电力传输的基本概念
电能的生产,传输,分配和使用的基本概念
电能的生产,传输,分配和使用的基本概念电能是指电流通过导线产生的能量，是一种非常重要的能源形式。
它可以用于生产、传输、分配和使用。
在电能的生产、传输、分配和使用过程中，有一些基本的概念需要了解。
首先，电能的生产是指将其他形式的能源转化为电能的过程。
目前使用最广泛的方式是利用发电机将机械能转化为电能。
发电机可以利用各种能源，包括化石燃料、核能、水能、风能和太阳能等。
在这个过程中，能源首先转化为机械能，然后再通过发电机转化为电能。
电能的传输是指将发电厂产生的电能从发电厂输送到用电地点的过程。
传输电能主要通过输电线路进行，输电线路分为高压输电线路和低压输电线路。
高压输电线路一般运输大功率电能，需要经过变电站进行电压的变换和输电线路的分支，以便将电能输送到不同地区。
低压输电线路将经过变压器降压后的电能输送到消费者家庭和企业。
电能的分配是指将输送到用电地点的电能分配给不同的用户的过程。
在分配过程中，需要建设配电网，将电能连接到各个家庭和企业。
配电网一般包括变压器、配电柜、配电箱等设备，用于将高压电能降压并接入各个用户。
电能的使用是指在家庭、企业和工业部门将电能转化为其他形式能量并用于各种用途的过程。
在家庭中，电能被用于照明、空调、电视、冰箱等家电设备。
在企业和工业部门，电能被用于驱动机械设备、供应照明、加热等。
电能的使用对于经济社会的发展具有重要意义，也对节能减排有着重要作用。
因此，提高电能的使用效率是一个重要的课题。
在电能的生产、传输、分配和使用过程中，还有一些衡量指标和技术概念需要了解。
首先是功率，功率是衡量单位时间内能量转化或传输速度的物理量。
功率的单位是瓦特（W）。
另一个重要的概念是电压，电压是电能的推动力，可以理解为电能的压力。
电压的单位是伏特（V）。
电流是电荷的流动，通常用安培（A）来表示。
电阻是电能遇到的阻力，单位是欧姆（Ω）。
除了这些基本概念外，还有一些技术概念需要了解。
例如，高压直流输电技术可以提高电能传输的效率和距离。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术电力电子是电力工程领域中关于电能的控制、调节与转换技术的一个重要分支。
它的发展与应用为电力系统的高效、稳定运行提供了重要支撑，同时也推动了电力传动领域的创新与发展。
本文将从电力电子与电力传动的基本概念入手，介绍其发展历程、应用领域以及未来发展方向。
一、电力电子与电力传动的基本概念电力电子是研究电能转换与控制的一门学科，其主要研究对象为各种电力器件和电路。
电力传动是指通过电力电子器件和系统进行电能转换和传输的过程。
二、电力电子与电力传动的发展历程电力电子技术的起源可以追溯到20世纪20年代，当时人们开始开发逆变器和整流器等电力电子器件。
随着工业自动化和电化学工业的发展，对电力电子技术的需求不断增加，电力电子技术也得到了迅速发展。
20世纪60年代，电力电子技术实现了大规模应用，成为现代电力系统的重要组成部分。
电力传动技术的发展与电力电子技术的发展密切相关。
电力传动技术最早应用于直流传动领域，随后扩展到交流传动领域。
20世纪70年代，随着高压直流输电技术的突破性进展，电力传动技术得到了广泛应用。
此后，交流传动技术在高速列车、电动汽车等领域也取得了重要进展。
三、电力电子与电力传动的应用领域电力电子与电力传动技术广泛应用于电力系统、工业制造、交通运输、新能源等领域。
在电力系统中，电力电子技术主要应用于输电、配电、电力质量改善等方面。
逆变器、变频器、谐波滤波器等电力电子器件和系统的应用，能够实现电力系统的高效稳定运行。
在工业制造领域，电力电子技术广泛应用于电机驱动、电力控制等方面。
通过使用变频器、伺服控制器等电力电子设备，可以实现对电动机的精确控制，提高工业生产效率。
在交通运输领域，电力电子技术在电动汽车、高速列车、轨道交通等方面有着广泛的应用。
电力电子器件和系统的应用，可以实现对电能的高效利用和传动效果的优化。
在新能源方面，电力电子技术在风能、太阳能等可再生能源的利用中发挥着重要作用。
电力传输线路原理
电力传输线路原理电力传输是指将发电厂产生的电能通过输电线路传输到用户终端的过程，是电力系统中至关重要的环节。
电力传输线路原理涉及电力的输送、传输线路的设计和运行等方面，下面将详细介绍。
一、电力输送的基本原理电力输送是指将发电厂产生的交流电能通过变电站等设施进行变压、变频等处理后，通过输电线路将电能送达用户终端。
电力输送的基本原理是利用电力系统中的变压器、电缆、继电保护等设备，通过电流和电压的变化，实现电能在输电线路中的传输。
1.1 电流的传输电场中的电流是指正向电荷的运动方向，电流的传输需要电荷间的相互作用力。
在电力输送中，通过输电线路的导线，电场的作用下使得电荷在导线中产生移动，从而形成了电流。
电流的传输主要取决于导线的电阻、通过该导线的电流大小和方向。
1.2 电压的传输电压是指电场的力线在单位电荷上的作用力，它是电力传输中的重要参数。
电压的传输主要通过变电站等设备对电能进行变压处理，使得电能在输电线路中以适宜的电压传输。
电压的传输需要保证电能的稳定传输和用户终端的电压要求。
二、传输线路的设计原理传输线路的设计涉及到输电线路的布置、材料选型、绝缘等方面，通过科学合理的设计，保障电力传输的效率、安全与稳定。
以下是传输线路设计的几个重要原理。
2.1 电力损耗控制传输线路中会存在电功率的损耗，为了提高传输效率，需要控制损耗的大小。
