1、第三章 电力网的电压和功率分布,网络元件的电压降落和功率损耗 开式网络的电压和功率分布 闭式网络的电压和功率分布 多级电压环网的功率分布 电力网的电能损耗,网络元件的电压降落元件首末端两点电压的向量差。,3-1 网络元件的电压降落和功率损耗,若以 参考向量，已知 , 就是电压降向量 把之分解为与 平行和垂直的两个向量 和,式中 和 分别称为电压降落的纵分量和横分量。 电力网习惯用功率运算,因此, 由末端电压和功率可求得首端电压,若以U1 为参考向量则,同样,也可由首端电压和功率求得末端电压。若以U1 为参考向量则：,两种分解,特别注意: 计算电压降落时,必须用同一端的电压与功率。 功角为负值时
2、，无功应该改变符号,电压降落公式的分析,高压输电线路的特性 XR,可令R0,则：,纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功产生，横分量是因传送有功产生；换句话说，幅值差是传送无功的条件，相角差是传送有功的条件；感性无功由电压幅值高的一端流向低的一端，有功从相位越前的一端流向滞后的一端。,电压损耗和电压偏移,电压损耗:两点间电压模值之差或表示为百分值:电压偏移:线路始末端电压与线路额定电压之差,2. 网络元件的功率损耗,(1) 电流流过串联阻抗产生的功率损耗,视在功率,(2) 电压加在并联导纳产生的功率损耗,直接用变压器空载试验数据计算,线路,变压器,3-2 开式网络的电压和功率分布,开式网络
3、及其等值电路电压和功率分布的计算,降压变的处理,近似计算的原则： （1）用UN求得各点的运算负荷。 （2）从末段线路开始，用UN依次计算各段线路的功率损耗 （3）用UA和已求得的功率分布，从A点开始逐段计算电压降落，求得Ub Uc和Ud （4）求得Ub和 Uc Ud重复（1）（3）,1、同级电压的开式电力网,（1）用UN求得各点的运算负荷,比如：,从末段线路开始，用UN依次计算各段线路的功率损耗,用UA和已求得的功率分布，逐段计算电压降落，求得Ub、 Uc和Ud,含负荷变压器的计算,T1,T2,T3,A,b,c,d,SLDb,SLDc,SLDd,ST,S0,SLDd,首先计算出对应高压侧的负荷
4、功率，再求相应的运算功率,如果节点b接发电机,最大电压损耗和电压最低点的电压,2、两级电压的开式电力网,方法一：包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功率保持不变，两侧电压之比等于实际变比k。,方法二：将线路L2的参数归算到L1电压级,3-3 闭式网络的电压和功率分布,1、两端供电网络的功率分布 (1) 不计功率损耗的功率初分布,由前面的方程组可解出,忽略功率损耗的功率分布计算式,循环功率,由负荷决定的功率,(2) 计及功率损耗的功率分布,功率分点：功率由两个方向流入的节点。有功分点和无功分点可能出现在不同节点。 将网络在功率分点处解开，形成两个开式网络，用前述的开式网络计算方法进行计算。,闭
5、式网络的计算过程,2.沿线有k个负荷点的情况,与开式网计算方法相同 有功和无功分点在同一处时,功率分点处的电压最低； 若不在同一点，则需分别计算实际电压值，确定电压最低点。,例33,3.闭式网的电压损耗,3-4 多级电压环网的功率分布,一、两台并联变压器构成的多电压级环网,一、两台并联变压器构成的多电压级环网,已知一次侧电压,则：,循环功率计算环路电势：循环功率：,空载,环路电势的确定,阻抗归算到低压侧,简化计算或电力网电压未知,例35,二、多个电压级的环网,环路电势的确定（1）作等值电路并进行参数归算；（2）空载时将环路断开，端口电压即为环路电势。 注意：参数归算等级与断口所在位置一致 循环
6、功率计算,三级电压环网举例,ka=121/10.5 kb=242/10.5 kc1=220/121 kc2=220/11,选110kV作为参考电压级，断口选在110kV线路若A端电压已知：若B端电压已知：,3.5 电力网的电能损耗,一、电能损耗和损耗率 年电能损耗 供电量：发电量与厂用电之差 损耗率（网损率、线损率）：是衡量供电企业技术和管理水平的重要标志。,1.年负荷损耗率法,年负荷率线路年负荷损耗率线路年负荷损耗率与年负荷率的近似关系,K为经验数值。一般取K=0.10.4，kmy较低时取较小数值。,计算过程：,1.年负荷损耗率法,变压器的年电能损耗：电阻损耗空载损耗,tT为变压器一年中接入
7、运行的小时数，缺乏具体数据时可取tT=8000h,2.最大负荷损耗时间法,最大负荷损耗时间：如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷Smax，在小时内的电能损耗等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间。,其大小由视在功率表示的负荷曲线决定，因此，与线路负荷的功率因数和最大负荷利用小时数有关,线路,变压器,一条线路有多个负荷的情况,S1,S2,S3分别为各段的最大负荷功率；分别为各段的最大负荷损耗时间,例36,二、降低网损的技术措施,1.减少无功功率的传输,如果将功率因数由原来的 提高到 ，则线路中的功率损耗可降低,措施：电机选择无功补偿：就地无功平衡,2.闭式网络中功率的经济分布,网络
8、功率损耗,分别对P1和Q1求偏导，并令其等于零,结论：功率在环网中与电阻成反比分布 时，功率损耗最小。,使自然功率分布接近经济功率分布的措施,(1)选择适当地点作开环运行。为了限制短路电流或满足继电保护动作选择性要求，需将闭式网络开环运行时，开环点的选择也尽可能兼顾到使开环后的功率分布更接近于经济分布。(2)对环网中比值RX特别小的线段进行串联电容补偿。(3)在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生环路电势及相应的循环功率，以改善功率分布(见第5章)。,3.合理确定电力网的运行电压,变压器铁损和电压平方成正比。 线路和变压器绕组中的功率损耗与电压平方成反比。 一般情况，铁损50的电力网，适当降低运行电压可以降低网损。,4. 组织变压器的经济运行,k台变压器的总损耗K-1台变压器的总损耗令 可求得临界负荷功率,
