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1、电力线路的参数与等值电路一一.单位长度电力线路的参数单位长度电力线路的参数1 1、电阻、电阻r1=/sS 截面积截面积 mm2单位：单位：mm2/km一般是查表一般是查表 rt=r20(1+(t-20)钢线电阻：导磁钢线电阻：导磁集肤、磁滞效应集肤、磁滞效应交流电阻交流电阻直流电阻，和电流有关直流电阻，和电流有关查手册查手册电阻率电阻率铜：铜：18.8 铝铝:31.3与温度有关与温度有关1电力线路的参数与等值电路2 2、电抗、电抗物理意义：导线通交流电，产生磁场物理意义：导线通交流电，产生磁场自感、互感自感、互感外电抗外电抗内电抗内电抗对数关系：导线截面和布置无显著影响，一般对数关系：导线截面
2、和布置无显著影响，一般0.4/km正三角布置正三角布置Dm=D；水平布置；水平布置Dm=1.26D分裂导线：改变磁场，增大了半径，减少了电抗分裂导线：改变磁场，增大了半径，减少了电抗2电力线路的参数与等值电路3 3、电纳、电纳物理意义：导线通交流电，产生电场物理意义：导线通交流电，产生电场容感容感对数关系：变化不大，一般对数关系：变化不大，一般 2.8510-6 S/km分裂导线：增大了等效半径，电纳增大，用分裂导线：增大了等效半径，电纳增大，用req替代替代r计算计算DmDm与与r r的意义与电抗表达式一致的意义与电抗表达式一致3电力线路的参数与等值电路4 4、电导、电导物理意义物理意义绝缘
3、子表面泄露绝缘子表面泄露很小，忽略很小，忽略实测损耗，计算电导，一般忽略实测损耗，计算电导，一般忽略110KV110KV9.6mm9.6mm空气电离空气电离电晕损耗，临界电压电晕损耗，临界电压Ucr，好天不产生，坏天可有好天不产生，坏天可有规定最小直径规定最小直径220KV220KV21.28mm21.28mm330KV330KV32.2mm 32.2mm 分裂导线分裂导线电缆参数计算复杂，查手册电缆参数计算复杂，查手册4电力线路的参数与等值电路二、电力线路的等值电路二、电力线路的等值电路r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1一般线路的等值电路（正常运
4、行时忽略一般线路的等值电路（正常运行时忽略g）1、短线路（一字型等值电路）、短线路（一字型等值电路）条件：条件：L100km的架空线的架空线,忽略忽略g，b线路电压不高线路电压不高5电力线路的参数与等值电路2、中等长度线路（、中等长度线路（型和型和T型等值电路）型等值电路）条件：条件：100-300km的架空线或的架空线或100km的电缆线，近似等值，的电缆线，近似等值，不能用星不能用星三角变换三角变换ZY/2Y/2Z/2Z/2Y3、长线路（分布参数、长线路（分布参数双曲函数）双曲函数）6简单电力网的计算与分析简单电力网的计算与分析 本章主要内容：本章主要内容：1.1.潮流计算的目的及内容潮流
5、计算的目的及内容 2.2.电压降落（损耗、偏移）、功率损耗的计算电压降落（损耗、偏移）、功率损耗的计算 3.3.手算潮流的原理和方法手算潮流的原理和方法 1)1)辐射型：辐射型：2)2)两端型：两端型：3)3)环网型：环网型：同一电压等级：已知末端电压或首末端电压同一电压等级：已知末端电压或首末端电压不同电压等级：归算电压或折算参数不同电压等级：归算电压或折算参数计算自然功率（力矩原理）、强迫功率计算自然功率（力矩原理）、强迫功率找功率分点、打开、按辐射型计算找功率分点、打开、按辐射型计算单级：从电源点打开单级：从电源点打开无强迫功率无强迫功率多级：电磁环网多级：电磁环网归算法、等值法归算法、
6、等值法 4.4.潮流调整：潮流调整：自然分布、串联电容、串联电抗、附加串联加压器自然分布、串联电容、串联电抗、附加串联加压器7简单电力网的计算与分析简单电力网的计算与分析潮流计算的目的及内容潮流计算的目的及内容稳态计算稳态计算不考虑发电机的参数不考虑发电机的参数电力网计算（潮流计算）电力网计算（潮流计算）负荷（负荷（P，Q）潮流计算潮流计算给定给定发电机（发电机（P，V）求解求解各母线电压各母线电压各条线路中的功率及损耗各条线路中的功率及损耗计算目的计算目的用于电网规划用于电网规划选接线方式、电气设备、导线截面选接线方式、电气设备、导线截面用于运行指导用于运行指导确定运行方式、供电方案、调压措
