7.电压降落和功率损耗(新)解析
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电压降落及电压损失的定义1.引言1.1 概述概述在电力系统中,电压降落和电压损失是两个重要的电学概念。
电压降落是指电流通过导线或电路元件时,电压在导线中的逐渐减小的情况。
而电压损失则是指在电力传输过程中,由于电流通过电线产生的电阻导致的电能损失。
电压降落和电压损失是不可避免的,它们会对电力系统的运行和设备的性能产生影响。
当电流通过导线时,导线的电阻会导致电压的降低,因此电压在电力系统中传输的距离越远,电压降落也会越大。
而电压损失则是由于电流通过电阻产生的热量,导致电能的损失。
电能的损失不仅会浪费能源,还会导致线路的损坏和设备的性能下降。
了解电压降落和电压损失的定义对于电力系统的设计和运行非常重要。
在电力系统的设计过程中,需要通过合理的线路规划和优化来减少电压降落和电压损失。
同时,及时检测和修复线路中存在的问题,也是减少电压损失的有效方法之一。
本文将从电压降落和电压损失的定义出发,探讨它们对电力系统的影响,并提出减少电压损失的方法。
通过深入理解电压降落和电压损失,电力系统的设计和运行将更加高效和可靠。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将首先进行引言,概述电压降落及电压损失的重要性和影响。
接着,正文部分将分为两个小节,分别定义电压降落和电压损失。
在定义的基础上,我们将详细讨论电压降落和电压损失对电力系统的影响和重要性。
结论部分将总结电压降落的影响,并探讨一些减少电压损失的方法。
通过本文的阐述,读者将对电压降落及电压损失有更深入的理解,并能够应用相关的措施来解决电力系统中的问题。
1.3 目的本文旨在探讨和解释电压降落及电压损失的定义。
电压降落是指在电流通过导线、电缆或其他电气系统的过程中,电压从输入端到输出端的降低程度。
而电压损失则是指在电气系统中由于电阻、电感、电容等元件的存在,导致电压在传输过程中被消耗或耗散的情况。
理解和定义电压降落及电压损失对于电气工程师、电路设计师和相关领域的专业人士来说至关重要。
电压降落及功率损耗计算 - 电力配电学问1.电力线路上功率损耗与电压降落的计算电压是电能质量的指标之一,电力网络在运行过程中必需把某些母线上的电压保持在肯定范围内,以满足用户电气设备的电压处于额定电压四周的允许范围内。
电力系统计算中常用功率而不用电流,这是由于实际系统中的电源、负荷常以功率形式给出,而电流是未知的。
当电流(功率)在电力网络中的各个元件上流过时,将产生电压降落,直接影响用户端的电压质量。
因此,电压降落的计算为分析电力网运行状态所必需。
电压降落即为该支路首末两端电压的相量差。
对如图1所示系统,已知末端相电压及功率求线路功率损耗及电压降落,设末端电压为,末端功率为,则线路末端导纳支路的功率损耗为(1)则阻抗末端的功率为阻抗支路中损耗的功率为,(2)阻抗支路始端的功率,线路始端导纳支路的功率损耗,(3)线路首端功率,从式(1)-(3)可知,线路阻抗支路有功功率和无功功率损耗均为正值,而导纳支路的无功功率损耗为负值,表示线路阻抗既损耗有功功率又损耗无功功率,导纳支路实际上是发出无功功率的(又称充电功率),充当无功功率源的作用,也就是说,当线路轻载运行时,线路只消耗很少的无功功率,甚至会发出无功功率。
高压线路在轻载运行时发出的无功功率,对无功缺乏的系统可能是有益的,但对于超高压输电线路是不利的,当线路输送的无功功率小于线路的充电功率时,线路始端电压可能会低于末端电压,或者说末端电压高于始端电压,若末端电压上升可能会导致绝缘的损坏,是应加以避开的,一般为了防止末端电压的上升,线路末端常连接有并联电抗器在轻载或空载时抵消充电功率,避开消灭线路电压过高。
从以上推导不难看出,要想求出始端导纳支路的功率损耗及,必需先求出始端电压。
设与实轴重合,即,如图3-4所示。
图1 电力线路的电压和功率图2 利用末端电压计算始端电压则由(4) 令则有(35)从而得出功率角在一般电力系统中,远远大于δU,也即电压降落的横重量的值δU对电压U1的大小影响很小,可以忽视不计,所以同理,也可以从始端电压、始端功率求取电压降落及末端电压和末端功率的计算公式。
电力系统分析(下)复习题10-1 网络元件的电压降落和功率损耗1.电压降落纵分量和横分量的计算公式(分两种情况,见图10-2,掌握计算,画相量图);✓ 答:电压降落纵分量222sin cos ϕϕXI RI V +=∆;横分量222sincos δϕϕRI XI V -=以电压相量2V 作参考轴,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=∆2222""δ""V RQ X P V V X Q R P V ,222221)δ()(V V V V +∆+=以电压相量1V 作参考轴,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧'-'='+'=∆1111δV RQ X P V V X Q R P V ,212112)δ()(V V V V +∆-=✓ 2.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同答:网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差,即12()V V R jX I -=+;把两点间电压绝对值之差称为电压损耗,用V ∆表示,12V V V ∆=-;电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差,可以用KV 表示,也可以用额定电压的百分数表示。
