配电网运行分析 (2)

•
Sc Pc jQc
（1）功率计算
（2）电压计算
Sc
Pc2 Qc2 Uc2
(Rc
jXc )
Pc
jQc
Sb '' Sc Sc
Sb ' Sb '' Sb
U c
Pc Rc Qc X c Uc
Ub Uc Uc
（3）对2功8 率和电压交替计算 求 :U0和S0
2、已知首端电压和功率，求末端电压和功率
U1 U1 jU1
6
• （b）首端电压降落的纵、横分量
7
•
注意：当已知末端的电压及功率求首端的电压时，取末端电压为参考相量；当知首
端的电压及功率求末端电压时，取首端电压为参考相量，所以有：
U1 U 2 U1 U 2
但
U12 U12
U
2 2
U
2 2
如图：
8
二、配电网的电压损耗
•
电压损耗指线路首末两端电压的数值差。电压损耗的大小为图中的AG。
两种类型 A、同一电压等级的开式网计算 B、不同电压等组的开式网计算
27
1、已知末端电压和功率，求首端电压和功率
即:已知Uc和Sc， 求首端U0和S0
√
0
Ra jXa a,
a a ,, Rb jXb b , b b ,, Rc jXc
c
•
S0
•
Sa
•
Ua
•
Sa Pa jQa
•
Sb Pb jQb
电线路和变压器的串联阻抗上；仅与电压有关的损耗，产生在输电线路和变压器
的并联导纳上。
•
1
• 3、简单配电网的潮流计算 开式网（一端电源供电的网络）中的负荷只能从一 个电源取得电能。潮流计算即是根据已知的负荷及电源电压计算出其他节点的 电压和元件上的功率分布。
• 4、复杂配电网的潮流计算 * • 5、配电网的无功补偿和电压调整 影响电力系统电压的主要因素是无功功率。
Pa
jQa
Sa ' S0 Sa
Sa '' Sa ' Sa
（2）电压计算
U a
P0 Ra Q0 X a U0
Ua U0 Ua
（3）对29功率和电压交替计算 求 :Uc和Sc
3、已知末端功率和首端电压，求首端功率和末端电压 即:已知U0和Sc Pc jQc ,求末端Uc和首端S0
√0
25
第三节 简单配电网的 潮流计算
开式网：只有一端电源供电的网络。 潮流计算：
根据已知的负荷(功率）及电源电压计算出 其它节点的电压和元件上的功率分布。
三种情况、两种类型
26
三种情况
1、已知末端电压和功率，求首端电压和功率 2、已知首端电压和功率，求末端电压和功率 3、已知末端功率和首端电压，求首端功率和 末端电压（常见）
j P2 X Q2 R U2
•
U 1 U 2 U 2 jU 2
U 2
P2 R Q2X U2
U 2
P2 X Q2 R U2
（a）末端电压降落的纵、横分量
• （2）已知环节首端电压及功率， 参照上述推导
•
•
•
U 2 U 1 (R jX ) I 1
U1
P1R Q1 X U1
j P1 X Q1R U1
首端电压偏移％＝ U1 U N 100 UN
末端电压偏移％＝ U 2 U N 100 UN
常以电压损耗和电压偏移作为衡量电压质量的主要指标。
10
第二节 配电网的损耗计算与降损措 施
通常配电网的损耗是由两部分组成的： 一部分是与传输功率有关的损耗，它产生 在输电线路和变压器的串连阻抗上，传输功率 愈大则损耗愈大，这种损耗叫变动损耗，在总 损耗中所占比重较大； 另一部分损耗则仅与电压有关，它产生在 输电线路和变压器的并联导纳上，如输电线路 的电晕损耗、变压器的励磁损耗等，这种损耗 叫固定损耗。
21
的值
22
（3）变压器电能损耗的计算
变压器铁芯中电能损耗按全年投入运行的实际小时
数来计算；变压器绕组中电能损耗的计算也可采用最大
负荷损耗时间法。
空载损耗
A P0t Pmax
负载绕组损耗
当变压器两侧电压在额定电压附近时，可由 下式计算变压器全年的电能损耗，即
23
A
P0T
Pk
S m ax SN
Ra jXa a,
a a ,, Rb jXb b , b b ,, Rc jXc
c
•
S0
•
Sa
•
Ua
•
Sa Pa jQa
•
Sb Pb jQb
近似计算（常用）：
（1）设定各节点电压等于其额定电压