7、施确定运行方式、供电方案、调压措施用于继电保护用于继电保护整定、设计整定、设计8基本概念一、负荷的表示一、负荷的表示*负荷一般以功率表示：单位负荷一般以功率表示：单位 P（kw）、）、Q（kvar）、）、S（kva）9基本概念二、电压降落、电压损耗、电压偏移二、电压降落、电压损耗、电压偏移目的：对于一条线路（变压器）有负荷流过时，首末端电压不等，造目的：对于一条线路（变压器）有负荷流过时，首末端电压不等，造成电压成电压 损耗，可以推导已知端的损耗，可以推导已知端的S S和和U U时时 求另一端的求另一端的S S和和U U1 1、已知、已知U U2 2及及S S2 2求求U U1 1*10以以U
8、 U2 2为参考电压为参考电压纵分量纵分量 横分量横分量*11纵分量纵分量横分量横分量2 2、已知、已知U U1 1及及S S1 1求求U U2 23 3、实际计算时的简化（按二次项式展开取前两项）、实际计算时的简化（按二次项式展开取前两项）121)1)电压降落电压降落2)2)电压损耗电压损耗电压损耗百分比：电压损耗百分比：不超过不超过10%10%当当Q Q为负值即容性负载时，为负值即容性负载时，UU可能为负值，末端电压高可能为负值，末端电压高于首端电压于首端电压3)3)电压偏移电压偏移电压偏移电压偏移%反映供电电压质量反映供电电压质量4)4)电压调整电压调整电压调整电压调整%U U2020为
9、线路末端空载电压为线路末端空载电压13三、功率损耗三、功率损耗线路、变压器存在阻抗和导纳，消耗线路、变压器存在阻抗和导纳，消耗P P和和Q Q 消耗能量，产消耗能量，产生热量，老化设备生热量，老化设备1 1、线路中功率损耗的计算、线路中功率损耗的计算R+jX1)1)末端导纳中的损耗末端导纳中的损耗2)2)阻抗中的损耗阻抗中的损耗3)3)首端导纳中的损耗首端导纳中的损耗14三、功率损耗三、功率损耗2 2、线路上的电能损耗、线路上的电能损耗1)1)输电效率输电效率2)2)有关负荷的系数有关负荷的系数最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数年负荷率年负荷率年负荷损耗率年负荷损耗率K(K(年负荷率年负荷率
10、)+(1-K)()+(1-K)(年负荷率年负荷率)2 23)3)线损率线损率%最大负荷损耗时间：最大负荷损耗时间：maxmax与与T Tmaxmax及功率因数有关及功率因数有关153 3、变压器中功率损耗的计算、变压器中功率损耗的计算RTjXT-jBTGT16辐射型网络的潮流计算一、同一电压等级开式网计算一、同一电压等级开式网计算计算时，开式网负荷一般以集中负荷表示，并且在计算中总是作为已知量计算时，开式网负荷一般以集中负荷表示，并且在计算中总是作为已知量acbdG已知：末端电压已知：末端电压Ua时，求时，求Ud 及及Sd，或已知首末端电压，或已知首末端电压Ud时，求时，求Ua 及及SdR+j
11、X R+jXR+jXabcd17R+jX R+jXR+jXacdbcb合并简化合并简化1、已知、已知Ua时（精确计算）时（精确计算）末端导纳消耗功率：末端导纳消耗功率：注入注入a点的功率：点的功率：段线路中功率损耗：段线路中功率损耗：段线路中电压降落：段线路中电压降落：第一步第一步18确定确定B点电压：点电压：第二步：同第一步方法相同，求第第二步：同第一步方法相同，求第II、III段中的压降及功率损耗段中的压降及功率损耗B点的等值负荷：点的等值负荷：最终：最终：说明：各线路电压降纵分量相位不同，不能做代数相加说明：各线路电压降纵分量相位不同，不能做代数相加192、已知、已知Ud时（简化计算）时
12、（简化计算）1)取各点电压为取各点电压为UN，计算各点对地计算各点对地电纳中的功率电纳中的功率Qi，然后与负荷，然后与负荷合并合并R+jX R+jXR+jXacdb2)再计算各点功率再计算各点功率，仍从，仍从第第I I段起段起算功耗及各点注入功率算功耗及各点注入功率I段段II段段203)最后计算各点电压，以最后计算各点电压，以Ud为参考，由为参考，由III段回算段回算III段段其余以此类推其余以此类推213 3、35KV35KV及以下线路的简化处理及以下线路的简化处理1)1)忽略线路电纳忽略线路电纳2)2)计算电压时不考虑计算电压时不考虑线路中的损耗线路中的损耗3)3)各段中损耗各段中损耗4)
