6-电力网络的稳态分析pvc.pptx

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1、第第6章章 电力网络的稳态分析电力网络的稳态分析6.1 输电线路的参数计算与等值电路输电线路的参数计算与等值电路6.2 变压器的参数计算与等值电路变压器的参数计算与等值电路6.3 电力网络元件的电压和功率分布计算电力网络元件的电压和功率分布计算6.4 电力网络的无功功率和电压调整电力网络的无功功率和电压调整6.5 潮流计算潮流计算6.6 直流输电简介直流输电简介 6.1 输电线路的参数计算与等值电路输电线路的参数计算与等值电路一、电阻一、电阻R二、电抗二、电抗X四、电纳四、电纳B五、架空输电线路的等值电路五、架空输电线路的等值电路三、电导三、电导G电阻：反映线路通过电流时产生的有功功率损耗；电

2、阻：反映线路通过电流时产生的有功功率损耗；电抗（电感）：反映载流导体周围产生的磁场效应；电抗（电感）：反映载流导体周围产生的磁场效应；电导：反映线路带电时绝缘介质中的泄漏电流及导线附电导：反映线路带电时绝缘介质中的泄漏电流及导线附近空气游离的电晕现象而产生的有功功率损耗；近空气游离的电晕现象而产生的有功功率损耗；电纳（电容）：反映载流导线周围产生的电场效应。电纳（电容）：反映载流导线周围产生的电场效应。一、电阻一、电阻单位长度直流电阻的计算公式单位长度直流电阻的计算公式 实际交流导线电阻比直流电阻略大的原因：交流效应、实实际交流导线电阻比直流电阻略大的原因：交流效应、实际长度、截面积。际长度、

3、截面积。考虑温度之后的电阻计算公式考虑温度之后的电阻计算公式集肤效应、邻近效应集肤效应、邻近效应电阻的温度系数电阻的温度系数单位电阻率单位电阻率二、电抗二、电抗三相对称排列或虽不对称排列但经完全换位后，每相导线的三相对称排列或虽不对称排列但经完全换位后，每相导线的单位长度的电抗为单位长度的电抗为 三相导线间的几何均距三相导线间的几何均距计算半径计算半径导体的相对磁导率导体的相对磁导率（对于铝绞线等金属为（对于铝绞线等金属为1）单相导线的电抗值一般都在单相导线的电抗值一般都在0.4欧姆欧姆/千米左右。千米左右。对于超高压输电线路，为减少线路电抗、降低导线表面电对于超高压输电线路，为减少线路电抗、

4、降低导线表面电场强度以达到减少电晕损耗和抑制电晕干扰的目的，往往场强度以达到减少电晕损耗和抑制电晕干扰的目的，往往采用分裂导线。采用分裂导线。分裂导线的等值半径分裂导线的等值半径三相导体排列不对称时，要进行换位，以使三相电抗参数三相导体排列不对称时，要进行换位，以使三相电抗参数对称。对称。架架空空输输电电线线路路的的电电导导是是用用来来反反映映泄泄漏漏电电流流和和空空气气游游离离所所引引起起的的有有功功功功率率损损耗耗的的参参数数。一一般般线线路路绝绝缘缘良良好好，泄泄漏漏电电流流很很小小，可可忽忽略略不不计计，所所以以主主要要只只考考虑虑电电晕晕现现象象引引起的功率损耗。起的功率损耗。所所谓

5、谓电电晕晕，就就是是架架空空线线路路在在带带有有高高电电压压的的情情况况下下，当当导导线线表表面面的的电电场场强强度度超超过过空空气气的的击击穿穿强强度度时时，导导体体附附近近的的空空气气游游离离而而产产生生的的局局部部放放电电现现象象。这这种种放放电电现现象象与与导导线线表表面面的的光光滑滑程程度度、导导线线周周围围的的空空气气密密度度及及气气象象状状况况都有关。都有关。电电晕晕不不但但要要消消耗耗电电能能和和产产生生臭臭氧氧，而而且且所所产产生生的的脉脉冲冲电电磁磁波波对对无无线线电电和和高高频频通通信信产产生生干干扰扰。因因此此，应应尽尽量量避免。避免。三、电导三、电导电晕的产生主要取决

6、于线路电压，线路开始出现电晕时的电电晕的产生主要取决于线路电压，线路开始出现电晕时的电压称为临界电压，计算公式为：压称为临界电压，计算公式为：当运行电压超过临界电压而产生电晕现象时，与电晕相对应当运行电压超过临界电压而产生电晕现象时，与电晕相对应的每相等值电导为的每相等值电导为导线表明的光滑系数导线表明的光滑系数气象状况系数气象状况系数计算半径计算半径空气相对密度空气相对密度三相导线间的几何均距三相导线间的几何均距注意：当架空线路的导线水平排列时，各相导线的电晕临界注意：当架空线路的导线水平排列时，各相导线的电晕临界电压不完全相同。电压不完全相同。其相应的电纳其相应的电纳：式中，式中，r 线计

