7 - j86.4) 10”S变压器导纳支路的功率损耗2 6 2：SYT1=2(GTjBT)U2-2 (3.35j43.4) 10110 =0.081 j1.05MVA变压器T2: SF -20/110变压器导纳支路的功率损耗2_62SYT2=(GT- jBT)U；=(4.02j38) 10110-

11、0.049 j0.46MVA电力网络的等值电路为：RTPKUN1128X11021000 1521000SN= 6.8 8XTGT100SN-100 15P040.51102=84.71000 1102 g gBTI0%SN2100UN13.5 15=43.4 10S2100 110GTBTPKUN1157 11021000SN-1000 202-UK%UN110.5 1102100SN100 15P048.62=4.0210 S0%SN2.3 152100UN12=38汉10S100 1101000U2N1UK%UN1RT=二63.5314.75XT21000UN11000 110= 15.

12、79j13.57MVA=20+ j15+0.18+ j22 = 2Q18+ j172MVAS2二S2 =SZT1- j1.3 - j0.96 =20.26 j15.99MVA(2)计算3点的运算负荷E冬(RT2jXT2)二15 12(4.75 j63.53) = 0.15 j1.97MVAUN110ST2二S3：SZT3=15 j15 0.15 j1.97 =15.15 j13.97MVASs二s3：SZT20T2 0L2 0L3=15 j12 0.15 j1.97 0.049 j0.46- j0.96 - j0.81 =15.2j12.66MVA电力网络的简化等值电路如图：21.6+j33.

13、84219.8+j25.74316.5+j21.45 B20.26+j15.9915.2+j12.66三，计算近似功率分布S2(Z23 Z3B) S3Z2BSaZA2Z23-Z2B=(20.26j1.99) (36.3 - j47.2)(15.2j12.66) (16.5 - j21.45)57.9 - j81A21.6+ j33.84：1.3-i-j1.3-j0.96-j0.96_j0.8i1_ 319.8+j25.74 _ST216.5+j21.45B一-j0.81v商=0.08什j1.05 *占ST4.75+|j63.533.44+j42.35S =20 j15.ST 2=0.049 j

14、0.46S3=20 j15二，计算运算负荷（1）计算2点的运算负荷ASZTIPiQ22(RTjXTi)=1102UN(3.44 j42.35) =0.18 j2.2MVALSHGLI：SYL2= 20 j15 0.18 j2.2 0.081 j1.05ASZTI-j1.3S23Sb*-j0.81110SA(-j1.3) =20.23j20 - j1.3 =20.23 j18.7MVA2ZA 2 3(ZA2 Z23)计算 Sb23_19.6 j15.08MVA，校 SaSb= S2S3ZA2亠Z23亠Z3BUA=UB.存在循环功率SC，小，小=110( (117-112)=3.21 . j4.5

15、MVAZ、59.7 _j 81Sc=15.79j13.573.21j4.5 =19j18.07MVASc=19.67j15.08 -3.21 - j4.5 =16.46j10.58MVAS23=Sa6 =19j18.07 -20.26 - j15.99 =-1.26 j2.08MVA1， 左侧电网A- 2-3已知：首端电压UA=117kv，末端功率S23- -1.26 j2.08MVA(1)计算功率分布P232Q2S卞23(R23jX23)UN二-1.26 j2.08126|10(19.8 j 25.74) = -1.25 j2.09MVA110S；=2S2= -1.25j2.09 20.26

16、j15.99 =19j18.08MVAR2Q；2S1=S12-(RA2- jXA2)UN2 219 +18 08 =19 =j 18.082(21.6j33.84) =20.23j20MVASa二SaSb二Sb由近似功率分布计算可见:P23二-1.26MW:0有功功率从节点3流向节点2，所以有功功率的分布为2节点；Q23二2.08MVar 0无功功率从节点2流向节点3,因此在电压最低点将电网拆分为两个:四，计算功率分布和电压分布(2)计算电压分布U2二UAPEQ1XA2=117_2。.23 216 20 3384二训朋农UA117U3=U2P2RA2Q2X23=107.49J1*25 198

