电力系统分析第十章《电力传输的基本概念》课件

２．电压损耗 （首末端电压幅值之差）
.
P1 V 1
115kV
.
V 2 P2
110kV
V V1 V2
填空举例：
３．电压偏移
（首端或末端电压幅值与额定电压之差）
图所示高压输电线路。 电压损耗V= ____kV，
首端电压偏移（％） V 1 VN 100 VN
首端电压偏移(％)____， 末端电压偏移(％)____。
利用功率圆图可以方便地分析两端的有 功和无功功率的变化情况。
有功功率的最大值称为功率极限。图中P1m 和P2m分别为首端和末端有功功率达到最大值。
功率极限的主要部分与两端电压幅值的乘 积成正比，而与首端和末端之间的转移阻抗的 模成反比。
输电线路的功率圆图
10-3 沿长线的功率传送 （略讲）
研究长距离线路的功率传输的特性时，必须考虑线路的参数分布性
值阻抗|ZLD|，或者比值|ZS /ZLD|。 当|ZS /ZLD|=1时，受端功率抵达极限Pm
简单供电系统
介绍：电压稳定研究的系统极限传输功率原理、负荷 受端电压和功率随负荷阻抗变化曲线 恒定功率模型、广义戴维南动态等值方法、电压稳性 定性评价指标。
由负荷恒定功率模型得到的电压稳定性结论最保守： 如果负荷包含部分恒定阻抗分量，则可以将阻抗
. V1
.
dV2
jV2
j P2X V2
V2
Q2 X V2
Ｑ主要影响首末端电压幅直差
感性无功从电压高端流向电压低端
Ｐ主要影响首末端电压相位差
有功从相位超前端流向落后端
填空举例：
如图所示高压输电线路， 有功功率由____侧流向____侧， 无功功率由____侧流向____侧。
.
V A 1.0615
.
V2 V20
1 S1'
S 2 '' 2
V1
V2
( S2" V2
)* ZL
令
V2 ( (V2
P2" P2"
jQ2" )(R
V2 R
Q2"
X
)
V2
jX ) j( P2"
X V2
电压降落纵分量
V2
P2 '' R Q2 '' V2
X
电压降落横分量
V2
.
P2 ''
X Q2 '' R V2
O
V 1 (V2 V2 ) jV2
.
V1
P1' R Q1' V1
X
V 1 P1' X Q1' R
V1
于是
.
V 2 (V1 V1) jV 1
V1
jV 1 V 1
.
dV1
.
V.2
以相量 V 1 为参考轴
. V1
V2 (V1 V1)2 (V1)2
arctg V1
V 1 V1
.
V 2 V 2
比较：
O
.
dV2
.
V2
.
以相量 V 2 为参考轴
jV2
V2
举例：线路型等值电路参数：8+j40， j1110-4/2 S。运行状态：V1=248kV， V2=220kV，P=220MW。求cos=？
电压降落相量的两种分解法：
由图可见 V1 V2
V1
V2
二、几个名词
１．电压降落 （首末端电压相量之差）
.. .