7、算半径线计算半径(m)；Djp三相导线的几何均距三相导线的几何均距(m)。线线路路的的电电纳纳是是由由导导线线与与导导线线之之间间，导导线线与与大大地地之之间间的的电电容容所所决决定定的的。电电容容的的大大小小与与相相间间距距离离、导导线线截截面面、杆杆塔塔结结构构尺尺寸寸等等因因素素有有关关。三三相相输输电电线线对对称称排排列列，或或虽虽不不对对称称但经完全换位后，每相导线单位长度的等值电容为但经完全换位后，每相导线单位长度的等值电容为：四、电纳四、电纳与与线线路路电电抗抗的的计计算算相相似似，架架空空线线路路的的电电纳纳值值对对不不同同的的导导线线半半径径和和几几何何均均距距的的变变化化也

8、也不不敏敏感感，单单位位长长度度的的一一相相等等值值电电纳纳值值一一般般在在2.810-6S/km左左右右。线线路路的的电电纳纳值值也也可可根据导线型号及线间几何均距由附录根据导线型号及线间几何均距由附录II附表附表II-2查得。查得。采采用用分分裂裂导导线线时时的的一一相相等等值值电电纳纳的的计计算算，只只需需将将导导线线的半径的半径r用分裂导线的等值半径用分裂导线的等值半径rD代替，即：代替，即：显显然然，分分裂裂导导线线的的采采用用，将将增增大大线线路路的的电电纳纳值值。当当每每相相分分裂裂根根数数分分别别为为2、3、4根根时时，每每公公里里电电纳纳值值约约分分别别为为3.410-6,3

9、.810-6和和4.110-6S。输输电电线线路路的的参参数数实实际际上上是是沿沿线线路路均均匀匀分分布布的的，可可用用链链形形电电路路表表示示。图图中中，r0、x0、g0、b0为为穷穷小小段段线路的阻抗和导纳。线路的阻抗和导纳。五、输电线的正序等值电路五、输电线的正序等值电路v分分布布参参数数：等等值值电电路路计计算算很很不不方方便便；当当架架空空线线路路长长度度在在300km以以下下时时，可可用用集集中中参参数数表表示示的的等等值电路来近似代替分布参数等值电路。值电路来近似代替分布参数等值电路。(a)型型 (b)T型型 集中参数表示的等值电路集中参数表示的等值电路短距离线路的简化等值电路短

10、距离线路的简化等值电路v当当架架空空线线路路长长度度不不超超过过100km，电电压压等等级级在在35kV及及以以下下时时，由由于于电电压压低低、线线路路短短，线线路路电电纳纳亦亦可可不计，等值电路可进一步简化。不计，等值电路可进一步简化。v当当架架空空线线路路长长度度超超过过300km时时，可可将将线线路路分分段段，使使每每段段线线路路长长度度不不超超过过300km，从从而而可可用用若若干干个个型等值电路来表示输电线路。型等值电路来表示输电线路。例例6-1：有一条长：有一条长100km，额定电压为，额定电压为110kV的输电线路，采的输电线路，采用用LGJ-185型钢芯铝绞线，导线水平排列，线

11、间距离为型钢芯铝绞线，导线水平排列，线间距离为4m，导线表面系数，导线表面系数m1=0.85，气象状况系数，气象状况系数m2=1，空气相对，空气相对密度密度=1。求线路参数。求线路参数。查表得查表得LGJ-185型导线的计算直型导线的计算直径为径为19.02mm，则，则 解：解：电晕临界电压：电晕临界电压：所以所以 g00 Rr0l0.1710017 Xx0l0.40910040.9 Bb0l2.7810-61002.7810-4S 6.2 变压器的参数计算与等值电路变压器的参数计算与等值电路一、双绕组变压器一、双绕组变压器二、三绕组变压器二、三绕组变压器三、自耦变压器三、自耦变压器四、分裂绕

12、组变压器四、分裂绕组变压器u在在电电力力系系统统中中，变变压压器器等等值值电电路路都都用用星星形形接接法法表表示示，且且由由于于三三相相对对称称而而只只用用一一相相表表示示。在在电电机机学学中中，双双绕绕组组变变压压器器通通常常用用T型型等等值值电电路路。当当原原副副方方参参数数用用同同一一电电压压级级的的值值表表示示时时，代代表表变变压压器器两两侧绕组空载线电压之比的变压器变比可以不出现。侧绕组空载线电压之比的变压器变比可以不出现。u为为了了减减少少网网络络节节点点数数，将将激激磁磁支支路路移移至至T型型等等值值电路的电源侧。这种电路称为电路的电源侧。这种电路称为型等值电路。型等值电路。u当

