第三章_简电力网络的计算和分析新.docVIP

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（power flow，load flow），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。 电力线路运行状况的计算 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π型等值电路如图3-1所示，若已知线路参数和末端电压、功率，求始端的电压和功率。 因为这种电路较简单，可以运用基本的电路关系式写出有关的计算公式。（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(相电压)，末端功率(单相功率)，则末端导纳支路的功率损耗为 　 (3-1) 阻抗支路末端的功率为 阻抗支路中损耗的功率为 　　(3-2)　 阻抗支路始端的功率为　 始端导纳支路的功率为 　　　　　　(3-3) 始端功率，为　 　　　　　　　　　　 这就是电力线路功率计算的全部内容。以上、是导纳支路的功率损耗，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，都是在求得始端电压以后才能求得的。求取始端电压的方法如下： 设末端电压 (参考电压)，线路接感性负荷，则线路阻抗在上的电压降落 为 令　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3-4) 于是 因此线路始端电压为 始端电压的模值　 　　　　 　　 (3-5) 始末两端电压夹角 　 　　　　　　　　 　　　(3-6) 对于110kV及以下的电力网，δU对电压降落的影响不大，可忽略不计。 因而始端电压可简化为　　　　(3-7) 相似于这种推导，还可获得从始端电压、始端功率，求取末端电压、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 设 (参考电压)，线路阻抗上的压降为 其中 (3-8) 则　。 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 (3-9) 　　 (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，是以为参考的。所以两种情况下，、。 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。 所谓电压降落是指线路始、末两端电压的相量差()。 所谓电压损耗是指线路始、末两端电压的数值差()。 对于1l0kV及以下的电力网，若忽略横分量对电压损耗的影响，则电压损耗近似等于电压降落的纵分量。电压损耗还常以百分值表示，即为 电压损耗％= (3-11) 式中 ——线路的额定电压。 所谓电压偏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()或()。 百分数 ：始端电压偏移％＝ 　　　　　　　　　 (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，使用同一点的电压和功率。 （3）容性负荷Q取负值。 讨论： （1）.电压损耗 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。 （2）、 对于高压输电网（电阻远小于电抗） 设 ，则、 可见电压的大小与相关，由知，即无功作用非常关键。 （3）经济性能指标—输电效率（%）： 输电效率（%）= 或 提高输电效率，减小网损的方法：减小线路中流过的无功功率，提高电压等级。 虽然P1总大于P2,但Q1未必总大于Q2,因线路电纳总发出无功功率。 2、电力线路的电能损耗 电力线路的电能损耗直接影响到电力系统的经济费用，对于电力系统的设计和运行都是一个重要指标。在求出有功功率损耗后，进而可计算电能损耗。 式中为电能损耗，为有