若某点的实际电压为V ,该处的额定电压为N V ,则用百分数表示的电压偏移为,电压偏移(%)100NNV V V -=⨯ ✓ 3.电压降落公式的分析(为何有功和相角密切相关,无功和电压密切相关?);答:从电压降落的公式可见,不论从元件的哪一端计算,电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的,元件两端的电压幅值差主要由电压降落的纵分量决定,电压的相角差则由横分量确定。
高压输电线的参数中,电抗要比电阻大得多,作为极端情况,令R=0,便得/V QX V ∆=,/V PX V δ=,上式说明,在纯电抗元件中,电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生,电压降落的横分量则因传送有功功率产生。
换句话说,元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件,存在电压相角差则是传送有功功率的条件。
电力系统分析答案DAY1Ponit1电力系统的组成1.【答案】ABCD。
解析:电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
2.【答案】CD。
解析:汽轮机和水轮机属于动力部分。
3.【答案】D。
解析:由于联合电力系统容量大,按照比例可装设容量较大的机组。
Ponit3电力系统的基本参量1.【答案】B。
解析:全网任意时刻的频率都是统一的。
2.【答案】A。
解析:系统总装机容量为实际安装的发电机额定有功之和。
6*150MW=900MW。
Ponit5电能生产、输送、消费的特点1.【答案】AC。
解析:电力系统运行的特点:(1)电能与国民经济各部门联系密切;(2)电能不能大量储存;(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割;(4)电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。
Ponit6电力系统运行的基本要求1.【答案】ABD。
解析:电能质量的基本指标可简记为电压、频率和波形。
2.【答案】C。
解析:我国实行的标准是50Hz在电力系统正常状况下,供电频率的允许偏差为:1.电网装机容量在300万千瓦及以上的,为±0.2Hz;2.电网装机容量在300万千瓦以下的,为±0.5Hz。
如无特殊说明,我国给定的允许频率偏差是±0.2~0.5Hz。
3.【答案】A。
解析:建设投资、占地面积并不是衡量经济性的指标。
Ponit7电力系统的电压等级1.【答案】D。
解析:我国的电力网额定电压等级有:0.22,0.38,3,6,10,35,60,110,220,330,500(kV)。
2.【答案】B。
解析:发电机端口电压是额定电压的1.05倍。
3.【答案】C。
解析:连接线路的降压变压器一次侧电压即为线路电压。
降压变压器二次侧经过输电线路连接负荷(用电设备),变压器二次侧额定电压取比线路额定电压高10%,因此额定变比为220/121kV。
4.【答案】B。
解析:双绕组变压器的高压侧绕组和三绕组变压器的高、中压侧绕组都设有几个分接头供选择使用。
第1章思考题与习题1-1动力系统、电力系统和电力网的基本组成形式如何?1-2电力系统的接线方式有几种?何谓开式网络?何谓闭式网络?1-3简述电力系统运行特点和要求。
1-4如何评价电能质量,电能质量的三个指标是什么?各有怎样要求?1-5为什么要规定电力系统的电压等级?简述主要电压等级。
1-6电力系统的各个元件(设备)的额定电压如何确定?举例说明。
1-7电力系统的负荷曲线有几种?什么是年持续负荷曲线和最大负荷利用小时数?T。
1-8某一负荷的年持续负荷曲线如图1-11所示,试求最大负荷利用小时数max图1-11 题1-8的年持续负荷曲线1-9试确定图1-12所示的电力系统中发电机和变压器的额定电压(图中标示电力系统的额定电压)。
图1-12题1-9电力系统接线图+抽头,T2运行于主抽头,1-10试求图1-12中各变压器的额定变比,当变压器T1运行于5%-抽头时,各变压器的实际变比是多少?T3运行于 2.5%1-11某电力系统的典型日负荷曲线如图1-13所示,试计算日平均负荷和负荷率。
图1-13题1-11的日负荷曲线第2章思考题与习题2-1 架空输电线路的电阻、电抗、电纳和电导是如何计算的,影响电抗的参数的主要因素是什么?2-1 架空线路采用分裂导线有哪些优点?电力线路一般采用什么样的等效电路表示? 2-3 何谓自然功率?2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样等值电路表示?2-5 对于升压型和降压型的变压器,如果所给出的其他原始数据均相同,它们的参数相同吗?为什么?2-7 什么称为变压器的额定变比、实际变比、平均额定电压变比,在归算中如何应用? 2-8 何谓有名值?何谓标幺制?标幺制有什么优缺点?基准值如何选取? 2-9 电力系统等值电路的元件参数计算时,何谓精确计算法?何谓近似计算法?它们分别用在怎样的场合?2-10 试推导由负荷功率求取恒定负荷阻抗或导纳的方法。