13、当变变压压器器实实际际运运行行电电压压与与变变压压器器额额定定电电压压接接近近时时，变变压压器器等等值值电电路路中中的的激激磁磁支支路路也也可可用用其其对对应应的的功功率损耗表示。率损耗表示。一、双绕组变压器一、双绕组变压器这种等值电路在电力系这种等值电路在电力系统应用比较广泛统应用比较广泛(a)T型电路型电路 (b)型电路型电路 (c)激磁支路用功率表示的电路激磁支路用功率表示的电路变压器的常用参数：电阻变压器的常用参数：电阻RT、电抗、电抗XT、电导、电导GT、电纳、电纳BT、变比、变比KT制造厂家给出变压器电气特性的四个参数：短路损耗、短路电压百分值、制造厂家给出变压器电气特性的四个参数

14、：短路损耗、短路电压百分值、空载损耗和空载电流百分值。空载损耗和空载电流百分值。短路试验短路试验空载试验空载试验 变变压压器器作作短短路路试试验验时时，由由于于外外加加电电压压较较小小，相相应应激激磁磁支支路路的的损损耗耗(铁铁损损)很很小小。可可以以认认为为这这时时的的短短路路损损耗耗即即等等于于变变压压器器通通过过额额定定电电流流时时原原、副副方方绕绕组组电阻中的总损耗电阻中的总损耗(铜损铜损)，即，即式式中中，IN变变压压器器的的额额定定电电流流(A)；UN变变压压器器与与IN对对应应侧绕组的额定电压侧绕组的额定电压(kV)；SN变变压压器器的的额额定定容容量量(kVA)；RT变变压压器

15、器与与UN对应侧的每相电阻对应侧的每相电阻()。变压器的电阻变压器的电阻1电阻电阻RT 对对于于大大型型电电力力变变压压器器，其其绕绕组组电电阻阻值值远远小小于于绕绕组电抗值，故可近似认为组电抗值，故可近似认为XTZT，所以：，所以：变变压压器器短短路路电电压压百百分分值值就就是是指指变变压压器器作作短短路路试试验验通通过过额额定定电电流流时时，在在变变压压器器阻阻抗抗上上的的电电压压降降与与变变压压器器额额定定电电压压之之比比乘乘以以100值值，习习惯惯上上用用符符号号Uk(%)表示，即表示，即：2电抗电抗XT3电导电导GT 变变压压器器的的电电导导用用以以表表示示铁铁心心的的有有功功损损耗

16、耗。由由于于空空载载电电流流比比额额定定电电流流小小得得多多，这这样样，在在做做空空载载试试验验时时，绕绕组组电电阻阻中中的的损损耗耗也也很很小小，所所以以可可近近似似认认为为变变压压器器的的空空载载损损耗耗就就是是变变压压器器的的激激磁磁损损耗耗(铁铁损损)，即即P0PFC，于是，于是 式中，式中，P0变压器空载损耗变压器空载损耗(kW)。变变压压器器的的电电纳纳代代表表变变压压器器的的激激磁磁无无功功功功率率。变变压压器器空空载载电电流流虽虽包包含含有有功功分分量量和和无无功功分分量量，但但其其有有功功分分量量通通常常很很小小，无功分量无功分量Ib和空载电流和空载电流I0在数值上几乎相等，

17、因此有：在数值上几乎相等，因此有：厂厂家家给给定定的的变变压压器器空空载载电电流流百百分分值值是是指指空空载载电电流流与与额额定定电流之比乘以电流之比乘以100的值，习惯上，用符号的值，习惯上，用符号I0(%)表示，即：表示，即：4电纳电纳BT由两式得由两式得5变比变比KT 在电力网计算中，变压器的在电力网计算中，变压器的变化变化KT定义为定义为变压变压器两侧绕组的空载线电压之比器两侧绕组的空载线电压之比，它与电机学中讨论，它与电机学中讨论的变压器的原、副方绕组匝数比是有区别的。的变压器的原、副方绕组匝数比是有区别的。对于对于Y,y及及D,d接法的变压器，接法的变压器，KT=U1N/U2N=W

18、1/W2，即变比与原、副方绕组的匝，即变比与原、副方绕组的匝数比相等。数比相等。对于对于Y,d接法的变压器，原、副方绕组的匝数比接法的变压器，原、副方绕组的匝数比只能反映变压器的相电压之比，有只能反映变压器的相电压之比，有 KT=U1N/U2N=W1/W2二、三绕组变压器二、三绕组变压器v三绕相变压器的等值电三绕相变压器的等值电路也用一相表示。将同路也用一相表示。将同相的三个绕组的阻抗归相的三个绕组的阻抗归算到一个基准电压下接算到一个基准电压下接成星形，激磁导纳仍接成星形，激磁导纳仍接在电源侧，如图所示。在电源侧，如图所示。v三绕组变压器的三绕组变压器的激磁导纳激磁导纳的计算方法与双绕组变的计