通常采用合适的导线截面积、减小导线电阻、合理地布置导线等方式来降低电力损耗。
2.2 电压稳定性传输线路的设计需要保证电压的稳定传输，以满足用户终端的电压要求。
采用适当的变压器配置、电压调节装置等设备，控制电能的变压、补偿和调节，保持传输线路中的电压稳定。
2.3 绝缘措施传输线路中存在电流和电压，为了确保传输过程的安全，需要采取绝缘措施来防止电能的泄漏和故障。
采用绝缘材料、绝缘层和绝缘支持架等设备，保证导线和其他部件的绝缘性能。
三、传输线路的运行原理传输线路的运行原理包括了线路的监测、维护和事故处理等方面。
《电气工程基础》习题集(2版)
第1章电力系统的基本概念1-1 电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？基本构成形式如何？1-2 对电力系统运行的基本要求是什么？1-3 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？1-4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？1-5 目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？1-6 电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？1-7 联合电力系统的优越性有哪些？1-8 根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种型式？1-9 电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？1-10 架空线路与电缆线路各有什么特点？1-11 直流输电与交流输电比较有什么特点？1-12 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别。
1-13 为什么要规定电力系统的电压等级？主要的电压等级有哪些？1-14 试述我国电压等级的配置情况。
1-15 电力系统各个元件(设备)的额定电压是如何确定的？1-16 某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005 F/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值(60kV系统中性点经消弧线圈接地)。
1-17 电力网的额定电压是怎样规定的？电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系？1-18 升压变压器和降压变压器的分接头是怎样规定的？变压器的额定变化与实际变化有什么区别？1-19 电能生产的主要特点是什么？对电力系统运行有哪些基本要求？1-20 根据供电可靠性的要求，电力系统负荷可以分为那几个等级？各级负荷有何特点？1-21 电能质量的基本指标是什么？1-22 直流输电与交流输电相比较，有什么特点？1-23 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别？1-24 我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？各有什么特点？1-25 电能质量的三个主要指标是什么？各有怎样的要求？1-26 电力系统的主要特点是什么？1-27 电力网的接线方式中，有备用接线和无备用接线，各有什么特点？1-28 什么是开式网络？什么是闭式网络？它们各有什么特点？1-29 你知道各种电压等级单回架空线路的输送功率和输送距离的适宜范围吗？1-30 电力系统的部分接线示于题图1-30，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
电流和电路
电流和电路是电学领域中的两个基本概念。
电流是电荷的流动，而电路则是电流流动的路径。
本文将详细探讨电流和电路的定义、特性以及它们在实际应用中的作用。
一、电流的定义和特性1.电流的定义电流是指电荷在导体中的流动。
根据电荷的性质，电流可以分为两种类型：直流电（DC）和交流电（AC）。
直流电是指电荷以恒定方向流动，而交流电则是指电荷流动方向周期性地变化。
2.电流的特性（1）电流的连续性：电流在导体中是连续的，即在任何时刻，导体中的电流都是相同的。
（2）电流的叠加原理：如果电路中有多个电源，那么电路中的总电流等于各个电源产生的电流的代数和。
（3）电流的热效应：电流通过导体时会产生热量，这种现象称为电流的热效应。
热效应的大小与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
二、电路的定义和特性1.电路的定义电路是指由电源、导线和电器组成的闭合路径。
电路可以分为两种类型：串联电路和并联电路。
2.电路的特性（1）串联电路：串联电路中的电器依次连接，电流依次通过每个电器。
在串联电路中，电流的大小相同，但电压分配给各个电器的电压之和等于电源电压。
（2）并联电路：并联电路中的电器并排连接，电流分别通过每个电器。
在并联电路中，电压分配给各个电器的电压相同，但电流的大小等于各个电器电流之和。
三、电流和电路在实际应用中的作用1.电流在实际应用中的作用（1）电力传输：电流是电力传输的基础。
