电力二班-电力系统分析第三章.docx

第三章 输电线路运行特性及简单系统潮流估算
1、电力系统潮流：指系统中所有运行参数的总体，包括各母线电压的大小和相位、各发动机和负荷的功率及电流，以及各变压器和线路等元件所通过的功率、电流和其中的损耗。
2、电力系统潮流计算的任务：在已知某些运行参数的情况下，计算出系统中全部的运行参数。一般母线负荷功率已知。
潮流计算中已知或给定的量为有功功率和无功功率。
第一节 电力网的电压降落和功率分析

一、电压降落、电压损耗和电压偏移
(一)电压降落
不考虑线路Π型等值电路中的接地支路。

1. 已知末端功率和末端电压的情况

电压降落的纵分量
电压降落的横分量

一般情况下，线路两端电压相位差较小，U2＋ΔU2 >>δU2

2. 已知始端功率和始端电压的情况

(二)电压损耗和电压偏移

近似计算中常用电压降落的纵分量代替电压损耗。
电压偏移：线路始端电压和末端电压与线路额定电压之间的差值。

二、功率分布和功率损耗
1. 线路的功率分布和功率损耗
(1)已知线路末端功率和电压
1) 计算末端并联支路吸收的功率

2) 计算串联支路末端的功率

3) 计算串联支路中的功率损耗

4) 计算串联支路始端的功率

5) 计算始端电压

6) 计算始端并联支路的功率

7) 计算始端功率

线路总功率损耗：

消耗感性无功功率
消耗容性无功功率
传输功率越大，感性无功越大；电压越高，容性无功越大。
传输效率：
(2)已知线路始端功率和电压

线路总功率损耗：

2. 变压器的功率分布
已知
(1)计算 变压器串联支路的功率损耗

(2)计算 变压器串联支路始端的功率

(3)计算 变压器始端电压

(4)计算 变压器并联支路的功率损耗

(5)计算 变压器的输入功率

已知

第二节 输电线路的运行特性
一、输电线路的空载运行特性

为分析简单，令G=0

高压线路导线截面较大，可忽略电阻：
Π型等值电路的电纳为容性，B大于零，因此U1<U2。
注意：输电线路空载时末端电压高于始端电压。
线路不太长时，等值电路中B约为b1与l的乘积，X约为x1与l的乘积，因此末端空载电压的升高与线路长度l的平方成正比。
高压输电线路轻载时，也会产生末端电压升高的现象。若线路电压过高，则应采取措施补偿线路的电容电流，常用方法为在线路末端加装并联电抗器。
二、输电线路的传输功率极限
假设Π型等值电路中的电阻为零，且不计两端并联导纳。

忽略电阻时，线路始、末端有功功率相等，故线路传输功率为

输电线路的最大传输功率与两端电压的乘积成正比，而与线路电反比。
当考虑导线发热和系统稳定性等因素，线路输送的有功功率往往比上述最大传输功率小很多
三、输电线路功率与电压之间的定性关系
在输电系统，特别是高压输电系统中，电阻远小于电抗，有功功率与两端电压相位差之间，无功功率与电压损耗之间的关系非常紧密。
线路传送的无功功率与两端的电压差，即线路的电压损耗成正比。无功功率由电压高端向电压低端流动。
3-3 简单辐射形网络和闭式网络潮流计算
一、辐射形网络的潮流估算方法
作整个系统的等值电路
近似计算功率分布，认为各母线电压均为额定电压，相位为零。
从某一已知电压母线开始，依次求出各元件的电压降落，从而得出全部母线电压。
1. 计算近似功率分布
从离电源最远的母线开始，分别计算连接这些母线的线路或变压器的等值电路中的功率分布。

2. 计算各母线的电压和相位
从某一给定电压的母线开始，用求得的近似功率分布，依次计算各母线的电压和相位
设已知母线1电压U1∠0°

然后，再由 计算出
依次类推，便可得到整个系统中电压分布的近似结果。
二、简单环形网络的潮流估算方法

中包含了与其母线相连的两条线路上的接地导纳中的
功率，这样处理后的功率常称为母线的运算功率或运算负荷
计算环网近似功率分布时可设各母线的电压均为额定电压，相位都等于零
电压平衡方程式：

功率平衡方程式：

功率分点：负荷所取的功率由相邻两条线路分担的母线
母线3为功率分点

环形网络变成了两个辐射形网络。
若有功功率分点和无功功率分点不在同一母线上，习惯上常取无功功率分点的母线处进行分割，因为无功功率分点处的电压往往是网络电压的最低点。
若环形网络中各线路电阻与电抗比值相同，则称为均一网络

简单环形网络潮流估算方法：
计算环网中各母线运算负荷；
计算环网中的近似功率分布，并求出功率分点；
在无功功率分点处将负荷按近似功率分布结果分成两部分，并将环形网络分成两个辐射形网络，然后分别采用辐射形网络的潮流估算方法计算计及阻抗中损耗时的功率分布，再计算电压分布。