19、算方法与双绕组变压器的相同，根据变压器空载试验数据进行计算。压器的相同，根据变压器空载试验数据进行计算。下面主要讨论三绕组变压器各绕组电阻、电抗的下面主要讨论三绕组变压器各绕组电阻、电抗的计算方法。计算方法。三绕组变压器的三个绕组在星形等值电路中是三绕组变压器的三个绕组在星形等值电路中是各自独立各自独立的。因此，首先要求出各绕组的短路损耗。因为的。因此，首先要求出各绕组的短路损耗。因为Pk(1-2)=Pk1+Pk2;Pk(2-3)=Pk2+Pk3;Pk(1-3)=Pk1+Pk3。上述三式联立，可解得：上述三式联立，可解得：1电阻电阻求出各绕组的短路损耗后，即可求出各绕组的短路损耗后，即可按双绕

20、组变压器计算电按双绕组变压器计算电阻的同样方法计算阻的同样方法计算三绕组变压器各绕组的电阻：三绕组变压器各绕组的电阻：实际运行中，变压器的三个绕组不可能同时都实际运行中，变压器的三个绕组不可能同时都满载运行。因此，为了减小体积、节省材料，根满载运行。因此，为了减小体积、节省材料，根据电力系统运行的实际需要，三个绕组额定容量据电力系统运行的实际需要，三个绕组额定容量可以制造为不相等。可以制造为不相等。短路试验时，受变压器短路试验时，受变压器较小容量绕组额定电较小容量绕组额定电流流的限制，短路损耗是通过较小容量绕组额定电的限制，短路损耗是通过较小容量绕组额定电流流(非变压器额定电流非变压器额定电流

21、)时所产生的损耗。因此，时所产生的损耗。因此，在应用公式计算时，必须把按绕组容量测得的短在应用公式计算时，必须把按绕组容量测得的短路损耗值路损耗值折算成按变压器额定容量的损耗值折算成按变压器额定容量的损耗值。例如，若制造厂提供的试验数据为例如，若制造厂提供的试验数据为 、，变压器容量比为，变压器容量比为100/100/50，则，则：式中，式中，SN变压器的额定容量；变压器的额定容量；S3N变压器第三绕组变压器第三绕组(这这里指低压绕组里指低压绕组)的额定容量。的额定容量。三绕组变压器绕组三绕组变压器绕组电抗的计算与电阻的计算电抗的计算与电阻的计算方法相似方法相似，首先根据三次短路试验所测得的两

22、两，首先根据三次短路试验所测得的两两绕组间的短路电压百分值绕组间的短路电压百分值Uk(1-2)(%)、Uk(1-3)(%)、Uk(2-3)(%)，分别求出各绕组的短路电压百分值：，分别求出各绕组的短路电压百分值：2电抗电抗再计算归算到同一电压侧的各绕组电抗值再计算归算到同一电压侧的各绕组电抗值：注意：对于普通三绕组变压器，不论变压器各绕注意：对于普通三绕组变压器，不论变压器各绕组容量比如何，手册和制造厂提供的短路电组容量比如何，手册和制造厂提供的短路电压值都是已折算为变压器额定容量下的值。压值都是已折算为变压器额定容量下的值。因此，因此，电抗计算不存在容量比不同的折算问电抗计算不存在容量比不同

23、的折算问题。题。降压变多半是从高压侧向中压、低降压变多半是从高压侧向中压、低压侧传递功率，把中压绕组安排在压侧传递功率，把中压绕组安排在高、低压绕组中间，低压绕组靠近高、低压绕组中间，低压绕组靠近铁心，称为降压结构（从绕组绝缘铁心，称为降压结构（从绕组绝缘考虑不宜将高压绕组放在中低压绕考虑不宜将高压绕组放在中低压绕组中间）。组中间）。3、绕组排列方式、绕组排列方式升压变多半是从低压侧向中高压侧升压变多半是从低压侧向中高压侧传递功率，把低压绕组安排在高、传递功率，把低压绕组安排在高、中压绕组中间，中压绕组靠近铁心，中压绕组中间，中压绕组靠近铁心，称为升压结构。使高压、中压绕组称为升压结构。使高压

24、、中压绕组间的漏磁通道较长，阻抗电压大。间的漏磁通道较长，阻抗电压大。例例6-2：有一台：有一台SFSL1-8000/110型三相三绕组变压器，其铭牌数据为：型三相三绕组变压器，其铭牌数据为：容量比容量比100/50/100,电压比电压比110kV/38.5kV/11kV，P0=14.2kW，I0(%)=1.26，Uk(1-2)(%)=14.2，Uk(1-3)(%)=17.5，Uk(2-3)(%)=10.5，试计算以变压器高压，试计算以变压器高压侧电压为基准的变压器参数值。侧电压为基准的变压器参数值。各绕组的各绕组的电阻电阻：由于各绕组容量比不同，先将短路损耗折算至额定容量下的值由于各绕组容量