通过高压直流输电和高压交流输电，可以实现远距离、大容量电力传输。
（2）照明：电流通过灯泡等光源，使其发光，实现照明功能。
（3）动力：电流通过电动机等设备，实现机械能的转换，为生产和生活提供动力。
2.电路在实际应用中的作用（1）电能分配：电路可以实现电能的分配，将电能传输到各个用电设备。
（2）控制：电路可以实现电器的开关控制，如家庭中的开关、插座等。
（3）保护：电路中的保护元件，如熔断器、漏电保护器等，可以保护电器和人身安全。
四、结论电流和电路是电学领域中的基本概念。
电力系统稳态分析部分习题答案
电力系统稳态分析部分习题答案第一章电力系统的基本概念1-2 电力系统的部分接线示与图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
题图1-2 系统接线图试求：（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；（2）各变压器的额定变比；（3）当变压器T-1工作于+5%抽头，T-2、T-4工作于主轴头，T-3工作于—2.5%轴头时，各变压器的实际比？解（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压。
发电机：V GN=10.5KV,比同电压级网络的额定电压高5%。
对于变压器的各侧绕组，将依其电压级别从高到低赋以标号1、2和3。
变压器T-1为升压变压器：V N2=10.5KV，等于发电机额定电压；V N1=242KV，比同电压级网络的额定电压高10%。
变压器T-2为将压变压器：V N2=121KV和V N3=38.5KV，分别比同电压级网络的额定电压高10%。
同理，变压器T-3：V N1=35KV和V N2=11KV。
变压器T-4：V N1=220KV和V N2=121KV（2）各变压器的额定变比。
以比较高的电压作为分子。
T-1：k TN1=242/10.5=23.048T-2：k T2N(1-2)=220/121=1.818k T2N(1-3)=220/38.5=5.714k T1N(2-3)= 121/38.5=3.143T-3：k T3N=35/11=3.182T-4：k T4N=220/121=1.818（3）各变压器的实际比。
各变压器的实际变比为两侧运行时实际整定的抽头额定电压之比。
T-1：k T1 =(1＋0.05)×242/10.5=24.3T-2：k T2(1-2)=220/121=1.818k T2(1-3)=220/38.5=3.143k T2(2-3)=121/38.5=3.143T-3：k T3 =(1—0.025)×35/11=3.102T-4：k T3 =220/110=21-3电力系统的部分接线如题图1-3所示，网络的额定电压已在图中标明。
传输线基本概念
传输线基本概念
传输线是电气工程中的一个基本概念，通常用于电信和电能传输。
以下是传输线的基本概念：
1.导体：传输线中的导体是负责传输电流的部分，通常由金属材料制成，如铜或铝。
2.绝缘体：绝缘体用于包裹导体，防止电流外泄，同时防止导体与其他导体之间的直接
接触。
3.波动模式：传输线可以支持不同的波动模式，如横波（横电磁波）和纵波（纵电磁波）。
4.特性阻抗：传输线有一个特性阻抗，表示单位长度上的电阻和电抗。
特性阻抗是传输
线参数的一个关键特征。
5.传输速度：信号在传输线上传播的速度，通常接近真空中光速。
6.电压和电流的分布：传输线上电压和电流的分布受特性阻抗、波动模式以及传播方向
等因素影响。
7.传输线长度：传输线的长度对于信号的传播和特性阻抗的影响很大，尤其在高频情况
下。
8.返波系数：当信号在传输线的末端遇到不匹配时，部分信号将被反射回去，返波系数
描述了这种反射的程度。
传输线理论是电磁场理论的一部分，对于高频信号和微波传输具有重要的应用。
传输线的特性和参数对于电信、网络、电力系统等领域的设计和分析都至关重要。
电力传输原理
电力传输原理使用正确的格式来撰写有关电力传输原理的文章非常重要。
以下是一个清晰、整洁的格式示例：电力传输原理电力传输是将电能从发电站传送到消费者的过程。
它涉及到能量的转换、传输和分配，以确保电力供应可靠和高效。
本文将介绍电力传输的基本原理和常见的传输方式。
1. 电力传输原理的基础概念电力传输的基本原理是基于电磁感应和电磁场的作用机制。
根据法拉第电磁感应定律，当导体中的磁通量发生变化时，将产生电流。
利用这一原理，通过发电机产生的交流电可以通过输电线路传输到远距离的地方。
2. 直流输电直流输电是一种将电能以直流形式传输的方式。
在直流输电系统中，电能从发电站通过高压直流输电线路传输到消费者。
直流输电可以减少输电损耗，并且具有较远传输距离的优势。
3. 交流输电交流输电是目前最常用的电力传输方式。
在交流输电系统中，电能通过发电站生成的交流电以高压形式传输到变电站，然后通过变压器进行电压调节，最终将电能传输给消费者。
交流输电具有输电损耗小、运行稳定等优势。
4. 输电线路的结构和组成输电线路由输电塔、导线和绝缘子组成。
输电塔用于支撑输电线路，并保证其稳定运行。
导线是电能传输的介质，根据电力传输距离和功率要求的不同，导线的材料和截面积也会有所差异。
绝缘子用于支持导线，并隔离导线与输电塔之间的电气接触。
5. 高压输电系统高压输电系统被广泛应用于长距离电力传输。
通过提高输电电压，可以减少输电线路的电流，从而降低输电损耗。
高压输电系统需要使用大型的变压器进行电压变换和控制。
