电力网的电压降落与功率损耗(ppt 63页)
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电压降落、电压损失和电压偏移适用于
线路、变压器。
2020/10/3
9
二、功率分布和功率损耗
I
Sˆ Uˆ
S~
U ˆI
1、输电线路的功率损耗
••
U 1 I1,S1
S'
•
R jX S " I 2
•
U2,S2
S ~PjQ
共轭
jB/2 jB/2
U ˆIU (Y ˆU ˆ） U2Y ˆ
图3-3 线路的等值电路
•
U 1U 2( U 1j U 1)
电压降落纵分量：
1
U2RI2cos2 XI2sin2
2
(P2RQ2X)/U2
电压降落横分量
1
U2 I2XCos2 I2RSin2
2
(P2XQ2R)/U2
U 1
2
••
•
U2
•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
求首端电压
•1•
U1U2ΔU2 jδδ2
•2
U1U2
1
•
U2
• 线路功率与电压的关系
• ••
I1 I2 I
高压输电线路 X>>R
U QX/ U
U PX/ U
• 无功流动方向与电压高低有关；
• 有功流动方向与电压相位差有关。
2020/10/3
8
2.电压损耗(kV)
U1U2 U (PRQX)/U
•
U1
• U2
G
3.电压偏移
电压偏 % ） U 移 UN （ 10% 0 UN
3U
P2 Q2 QL U2 X
11
线路总功率损耗：
••
U 1 I1,S1
•
S'
R jX
S"
I
2
•
U2,S2
S L P L j( Q L Q B 1 Q B 2 )
jB/2 jB/2
线路的电能损耗
图3-3 线路的等值电路
WL P2U2Q2 RT
最大负荷损耗时间
W LP ma x max
第三章 输电线路运行特性及简单 电力系统潮流估算
重点： 1、基本元件中的电压降落、功率损耗和电能损耗
的计算方法； 2、用逐段推算法确定简单辐射形网络节点电压和
传输功率的方法； 3、环网和两端供电网初步功率分布的计算及功率
分点的确定；
2020/10/3
1
第三章 输电线路运行特性及简单电力 系统潮流估算
求末端电压及功率、线路的传输效率。
解： R jX ( r0 jx 0 )l 21 .6 j84
Y j B j b0l 22 2
j 2 .66 10 4 S
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
•
U2,S2
jB/2 jB/2
220kV 线路的等值电路
2020/10/3
16
••
PL 3I2R QL3I2X
QB1
B 2
U12
QB2 B2 U22
2020/10/3
10
用功率表示功率损耗
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
•
U2,S2
jB/2 jB/2
图3-3 线路的等值电路
P2 Q2 PL U2 R
2020/10/3
同一点
PL QL
3I 2 R 3I 2 X
S I
难点： 1、对简单辐射式网，当已知不是同一节点的功率和
电压时，用逐段推算法确定其他节点电压和传输 功率的方法； 2、环网及两端供电网的分解；
2020/10/3
2
3-1 电力网的电压降落和功率损耗
一、网络元件的电压降落 1.电压降落 元件首、末端两点电压的相量差。
••
•
•
U 1 U 2 (R jX )I1 (R jX )I2
QB BTU1 2
2020/10/3
13
2、变压器功率损耗的计算
由实验技术参数
PR
PK
S ( SN
)2
PG P0
QX U1K0000SN(SSN)2 Qb I100000SN
变压器的电能损耗
ΔTA ΔTA Y ΔTA Z P 0t(S S N)2P kτmax
2020/10/3
14
结论：
1、电压损耗和功率损耗计算公式既适用于单 相，也适用于三相；
最大负荷利用小时数Tmax、cosφ
Tmax
A Pmax
2020/10/3
12
2、变压器功率损耗的计算
•
•
U1, S1, I1
•
•
U2, S2, I 2
变压器的等值电路
PT PR PG QT QX QB
由等值电路参数计算
PR
P22 Q22 U22
RT
QX
P22 Q22 U22
XT
PG GTU1 2
U1U2 U (PRQX)/U
P2 Q2 P U2 R
P2 Q2 Q U2 X
QB1 B2 U12
2、线路输电效率: P2 100%
P1
2020/10/3
15
例1
某220kV单回架空线路，长度为200km，导线参 数为r0=0.108/km, x0=0.42 /km, b0=2.66*106S/km。已知其始端输入功率为120+j50MVA,始 端电压为240kV。
jB/2 jB/2
•
U2,S2
末端电压：
220kV 线路的等值电路
•
•
U2 U1(U1 jU1)
U1
(P1'RQ1' X U1
j
P1' X Q1'R) U1
240(33.6 j36.12)
流经线路
206.34 j36.12 209.489.33okV
2020/10/3
U 1 I1,S1
S'
•
R jX S " I 2
•
U2,S2
已知端
jB/2 jB/2
待求端
220kV 线路的等值电路
QB3 12BU12
S1 S' S' S1jQB3 P1 j[Q1 12BU12]120 j65.32(MV)A