25、比不同，先将短路损耗折算至额定容量下的值：解解:变压器的变压器的导纳导纳：各绕组的各绕组的电抗电抗：在在中性点直接接地的高压和超高压电力系统中性点直接接地的高压和超高压电力系统中，中，自耦变压器得到广泛应用。自耦变压器的原、副自耦变压器得到广泛应用。自耦变压器的原、副方共用一个线圈，原方和副方之间不仅存在磁的方共用一个线圈，原方和副方之间不仅存在磁的耦合，而且有电气上的联系。耦合，而且有电气上的联系。三、自耦变压器三、自耦变压器 在计算三绕组自耦变压器电抗时，也要先对短路电在计算三绕组自耦变压器电抗时，也要先对短路电压值进行折算。压值进行折算。与短路损耗折算不同的是，短路电与短路损耗折算不同的

26、是，短路电压按压按容量比容量比，而不是按，而不是按容量比的平方容量比的平方折算折算，即：，即：式中，式中，SN变压器额定容量变压器额定容量(kVA)；S3N容量较小的第三容量较小的第三绕组的额定容量绕组的额定容量(kVA)。自耦变压器的等值电路及其导纳和阻抗的计算与普通变压自耦变压器的等值电路及其导纳和阻抗的计算与普通变压器相同。器相同。分裂变压器，能在正常工作和低压侧短路时，分裂变压器，能在正常工作和低压侧短路时，使变压器呈现不同的电抗值，从而起到使变压器呈现不同的电抗值，从而起到限制短路限制短路电流电流的作用，故广泛应用于大型电厂作为联系两的作用，故广泛应用于大型电厂作为联系两台发电机组的

27、主变压器，或用作启动变压器和高台发电机组的主变压器，或用作启动变压器和高压厂用变压器。压厂用变压器。四、分裂绕组变压器四、分裂绕组变压器设设X1为高压绕组电抗，为高压绕组电抗，X2、X2分别为高压绕分别为高压绕组开路时，两个低压分裂绕组的电抗，组开路时，两个低压分裂绕组的电抗，X12为高低为高低压绕组正常工作时的等值电抗。分裂绕组变压器压绕组正常工作时的等值电抗。分裂绕组变压器的等值电路如下图所示。的等值电路如下图所示。即低压分裂绕组正常运行时的电抗值，即低压分裂绕组正常运行时的电抗值，只相当于两分裂绕只相当于两分裂绕组短路电抗的组短路电抗的1/4，当一个分裂绕组出线发生短路时，来自，当一个分

28、裂绕组出线发生短路时，来自另一低压分裂绕组的短路电流将遇到另一低压分裂绕组的短路电流将遇到X22(即即2X2)的限制，的限制，此电抗值较大，能达到限制短路电流的作用。此电抗值较大，能达到限制短路电流的作用。正常运行时正常运行时 X12X1X2/2 高压侧开路，低压侧一台发电机出口处短路时高压侧开路，低压侧一台发电机出口处短路时X2 22X2 因此因此,6.3 电力网络元件的电压和功率分布计算电力网络元件的电压和功率分布计算一、输电线路的电压和功率分布计算一、输电线路的电压和功率分布计算二、变压器的电压和功率分布计算二、变压器的电压和功率分布计算电力静态潮流：电力系统的运行状态是稳态的，即电力静

29、态潮流：电力系统的运行状态是稳态的，即在一个时间断面上，计算过程中所有状态变量是不随在一个时间断面上，计算过程中所有状态变量是不随时间而变化的常量。时间而变化的常量。电压和功率分布计算电压和功率分布计算电力系统的潮流计算：计算电力系统在各种运行方电力系统的潮流计算：计算电力系统在各种运行方式式 下各节点的电压和通过网络各元件的功率。下各节点的电压和通过网络各元件的功率。静态潮流、动态潮流静态潮流、动态潮流各节点的有功负荷、各节点的有功负荷、无功负荷，发电机发无功负荷，发电机发出的有功功率及发电出的有功功率及发电机节点电压有效值。机节点电压有效值。电力系统潮流计算的基础是电路电力系统潮流计算的基

30、础是电路计算，但不同的是：在电路计算计算，但不同的是：在电路计算中，给定的量是中，给定的量是电压和电流电压和电流，而，而潮流计算中，给定的量是潮流计算中，给定的量是电压和电压和功率功率，而不是电流。，而不是电流。在电力系统规划、设计中用于选择系统接线方式，在电力系统规划、设计中用于选择系统接线方式，选择电气设备及导线截面；选择电气设备及导线截面；在电力系统运行中，用于确定运行方式，制定电在电力系统运行中，用于确定运行方式，制定电力系统经济运行计划，确定调压措施，研究电力系力系统经济运行计划，确定调压措施，研究电力系统的稳定性；统的稳定性；提供继电保护、自动装置的设计与整定要求的数据。提供继电保