6. 输电损耗与电力传输效率在电力传输过程中，会有一定的能量损失，称为输电损耗。
输电损耗主要包括导线电阻损耗和电磁泄露损耗。
为了提高电力传输效率，需要优化输电线路的设计和选择合适的输电方式。
7. 电力传输的未来发展随着科技的进展，电力传输领域也在不断发展。
高温超导技术、直流输电技术以及智能电网的建设将进一步提高电力传输的效率和稳定性。
总结：电力传输是一项关键的能源基础设施，其原理涉及到电磁感应和电磁场的作用机制。
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如果已知 V2, S2 P2 jQ2
则
V2
P2R Q2 X V2
V2
P2 X Q2R V2
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
•
V1
S1
R jX
•
S2 V 2
•
I
•
• V1 V1
•
•
V1
dV
•
V2
电压降落：
•• •
•
d V V 1V 2 I (R jX )
•
•
•
d V V 1 V1 V1 jV1
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
•
V1
S1
R jX
•
I
•
S2 V 2
•
V1
•
•
dV V2
•
•
V 2 V 2
V1 (V2 V2 )2 (V2 )2
tg 1 V2
V2 V2
电压降落：
•• •
•
d V V 1V 2 I (R jX )
•
•
•
d V V 2 V2 V2 jV2
第10章 电力传输的基本概念
10.4 网络元件的电压降落和功率损耗
•
V1
S1 •
S1'
Sly1 j B 2
R jX
S
' 2
• S2
•
V2
Sly 2
B
j
2
•
V1
S1
S1' RT jT
ST 0
•
S2 V 2
jBT GT
第10章 电力传输的基本概念
10.4 网络元件的电压降落和功率损耗
•
V1
S1 •
S1'
Sly1 j B 2
R jX
S
' 2
• S2
•
V2
Sly 2
B
j
2
•
V1
S1
S1' RT jT
ST 0
•
S2 V 2
jBT GT
•
V SY
Y
SY V 2 Y
Sly1 Sly 2 ST 0
第10章 电力传输的基本概念
例10-1: 某110KV输电线路，长80km，r＝0.21Ω/km, x=0.409Ω/km, b=2.74X10-6s/km, 线路末端功率10MW， cosφ＝0.95滞后，已知末端电压为110KV，试计算始端电 压大小和角度，始端功率，并作相量图。
第10章 电力传输的基本概念
10.2 阻抗上的功率损耗
•
V1
S1
R jX
•
I
•
S2 V 2
功率损耗
•
•
Sz S1 S2 (V 1V2 ) I I 2 (R jX )
已知 S2 P2 jQ2 和 V2 时
Sz
P22 Q22 V22
(R
jX )
已知 S1 P1 jQ1 和 V1 时
Sz
当R<<X (或 R=0)
V QX V
V PX
V
思考有功功率和无功功率在阻抗 上的传输规律！
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
•
V1
S1
R jX
•
S2 V 2 归纳总结：
•
I
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V1
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dV V2
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V 2 V 2
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• V1 V1
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V1
dV
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V2
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电压降落： d V V 1V 2 V jV
S2 V 2
•
I
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V1
•
•
dV V2
•
•
V 2 V 2
•
V1
•
dV
•
V2
电压降落：
•• •
•
d V V 1V 2 I (R jX )
•
•
•
d V V 2 V2 V2 jV2
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
•
V1
S1
R jX
•
S2 V 2
•
I
•
V1
•
•
dV V2
Q 2 3.287 Mvar
第10章 电力传输的基本概念
S' 2 P 2 JQ 2 S' 2 10 1.961i
J
B 2
V
2
2
MVA
电压降 落
V 2
P' 2R Q' 2X V2
V 2 2.11
始端电 压
P' 2 Re S' 2 P'2 10
Q' 2 Im S' 2 Q' 2 1.961
•
V1
S1
R jX
• 电压降落：
S2 V 2
•• •
•
•
I
d V V 1V 2 I (R jX )
