第六章 电力网的稳态计算1

1、电气工程基础电气工程基础武汉理工大学武汉理工大学 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算电气工程基础电气工程基础绪论绪论-电力系统的基本概念和知识电力系统的基本概念和知识发电系统发电系统输变电系统输变电系统电力系统负荷电力系统负荷电力网的稳态计算电力网的稳态计算电力系统的短路计算电力系统的短路计算电气主接线的设计与设备选择电气主接线的设计与设备选择电力系统继电保护电力系统继电保护实验实验 2010/10

2、电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算电气工程电气工程第六章第六章 电力网的稳态计算电力网的稳态计算 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算第一节第一节 电力线路的结构电力线路的结构两种结构分为架空线路和电缆线路 一、电力线路

3、的结构一、电力线路的结构 1架空线路架空线路 架空线路主要由导架空线路主要由导线、避雷线（即架空地线、避雷线（即架空地线）、杆塔、绝缘子和线）、杆塔、绝缘子和金具等部件组成，如图金具等部件组成，如图所示。所示。 图图 架空线路的结构架空线路的结构导线和避雷线：导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及

4、参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算 架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股绞线和钢芯铝绞线三种，如图所示。绞线和钢芯铝绞线三种，如图所示。图图 裸导线的构造裸导线的构造a）单股线）单股线 b）多股绞线）多股绞线 c）钢芯铝绞线）钢芯铝绞线导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝易腐蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。和钢。导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，导线的结构型式：导

5、线分为裸导线和绝缘导线两大类，高压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。高压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。分裂导线分裂导线架空导线的型号有：架空导线的型号有： TJ铜绞线铜绞线LJ铝绞线，用于铝绞线，用于10kV及以下线路及以下线路 LGJ钢芯铝绞线，用于钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路及以上线路 GJ钢绞线，用作避雷线钢绞线，用作避雷线 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。F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；F三相三线制的导线，

6、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；F多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全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；部垂直排列；导线在杆塔上的排列方式：导线在杆塔上的排列方式： 杆塔：杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大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。地之间保持一定的安全距离。 F按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。杆塔的分类杆塔的分类 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空

7、输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算500KV输电线路输电线路 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算绝缘子和金具：绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。缘距离；金具是用来连接导线和

8、绝缘子的金属部件的总称。常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。针式绝缘子：用于针式绝缘子：用于35kV及以及以下线路上下线路上。悬式绝缘子：用于悬式绝缘子：用于35kV以上以上的高压线路上，通常组装成绝的高压线路上，通常组装成绝缘子串使用（缘子串使用（35kV为为3片串接；片串接；60kV为为5片串接；片串接；110kV为为7片片串接）。串接）。 棒式绝缘子：棒式绝缘子多棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在兼作瓷横担使用，在110kV及及以下线路应用比较广泛。以下线路应用比较广泛。高压针式绝缘子高压针式绝缘子低压针式绝缘子低压针式绝缘子高压线路瓷

9、横担绝缘子高压线路瓷横担绝缘子 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算 v瓷横担的特点：瓷横担的特点：有良好有良好的电气绝缘性能，兼有的电气绝缘性能，兼有绝缘子和横担的双重功绝缘子和横担的双重功能，能节约大量的木材能，能节约大量的木材和钢材，有效地降低杆和钢材，有效地降低杆塔的高度，可节省线路塔的高度，可节省线路投资投资30%40%。 2电缆线路电缆线路电缆的结构：电缆的结构：包括导体、绝缘层和保护包皮

10、三部分。包括导体、绝缘层和保护包皮三部分。 分为单芯、三芯和四芯等分为单芯、三芯和四芯等种类。单芯电缆的导体截面是种类。单芯电缆的导体截面是圆形的；三芯或四芯电缆的导圆形的；三芯或四芯电缆的导体截面除圆形外，更多是采用体截面除圆形外，更多是采用扇形，如图所示。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。 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数