31、护、自动装置的设计与整定要求的数据。一、输电线路的电压和功率分布计算一、输电线路的电压和功率分布计算除特殊说明外，通常采用三相功率、线电压、线电除特殊说明外，通常采用三相功率、线电压、线电流和单相等值电路进行电力系统的分析和计算。流和单相等值电路进行电力系统的分析和计算。1、给定同一节点运行参数、给定同一节点运行参数首端电首端电压怎么压怎么求？求？首端电首端电压怎么压怎么求？求？假定假定电压降落的横分量电压降落的横分量电压降落的纵分量电压降落的纵分量首端电首端电压怎么压怎么求？求？假定假定电压降落的横分量电压降落的横分量电压降落的纵分量电压降落的纵分量线路线路电容电容输电线路：采用输电线路：采

32、用型等值电路，两端具有等值电纳。型等值电路，两端具有等值电纳。jB/2jB/2若以电压相量若以电压相量U1作参考轴（求作参考轴（求U2）1 1有效值：有效值：V V1 1、V V2 2间的相位角间的相位角注意：注意：n功率是电流和电压的综合量，计算某点功率时，功率是电流和电压的综合量，计算某点功率时，要取同一点电压。要取同一点电压。2、给定不同节点运行参数、给定不同节点运行参数前面介绍的是已知一端的参数，求线路或变压器另一端的参前面介绍的是已知一端的参数，求线路或变压器另一端的参数。但是在实际电力系统中，许多情况是已知线路（或变压数。但是在实际电力系统中，许多情况是已知线路（或变压器）首端电压

33、和末端输出的功率，要求确定首端输入的功率器）首端电压和末端输出的功率，要求确定首端输入的功率和末端的电压。和末端的电压。采用前后迭代算法进行计算。采用前后迭代算法进行计算。反复迭代循环计算直到误差满足要求。反复迭代循环计算直到误差满足要求。工程上的近似计算方法工程上的近似计算方法（1）令末端电压为额定电压，由末端向首端推算，计算出首）令末端电压为额定电压，由末端向首端推算，计算出首端功率；端功率；（2）利用首端已知电压和计算得到的始端功率，由首端向末）利用首端已知电压和计算得到的始端功率，由首端向末端推算电压降落，从而确定末端电压。端推算电压降落，从而确定末端电压。假设末端电压为线路额定电压假

34、设末端电压为线路额定电压UN已知末端功率、始端电压已知末端功率、始端电压U UN N电压降落：指网络元件首、末端电压的相量差（包电压降落：指网络元件首、末端电压的相量差（包括纵分量和横分量）。括纵分量和横分量）。3、工程上常用的几个计算量、工程上常用的几个计算量电压损耗：指网络元件首、末端电压的数值差（常电压损耗：指网络元件首、末端电压的数值差（常用百分值表示）。用百分值表示）。直接反映了供电电压质量直接反映了供电电压质量电压偏移：指网络中某点的实际电压值与网络额电压偏移：指网络中某点的实际电压值与网络额定电压的数值差（常用百分值表示）。定电压的数值差（常用百分值表示）。衡量电压质量的重要指标

35、衡量电压质量的重要指标输电效率：指线路末端输出的有功功率与线路首输电效率：指线路末端输出的有功功率与线路首端输入的有功功率的比值（常用百分值表示）。端输入的有功功率的比值（常用百分值表示）。电压调整：指线路末端空载与负载时电压的数值电压调整：指线路末端空载与负载时电压的数值差（常用百分值表示）。差（常用百分值表示）。线路与变压器的线路与变压器的功率、电压计算功率、电压计算有何异同？有何异同？计算原理相同；计算原理相同；计算公式相似；计算公式相似；电纳损耗不同；电纳损耗不同；一负一正相反。一负一正相反。(空载损耗空载损耗)二、变压器的电压和功率分布计算二、变压器的电压和功率分布计算根据变压器的实

36、验数据进行简化计算。包括励磁支根据变压器的实验数据进行简化计算。包括励磁支路损耗、阻抗支路损耗。路损耗、阻抗支路损耗。简化公式的简化公式的条件和过程条件和过程是什么？是什么？6.4 电力网络的无功功率与电压的调整电力网络的无功功率与电压的调整一、电力系统的无功功率平衡一、电力系统的无功功率平衡二、中枢点的电压管理二、中枢点的电压管理三、电力系统的调压措施三、电力系统的调压措施四、各种调压措施的合理应用四、各种调压措施的合理应用电压是衡量电压是衡量电能质量电能质量的重要指标。的重要指标。电力系统的电力系统的运行电压水平运行电压水平取决于取决于无功功率的平衡无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功

37、出力应能满足系统负荷系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗和网络损耗在额定电压下在额定电压下对无功功率的需求，否则对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。电压就会偏离额定值。在额定电压附近，无功功率对电压具有较大的变化率，所以在额定电压附近，无功功率对电压具有较大的变化率，所以分析系统电压水平应从系统的无功功率入手。分析系统电压水平应从系统的无功功率入手。1、无功电源、无功电源一、电力系统的无功功率平衡一、电力系统的无功功率平衡发电机发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。包括发电机、同步调相机、电力电容器和静止补偿器

