第三章电力网络及其简单潮流计算

1§3.1力网络接电力网按其职能不同可分为输电网和配电网网络，有时也是不网之间互送大量电力的联网，一般采用闭式网接线方式。 2—网）3。放射456789§3.2电力网元件参数与等值电 §3.2电力网元件参数与等值电 导线的结构型式：分导线和绝缘导线两大类，高压线路一般用导线，低压线路一般用绝缘导线。a）单股

b）多股绞 c）钢芯铝绞 线间距离：380V为0.4～0.6m6～10kV为2～3.5m；110kV 为3～4.5m导线在杆塔上的排列方式 低压三相四线

低压三相四线制在下 位于线路河流、山谷等地 投资30%～40%。 线路盘形悬式绝缘 复合针式绝缘 复合棒式绝缘低压针式绝缘高压针式绝缘

高压线路拉棒绝缘高压线路瓷横担绝缘线路金具、U型抱箍、挂

扇形三芯电1—导2—纸绝3—5—钢带铠6—麻绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护之间保保护：用来保护绝缘层，使其在、敷设及运行过常用的有铝和铅。此外，在电缆的最外层还包直接埋入土中：埋设深度一般为0.7～0.8m，应在冻土层 二、输电线路的参数计算和等

RA导线的交流电阻比直流电阻增大0.2～1%：

18.8mm2/km; rr20rr201(0.0036（1/℃）2x2πf(4.6lgsav0.5)1040.1445lgsav μr

r1r为导线半径Sav为三相导线的线间几何均距（m）a）等边三角形布 b） 距布

32s3ssavsab 每相导线单位长度的等值电容（F/km）1 0.02411061lgsavr

b1C1

lgr

线路b1的值为

线路电导主要与电晕损耗有电导是反映沿线路绝缘子表面的 空气电离产生的电晕现线路电导主要与电晕损耗有 电晕现象：在线路带有高电压的情况下，当导线表面的 U

103

G 为G0。 用于长度为100～300km的架空线路（110～220kV）和长度

一字型等效电π型等效电三、变压器的参数和等值1—油3—储油4—散热5—高、低压绕6—分接开7—气体继电 用 三、变压器的参数和等值电1、变压器的等值电路a）Γ型等效电b）励磁支路用功率表示的等效电c）简化等效电1、变压器的等值电路---三绕a）励磁回路用导纳表 b）励磁回路用功率表短路损耗短路电压(百分值)Us空载电流(百分值)I0 * * A~VV电压U1在0~1.2UN范围内单方向调节测出U20,I0和P0,画出VI0f(U1)和P0f(U1)曲线忽略R1和X1,即P0 pFe*

2)通过调节电压,让电流IS在0~1.3I

范围内变化测出对应的Us,Is和Ps画出Isf(Us)和Psf(Us曲线3同时记 4由于外加电压很小，主磁通很Ps。说明：说明：U、S、P、Q、的单位分别为kV、kVA、kW和kvar

S 3I2 103

U U PU S NS N

Uk%

3INZTUN103

100SNXTN10UN 10U2U XT SNS T

10U2U

Z2R N电导GT

103

103 UB UB N

103III0%IIN

100

3UNI

100Q03UN3UNI

Q0

I0% I0 U UN

说明：说明：U、S、P、Q、的单位分别为kV、kVA、kW和kvar电阻RT1RT2100/100/100：三个绕组的容量均等于变压器的额定容量100/100/50：第三个绕组的容量为变压器额定容量的

Pk1Pk2

1

Pk1

1

k

k

k

k

k31

Pk3

1

电阻RT1RT2

k k

k

RT1

P kPS2SN U

103RTRT

k S2SNNPk3UNS2SN

103103

100

N

SN32

50 100

N SN3

50 式中，Pk23、Pk31为未折算的绕组间短路损耗（铭牌数据Pk23、Pk31为折算到变压器额定容量下的绕组间短路损耗电抗XT1XT2、

%1 % % Uk12%Uk1%Uk2

1

kUk23%Uk2%Uk3

Uk2% (Uk12%Uk23%Uk312211 %U

Uk3%

2(Uk23%Uk31%Uk12 其短路电压百分数不必再进行折算。2压等级，则计算公式中的UN为相应等级S %U2 k NSTSNNX10Uk3%U2NXSTS 电导GT与电纳BT： T