dV V1V 2
实际计算中，认为Ｖ１≈ＶＮ 。则
SN的单位为MVA。
S0
P0
jQ0
P0 1000
j
I0 % 100
SN
10-2 输电线路的功率特性
y
1．基本知识 中心在原点的圆方程
顺时针走向
x R sin
y
Rcon
1
x
圆1：x R sin 圆2： x Rsin
2
逆时针走向 y Rcon A顺时针走向 y Rcon A
电力系统基础
第十章 电力传输的基本概念
▪10-1 ▪10-2 ▪10-3 ▪10-4
网络元件的电压降落和功率损耗 输电线路的功率特性 沿长线的功率传送 单端供电系统的功率特性
10-1 网络元件的电压降落和功率损耗
预备知识： 定义：电感性无功，Q为正
如果取 S VI P jQ 则超前无功Q为正 所以取 S VI P jQ 则滞后无功Q为正 有 I (S / V ) * 用此式计算电流 滞后无功为正
长线的最基本的特征参数：
波传阻 播抗 常Z数Cγ
决定线路传送功率的能力 （在22节中已插讲） 说明电压或电流行波沿线振幅衰减和相位变化的特性
当线路末端的负荷阻抗与波阻抗相等时，送到受端的功率便等于自然功率。
10-4 单端供电系统的功率特性（介绍电压稳定研究）
如图简单系统中，同步发电机经过一段线
路向负荷节点供电:
1.功率损耗计算
QB2
1 2
BV22
S 2'' S 2 jQB2
SL
PL
jQL
( S 2 '')2 (R V2
jX )
P2 ''2 Q2 ''2 V22
(R
jX
)
S1' S2'' SL
QB1
1 2
BV12
S1 S1' jQB1
1 S1'
S 2 '' 2
线路的等值电路
2.电压降落计算
取相量 V2 为参考轴（实轴方向）
发电机和输电线路的总阻抗记为ZS =|ZS|， 负荷的等值阻抗记为ZLD =|ZLD|
系统送到负荷点的功率为
P V 2 cos
E2 cos | zs |
| zLD |
zLD zs 2 cos( )
zs
zLD
当电源电势给定，输电系统阻抗和负荷功率因数
一定时，确定受端电压和功率的唯一变量是负荷的等
Q2"
R
线路的等值电路
)
. V1
.
.
dV2
jV2
电压降落 横分量
V2
电压相量图
V2
电压降落纵分量
由图看出
V1 (V2 V2 )2 (V2 )2
arctg V2
V2 V2
.
V 1 V1
1 S1'
问题：已知 V1 及S1=P1+jQ1
求解 V2及S2=P2+jQ2
S 2 '' 2
.
.
则取相量 V 1为参考轴（实轴方向），V 1 为实数
末端电压偏移（％） V 2 VN 100 VN
４．输电效率 （末端输出功率与首端输入功率之比）
输电效率 P2 100%
P1
三、电压降落公式的分析
V2
P2R Q2X V2
.
V2
P2X Q2R V2
O
V2
高压输电线的参数中，∵Ｘ≫Ｒ，令R=0，则：
V2
Q2 X V2
V2
P2 X V2
由相量图得到结论：
P1 jQ1
P2 jQ2
j BV22 2
线路的等值电路
首、末端充电功率均为常数，只要对无功功率常数部分修正，首端功 率圆向下偏移，末端功率圆向上偏移。
再计及线路的有功损耗后，首端功率圆向右偏移，末端功率圆向左偏移。
２．功率圆图 （根据前述基本知识自己阅读）
输电线路（或输电系统）两端的电压给定 时，在P、Q平面上，首端和末端功率随两端电 压相位差而变化的轨迹是圆。
分量分离出来并入系统，使得系统阻抗减小，负荷阻 抗增大，阻抗模裕度增大，电压稳性定性指标更好。
受端功率和电压的关系
V B 1.030
A
高压输电线路
B
四、变压变压器的功率损耗
变压器的等值电路
变压器绕组阻抗产生的功率损耗
SZT
PZT
jQZT
(S V
2 2
)2
(
RT
jXT
)
PS S22 j VS%SN S22
1000 SN2
100 SN2
设V2 VN
变压器的励磁损耗
S0
(GT
jBT
)V
2 1
注意： PS、P0的单位为kW，
一、输电线路的电压降落和功率损耗计算
1 S1'
S 2 ''
V I I
V 电流超前 I V V
I 电流滞后
问题：
线路的等值电路
已知 V2及S2=P2+jQ2 求解 V1 及S1=P1+jQ1
回顾：2-3节已交代，因潮流计算均不显含电 流，若取V为线电压，取S为三相功率，则三 相电路计算公式与单相完全一致。
先不考虑线路的有功损耗
注意圆起始点及偏移方向
类似于发机 输出功率：
末端功率对应圆2
P2
V1V2 X
sin 12
Q2
V1V2 X
con12
V22 X
同理：
P1
V1V2 X
sin
12
首端功率对应圆1
Q1
V1V2 X
con12
V12 X
.
V P
' 1
jQ1'
1
.
X
V2
P
' 2
jQ2'
j BV12 2