11、电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护包绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护包皮之间保持绝缘。绝缘材料一般有油浸纸、橡胶、皮之间保持绝缘。绝缘材料一般有油浸纸、橡胶、聚乙烯、交联聚氯乙烯等。聚乙烯、交联聚氯乙烯等。 保护包皮：用来保护绝缘层，使其在运输、敷设保护包皮：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。常用的包皮有铝包皮和铅包皮。此外，绝缘油外渗。常用的包皮有铝包皮和铅包皮。此外，在电缆的最外层还包有钢带

12、铠甲，以防止电缆受外在电缆的最外层还包有钢带铠甲，以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。界的机械损伤和化学腐蚀。电缆的敷设方式：电缆的敷设方式：直接埋入土中：埋设深度一般直接埋入土中：埋设深度一般为为0.70.8m，应在冻土层以下。，应在冻土层以下。当多条电缆并列敷设时，应留有当多条电缆并列敷设时，应留有一定距离，以利于散热。一定距离，以利于散热。 电缆沟敷设：当电缆条数较多电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电缆置时，宜采用电缆沟敷设，电缆置于电缆沟的支架上，沟面用水泥于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。板覆盖。穿管敷设：当电力电缆在室内穿管敷设：当电力电缆在室内明敷或暗敷时，为

13、了防电缆受到明敷或暗敷时，为了防电缆受到机械损坏，一般多采用穿钢管的机械损坏，一般多采用穿钢管的敷设方式。敷设方式。 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算线路类型线路类型装装 设设 地地 点点优优 点点应应 用用 范范 围围架空线路架空线路导线和避雷线架设在露天的线路杆塔上费用低，施工、维护、检修方便绝大多数输电线路、配电线路采用架空线路电缆线路电缆线路 直接埋设在地下费用高，施工、维护、检修不便当受

14、环境限制不能采用架空线路时才考虑用电缆线路。大城市配电系统当难以解决线路所需的走廊,或为了保持障环境美时,要求采用地下电缆网。第二节 架空输电线路的参数计算及等值电路1输电线路的参数计算输电线路的参数计算电阻：电阻： 单根导线的直流电阻为：单根导线的直流电阻为： AlR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应考虑集肤效应和邻近效应的影响；应考虑集肤效应和邻近效应的影响；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导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。导线的额定截面（即

15、标称截面）一般略大于实际截面。 通常取通常取 ; ; km/mm8 .182Cukm/mm5 .312Al工程计算中，可先查出导线单位长度电阻值工程计算中，可先查出导线单位长度电阻值 r1，则，则lrR1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时的导线电时的导线电阻，当实际运行的温度不等于阻，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/）。）。 电抗：电抗： 每相导线单位长度的等值电抗为

16、：每相导线单位长度的等值电抗为：rrrsrsfx0157. 0lg1445. 010)5 . 0lg6 . 4(2av4av1式中，式中，r为相对磁导率，铜和铝的为相对磁导率，铜和铝的 ; r为导线半径（为导线半径（m）；）；Sav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）。）。1r3cabcabavssss注意：注意：为了使三相导线的为了使三相导线的电气参数对称，应将输电电气参数对称，应将输电线路的各相导线进行换位，线路的各相导线进行换位，如图所示。如图所示。图图 三相导线的布置方式三相导线的布置方式a）等边三角形布置）等边三角形布置 b）水平等距布置）水平等距布置图图 一次整

17、循环换位一次整循环换位ssav若三相导线等边三角形若三相导线等边三角形排列，则排列，则 sss26. 1233av若三相导线水平等距离若三相导线水平等距离排列，则排列，则分裂导线分裂导线-减少线路电抗和减低电晕损耗减少线路电抗和减低电晕损耗)/sin(2/)0157.0lg1445.0(10ndAnrArkmnrDxnnDDjp一般单导线的电抗为一般单导线的电抗为0.40.4 /km/km左右，而分裂导线为左右，而分裂导线为n=2n=2、3 3、4 4时，电抗为时，电抗为0.330.33、0.30.3、0.28 0.28 /km /km左右。左右。架空线路的电抗值架空线路的电抗值为为lxX1电