•
V1
•
•
dV V2
常用简化假设之二：
当阻抗的电阻远小于电抗，即 R<<X (或 R=0)时，
•
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V 2 V 2
•
• V1 V1
•
•
V1
dV
•
V2
电压降落的纵分量 V QX V
电压降落的横分量 V PX
V PR QX V PX QR
V
V
应用上述公式的注意事项：
• 必须使用同一端的电压和功率 • 必须使用直接流入阻抗或从阻抗中
直接流出的功率
• 公式中可以使用单相功率和相电压， 也可以使用三相功率和线电压
• 公式中各量的单位配合（MW,kV,Ω）
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落 10.2 阻抗上的功率损耗
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落 10.2 阻抗上的功率损耗 10.3 导纳上的功率损耗
第10章 电力传输的基本概念
10.3 导纳上的功率损耗
•
V • I(SY )
Y
• •
SY V I V V Y V 2 Y
••
I YV
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落 10.2 阻抗上的功率损耗 10.3 导纳上的功率损耗 10.4 网络元件的电压降落和功率损耗
•
•
V 2 V 2
•
• V1 V1
•
•
V1
dV
•
V2ห้องสมุดไป่ตู้
电压降落：
•• •
•
d V V 1V 2 I (R jX )
•
•
•
d V V 2 V2 V2 jV2
•
•
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d V V 1 V1 V1 jV1
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
•
V1
S1
R jX
•
I
•
S2 V 2
jB
2
jBT GT
•
V1 •
R jX
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V2 •
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V • I(SY )
Y
10.4 网络元件的电压降落和功率损耗
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
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dV
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d V V 1V 2 I (R jX )
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
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电压降落：
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d V V 1V 2 I (R jX )
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d V V 2 V2 V2 jV2
如果已知 V2, S2 P2 jQ2
则
V2
P2R Q2 X V2
V2
P2 X Q2R V2
V
第10章 电力传输的基本概念
10.1 阻抗上的电压降落
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V1
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R jX
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S2 V 2 归纳总结：
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I
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dV V2
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• V1 V1
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V1
dV
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V2
•• •
电压降落： d V V 1V 2 V jV
V PR QX V PX QR
V
V
电压损耗： V1 V2 V1 V2
解：
线路参数 ： l 80 km
R rl R 16.8
r 0.21 km
X xl
X 32.72
x 0.409 km
B bl B 2.19210 4 S
b 2.7410 6 S km
末端
V 2 110 KV
P 2 10 MW
acos( 0.95) 18.195deg
Ji
Q 2 P 2t an( )
•
•
•
d V V 1 V1 V1 jV1
如果已知 V1, S1 P1 jQ1