I I2 I'

U2理 器III2IU'2ZIT12k2I U

ZT/(1-

1

I1

U1

U

(UU 1

k k(k1)I1I'2kI

I2 1 2

(U1U2)

U2

I

I

1kU

(UU T

U1

UI2

(U1U2)

T T1(1-K)YTK(K-TU21(1-K)YTK(K-TU2 1TZT 1TZTI1(1k)YTU1kYT(U1U2 I2kY(UU)k(k1)YU

2例2- 33I I 和 /(1-10)=-1当I0时，副方电压和电流的计 1 V/ 63.5/j11.11j5.715kA

3(

I

I

I I12I1I100j5.715V12Z12I12j10(j5.715)V2V1V1263.557.156.35 I20V2/Z206.35/j1.11

V

Z

VII2I12I20 I2当I150A 时，副方电压和电流的计I10V1/Z1063.5/j11.11j5.715kAI12I1I100.05j5.715kAV12Z12I12j10(0.05j5.715kA)j0.557.15kVV2V1V1263.5(j0.557.15)6.35j0.5kVI20V2/Z20(6.35j0.5)/j1.111在负载情况下，直接由V2(V1ZTI1)/ 和I2

I

I

I

I I

1

I Ik12(k12 Z2/k12UN/k12UN/k13UN/U

I 313

k13(k131)§3.3电力网的电压计

UU1U2I(RjX)tan1 U2U输电线路的π型等效电路及相量a）等效电路b）相量I2UU1U2II2UU1U2I(RjX)1U2RI2cos2XI22U21 I1I22I2

1U2I2XCos21

U1U2ΔU2((P2XQ2R)/U22U1U2

§3.3电力网的电压计

PjQS2U2IP2S

2

U 2 UP2jQ2(RjX)P2RQ2XjP2XQ2R

2jU2 PR U

2P2XQ2U

2 22)22

P2RQ2 U2U2U2 P2XQ2U22

UQX/UPX /

I1I2GG 电压偏移UUNUNUUnpiRiqi11UN

N3 P3r33UNU nniUNU%

100 Piri

10U

U%

2pi

qiXi N

§3.4功率损耗与功率分布的计 R '

S

U I1,

S2'I

U2, 3I2

jX

(2)(RU2

jX

Q'

Q'UU 2(RjX) 1(RjXUU

2Q'

1Q'

线路的等值电UU 2Rj 2UU P

3I2X103 回顾：1.6电力负荷曲图2-1日有功负荷曲线P'

Q'

P'

Q'SZ

Rj2 2XPUU UU §3.4功率损耗与功率分布的计 R 12，U I1,S12，

S I U2,S2~ ˆ 212 UIU(YU）U12B B

BU

Q B B

BU R

U1I1,

S S"I

U2,输电效率:＝P2

U2,S2,I0 jB)UTTS PR jQX Q2URTj PQX2U20P PjI0%000NkPkjQkPSU0SkS)j 0()N100NSNU2,S2,IU1U1U2SSZ 22U(RjX Y

P2 r0=0.108/km,x0=0.42/km,b0=2.66*10-6S/km。 R RjX(r0jx021.6

U1I1,

S S"I

U2, b

j j2.66104

220kV RU1IR

S S"I

U2, 1220kV11QB11

BUSS1S'S'S1Pj[Q12BU]1202111UI1,UI1,RS'S"IU2, U2U1(U1P'RQ'

220kVP'XQ'RU1( j1 由S' S

R S

U1I1,

S S"I

U2, )(R jXU7.0 j27.22(MVAS S'113 j38.1(MVA

220kVS"

2 S"

100% 100%P"j[Q"

1BU2222113W3I2RP 际负荷电流全年产W 8760P P8760P 6500

0.9SN20000.7SN4500

2260

,COS0.9S1

SNP2

,COS0.85S2

0.82SP3

,COS0.8S3

0.63SPP3WP0t

(SN

)2PKti

6500 8760P2000P45000.822 22600.6325922.794Pk876001.34106kWh§3.4功率损耗与功率分布的计 理论线损率：理论线损率理论线损电量100固定损耗可变损耗电网供电 电网供电§3-5 jQB