38、等包括发电机、同步调相机、电力电容器和静止补偿器等。定子电流限制定子电流限制转子电流限制转子电流限制有功出力限制有功出力限制发电机发电机曲线曲线电动机电动机曲线曲线同步调相机同步调相机实质上就是无功功率发电机，相当于空实质上就是无功功率发电机，相当于空载运行的同步发电机载运行的同步发电机v过励磁运行：向系统输送无功功率；过励磁运行：向系统输送无功功率；v欠励磁运行：从系统吸收无功功率；欠励磁运行：从系统吸收无功功率；欠励磁运行时的容量仅设计为过励磁运行时容量欠励磁运行时的容量仅设计为过励磁运行时容量的的50%60%。电力电容器电力电容器并联接于电网，只能向系统供给容性并联接于电网，只能向系统供

39、给容性无功功率无功功率它供给的无功功率与其端口电压的平方成正比，它供给的无功功率与其端口电压的平方成正比，其容量可大可小，可集中可分散，但只能分组投其容量可大可小，可集中可分散，但只能分组投切，不可平滑调节。切，不可平滑调节。静止无功补偿器静止无功补偿器既可发出无功功率，也可吸收无既可发出无功功率，也可吸收无功功率功功率它是由晶闸管控制的可调电抗器与电容器并联组它是由晶闸管控制的可调电抗器与电容器并联组成，利用控制回路可平滑调节无功功率的大小。成，利用控制回路可平滑调节无功功率的大小。2、无功负荷和无功损耗、无功负荷和无功损耗异步电动机的励磁功异步电动机的励磁功率，它与施加在电动率，它与施加在

40、电动机上的电压成正比机上的电压成正比电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由异步异步电动机电动机决定。决定。异步电动机漏抗中的异步电动机漏抗中的无功损耗，它与负荷无功损耗，它与负荷电流平方成正比电流平方成正比电网中的无功损耗包括：传输线路的无功损耗、变压电网中的无功损耗包括：传输线路的无功损耗、变压器上的无功损耗。器上的无功损耗。串联电抗会产生无功串联电抗会产生无功损耗，与传输电流的损耗，与传输电流的平方成正比；并联电平方成正比；并联电纳为感性无功电源。纳为感性无功电源。分为励磁支路损分为励磁支路损耗和绕组支路漏耗和绕组支路漏抗损耗两部分。抗损耗两部分。

41、电抗损耗电抗损耗充电功率充电功率励磁损耗励磁损耗漏抗损耗漏抗损耗3、无功功率的平衡与运行电压水平、无功功率的平衡与运行电压水平无功备用容量一般为无功负荷的无功备用容量一般为无功负荷的7%15%。在无功电源不足时，。在无功电源不足时，应增设无功补偿装置，并应尽可能装在负荷中心，做到无功功应增设无功补偿装置，并应尽可能装在负荷中心，做到无功功率的就地平衡，以减少无功功率在网络中的传输引起的网络功率的就地平衡，以减少无功功率在网络中的传输引起的网络功率损耗和电压损耗。率损耗和电压损耗。无功电源、无功负荷与运行电压之间的关系无功电源、无功负荷与运行电压之间的关系当系统无功电源充足时，当系统无功电源充足

42、时，可以维持系统在较高的可以维持系统在较高的电压水平下运行。电压水平下运行。为了满足负荷点为了满足负荷点A、B的调压要求，中枢点电压应控制的变化范围是：的调压要求，中枢点电压应控制的变化范围是：电力系统调压的目的是使用户的电压偏移保持在规定的范围内，因此应电力系统调压的目的是使用户的电压偏移保持在规定的范围内，因此应根据负荷对电压的要求，确定中枢点的电压允许调整范围。根据负荷对电压的要求，确定中枢点的电压允许调整范围。反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线二、中枢点的电压管理二、中枢点的电压管理08h，U（A）=（0.951.05）UN+0

43、.04 UN=（0.991.09）UN824h，U（A）=（0.951.05）UN+0.10 UN=（1.051.15）UN016h，U（B）=（0.951.05）UN+0.01 UN=（0.961.06）UN1624h，U（B）=（0.951.05）UN+0.03 UN=（0.981.08）UNt（）（）t（）（）ABO0.01UN0.04UN0.03UN0.1UN8162481624S U为了满足负荷点为了满足负荷点A、B的调压要求，中枢点电压应控制的变化范的调压要求，中枢点电压应控制的变化范围是：围是：08h，U（A）=（0.951.05）UN+0.04 UN=（0.991.09）UN8

44、24h，U（A）=（0.951.05）UN+0.10 UN=（1.051.15）UN016h，U（B）=（0.951.05）UN+0.01 UN=（0.961.06）UN1624h，U（B）=（0.951.05）UN+0.03 UN=（0.981.08）UN当由同一中枢点供电的各用户负荷当由同一中枢点供电的各用户负荷的变化规律差别较大时，可能在某的变化规律差别较大时，可能在某些时段内，中枢点的电压不能同时些时段内，中枢点的电压不能同时满足所有用户的要求，必须采取其满足所有用户的要求，必须采取其他调压措施。他调压措施。t（）（）0.96UN0.99UN1.06UN1.09UN81624U1.15