13、4)各段电压降落纵分量各段电压降落纵分量5)5)电压损耗电压损耗作业：电网如图所示，线路额定电压作业：电网如图所示，线路额定电压110KV110KV，首端电压为，首端电压为118KV118KV，求运行，求运行中各点电压及各断线路中功率损耗中各点电压及各断线路中功率损耗R1=6.8X1=16.36B1=1.1310-4SR2=6.3X2=12.48B3=0.8210-4SR3=13.8X3=13.2B3=0.7710-4SSc=20.3+j15.8MVA20.3+j15.8MVASb=8.6+j7.5MVA8.6+j7.5MVASa=12.2+j8.8MVA12.2+j8.8MVAabcd22二
14、、不同电压等级开式网计算二、不同电压等级开式网计算电网中有变压器时需归算：降压电网中有变压器时需归算：降压 一次侧，升压一次侧，升压 二次侧二次侧T kL1L2abcdSLR+jX RT+jXTR+jXacdbII II kR+jX RT+jXTR+jXacdbII II折算后的阻抗与具有变比为折算后的阻抗与具有变比为K K的理想变压器串联的理想变压器串联只用折算后的参数只用折算后的参数这种方法在两侧电压经变压器时要归算这种方法在两侧电压经变压器时要归算开始时按一次侧（或二次侧）额定电压计算，计算结果反归算开始时按一次侧（或二次侧）额定电压计算，计算结果反归算23两端供电网计算概念：两个电源同
15、时从两侧向网内供电概念：两个电源同时从两侧向网内供电两端供电网两端供电网模型：模型：L1L3abcaSL1L2SL2等值图：略去导纳支路等值图：略去导纳支路ZIabZIIcZIIIa推导过程：推导过程：24两边取共扼乘两边取共扼乘3U3UNN不考虑网络中功率损耗时不考虑网络中功率损耗时25同理从同理从a a端推导：端推导：对于有对于有n+1n+1段，段，n n个负荷的情况：个负荷的情况：物理解释：物理解释：第一部分：第一部分：力矩原理，自然分布力矩原理，自然分布第二部分：第二部分：强迫循环功率强迫循环功率上述推导上述推导初步功率分布（不计线路功率损耗）初步功率分布（不计线路功率损耗）26几点说
16、明：几点说明：3)3)两端网络从功率点分开，按开式网计算功率损耗及电压降两端网络从功率点分开，按开式网计算功率损耗及电压降5)5)计算循环功率时，两端电压及额定电压已有效值带入计算循环功率时，两端电压及额定电压已有效值带入计算（各点电压的相位差角不大）计算（各点电压的相位差角不大）1)1)均一电力网络：均一电力网络：2)2)功率分点功率分点某一节点功率，有两侧电源供给，标记某一节点功率，有两侧电源供给，标记 有功与无功功率分点可能不在同一点上有功与无功功率分点可能不在同一点上4)4)求功耗时，功率分点电压未知，近似以求功耗时，功率分点电压未知，近似以U UN N代代如单位长度电阻相同：如单位长
17、度电阻相同：27环形网络中的潮流计算一、单电压等级环形网的潮流计算一、单电压等级环形网的潮流计算概念：单电压级环形网络概念：单电压级环形网络环路中无变压器接入环路中无变压器接入模型：模型：等值图：从母线等值图：从母线1 1上将环网分开，把变压器损耗记入负载上将环网分开，把变压器损耗记入负载Z3113Z232Z121L1123S3S2L2L328推导：按两端供电网络计算，取推导：按两端供电网络计算，取U U1 1=U=U1 1二、多级电压闭式网的潮流计算二、多级电压闭式网的潮流计算概念：电磁环网概念：电磁环网闭式电网中具有变压器接入闭式电网中具有变压器接入模型：模型：k1:1(1:k1)L1k2:1(1:k2)L229推导：有两种解题方法推导：有两种解题方法1、归算法，折算到线路侧、归算法，折算到线路侧k1:1(1:k1)k2:1(1:k2)当当k1k2时，两端有压降：时，两端有压降：有循环功率：有循环功率：302、用、用 型等值网络型等值网络利用两端供电的公式计算（比较麻烦）利用两端供电的公式计算（比较麻烦）31