18、纳：电纳：每相导线单位长度的等值电容（每相导线单位长度的等值电容（F/km）为：）为： 6110lg0241. 0rsCav则单位长度的电纳（则单位长度的电纳（S/km）为：）为： 6av1110lg58. 7rsCb一般架空线路一般架空线路b1的值为的值为 S/km左右，则左右，则 61058. 2lbB1电导：电导： 电导参数是反映沿线路绝缘子表面的泄露电流和导电导参数是反映沿线路绝缘子表面的泄露电流和导线周围空气电离产生的电晕现象而产生的有功功率损耗线周围空气电离产生的电晕现象而产生的有功功率损耗 。 说明：说明：通常架空线路的绝缘良好，泄露电流很小，可以忽略不计。通常架空线路的绝缘良好

19、，泄露电流很小，可以忽略不计。 电晕现象：电晕现象：在架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的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度时，导线周围的空气被电离而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局部放电的现象。产生局部放电的现象。 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（电晕相对应的导线单位长度的等值电导（S/km）为：）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/

20、km）。）。 gP注意：注意：通常由于线路泄漏电流很小，而电晕损耗在设计线路通常由于线路泄漏电流很小，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，近似时已经采取措施加以限制，故在电力网的电气计算中，近似认为认为 。 0G在设计架空线路时依据电晕临界电压规定了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不需要验算电晕的导线最小外径：导线最小外径：110kV导导线外径不应小于线外径不应小于9.6mm；220kV导线外径不导线外径不应小于应小于21.3mm；60kV及以下的导线不必验及以下的导线不必验算电晕临界电压；算电晕临界电压；220kV以上的超高压输电以上的超

21、高压输电线，采用分裂导线或扩径导线以增大每相导线，采用分裂导线或扩径导线以增大每相导线的等值半径，提高电晕临界电压线的等值半径，提高电晕临界电压 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算计算电晕临界电压jpjpcrDrmmkVrDrmmU2121)/lg(84导线表面状况系数，多股绞线为0.830.87；气象状况系数，晴天为1，雨雪雾为0.81；导线计算半径(cm)；三相导线间的几何均距(cm)；空气相对

22、密度，一般取12输电线路的等效电路输电线路的等效电路一字型等效电路一字型等效电路 ： 用于长度不超过用于长度不超过100km的架空线路（的架空线路（35kV及以下）和线及以下）和线路不长的电缆线路（路不长的电缆线路（10kV及以下）。及以下）。型或型或T型等效电路：型等效电路：（110220kV）和）和长度不超过长度不超过100km的电缆线路（的电缆线路（10kV以上）。以上）。 用于长度为用于长度为100300km的架空线路的架空线路图图 一字型等效电路一字型等效电路图图 型或型或T型等效电路型等效电路a）型型 b）T型型 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电

23、线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算第三节、变压器的等值电路及参数计算第三节、变压器的等值电路及参数计算一、双绕组变压器一、双绕组变压器 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算1 1、电阻、电阻TRTXTBTGKUKPNI)(10)()()()()(1010332232232N

24、NkTTNNNTNNTNkSUPRRAkVSkVUAIkWRUSRIP 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算2 2、电抗、电抗)()()(10100(%)103100(%)101003(%)3233kVASkVUSUUIUUZXUZIUNNNNkNNkTTNTNk对于大型电力变压器，其绕组电阻值远小于绕组电抗值TRTXTBTGKUKPNI 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架

25、空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算3 3、电导、电导kvUkwPSUPUPUPGUGUGUGUPNNNFeNFeTNTNTNTNFe032032222)(1010)3(3)(3bI0ITRTXTBTGNU0PaI 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算4 4、电纳、电纳