45、UN1.05UN0.98UN1.08UN逆调压逆调压：高峰负荷时升高电压（：高峰负荷时升高电压（1.05UN），低谷负荷时降低），低谷负荷时降低电压（电压（UN）的中枢点电压调整方式。适用于中枢点供电线路）的中枢点电压调整方式。适用于中枢点供电线路长，负荷变化范围较大的场合。需要装设调压设备。长，负荷变化范围较大的场合。需要装设调压设备。顺调压顺调压：高峰负荷时允许中枢点电压略低（：高峰负荷时允许中枢点电压略低（1.025UN），低），低谷负荷时允许中枢点电压略高（谷负荷时允许中枢点电压略高（1.075UN）的中枢点电压调整）的中枢点电压调整方式。适合用户对电压要求不太高或供电线路不长、负荷变

46、方式。适合用户对电压要求不太高或供电线路不长、负荷变动不大的中枢点。一般不需装设特殊的调压设备。动不大的中枢点。一般不需装设特殊的调压设备。常调压常调压：在任何负荷下都能保持中枢点电压为基本不变的：在任何负荷下都能保持中枢点电压为基本不变的数值，取（数值，取（1.021.05UN）。一般不需装设特殊的调压设备。）。一般不需装设特殊的调压设备。通过合理地选择变压器的分接头和并联电容器就能满足要求。通过合理地选择变压器的分接头和并联电容器就能满足要求。三、电力系统的调压措施三、电力系统的调压措施改变发电机端电压；改变发电机端电压；改变变压器的变比；改变变压器的变比；增设无功补偿装置，减增设无功补偿

47、装置，减少网络传输的无功功率；少网络传输的无功功率；改变输电线路的参数。改变输电线路的参数。通过改变电压水平达到所需要的电压通过改变电压水平达到所需要的电压通过改变电压损耗来调压通过改变电压损耗来调压R+jX1、利用发电机调压、利用发电机调压按规定，发电机运行电压的变化范围在发电机额定按规定，发电机运行电压的变化范围在发电机额定电压的电压的+5%以内，在直接以发电机电压向用户供电以内，在直接以发电机电压向用户供电的系统中，如果供电线路不长、电压损耗不大，用的系统中，如果供电线路不长、电压损耗不大，用发电机调压就可以满足调压要求。发电机调压就可以满足调压要求。通过改变发电机励磁电流的办法来调整发

48、电机的端电通过改变发电机励磁电流的办法来调整发电机的端电压，这是一种经济、简单的调压措施。可对发电机实压，这是一种经济、简单的调压措施。可对发电机实行行“逆调压逆调压”以满足用户的电压要求。以满足用户的电压要求。2、改变变压器的变比调压、改变变压器的变比调压双绕组变压器的高压绕组，三绕组变压器的高、中双绕组变压器的高压绕组，三绕组变压器的高、中压绕组都设有若干分接头以供选择。对应变压器额压绕组都设有若干分接头以供选择。对应变压器额定电压的分接头称为主接头或主抽头。考虑到低压定电压的分接头称为主接头或主抽头。考虑到低压侧电流大，变压器低压侧不设分接头。侧电流大，变压器低压侧不设分接头。普通双绕组

49、变压器的分接头只能在停电的情况下普通双绕组变压器的分接头只能在停电的情况下改变，在正常运行时无论负荷怎么变化，只能有改变，在正常运行时无论负荷怎么变化，只能有一个固定的分接头。一个固定的分接头。分别求出最大负荷和最小负荷下所要求的分接头电分别求出最大负荷和最小负荷下所要求的分接头电压，然后求出它们的平均值，最后选择一个与平均压，然后求出它们的平均值，最后选择一个与平均值最接近的分接头。值最接近的分接头。最后还需要对所选分接头分别用最大负荷和最小负荷校验低最后还需要对所选分接头分别用最大负荷和最小负荷校验低压母线实际电压是否满足要求。压母线实际电压是否满足要求。普通双绕组变压器的分接头只能在停电

50、的情况下改变，在正普通双绕组变压器的分接头只能在停电的情况下改变，在正常运行时无论负荷怎么变化，只能有一个固定的分接头。常运行时无论负荷怎么变化，只能有一个固定的分接头。升压变压器分接头的选择方法与降压变压器的选择方升压变压器分接头的选择方法与降压变压器的选择方法基本相同。但在通常的运行方式下，其功率方向与法基本相同。但在通常的运行方式下，其功率方向与降压变压器相反，是从低压侧流向高压侧的。降压变压器相反，是从低压侧流向高压侧的。有载调压变压器可以在带负荷条件下切换变压器分有载调压变压器可以在带负荷条件下切换变压器分接头，而且调节范围大，一般在接头，而且调节范围大，一般在15%以上。目前我以上