17、2.925.7407.22kvU2107.492,右侧电网Br3已知：始端电压UB=112kv，末端功率 & =16.46 j10.58MVA(1)计算功率分布S4二SbPb2 Qb2UN(R3BjX3B)= 16.46j10.5816.4610.58(16.5j21.45)16.98j11.26MVA1102SB=S4(-j0.81) =16.98j11.26 - j0.81 =16.98j10.45MVA(2) 计算电压分布U3=UBP4R3BQ4X3B=112-业业16 526込込107.34kvUB112五，计算变电所低压母线电压(根据电力网络的等值电路图)U2二U2变电所I变

18、电所nU3U3PT1RT1 QT1XT1U2= 107.49 -2。18 3 44忆忆2 42.35= 100.07kvU实际电压为 :-107.22 107.34=U3107.49KT1= 107.28kv100.0710kv110/112PT2RT2QT2XT207.215154.7513.97 63.53二98.34kvU3107.28实际电压为:邑98.349.83kvKT2110/11电力网络的潮流分布图(2)计算电压分布例3-5:由钢芯铝绞线架设的35KV网络，其线路公里数，导线型号以及负荷兆伏安数和功率因数均已示于图中。线路参数如下ri=0.910/kmLGJ- 35：疋=0.4

19、421/ km r =0.330/kmLGJ- 95：X =0.40/km求网络的最大电压损耗。解 这也是一个地方电力网络。由图中所示各负荷功率及功率因数可求出节点复功率Sa =8 (0.8j0.6) = 6.4 j4.8MVASb=1 (0.7j0.713) =0.7j0.713MVASc=0.5 (0.6 j 0.8) =0.3 j0.4MVASd=0.5 (0.8j0.6)=0.4 j0.3MVASe=1 (0.6 j 0.8) =0.6 j 0.8MVAA-a段的电压损耗A20.23+j18.719+j18.08B16.98+j10.45107.28kV_1.25+j2.09-1.26

20、+j2.08 16.46+j10.58- 107.49kVI10kV20+j15MVAII9.83kV15+j12MVA32LGJ -35d15c8.0 0.81.0. 0.60.5 0.62 LGJ -95 A1e.a丁-0.5 0.8LGJ -35 丄 “ .7NPbPC PdPe)RAa(QaQbQC Qd Qe)XAa(6.40.7 0.3 0.4 0.6) 0.33 15(4.8 0.713 0.40.30.8) 0.40 15= 1.21KVa-b段的电压损耗（叠加计算法）1-VPbRabPdRadQbXabQdXdaVN1 (0.7 0.91 50.4 0.91 3 0.713

21、0.442 5 0.3 0.442 0.3)35= 0.178KVa-c段的电压损耗1 、(0.3 0.91 50.6 0.91 4 0.4 0.442 5 0.8 0.442 4)35=0.168 KV所以，网络最大电压损耗为Vmax-：VAa :Vab=1.21 0.178 =1.388KV1 388.Vmax%100% =3.96%35四、 习题1.输电线路和变压器的功率损耗计算在各导纳支路上的损耗的无功功率有什么不同？2.输电线路和变压器阻抗元件上的电压降落如何计算？3.什么是电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整？4.辐射形网络潮流计算可以分为哪两种类型？分别怎么计算？5.什么情况下

22、会出现线路末端电压高于首端电压的情况？6.何谓功率分点？有功功率和无功功率分点一定在同一节点吗？若不在如何处理？7.有一条长200KM的220KV电力线路，线路单位长度参数：r=0.085Q/km,x=0.313Q/km,b=3.5 8X10-S/km;已知线路末端负荷为120MW，cos“=0.92，末端电压为209KV,试求 出线路始端电压及功率。68.某220KV输电线路长200km, r=0.054Q/km,x=0.308Q/km,b=3.64x10-S/km;已知线路末端电压为205KV,求线路始端电压。9.有一台SFL1-8000/35型双绕组变压器，变比为355%/11,P=58KVyU%=7.5,AFb=11KVy10%=1.5,低压侧负荷为10MW/COSp=0.9，低压侧电压为10KV,变