电力系统分析第三章

~ S1 ~ ~ S1' Z R jX S 2'
~ SY 1
~ S2
Y 2
U 1
*
Y 2
~ SY 2
U 2
2) 计算串联支路末端的功率
Y ~ SY 2 P j Q U U2 Y2 Y2 2 2 G 2 B 2 U2 j U2 2 2
~
~ SY 2
U 2
线路总功率损耗：
~ ~ ~ ~ ~ S1 S2 SY 2 SZ SY1 P Y 2 P Z P Y 1 jQ Y 2 QZ Q Y1
2016年12月25日星期日 42－7
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
2016年12月25日星期日 42－1
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
一、电压降落、电压损耗和电压偏移 (一)电压降落 不考虑线路Π型等值电路中的接地支路。
U U I R jX dU 1 2
~ S1
R jX
~ S2
I U 1
U 2
1. 已知末端功率和末端电压的情况
U1 U 2 BX U2 2
' ' ' ' P R Q X P X Q R BX BR 2 2 2 2 U U j U U j U2 1 2 2 2 U2 U2 2 2 I Y2
3) 计算串联支路中的功率损耗
2
G 2 B 2 ~ ~ ~ ' S 2' P2' jQ2 S 2 SY 2 P2 U 2 j Q2 U 2 2 2
' '2 '2 '2 S2 P2'2 Q2 P2'2 Q2 P2'2 Q2 ~ S z PZ jQZ X U Z U 2 R jX U 2 R j U 2 2 2 2 2
~ ~ S1' Z R jX S 2'
~ SY 1
~ S2
Y 2
U 1
Y 2
~ SY 2
U 2
G 2 ~ S 2' P2 U 2 2
B 2 B 2 j Q2 U 2 j U2 2 2
U 1 U 2
高压线路导线截面较大，可忽略电阻：
第三章 输电线路运行特性及简单系统潮流估算
电力系统潮流：指系统中所有运行参数的总体，包括各母线电 压的大小和相位、各发动机和负荷的功率及电流，以及各变压 器和线路等元件所通过的功率、电流和其中的损耗。 电力系统潮流计算的任务：在已知某些运行参数的情况下，计 算出系统中全部的运行参数。一般母线负荷功率已知。 负荷(P、Q) 给定 发电机(P、Q/U) 潮流计算 各母线电压(U、θ) 求解 各条线路中的功率及损耗(P、Q) 用于电网规划—选接线方式、电气设备、导线截面 计算目的 用于运行指导—确定运行方式、供电方案、调压措施 用于继电保护—整定、设计 手算 计算方法 交流计算台 电子计算机
2. 变压器的功率分布 ~ 已知 S 2 , U2 (1)计算 变压器串联支路的功率损耗
S2 P Q ~ S ZT PZT jQZT Z U T U2 2 2
2 2 2 2 2
U 1
~ S1
~ S1'
RT jX T
~ S2
*
线路总功率损耗：
~ ~' ~ ' G 2 ' B 2 S1 P j Q S S U1 j Q1 U1 P 1 1 1 Y1 1 2 2
传输功率越大，感性无功越大；电压越高，容性无功越大。 P2 100% 传输效率：



~ S2
Y 2
' ' ' ' P R Q X P X Q R SY 1 1 1 1 1 U U j Y U1 2 1 U1 U1 2 * Y G 2 B 2 ~ SY 2 P j Q U U U j U2 Y2 Y2 2 2 2 2 2 2 G 2 ' B 2 ~ ~ ~ S 2 P2 jQ2 S 2' SY 2 P2' U 2 j Q2 U 2 2 2
P 1
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~ ~ ~ ~ ~ S1 S2 SY 2 SZ SY1 P Y 2 P Z P Y 1 jQ Y 2 QZ Q Y1 '2 P2'2 Q2 消耗感性无功功率 QZ X 0 2 U2 B 2 B QY 1 U12 消耗容性无功功率 QY 2 U 2 2 2
U U N 始端电压偏移 % 1 100 UN 末端电压偏移 %
0 θ
U 2
b a U 2
c
U2 U N 100 UN
2016年12月25日星期日
42－4
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
二、功率分布和功率损耗 1. 线路的功率分布和功率损耗 (1)已知线路末端功率和电压 1) 计算末端并联支路吸收的功率
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
(2)已知线路始端功率和电压
Y G 2 B 2 ~ SY 1 P j Q U U U j U1 Y1 Y1 1 1 1 2 2 2 G 2 B 2 ~ ~ ~ ' ' S1' P j Q S S P U j Q U1 1 1 1 Y1 1 1 1 2 2 2
~ SYT
GT
jBT
U 2
RT jX T
(2)计算 变压器串联支路始端的功率 (3)计算 变压器始端电压 (4)计算 变压器并联支路的功率损耗 (5)计算 变压器的输入功率
~ ~ ~ ~ S1 P j Q S S SYT 1 1 2 ZT
U P2 RT Q2 X T j P2 X T Q2 RT U 1 2 U2 U2
'2 '2 S1' P Q ~ 1 1 S ZT PZT jQZT U ZT U 2 RT jX T 1 1 ~ ~ ~ ~ ~ ~ S2 P2 jQ2 S1 SYT SZT S1 S1' RT jX T ' ' ' ' P R Q X P X Q RT U 1 T 1 T 1 T 1 1 ~ U 2 U1 j S U1 U1 YT 2
~ S1, U 1
*
~ S2
U 2
GT
jBT
2016年12月25日星期日
42－9
§3-2 输电线路的运行特性
一、输电线路的空载运行特性
为分析简单，令G=0
G 2 B 2 B 2 ~ SY 2 U 2 j U2 j U2 2 2 2
~ S2 P2 jQ2 0
~ S1
4) 计算串联支路始端的功率
~ ~' ~ ' ' ' ' S1' P j Q S S 1 1 2 Z P 2 P Z j Q2 QZ