26、5 5、变比、变比NNTUUK21)(100%10)(10100%103100%100%1030320320300030kVarSIUBQSUSIUIIBIIIBUIINNTNNNNTNTNb变压器两侧绕组的空载线电压之比UIoIbIabI0ITRTXTBTGNU0PaI二、三绕组变压器二、三绕组变压器 在发电机和变电站中，常需要将几种不同电压等级的输电系统联系起来。如联系三个电压等级，用双绕组变压器，至少需要两台变压器；若用三绕组变压器，则只需要一台就能满足。 由于三相对称，三绕组变压器的等值电路常用一相等值电路表示。 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路

27、架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算1 1、电阻、电阻)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(131)31(32)32(21)21(kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP)3 , 2 , 1(10322iSUPRNNkiTi制造厂家会给出三个绕组间一个绕组开路、另两个绕组短路试验的短路损耗：联解上面三式得可计算三绕组变压器各绕组的电阻： 2010/10电气电气工程工程

28、电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算上面计算公式仅选用于三个绕组的额定容量都相同的情况。实际上，运行中变压器的三个绕组不可能同时都满载运行。则变压器三个绕组的额定容量可以制造为不相等。我国生产三绕组变压器各绕组容量为100/100/100,100/50/100,100/100/50在短路试验时，三个绕组容量不相等的变压器将受到较小容量绕组额定电流限制。需要将按绕组容量测得的短路损耗值折算成按变压器额定容量的损耗值，然后再计算绕组电

29、阻。1321323131332232233232450100450100kkNNkkkkNNkkPPSSPPPPSSPP 短路试验有两组数据是按短路试验有两组数据是按50%容量的绕组达到额定容量容量的绕组达到额定容量时测量的值。因此，应先将各绕组的短路损耗按变压器的额时测量的值。因此，应先将各绕组的短路损耗按变压器的额定容量进行折算，然后再计算电阻。如对容量比为定容量进行折算，然后再计算电阻。如对容量比为100/100/50的变压器，其折算公式为的变压器，其折算公式为式中，式中， 、 为未折算的绕组间短路损耗（铭牌数据）；为未折算的绕组间短路损耗（铭牌数据）； 、 为折算到变压器额定容量下的绕

30、组间短路损耗。为折算到变压器额定容量下的绕组间短路损耗。32kP13kP32kP13kP对对100/100/50和和100/50/100的变压器：的变压器：电抗电抗XT1、 XT2、XT3%)%(21%)%(21%)%(21%211332313322123231211kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU所以所以 %131332322121kkkkkkkkkUUUUUUUUU由由 得：得： NNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX233222211%10%10%10电导电导GT与电纳与电纳BT ： 同双绕组变压器。同双绕组变压器。说明：说明：1）厂家给出的短路电压百分数已）厂

31、家给出的短路电压百分数已归算到变压器的额定容量，因此在计算电归算到变压器的额定容量，因此在计算电抗时，不论变压器各绕组的容量比如何，抗时，不论变压器各绕组的容量比如何，其短路电压百分数不必再进行折算。其短路电压百分数不必再进行折算。2）参数计算时，要求将参数归算到哪一）参数计算时，要求将参数归算到哪一电压等级，则计算公式中的电压等级，则计算公式中的 UN为相应等为相应等级的额定电压。级的额定电压。2、电抗、电抗 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分

32、布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算第四节第四节 电力网络元件的电压和功率分布计电力网络元件的电压和功率分布计算算电力系统的潮流分布计算基本概念电力系统的潮流分布计算基本概念预习复数功率、功率损耗表示预习复数功率、功率损耗表示 输电线的电压和功率分布计算输电线的电压和功率分布计算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多级电压开式电力网的潮流计算多级电压开式电力网的潮流计算本章后两小节内容简介：本章后两小节内容简介： 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数

