电力工程基础潮流计算ppt课件

1、电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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普经过程：电力系统分析计算的普经过程： 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画描画建立数学模型建立数学模型电力系统电力系统运转形状运转形状元件参数元件参数等值电路等值电路电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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的缘由的缘由电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 第五章第

3、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，导线的实践线路参数是按导线的额定截面积计算的，导线的实践截面积通常比额定截面积略小。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/电力工程根底电力工程根底 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时导

4、体单位长度的电阻（）电阻温度系数（1/） 铜（1/）铝（1/）电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 第五章第五章

5、 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（）电力工程根底电力工程根底 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（ ）电力工程根底电力工程根底 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

6、根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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（）电力工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功

7、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根底电力工程根底 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（ ）电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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部分

8、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 表示资料，其中：表示资料，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。 电力工程根底电力工程根底 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添加架空线路的性能而采取的措施为添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。多股线多股线

9、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 人为扩展导线直径，但不添加载人为扩展导线直径，但不添加载流部分截面积。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，其将每相导线分成假设干根，相互间坚持一定的间隔。但会添加假设干根，相互间坚持一定的间隔。但会添加线路电纳。线路电纳。电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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 电力工程根底电力工程根底 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 电力工程根底电力工程根底

12、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（）电力工程根底电力工程根底 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（）电力工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、

13、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（）电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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KTKT1 1定义定义电网计算中：定义为空载变压器原

14、、副方绕组的线电压电网计算中：定义为空载变压器原、副方绕组的线电压之比之比电机学中：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电力工程根底电力工程根底 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有假根据电力系统的调压要求，变压器在其高压侧通常设有假设干个分接头供选择。如设干个分接头供选择。如变压器的额定变比是变压器的抽头位于主抽头时两

15、侧绕组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；的空载额定线电压之比；变压器运转的实践变比是抽头在实践位置情况下，两侧绕变压器运转的实践变比是抽头在实践位置情况下，两侧绕组的空载额定线电压之比；组的空载额定线电压之比；11022.5% /11kV电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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 留意：如何做短路实验留意：如何做短路实

16、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根底电力工程根底 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 按三个绕组陈列方式按三个绕组陈列方式n 升压

17、构造：中压内，低压中，高压外升压构造：中压内，低压中，高压外n 降压构造：低压内，中压中，高压外降压构造：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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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)(1 2)

18、1()21()21()2kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP23112232222333210( )10( )10( )kNTNkNTNkNTNP URSP URSP URS(1 2)(1 2)(1 3)(1 3)(2 3)(2 3)kkkkkkPPPPPP 电力工程根底电力工程根底 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 3)(1 3

19、)22(1 2)(1 2)(1 2)222(2 3)(2 3)(2 3)21005010050kkNkkkNNkkkNPPSPPPSSPPPS 电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 第五

20、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留意：留意：电抗计算不存在容量比不同的折算问题，由于制电抗计算不存在容量比不同的折算问题，由于制造厂提供的短路电压值已折算为变压器额定容量造厂提供的短路电压值已折算为变压器额定容量下的值；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，中压绕组根据需求可排在中层，也可以排在最内层；排在最中需求可排在中层，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，当层的绕组，由于内外层绕组的互感作用很强，当互感作用超越本绕组的自感作用时互感作用超越本绕组的自感作用时 ，将使其等值，将使其等值电抗

21、为负值，普通此负值很小，计算中近似取电抗为负值，普通此负值很小，计算中近似取0 0。电力工程根底电力工程根底 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导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一样。纳的方法一样。30210( )TNPGSU302%10( )100NTNISBSU电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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

22、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求按绕组容量折算。量小因此计算变压器阻抗时需求按绕组容量折算。电力工程根底电力工程根底 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力工程根底电力工

23、程根底 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电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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 3)(2 3)

24、3%kkNkkNNkkNUUSUUSSUUS(1 2)(1 2)2(1 3)(1 3)32(2 3)(2 3)3kkNkkNNkkNPPSPPSSPPS 折算折算电力工程根底电力工程根底 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( )TNPGSU302%1

25、0( )100NTNISBSU电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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正常任务时正常任务时的等值电路图的等值电路图电力工程根底电力工程根底 第五章

26、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电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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、无漏磁、无需励磁电流的变压器:1T

27、K电力工程根底电力工程根底 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置略去励磁支路或另作处置电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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 111221221()(1)()TTTTTTT

28、TTKKIVVVZZKKKIVVVZZn 阻抗表示阻抗表示电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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，实现变压的作用。电压降，实现变压

29、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 电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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

30、的计算1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bjy2S1S2S2S2U1S1U电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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 RUUP RQ XUUUUU

31、 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根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算

32、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根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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，计算结束；否则，再利用推得末

33、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电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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够够Q2Q2大于大于Q1Q112dUUU12UU12100%NUUU电压损耗100%NNUUU电压偏移21100%PP输电效率电力工程根底电力工程根底 第五章第五章

34、 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电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率

35、及电能损耗的计算电压、功率及电能损耗的计算电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 第五章第五章 电

36、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.从末段线路开场，用从末段线路开场，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根底电力工程根底 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, ,()(), ,()(), ,()()ababbaababaabcbccbbcbcb

