第三章简单电力网络的计算和分析新

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1、第三章简单电力网络的计算和分析本章阐述的是电力系统正常运行状况的分析和计算，重点在电压、电流、功率的分布，即潮流分布（powerflow,loadflow）,我们关心的主要是节点电压，支路功率。第一节电力线路运行状况的分析与计算电流或功率从电源向负荷沿电力网流动时•，在电力网元件上将产生功率损耗和电压降落。要了解整个电力系统的潮流分布，必然要进行电力网元件上的功率损耗和电压降落的计算。一、电力线路运行状况的计算1、电力线路上的功率损耗和电压降落也可运用欧姆定律等，但需要复数运算，手算时尽量避免复数运算。电力线路的兀型等值电路如图3・1所示，若已知线路参数和末端电压“2、功率£，求

2、始端的电压必和功率£。图3・1电力线路的电压和功率因为这种电路较简单，可以运用基本的电路关系式写出冇关的计算公式。（以单相电路分析，结果推广到三相，采用复功率的计算式）图3・1中，设末端电压（相M）f/2=t72Z0°,末端功率（单相功率）£二£+jQ2,则末端导纳支路的功率损耗AS：为••y♦GB1AS『2=U2（-U2）=Ul（--j-）=-GUl--jBUl=^Py2-jA2V2（3-1）阻抗支路末端的功率6；为6；=§2+△S；=3+疋2）+一胆02）=（鬥+丿竺2）+伦-人。2）=用+jQ；阻抗支路中损耗的功率A罵为ASZ=（羊吃=丈护G+JX）U2”2=许"咪7+皿

3、（3-2）阻抗支路始端的功率S：为S；=S；+△Sz=（g+丿0；）+（A&+胆Q）=（尺+帆）+j（Q；+伦）=F+jQ；始端导纳支路的功ASyZ为•・y*gRAS.v/=t/1（-t/1）=t/12（--j-）=-GU^--jBU^PyX-jQyX女令端功率Si,为Si=S：+ASv/=（尺+jQ；）+（A©-胆Qw）=（尺+叫+j（e;-A0）二片+Jfi,这就是电力线路功率计算的全部内容。以上△$、.】、△S,.?是导纳支路的功率损耗，ASz是阻抗支路的功率损耗。但实际计算时，始端导纳支路功率及始端功率彳，都是在求得始端电压必以后才能求得的。求取始端电压“I的方法如下

4、：设末端电压U2=t/2Z0°（参考屯压），线路接感性负荷，贝懺路阻抗在Z上的屯压降落因此线路始端电压为U}=（72+JC/=（t/2+At/）+jSU图3・2电力线路的电压相量图始端电压的模值(/严始末两端屯压夹角(3-5)(3-6)SUu2+au对于llOkV及以下的电力网，5U对电压降落的影响不大，可忽略不计。(3-7)因而始端电压可简化为必垃+au=p，R+°x相似于这种推导，述可获得从始端电压必、始端功率求取末端电压必、末端功率£的计算公式。其中计算功率的部分与式(3-1)式(3・3)并无原则区别，计算电压的部分则应改为••Vr设4=〃上0°(参考电压)，线路阻抗Z上的

5、压降为du=^-zUP'一Y(R+丿X)=M+j3Uf电力线路的电压相量图3-3其中Usuf=P；X-Q；R5(3-8)则u2=jj-dij=(ux-w^-jsu，o电压相量图如图3-3所示，由图可得末端电压/的模值以及始末两端电压的夹角为U2=J(S—仙丁+(刃/了(3-9)tg-1-8UU—MT(3-10)比较图3・2和图3・3可知，当已知末端功率、末端电压，求始端电压时，是取“2作为参考的；而当已知始端功率、始端电压，求末端电压时，是以必为参考的。所以两种情况下，2丰、6U+U。求得线路两端电压后，就可以计算标志电压质量的指标，如电压降落、电压损耗及电压偏移等。所谓电

6、压降落是指线路始、末两端电压的相量羌(dU=U-U,)。所谓电压损耗是指线路始、末两端电压的数值差(S-“2)。对T110kv及以下的电力网，若忽略横分量刃/对屯压损耗的影响，则屯压损耗近似等于电压降落的纵分量AC/o电压损耗还常以百分值表示，即为TJ-TJ电压损耗%=12xl00(3-11)Sv式中UN——线路的额定电压。所谓一电屋佩一移是指网络中某一点的电压与该网络额定电压的数值差。如线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差为(U}-UN)或(“2-UQ。TJ-11百分数:始端电压偏移％=仝厶xlOO(3-12)注意：(1)以上公式完全适用于三相系统。(2)电压计算公式中，使

7、用同一点的电压和功率。(3)容性负荷0取负值。讨论：(1).电压损耗mj=p；R+Q；x由上式可知降低损耗的方法有：提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流过的无功功率。⑵、u=P；Ry劝=聲迦对于高压输电网(电阻远小于电抗)设R=0,贝仏〃=空、3U=聲“2S可见电压的大小与相关，由知，Q；即无功作用非常关键。(3)经济性能指标一输电效率(%)：输电效率(％)二」xlOO%=—xlOO%片尸2AP=p：+e；2提咼输电效率，减小网损的方法：减小线路屮流过的无功功率，提咼电压等