33、电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算电力系统潮流分布计算基本概念电力系统的潮流分布计算电力系统的潮流分布计算是计算电力系统中各节点的电压和各节点之间通过的功率。用于选择电气设备和导线截面用于选择电气设备和导线截面等等 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算采用方法： 1、解析祘法 2、计算机祘法 解析祘法具有物理概念清晰的特点，是掌握潮流计算原理的基

34、础。本节重点讨论解析祘法。 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算预习预习复数功率、功率损耗表示 1 1、复数功率表示、复数功率表示IUIeUeUIeUIjUIjQPSjjj 333)sin(3)cos(3)(UIIUS 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分

35、布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算var10310333322222322222kXUQPXUSXIQkwRUQPRUSRIPUSIUISLL1U1yS2BjIjXR2U2Bj2yS2 2、电力网线路功率损耗、电力网线路功率损耗线路中电容功率线路中电容功率22222222221211112121321321321213213213NyNyBUjBUjUBjUBUjSBUjBUjUBjUBUjSTTTTNXUQPQQRUQPPPSIjPQjPS2220222000000100%VTjBTGIS,RT+jXT3 3、变压器、变压器一、输电线的电压和功率分布计算一、输电线的电压和功率分

36、布计算2211SUSU共四个变量 ，给定两个变量求解另两个变量。11,SU1yS2BjIS, 1jXR2 S22,US2Bj2yS1 1、给定同一节点的功率和电压、给定同一节点的功率和电压（1 1）给定末端功率）给定末端功率S S2 2和电压和电压U U2 2，求首端求首端U U1 1和和S S1 1。11111121212223)(yyLLySSSSUUjXRIUUSSSSSSS1 1、给定同一节点的功率和电压、给定同一节点的功率和电压（1 1）给定末端功率）给定末端功率S S2 2和电压和电压U U2 2，求首端求首端U U1 1和和S S1 1。LLLyyQjPjXRUQPjXRUSSj

37、QPUBjSSSSUBjS)()()(22222 22 222222222222222IU2I RU1U2U2设末端电压设末端电压22222222222222*22221*22222)()()()(330UjUUURQXPjUXQRPUjXRUjQPUjXRUSUjXRIUUIUSUUU222222221)(UUUarctgUUUU221222112121112112222222222UUU则UUUjQPUBjSSSSSUBjSURQXPUUXQRPULyy电压降落纵分量电压降落纵分量电压降落横分量电压降落横分量首端功率首端功率一般有一般有首端电压首端电压IU2I RU1U2U2（2 2）给定

38、首端功率）给定首端功率S S1 1和电压和电压U U1 1，求末端求末端U U2 2和和S S2 2。)()()()(22212 12 1112212 12 121111211111211jXRUQPSSSSQjPjXRUQPjXRUSSjQPUBjSSSSUBjSLLLLyy11111111111111*1111211111)()()()()(330UjUUURQXPjUXQRPUjXRUjQPUjXRUSUjXRIUUIUSUUU设首端电压设首端电压 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参

39、数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算222221112121122)(UBjSSSSUUUarctgUUUUyU1U2U111,SU1yS2BjIS, 1jXR2 S22,US2Bj2yS 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算2 2、给定不同节点功率和电压、给定不同节点功率和电压 结束UU若SUSU结束SS若SUSU结束UU若SUSUUSU121

40、212121211212121111111111202给定首端给定首端U1U1和末端和末端S2S2，求求S1S1和和U2U2：推算法推算法 11,SU1yS2BjIS, 1jXR2 S22,US2Bj2yS近似法近似法用线路UN来代替末端电压从末端到首端1121111111121111121111222122 22 2222222222222222UjUUUURQXPUUXQRPUUBjSSSSUBjSjQPQQjPPSSSQjPjXRUQPjXRUSSjQPUBjSSSSUBjSyyLLLLLNNLNyNy11,SU1yS2BjIS, 1jXR2 S22,US2Bj2yS 2010/10电气