2020/10/3
17
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
已U 知 124 00kV
U 1
U 2
图3-1 网络元件的一相等值电路
2020/10/3
3
U 1
U 2
I
Sˆ Uˆ
设 U 2U200已,知U •1U •2(RjX )I•2(RjX )U S ˆˆ2 2
相 量 图 分 析
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U 1
2
••
•
U2
•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
4
电压降落分量
•
UP2RQ2Xj U2
P2XQ2R U2
2020/10/3
脚标一致
5
设 U 1U100已,知求末端电压
I1 X
I1R
U1
•
U1
1
U1
••
U1 U2
•
•
I1 I2
•
U2
•
•
U 2U 1( U 1j U 1)
U
1
( P1 R
Q1X U1
)
U
1
( P2 X Q 2 R ) U2
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设U 1U1已知 ,
U 1
1
•
U2
• ••
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
U •1 U •2 (R jX ) I (R jX )U S ˆ ˆ 2 2 ( U 1jU 1 )
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计算电压降落分量注意：
U 1
• 公式中各物理量为同一点的
U1 பைடு நூலகம் 2
U1 U 2
线路、变压器。
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二、功率分布和功率损耗
I
Sˆ Uˆ
S~
U ˆI
1、输电线路的功率损耗
••
U 1 I1,S1
S'
•
R jX S " I 2
•
U2,S2
S ~PjQ
共轭
jB/2 jB/2
U ˆIU (Y ˆU ˆ） U2Y ˆ
图3-3 线路的等值电路
•
U 1U 2( U 1j U 1)
电压降落纵分量：
1
U2RI2cos2 XI2sin2
2
(P2RQ2X)/U2
电压降落横分量
1
U2 I2XCos2 I2RSin2
2
(P2XQ2R)/U2
U 1
2
••
•
U2
•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
求首端电压
•1•
U1U2ΔU2 jδδ2
•2
U1U2
1
•
U2
• 线路功率与电压的关系
• ••
I1 I2 I
高压输电线路 X>>R
U QX/ U
U PX/ U
• 无功流动方向与电压高低有关；
• 有功流动方向与电压相位差有关。
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2.电压损耗(kV)
U1U2 U (PRQX)/U
•
U1
• U2
G
3.电压偏移
电压偏 % ） U 移 UN （ 10% 0 UN
3U
P2 Q2 QL U2 X
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线路总功率损耗：
••
U 1 I1,S1
•
S'
R jX
S"
I
2
•
U2,S2
S L P L j( Q L Q B 1 Q B 2 )
jB/2 jB/2
线路的电能损耗
图3-3 线路的等值电路
WL P2U2Q2 RT
最大负荷损耗时间
W LP ma x max
第三章 输电线路运行特性及简单 电力系统潮流估算
重点： 1、基本元件中的电压降落、功率损耗和电能损耗
的计算方法； 2、用逐段推算法确定简单辐射形网络节点电压和
传输功率的方法； 3、环网和两端供电网初步功率分布的计算及功率
分点的确定；
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1
第三章 输电线路运行特性及简单电力 系统潮流估算
求末端电压及功率、线路的传输效率。
解： R jX ( r0 jx 0 )l 21 .6 j84
Y j B j b0l 22 2
j 2 .66 10 4 S
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
•
U2,S2
jB/2 jB/2
220kV 线路的等值电路
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••
PL 3I2R QL3I2X
QB1
B 2
U12
QB2 B2 U22
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用功率表示功率损耗
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
•
U2,S2
jB/2 jB/2
图3-3 线路的等值电路
P2 Q2 PL U2 R
2020/10/3
同一点
PL QL
3I 2 R 3I 2 X
S I
难点： 1、对简单辐射式网，当已知不是同一节点的功率和
