第三章 电力系统潮流的分析与计算

----电力线路空载与负载时末端电压的数值差，用百 分数表示。
输电效率：
----电力线路末端输出的有功功率与始端输入的有功 功率之比，用百分数表示。
电力线路和变压器的功率损耗
产生损耗的原因： 电流流过阻抗和导纳将产生有功和无功功率损耗。
危害： 由于电力网在运行中产生损耗，使得发电设备 的容量须大于用户的实际负荷，从而造成多装 发电机组，多消耗一次能源；另外损耗转换成 热量，加速电气绝缘的老化。
U U1 U 2
电压损耗与相应线路额定电压相比称为电压损耗百分值：
U % U1 U 2 100 UB
电压偏移：
----网络中某点的实际电压有效值与相应线路额定电 压的差值称之为该点的电压偏移。与额定电压的比值 的百分值称为电压偏移百分值：
电压偏移 % U - U B 100 UB
电压调整率：
第四章 电力系统潮流的 分析与计算
元件的电压、功率计算 开式网的电压、功率计算 闭式网络的潮流计算 线路导线截面积的选择
潮流计算
潮流分布：电力系统中电压、电流和功率的分布
根据给定某些参数（有功、无功负荷，发电机发出 的有功功率及发电机母线电压的有效值），求解电 力网中全部的运行参数（其它母线的电压、各条线 路中流动的功率及功率损耗等）。
目的 规划设计中选择系统接线方式、选择电气设备 及导线截面； 运行中确定运行方式和合理的供电方案，确定 调压措施； 提供继电保护、自动装置的设计与整定依据。
第一节 网络元件的电压降落与功率损耗
线路的电压降落：
-------电力网中任意两点电压的相量差。
•
d U U 2 jU 2
U 2
电压降落纵分量 P2 R Q2 X
基础技术
多电压等级网络等值电路的形成 开式网潮流的计算方法
2020/8/2
21
U2
U 2
电压降落横分量 P2 X Q2 R
U2
首端电压有效值：
U1
(U 2
U 2 )2
U
2 2
首末端电压相位差 ：
tg 1 U 2
U 2 U 2
•
I
电压 降落
•
U1
•
dU •
jI X
电压 降落 的横 分量
•
U
•
•
•
U 2 I R U
电压降 落的纵 分量
线路的电压损耗：
-----电力网任意两点电压有效值之差，近似等于 电压降落的纵分量。
积
2、允许载流量：校验 3、电晕：校验 4、机械强度：校验 5、电压损耗 通常，110 kV及以上电压等级线路，主要考 虑不使其发生电晕；10 kV及以下电压等级线 路，主要考虑其允许的电压损耗
基本概念
1、潮流，计算潮流的目的； 2、电压降落、功率损耗； 3、电压损耗、电压偏移； 4、电压调整率、输电效率； 5、开式网络的潮流计算； 6、闭式网络潮流计算的方法； 7、导线截面积的选择条件、校验方法。
电力线路功率损耗
已知线路末端电压和三相负荷，则线路的功率损 耗由线路末端导纳中的功率损耗、阻抗中的功率 损耗、线路首端导纳中的功率损耗组成。
1）线路末端导纳中的功率损耗
QB2
1 2
B
U
2 2
2）阻抗中的功率损耗
P 3I 2 R 3( S2 )2 R P22 Q22 R
3U 2
U
2 2
b.已知末端负荷和始端电压，求始端功率和末端电压
第一步：设全网为标称电压，由末端向首端推算，仅计及
元件中的功率损耗而不计算电压降落，从而求全
网的功率分布
第二步：由始端电压及上一步计算的始端功率向末端推
算，求各节点的电压，此时不必重新计算功率损
耗和功率分布。
第三节 闭式网潮流计算
内容：包括计算网络的各点电压和功率分布
R = R’(k1 k2---)2 X = X’(k1 k2---)2 G = G’(1/k1 k2---)2
B = B’(1/k1 k2---)2 U = U’(k1 k2---) I= I’(1/k1 k2---)
R’ 、X’ 、G’ 、B’、 U’、 I’------归算前的电阻、电抗、电纳 和相应的电压和电流
R 、X、 G、 B 、U 、I-----------归算前的电阻、电抗、电纳和 相应的电压和电流
式中K是变压器的变比，k的分子是向着基本级一侧的电压， 分母是向着待归算一侧的电压。
潮流计算(手算)
a.已知末端功率和电压求始端功率和电压，或反之
计算线路和变压器的功率损耗和电压降落， 逐段由末端向始端（或反之）推算各点的功率和电压。
难点：功率方向和量值都待确定
方法：近似计算
1、忽略线路上的功率损耗，认为网络各点的电压都等于额定 电压； 2、计算出各段线路的功率方向和量值，找出功率分点； 3、在功率分点处拆开闭式网络，变成开式网络，按开式网络 进行计算； 4、最终得到闭式网络的功率分布和各点电压。
第四节 导线截面积的选择
一般考虑5个条件： 1、电流密度：经济电流密度—选择经济截面
U
2 1
阻抗中的功率损耗通式：
P2 Q2
P
R
U2
P2 Q2
Q
X
U2
变压器功率损耗
可变损耗：ZT中的功率损耗与通过变压器的负荷 有关，是随机的。 固定损耗：YT中的功率损耗只与电网的电压有关， 变化范围小，可当作是不变的。
双绕组变压器有功功率损耗、无功功率损耗
PT
(S UN
)2
RT
P0
QT
Q 3I 2 X 3( S2 )2 X P22 Q22 X
3U 2
U
2 2
3）线路首端导纳中的功率损耗
QB1
1 2
BU12
已知首端电压和功率
P 3I 2 R 3( S1 )2 R P12 Q12 R
3U1
U
2 1
Q 3I 2 X 3( S1 )2 X P12 Q12 X
3U1
S ( UN
开式网潮流计算
1、计算步骤
形成等值电路
潮流计算
1）形成等值电路 a.计算各元件的参数并归算到基本级 b.画出等值电路图，将归算后的参数标于图中 c.简化等值电路
多电压级电力网等值电路
在多电压级网络中，由于各元件的参数一 般是以其所处的电压等级的电压求得的，为 了建立多电压级网络的等值电路，必须将各 元件的阻抗、导纳及这些元件所处的电压级 的电压、电流归算到同一电压等级中去，该 电压等级称为基本级，通常取网络中的最高 电压级为基本级。