电力系统教3.docVIP

教学内容：熟练掌握线路和变压器中的电压降落、功率损耗的计算方法，掌握电能损耗的计算方法。了解线路和变压器中有功功率与两端电压相位差及无功功率与电压之间存在密切关系的原理。掌握辐射形、环形、两端供电网中功率分布和电压分布的计算方法。了解环形电力网中功率强制分布的原理和方法。 教学重点：电力线路和变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗的计算方法； 对简单辐射形网络，在已知条件不同时，用逐段推算法确定节点电压和传输功率的方法；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；环网及两端供电网的分解及潮流分布的计算。 教学难点：对简单辐射式网，当已知的功率和电压不是同一节点的时（如：已知首端功率和末端电压），用逐段推算法确定其他节点电压和传输功率的方法；环网及两端供电网的分解；电磁环网的潮流计算。 教学方法：课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。 教学要求：掌握简单电力网络的潮流计算 基本概念 1、潮流（分布）：电力系统正常运行时的电压、电流、功率的分布。潮流计算一般针对电压和功率。 2、复功率的概念：为了能用电压和电流的相量来计算功率，引入“复功率”的概念。 复功率的定义是：，其中是电流相量的共扼相量。设，则 ，，，则 即是的实部，是的虚部。如定义，则 从以上分析可知，（1）无物理意义，仅是一个计算量。（2）对负荷，当时，；当时，。说明“负荷”以滞后功率因数运行时所吸取的无功功率为正；以超前功率因数运行时所吸取的无功功率为负。“发电机”以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为正；以超前功率因数运行时所发出的无功功率为负。 3.1电力线路和变压器运行状况的计算和分析 3.1.1电力线路上的电压降落和功率损耗 设已知，，求，和阻抗支路中损耗的功率。 （） 所以， ；以为参考相量，即，则 令 （纵分量），（横分量），则 ， 定义“功率角”；在一般情况下，，即 讨论：（1）以上所有计算都避免了变量的乘除；（2）上面各个公式适用有名值和标么值； （3）采用标么制时，功率角δ应以弧度表示； （4）定义电压降落为：；定义电压损耗为：。 3.1.2变压器中的电压降落与功率损耗 变压器阻抗支路中损耗的功率为： 变压器励磁支路功率为： 变压器阻抗中电压降落的纵、横分量为： ； 变压器电源端的电压为： 变压器电源端和负荷端电压间的相位角为： 3.2辐射和环形网络中的潮流分布 3.2.1辐射形网络（注意：取节点2、3之间输电线的电压为基本级） 网络接线图 等值电路 简化等值电路 即 3.2.2环形网络（注意：取节点1、2、3之间输电线的电压为基本级） 网络接线图 等值电路 简化等值电路 即 3.2.3两端供电网络的功率分布计算 等值电源法：两个或两个以上有源（电压源）支路向同一个节点供电，可用一个等值有源支路替代，替代后，网络中其它部分的电压、电流、功率仍保持不变。 设替代前各支路功率为、、，替代后等值支路功率为，则 可得： ………………（1） （1）式应在、、、为任意值时都能成立，因此，可令、、都为零，从而也为零，由（1）式可得： 或 而当只是为零时，可得 ，即 或 推广运用于有个有源支路的情况： 或 其中称等值电源电势，，分别称等值电源支路阻抗、导纳。 讨论：从等值电源支路功率还原求各原始支路的功率 ∵ ， ∴ 即 推广运用于任意支路：（） 式中： 当各电源电势大小相等，相位相同的情况，，则 即这时的功率分布与阻抗成反比。 3.3电力网络潮流的调整控制 3.3.1调整控制潮流的必要性 功率自然分布时，有可能不能满足安全、优质、经济供电的要求 调控潮流的手段主要：串联电容、串联电抗、附加串联加压器 3.3.2借附加串联加压器控制潮流 3.3.3借灵活交流输电装置控制潮流 1.串控串联电容 2.可控移相器 3.综合潮流控制器 天津理工大学本科教学教案 第 3-4 周，第 1-3 次课 第三章 简单电力网络的计算和分析 主要内容： 第 页