37、bcdbcdccdcdccP 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点开场逐段计算电点开场逐段计算电压降落，求得压降落，求得UbUb、 Uc Uc和和UdUd电力工程根底电力工程根底 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坚持不变，两侧电压之比等于实践变比率坚持不变，两侧电压之比等于实践变比K K。K电力工程根底电力工程根底

38、 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电力工程根底电力工程根底 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：用型等值电路处置型等值电路处置电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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

39、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系统电压解体系统电压解体不能够使一切节点电压都坚持为额定值。不能够使一切节点电压都坚持为额定值。1 1设备及线路压降设备及线路压降2 2负荷动摇负荷动摇3 3运转方式改动运转方式改动4 4无功缺乏无功缺乏 电力系统普通规定一个电压偏移的最大允许范围，例电力系统普通规定一个电压偏移的最大允许范围，例如如:35k

40、V:35kV及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超越及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超越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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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极限极限电力工程根底电力工程根底 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CQdjxqEUCQ

41、UddqCxUxUEQ2 00qCqCEUQEUQ过 激 时 ，欠 激 时 ，电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率

42、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电力工程根底电力工程根底 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: :实践负载和额定负载之比实践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根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率及

43、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，在额定满载下运转时，无功功率的耗费将达额定容量的在额定满载下运转时，无功功率的耗费将达额定容量的13%13%。假设从电源到用户需求经过好几级变压，那么变压器中无假设从电源到用户需求经过好几级变压，那么变压器中无功功率损耗的数值是相当可观的。功功率损耗的数值是相当可观的。电力工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压、功率

44、及电能损耗的计算22221122221222221112122122122()2CByyLCBPQPQQXXUUPQUUQSSQQQXBUBUU 1U1yS2Bj1SjXR2S2U2Bj2yS1S2S电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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务虚如今额定电压下的系统无功功率平衡。应该力务虚如今额定电压下的系统无功功率平衡。无功平衡与电压程度无功平衡与电压程度 2qCddEUUQxx22MmUQI XX电力工程根底电力工程根底

45、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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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)才干保证负荷电压才干保证负荷电压VjVj在允许的范围内？在允许的范围

46、内？电力工程根底电力工程根底 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等于在地域负荷最大等于在地域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等于地域负荷最小时等于地域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。minminmaxijVVVmaxmaxminijVVV电力

47、工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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)4OiOiNNNOiOiNNNhhVVVVVVVVVVVV 电力工程根底电力工程根底

48、 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同时思索同时思索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。电力工程根底电力工程根底 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O 电压允许变化范围电压

49、允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电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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.顺调压顺调压最大负荷时降低电压，但

50、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，但不超越线路额定电压的最小负荷时升高电压，但不超越线路额定电压的7.5%7.5%，即即1.075VN1.075VN。适用场所：供电线路不长，负荷变动小的网路适用场所：供电线路不长，负荷变动小的网路3.3.常调压常调压电压坚持在较线路额定电压高电压坚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。适用场所：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的

51、网适用场所：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的网络络电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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调理发电机励磁电流以改动发电机机端电压调理发电机励磁电流以改动发电机机端电压VGVG；2 2改动变压器的变比改动变压器的变比K1K1、K2K2；3 3改动功率分布改动功率分布P+jQP+jQ主要是主要是Q Q，使电压损耗，使电压损耗V V 变化；无功补偿变化；无功补偿4 4改

52、动网络参数改动网络参数R+jXR+jX主要是主要是X X，改动电压损耗，改动电压损耗 V V。电压调整的措施：电压调整的措施：12iGNPR QXVV KKV电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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 经过自动励磁调理安装经过自动励磁调理安装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负荷，实行逆调压。适宜于由孤立发电厂不经升压直接供电调压。适宜于由

53、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普的小型电力网，在大型电力系统中发电机调压普通只作为一种辅助性的调压措施通只作为一种辅助性的调压措施电力工程根底电力工程根底 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理原理框图同步发电机自动励磁调理原理框图电力工程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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

54、程根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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根底电力工程根底 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荷的条件下切换分接头而且调理范围也比较大，普通在而且调理范围也比较大，普通

55、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适宜的分接头。这样就能减少次级电压的变化幅度，适宜的分接头。这样就能减少次级电压的变化幅度，甚至改动电压变化的趋势。甚至改动电压变化的

56、趋势。 电力工程根底电力工程根底 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电力工程根底电力工程根底 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根

57、底电力工程根底 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假设补偿前后假设补偿前后V1V1坚持不变，那么有坚持不变，那么有 cccVXQQPRVVQXPRV2222)(K:1电力工程根底电力工程根底 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()cccccKVKVVQKVVVXXK22ccVKV 忽略第二项忽略第二项K:1电力工程根底电力工程根底 第五章

58、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的选择原那么：的选择原那么：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一样不一样 。2222222()cccccKVKVVQKVVVXXK电力工程根底电力工程根底 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 补偿设备为静电电容器补偿设备为静电电容器 l为了充

59、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)确定变比确定变比电力工程根底电力工程根底 第五章第五章 电压、功率及电能损耗的计算电压

60、、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，从产品目录中选择适宜根据算得的补偿容量，从产品目录中选择适宜的设备。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，校验实践的电压变化。验实践的电压变化。电力工程根底电力工程根底 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 Kl 补偿设备为同步伐相机补偿设备为同步伐相机 最大负荷时，同步伐相机容量为