1(BB)U2P

N d1BU2PN1(BBd1BU2PN1(BB)U2PjQjQ cc322 Sd 3Bj23NdR1R1bR22cR3jXSS''S1 S S S3j 由

由 由 S3S ~'' ~''

~

S Sd

P"2 Q"2

(R

jX S2

(R2jX2)

N~U ~~U

~'' S22'SS22

S3S3Sb22SSb22SS''S1 S S S3jA

R

R3jXd~"~"S S~'

~S ~S S S S

P" Q"U2 (R1U2N

jX1~ ~' S S S

R1AS

b

R2jX

cS S

R3

dS j

U、~'

流动 Ub~' S2、UbUc~'S3、Uc Ud

U IZS1 例3-4如图所示，某负荷由发电厂母线110kV单回线路U~U~80km.S (k)

P(k)2Q(kS(k S(k

S(k) (rjx)

mN

(kj

US(k)S(k)S UII2 P222*UU1U2ΔU2 U1U22PRQ22PXQ22 U(k1)U(k

S 2U2 (k

(k§3-61a1a2Sa1,Ia~~S12,I12Sa1,Ia~~S12,I12Sa2,Iaaa S1, S2,I2带两个负荷的两端供电1~~Sa1,Ia~S12~~Sa1,Ia~S12,I12~Sa2,Iaaa S1, S2,I2带两个负荷的两端供电 I Ia aI Ua I1Ia1 2a求解支路电流

Za2)I1Za2I2

Ua1UaI

Za

Za Za1I1(Za1Z12)I

Ua1UaIa2

a

a思考：如果思考：如果Ua1=Ua2,会怎样Zaa2Sa1,Sa1,Ia~~S12,I12Sa2,Iaa1

Z12 S1, S2,I2带两个负荷的两端供

Za2)I1Za2I Ia1

Za Za1I1(Za1Z12)I Ia2

ZaZa1ZZa1Z122Za~~Sa1,Ia~S12,I12~Sa2,IaS1,I1S2,I(Z12(Z12Za2)Za2I Ua1UaIa1

Za

Za Za1I1(Za1Z12)I

Ua1UaIa2

Za

ZaSSNIPjQ*NUNZa1ZZa1Z12Za~Sa1,IaS12,I12~Sa2,Ia

S1,I S2,I (Z12Za2)S1Za2S (Ua1Ua2)Ua1 Za1Z12Za

Za1Z12ZaSa1.LDSC供载*****SaZa1S1(Za1Z12(Ua1Ua2Za1Z12Za***Za1Z12Za***aC Za

Z1

Za 2Sa1,Ia S12,I12 Sa2,Ia

S1,I S2,I*S

Zi,2 Sa1

i1 *Z

(Ua1*Z

a2)USa1.LD SC

S

Z

i1

(Ua1Ua2)U a 率Sa2.LD

Z ZSC Sa1,Sa1,Ia~~S12,I12Sa2,Iaa1

Z12

Zaa2a S1,I1 S2,I Sa1,Sa1,Ia~~S12,I12Sa2,Iaa1

Z12

Zaa2aS1,I1 S2,I~2~22a SS~~S~S~Za1Za11Z122S~S~S~S~ZbSSa2

2SSSS'a2a2SS CA

D~Sc25

SD20j10MVA S

Z i1

(Ua1Ua2)USSi2ZiSSi2Zi,2***a1i1 (Ua1Ua2)UN*ZSC*ZSa1.LDZ ZSa2.LD SCZa1ZZa1Z12Za~Sa1,IaS12,I12~Sa2,Ia

S1,I S2,I (Z12Za2)S1Za2S (Ua1Ua2)Ua1 Za1Z12Za

Za1Z12ZaSa1.LDSC供载*****SaZa1S1(Za1Z12(Ua1Ua2Za1Z12Za***Za1Z12Za***aC初步§3.7 经济运行（economicoperation）是指能使电力系统的功率在环网中是按阻抗共扼成反比分布的---功率的自然分布minP(S1)2R(S2)2R(S3)2

(PPP)2(Q

(PP)2 1 Qb(R2R3)

R1

R1R2

（economicequiva