电力网的电压降落与功率损耗

6
设U1 U1已知,
U1
1
•
U2
• ••
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
•
•
U1 U2
(R
jX )I (R
jX )
Sˆ 2 Uˆ2
(U1
jU1 )
2020/4/11
7
计算电压降落分量注意：
• 公式中各物理量为同一点的
U1
U1 U 2
U1 U 2
1
•
U2
• 线路功率与电压的关系 高压输电线路 X>>R
U1
U2
图3-1 网络元件的一相等值电路
2020/4/11
3
U1
U2
I
Sˆ Uˆ
设U2 U200已知,
•
•
U1 U2
(R
•
jX ) I2
(R
jX )
Sˆ 2 Uˆ2
相 量 图 分 析
2020/4/11
U1
2
•
U2
•
••
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
4
电压降落分量
•
•
U1 U2 (U1 jU1)
S'
R jX
•
S" I 2
•
U2, S2
jB/2 jB/2
末端电压：
220kV 线路的等值电路
•
•
U2 U1 (U1 jU1)
U1
(
P1'
R
Q1' U1
X
j
P1' X Q1'R ) U1
Tmax
A Pmax
2020/4/11
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
U
2 2
RT
QX
P22 Q22
U
2 2
XT
PG GT U12
QB BT U12
2020/4/11
求末端电压及功率、线路的传输效率。
解： R jX (r0 jx0 )l 21.6 j84
Y j B j b0l 22 2
j2.66 104 S
••
U1 I 1 , S1
S'
•
R jX S" I 2
•
U2, S2
jB/2 jB/2
220kV 线路的等值电路
2020/4/11
16
••
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
UK
0 0
100
SN
(S SN
)2
Qb
I0
0 0
100
SN
变压器的电能损耗
ΔAT
ΔATY ΔATZ
S P0t ( SN
)2 Pk τmax
2020/4/11
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；
11
线路总功率损耗：
••
U1 I 1 , S1
S'
R jX
•
S" I 2
•
U2, S2
SL PL j(QL QB1 QB2 )
jB/2 jB/2
线路的电能损耗
WL
P2 Q2 U2
RT
WL Pmax max
图3-3 线路的等值电路 最大负荷损耗时间
最大负荷利用小时数Tmax、cosφ
U1 U2 U (PR QX ) / U
P2 Q2 P U2 R
P2 Q2 Q U2 X
QB1
B 2
U12
2、线路输电效率: P2 100%
P1
2020/4/11
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。
电压降落纵分量：
1
U2 RI2 cos2 XI2 sin 2
2
(P2R Q2 X ) / U2
电压降落横分量
1
U2 I2 XCos2 I2RSin2
2
(P2 X Q2R) / U2
U1
2
•
U2
•
••
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
求首端电压
•1 •
U1 U2 ΔU2 jδδ 2
• ••
I1 I2 I
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。
2020/4/11
8
2.电压损耗(kV)
U1 U2 U (PR QX ) / U
•
U1
• U2
G
3.电压偏移
电压偏移（%） U UN 100% UN
电压降落、电压损失和电压偏移适用于
•2
U1 U2
U
P2R Q2 X U2
j
P2 X Q2R U2
2020/4/11
脚标一致
5
设U1 U100已知, 求末端电压
I1 X
I1R
U1
•
U1
1
U1
••
U1 U2
•
•
I1 I2
•
U2
•
•
U2 U1 (U1 jU1)
U1
(P1R
Q1X U1
)
U1
(P2
X Q2R) U2
2020/4/11
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；
2020/4/11
1
第三章 输电线路运行特性及简单电力 系统潮流估算
U1 I 1 , 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
1 2
BU12
S1 S '
S ' S1 jQB3
P1
j[Q1
1 2
BU12 ]
120
j65.32(MVA)
2020/4/11
17
已知U1 24000 kV
••
U1 I 1, S1
QB1
B 2
U12
QB 2
B 2
U
2 2
2020/4/11
10
用功率表示功率损耗
••
U1 I 1 , S1
S'
R
jX
S"
•
I2
•
U2, S2
jB/2 jB/2
图3-3 线路的等值电路
P2 Q2 PL U2 R
ห้องสมุดไป่ตู้2020/4/11
同一点
PL QL
3I 2 R 3I 2 X
S I
3U
P2 Q2 QL U2 X
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；
2020/4/11
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。
•
•
•
•
U1 U2 (R jX ) I1 (R jX ) I2
线路、变压器。
2020/4/11
9
二、功率分布和功率损耗
I
Sˆ Uˆ
S~
UˆI
1、输电线路的功率损耗
••
U1 I 1 , S1
S'
•
R jX S" I 2
•
U2, S2
S~ P jQ
共轭
jB/2 jB/2
UˆI U(Yˆ Uˆ） U2Yˆ
图3-3 线路的等值电路
PL 3I 2R QL 3I 2 X