电压时，用逐段推算法确定其他节点电压和传输 功率的方法； 2、环网及两端供电网的分解；
2020/10/3
2
3-1 电力网的电压降落和功率损耗
一、网络元件的电压降落 1.电压降落 元件首、末端两点电压的相量差。
••
•
•
U 1 U 2 (R jX )I1 (R jX )I2
QB BTU1 2
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13
2、变压器功率损耗的计算
由实验技术参数
PR
PK
S ( SN
)2
PG P0
QX U1K0000SN(SSN)2 Qb I100000SN
变压器的电能损耗
ΔTA ΔTA Y ΔTA Z P 0t(S S N)2P kτmax
2020/10/3
14
结论：
1、电压损耗和功率损耗计算公式既适用于单 相，也适用于三相；
最大负荷利用小时数Tmax、cosφ
Tmax
A Pmax
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2、变压器功率损耗的计算
•
•
U1, S1, I1
•
•
U2, S2, I 2
变压器的等值电路
PT PR PG QT QX QB
由等值电路参数计算
PR
P22 Q22 U22
RT
QX
P22 Q22 U22
XT
PG GTU1 2
U1U2 U (PRQX)/U
P2 Q2 P U2 R
P2 Q2 Q U2 X
QB1 B2 U12
2、线路输电效率: P2 100%
P1
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例1
某220kV单回架空线路，长度为200km，导线参 数为r0=0.108/km, x0=0.42 /km, b0=2.66*106S/km。已知其始端输入功率为120+j50MVA,始 端电压为240kV。
jB/2 jB/2
•
U2,S2
末端电压：
220kV 线路的等值电路
•
•
U2 U1(U1 jU1)
U1
(P1'RQ1' X U1
j
P1' X Q1'R) U1
240(33.6 j36.12)
流经线路
206.34 j36.12 209.489.33okV
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U 1 I1,S1
S'
•
R jX S " I 2
•
U2,S2
已知端
jB/2 jB/2
待求端
220kV 线路的等值电路
QB3 12BU12
S1 S' S' S1jQB3 P1 j[Q1 12BU12]120 j65.32(MV)A
2020/10/3
17
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U 1 I1,S1
S'
R
jX
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已U 知 124 00kV
U 1
U 2
图3-1 网络元件的一相等值电路
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3
U 1
U 2
I
Sˆ Uˆ
设 U 2U200已,知U •1U •2(RjX )I•2(RjX )U S ˆˆ2 2
相 量 图 分 析
2020/10/3
U 1
2
••
•
U2
•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
4
电压降落分量
•
UP2RQ2Xj U2
P2XQ2R U2
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脚标一致
5
设 U 1U100已,知求末端电压
I1 X
I1R
U1
•
U1
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U1
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U1 U2
•
•
I1 I2
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U2
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•
U 2U 1( U 1j U 1)
U
1
( P1 R
Q1X U1
)
U
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( P2 X Q 2 R ) U2
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设U 1U1已知 ,
U 1
1
•
U2
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I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
U •1 U •2 (R jX ) I (R jX )U S ˆ ˆ 2 2 ( U 1jU 1 )
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计算电压降落分量注意：
U 1
• 公式中各物理量为同一点的
U1 பைடு நூலகம் 2
U1 U 2