42－5
2016年12月25日星期日
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
5) 计算始端电压
~ S1 ~ ~ S1' Z R jX S 2'
*
'2 '2 '2 '2 '2 '2 S1' P P P ~ 1 Q1 1 Q1 1 Q1 S z PZ jQZ X U Z U 2 R jX U 2 R j U 2 1 1 1 1 ~ ~ ~ ' ~' ~' ~ S1 S1 Z R jX S 2' ' ' ' ' S2 P2 jQ2 S1 SZ P 1 P Z jQ 1 QZ
2. 已知始端功率和始端电压的情况
U U S 1 R jX U S 1 R jX dU U 1 2 * 2 1 * U1 U1 U 0 U 1 1 P 1 R Q1 X 1 X Q1 R U P 1 dU j U j U 1 1 1 U1 U1 U U 2 U 2 U1 dU1 U1 U1 jU1 1 U1 1 2 2 tan U 2 U1 U1 U1 dU U 2 U1 U1 P R Q1 X U 1 U 2 U1 U1 U1 1 U1 U U 2 2
2016年12月25日星期日
ห้องสมุดไป่ตู้
42－8
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
已知
YT GT 2 BT 2 ~ SYT P j Q U U U j U1 YT YT 1 1 1 2 2 2 ~' ~ ~ ' ' S1 P 1 jQ 1 S1 SYT P 1 P YT jQ 1 Q YT
~ ~ ~ ' ' S1' P j Q S S 1 1 2 ZT P 2 P ZT jQ2 QZT
~ *U G jB *U 2 G jB U 2 SYT P j Q Y U YT YT T 1 1 T T 1 T T 1
~ SY 1
~ S2
Y 2
' ' ' ' P R Q X P X Q 2 2 2 2R U1 U 2 j U2 U2
U 1
6) 计算始端并联支路的功率
Y 2
~ SY 2
U 2
7) 计算始端功率
Y G 2 B 2 ~ SY 1 P j Q U U U j U1 Y1 Y1 1 1 1 2 2 2
S2 U U S 2 R jX I d U 1 2 * * U2 U2 U 0 U 2 2
*
*
*
U S 2 R jX U 1 2 * U2
*
令
S 2 R jX P2 jQ2 R jX P2 R Q2 X j P2 X Q2 R U jU dU 2 2 2 * U U U 2 2 2 U2 U 1 P R Q2 X U 2 2 电压降落的纵分量 U2 dU 2 U 2 P2 X Q2 R θ U 2 电压降落的横分量 0 U2 U U 2 2 U1 U1 U 2 dU 2 U 2 U 2 jU 2
42－3
*
令
2016年12月25日星期日
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
(二)电压损耗和电压偏移 电压损耗：线路两端电压的数值差。
电压损耗% U1 U 2 100 UN
U 近似计算中常用电压降落的纵分量代替电压损耗。 1 电压偏移：线路始端电压和末端电压与线路额 dU 定电压之间的差值。 2 U 2
2016年12月25日星期日 42－2
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
U1
U 2 U 2 U 2
2
2
tan1
U 2
U 2 U 2
一般情况下，线路两端电压相位差较小，U2＋ΔU2 >>δU2
U1 U 2 U 2 U 2
*
P2 R Q2 X U2