41、电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算3 3、工程上常用的几个计算量、工程上常用的几个计算量21UU%100%2122221NUUUUUXQRPUUU%100NNUUU电压偏移（1）电压降落 线路首、末端电压的向量差（2）电压损耗 线路首、末端电压的数值差（3）电压偏移 （4）输电效率%100%12PP 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器

42、等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算第五节第五节 电力网络的潮流计算电力网络的潮流计算同一电压等级开式电力网潮流计算同一电压等级开式电力网潮流计算多级电压开式电力网潮流计算多级电压开式电力网潮流计算 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算一、同一电压等级开式电力网潮流计算一、同一电压等级开式电力网潮流计算开式电力网：开式电力网

43、：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，可分成无变压器的同一电压等级开式电力网和有变压器的多级电压的开式电力网。首先讨论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率。abdc123SLDbSLDcSLDdabdc123SLDbSLDcSLDdR1+jX1R2+jX2R3+jX3abcdB1/2B2/2B3/2R1+jX1R2+jX2R3+jX3abcdSyaSbScSd1 1、计算各段线路电容功率、计算各段线路电容功率2 2、运算负荷、运算负荷 将节点的所有功率合成一个负荷功率。233222211222NNNUBQUBQUBQ133221QjSQjSSQjQ

44、jSSQjQjSSyaLDddLDccLDbb 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算TSLDbb若节点接有降压变压器运算负荷要加入变压器功率损耗若节点接有降压变压器运算负荷要加入变压器功率损耗。21222100%QjQjSSSSSUjSSPQjPSTbLDbbNLDbkNLDbkTTTb3 3、计算各线段功率分布、计算各线段功率分布从线段末端向线路首端推算 线段末端功率=末端节点功率+下一线段首端功率

45、线段 cd Scd末=SLDd 线段 bc Sbc末=SLDc+Scd首线段 ab Sab末=SLDb+Sbc首线路首端功率=线段末端功率+线段损耗Scd首=Scd末+Scdabdc123SLDbSLDcSLDd 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算线段损耗线段损耗=4、节点电压分布计算、节点电压分布计算一般给定线路首端电压，则线路其它节点电压从线路首端向线路末端推算。线段电压损耗计算U=（P线段首R

46、线段+Q线段首X线段)/U节点首线段末端电压U节点末U节点末=U节点首U例 Uab=(Pab首R1+Qab首X1)/Ua Ub=Ua-Uab自学教材例6-5cdcdNcd末cdNjXRUSSjXRU线段末端功率22)()(R1+jX1R2+jX2R3+jX3abcdSyaSbScSd 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算二、多级电压开式电力网潮流计算二、多级电压开式电力网潮流计算含变压器的开式电力网，

47、计算有两种方法：1、变压器表示为理想变压器与变压器阻抗相串联bcadSLkR2+jX2RT+jXTR1+jX1B1/2B2/2S0SLR2+jX2RT+jXTR1+jX1B1/2B2/2S0SL2、将变压器二次侧的所有元件全部归算到一次侧 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网络元件电压和功率分布和功率分布电力网络的电力网络的潮流计算潮流计算例6-6 一两级电压开式网络变压器参数 SN=1600KVA P0=21KW KT=110/11 I0%=0.85 PK=85KW Uk%=10.5110KV线路 r0=0.33/km x0=0.417 /km b0=2.2510-4 s/km10KV线路 r0=0.65/km x0=0.32 /km线路首端电压为117kv, 负荷 SLDc=(11+j4.8)MVA SLDd=(0.7+j0.5)MVA求网络的电压和功率分布。abcd110kv40km10kv5kmSLDcSLDd 2010/10电气电气工程工程电力线路电力线路的结构的结构 架空输电线路架空输电线路参数和等值电路参数和等值电路变压器等值变压器等值电路及参数电路及参数网络元件电压网