Uc UcN ; Ub UbN ; Ua UaN
（2）与第一种情况一样求出功率分布
Uc
如忽略其横分量， 电压损耗由两部分组 成的，即：
U PR QX UU
式中第一部分与有功功率和电阻有关，第二部分与 无功功率和电抗有关，这些因素对电压损耗值的影响程度 是由电网特9 性所决定的。
三、配电网的电压偏移
•
电压偏移是指线路首端或末端电压与线路额定电压的数值差 。电压偏移常用
百分值表示，即 ：
•
Ua
a
1 2
B1
R1 jX1
•
RT jXT U, 2
•
U2
k :1
1 2
B1
•
ST0
R2 jX2
1 2
B2
•
U, c
1 2 B2 •
SL
变32压器两侧的电压不同，经过变压器时要进行变换 （功率不变换）
②把变压器低压侧的线路参数按变比k归算到高压侧表示：
•
Ua
a
1 2 B1
R1 jX1
RT jXT
配电网的电能损耗：在给定的时间内，配电网 的所有送电、变电环节损耗的电量。
在同一时间内，配电网的电能损耗占供 电量的百分比，称为配电网的损耗率，简称 网损率或线损率。
网损率或线损率％＝电能损耗 供电量
100%
16
影响因素： 1）有一部分与元件通过的电流的平方 （或功率）成正比，如变压器绕组和线 路导线中的损耗； 2）另一部分则同施加给元件的电压有 关，如变压器铁芯损耗、电缆和电容器 绝缘介质中的损耗等。
工程上近似:QB1＝QB2
=－
B 2
U
2 N
或PR
P12 Q12 U12
R
或QX
P12 Q12 U12
X
I S 3U
S2 P2 Q2
2、变压器的功率损耗
•
S1
•,
S1
RT
XT
•
S2
•
U1
GT BT
•
U2
阻抗的功率损耗：
PTR＝
P22 Q22 U22
RT;或
Pk 1000
S22 SN2
QTX＝
RT
（MWh）
由于电力系统的实际负荷是随时都在改变
的，线路的功率损耗也随时间而改变。
A
T
0 Pdt18
T 3I 2 R 10 3 dt
0
T 0
P2 Q2 U2
R 10 3 dt
复杂！
工程上采用“最大负荷损耗时间法 ”
A Pmax
8760 0
S U
2
R 103 dt
Smax U
U1
•
ST0 P0 jQ0
•
U2
导纳的功率损耗：
PTG＝GTU12;或=
ห้องสมุดไป่ตู้
P0 1000
QTB＝BTU12
;
或=
I0 % 100
S
N
Q0
S~T
0
14
P0
jQ0
GT
P0
1000
U
2 N
BT
I0 %SN
100
U
2 N
• 对于三绕组变压器，应用这些公式同样可 以求出各侧绕组的功率损耗，即
~ ST1
• 7、低压电网短路电流计算 [自学] 重点：配电网的电压计算；配电网的损耗计算；简单配电网的潮流计算；无功补
偿和电压调整；无穷大功率条件下的短路电流计算。 难点：配电网的损耗计算；短路电流计算。
3
第一节 配电网的电压计算
一、配电网的电压降落
• 电压降落指线路首末两端电压的相量差 。
由上图可得
2
R
103
Pmax U cos
2
R
103
最大负荷损耗时间τ可以理解为：如果线路中输送的功 率一直保持为最大负荷功率Smax（此时的有功损耗为△ Pmax），在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实 际电能损耗，则称为τ最大负荷损耗时间。
19
如何求 ?
①先介绍： Tmax （最大负荷年利用小时数）
Tm
a
的定义：如果用户以年最大负荷
x
Pm
持续运行
ax
Tm a x
小时，其所消耗的电能等价于该用户以实际负荷运行时全
年消耗的电能 A 。
8760
A 0
P(t)dt PmaxTmax
P(kW)
Pmax
20
0
t(h)
Tmax
8760
② 求 ?
由表4－1可得不同行业的最大负荷年利用小时数 Tmax
由 Tma和x 用户功率因数，从表4－2中查出 的值。
属于第三种情况!
做出等值电路后，可以直接计算!
0
0，
R1 jX1 a，
a
a,, R2 jX2