2-11 一条长度为600km 的500kV 架空线路,使用4×LGJ-400分裂导线,611110.01870.275 4.05100r x km b S km g -=Ω=Ω=⨯=、、、。
3.2 电力网络潮流计算的手算解法3.2.1 电压降落及功率损耗计算1.电力线路上功率损耗与电压降落的计算电压是电能质量的指标之一,电力网络在运行过程中必须把某些母线上的电压保持在一定范围内,以满足用户电气设备的电压处于额定电压附近的允许范围内。
电力系统计算中常用功率而不用电流,这是因为实际系统中的电源、负荷常以功率形式给出,而电流是未知的。
当电流(功率)在电力网络中的各个元件上流过时,将产生电压降落,直接影响用户端的电压质量。
因此,电压降落的计算为分析电力网运行状态所必需。
电压降落即为该支路首末两端电压的相量差。
对如图3.3所示系统,已知末端相电压及功率求线路功率损耗及电压降落,设末端电压为,末端功率为,则线路末端导纳支路的功率损耗为(3-8)则阻抗末端的功率为阻抗支路中损耗的功率为,(3-9)阻抗支路始端的功率,线路始端导纳支路的功率损耗,(3-10)线路首端功率,从式(3-8)-(3-10)可知,线路阻抗支路有功功率和无功功率损耗均为正值,而导纳支路的无功功率损耗为负值,表示线路阻抗既损耗有功功率又损耗无功功率,导纳支路实际上是发出无功功率的(又称充电功率),充当无功功率源的作用,也就是说,当线路轻载运行时,线路只消耗很少的无功功率,甚至会发出无功功率。
高压线路在轻载运行时发出的无功功率,对无功缺乏的系统可能是有益的,但对于超高压输电线路是不利的,当线路输送的无功功率小于线路的充电功率时,线路始端电压可能会低于末端电压,或者说末端电压高于始端电压,若末端电压升高可能会导致绝缘的损坏,是应加以避免的,一般为了防止末端电压的升高,线路末端常连接有并联电抗器在轻载或空载时抵消充电功率,避免出现线路电压过高。
从以上推导不难看出,要想求出始端导纳支路的功率损耗及,必须先求出始端电压。
设与实轴重合,即,如图3-4所示。
图3-3 电力线路的电压和功率图3-4 利用末端电压计算始端电压则由(3-11)令则有(3-12)从而得出功率角在一般电力系统中,远远大于δU,也即电压降落的横分量的值δU对电压U1的大小影响很小,可以忽略不计,所以同理,也可以从始端电压、始端功率求取电压降落及末端电压和末端功率的计算公式。
第一章1、电力系统的额定电压是如何定义的电力系统中各元件的额定电压是如何确定的答:电力系统的额定电压:能保证电气设备的正常运行,且具有最佳技术指标和经济指标的电压。
电力系统各元件的额定电压:a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。
b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%,用于补偿线路上的电压损失。
c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压,二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。
2、电力线路的额定电压与输电能力有何关系答:相同的电力线路,额定电压越高,输电能力就越大。
在输送功率一定的情况下,输电电压高,线路损耗少,线路压降就小,就可以带动更大容量的电气设备。
3、什么是最大负荷利用小时数答:是一个假想的时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。
第二章1、分裂导线的作用是什么分裂导线为多少合适为啥答:在输电线路中,分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小,分裂的根数越多,电抗下降也越多,但是分裂数超过4时,电抗的下降逐渐趋缓。
所以最好为4分裂。
2、什么叫变压器的空载试验和短路试验这两个试验可以得到变压器的哪些参数答:变压器的空载试验:将变压器低压侧加电压,高压侧开路。
此实验可以测得变压器的空载损耗和空载电流变压器的短路试验:将变压器高压侧加电压,低压侧短路,使短路绕组的电流达到额定值。
此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。
3、对于升压变压器和降压变压器,如果给出的其他原始数据都相同,它们的参数相同吗为啥答:理论上只要两台变压器参数一致(包含给定的空载损耗,变比,短路损耗,短路电压),那么这两台变压器的性能就是一致的,也就是说可以互换使用,但是实际上不可能存在这样的变压器,我们知道出于散热和电磁耦等因数的考虑,一般高压绕组在底层(小电流),低压绕组在上层(大电流,外层便于散热)。
绕组分布可以导致一二次绕组的漏磁和铜损差别较大,故此无法做到升压变压器和降压变压器参数完全一致。