电力系统分析川大课件小结与习题

电力网的电能损耗

1. 电力网的电能损耗和损耗率

在分析电力系统运行经济性时，常常要求计算一段时间内电力网的电能损耗。在规定时间段内对有功功率的积分便是电能损耗。如果功率为恒定值，则电能损耗就是功率乘以时间。通常以年（即365×24=8760小时）作为计算时间段，称为电力网年电能损耗。

例如8760小时分为n段，其中第i段时间为△ti(h),全网功率损耗为△Pi(MW),则全网年电能损耗为。

在同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率，即

电力网损耗率=(3-54)

其中，在给定的时间（日、月、季或年）内，系统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差称为供电量；

这里介绍一种常用的电能损耗简化计算方法，用于逐个计算线路或变压器的年电能损耗，即最大负荷损耗时间法。

如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间

保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间。

(3-63)

若认为电压接近于恒定，则

(3-64)

由此可见，最大负荷损耗时间τ与视在功率表示的负荷曲线有关。在一定功率因数下视在功率与有功功率成正比，而有功功率负荷曲线的形状在某种程度上可由最大负荷利用小时数反映。因此，τ与线路负荷的功率因数和Tmax有关。通过对一些典型负荷曲线的分析，得到τ与Tmax及cosρ的关系,如表3-1所示。

使用这一方法只需计算最大负荷时线路或变压器的功率损耗 ,再按负荷的Tmax和cosρ从表3-1查得τ，就可用下式计算线路的年电能损耗

(3-65)

变压器年电能损耗为

(3-66)

表3-1 τ与Tmax和cosρ的关系

2. 降低网损的主要技术措施

•1）提高功率因素、末端增加无功补偿，以减少无功功率的传输。

•2）在闭式网络中实行功率的经济分布。

•3）合理确定电力网的运行电压。

•4）组织变压器的经济运行。

1. 电力系统的组成

生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。

2. 电力系统的负荷和负荷曲线

负荷曲线：描述某一时间段内负荷随时间变化规律的曲线。按描述时间不同，主要有日负荷曲线、年最大负荷曲线和年持续负荷曲线。

相关概念及公式：

•一天的总耗电

•日平均负荷

•负荷率荷

•最小负荷系数荷

•全年耗电量荷

•最大负荷利用小时数荷

3. 电力系统的额定电压和额定频率

电气设备都是按照指定的电压和频率来进行设计制造的，这个指定的电压和频率，称为电气设备的额定电压和额定频率。当电气设备在此电压和频率下运行时，具有最好的技术性能和经济效果。

额定频率：我国规定，电力系统的额定频率为50Hz，也就是工业用电的标准频率，简称工频。

我国制定的标准额定电压分为三类。第一类为100V以下适用于蓄电池和安全照明用具等电气设备的额定电压。第二类为500V以下适用于一般工业和民用电气设备的额定电压。第三类为1000V以上高压电气设备的额定电压。

为了使各种互相联接的电气设备都能运行在较有利的电压下，各电气设备的额定电压之间有一个相互配合的问题。以下是1000V以上高压电气设备额定电压的规定：

1）电力线路的额定电压和用电设备的额定电压相等，有时把它们称为网络的额定电压，如220kV网络等等。

2）发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比网络的额定电压高5％。

3）变压器额定电压的规定略为复杂。根据变压器在电力系统中传输功率的方向，我们规定变压器接受功率一侧的绕组为一次绕组，输出功率一侧的绕组为二次绕组。一次绕组的作用相当于用电设备，其额定电压与网络的额定电压相等。但直接与发电机联接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。二次绕组的作用相当于电源设备。其额定电压规定比网络的额定电压高10%，如果变压器的短路电压小于7%或直接（包括通过短距离线路）与用户联接时，则规定比网络的额定电压高5％。为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的高压绕组上设计制造有分接抽头。分接头用百分数表示，即表示分接头电压与主抽头电压的差值为主抽头电压的百分之几。对同一电压级的变压器，升压变压器和降压变压器，即使分接1.05kV=231kV 。 1.05kV=254kV，降压变压器则为220 2.5％型变压器的抽头额定电压。对于+5％抽头，升压变压器为2422即使分接头百分值相同，分接头的额定电压也不同。图l-7所示,为用线电压表示的SF31500／220

图1-7 用线电压表示的抽头额定电压

(a) 升压变压器； (b) 降压变压器

综合经济技术比较，对应一定的输送功率和输送距离有一最合适的线路电压。各级电压送电线路的合理输送能力如表l-10所示。

表1-10 各级电压架空线路的输送能力

额定电压(kv)

输送容量

(MW)

输送距离

(km)

额定电压

(kv)

输送容量

(MW)

输送距离

(km)

3 0.1~1.0 1~3 110 10~50 50~150

6 0.1~1.2 4~15 220 100~500 100~300

10 0.2~2 6~20 330 200~1000 200~600

35 2~10 20~50 500 800~2000 150~850

60 3.5~30 30~100 750 2000~2500 500以上

第一章思考题与习题

1. 变压器一次绕组的作用相当于用电设备，其额定电压与网络的额定电压相等。但直接与发电机联接时，其额定电压则与发电机的额定电压相比。（）

A. 高5％

B. 低5％

C. 低10％

D.相等

2. 发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比网络的额定电

压。

3. 电力网的接线方式通常按供电的可靠性分为和。

4．什么是最大负荷利用小时数？

5．电力系统各元件的额定电压是多少？试标出如图所示电力系统中各发电机、变压器和负荷的额定电压。