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电力网的电压降落与功率损耗PPT课件( 63张)

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电力系统的无功功率和电压调整知识讲义PPT(77张)

电力系统的无功功率和电压调整知识讲义PPT(77张)

5－2 电压调整的基本概念
中枢 点调 压模 式
逆调压模式 顺调压模式 恒调压模式
在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方 式。一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中 枢点电压比线路额定电压高5％，在最小负荷时保 持为线路额定电压。供电线路较长、负荷变动较大 的中枢点往往要求采用这种调压方式。
③ 降低生产率，出废品、次品 ④ 对电力系统，过低：使网络功率损耗加大，危
及稳定运行，过高：绝缘，增加电晕损耗。
为什么U和Q联系起来
因为：△U=(PR+QX)/U X>>R
所以：△U ≈ QX/U 即：Q在网络中的传输对U有决定性的影响。
主要内容
5-1 电力系统的无功功率平衡 5-2 电压调整的基本概念 5-3 发电机调压 5-4 改变变压器变比调压 5-5 利用无功功率补偿调压 5-6 几种调压措施的比较

B 2
(V12
V22 )
三、无功功率电源
发电机
无功 功率 电源
同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器
静止无功发生器
发电机 E. N
jXd I N
UN
P
发电机是唯一
无功 的有功功率电
功率
源，又是最基 本的无功功率
D
C
电源 电源
.
EN
.
jXdIN
O
U. N A
B
I. N
Q
同步调相机
无功 功率 电源
功功率可以平衡且有适量的备用；Qres<0：
系统中无功功率不足，应考虑加设无功补
偿装置）
无功 功率 平衡
无功功率电源：QGC＝QG∑＋QG∑ QG∑ ：发电机的无功功率； QC∑ ：无功补偿设备的无功功率。

电力系统分析3章

电力系统分析3章
P R + Q1 X ∆V1 = 1 V1 P X − Q1 R δV1 = 1 V1
P2 R + Q2 X ∆V2 = V2
P2 X − Q2 R δV2 = V2
高压输电网络中 X ≫ R 电压降落的纵分量是因传送无 功功率而产生， 功功率而产生，电压降落的横分量 则因传送有功功率产生。 则因传送有功功率产生。
2．电压损耗和电压偏移
ɺ ɺ 电压降落：始末端电压的相量差 (V1 − V2 ) 电压降落：
电压损耗： 电压损耗：始末端电压的数值差 (V1 − V2 )
V1 − V2 ∆V ×100% 常以百分值表示 % = VN
电压偏移： 电压偏移：某节点的实际电压同网络该处 的额定电压之间的数值差
V − VN 电压偏移(%) = ×100% VN
例3－1
已知： 已知： S2, S3, S4, Z12, Z23, Z24
S12 S23 S24
步骤1 步骤1：求始端功率
2 P2 + Q3 ∆S23 = 3 2 ( R23 + jX 23 ) VN
' S12 = S23 + S24 + S2
2 P42 + Q4 ∆S24 = ( R24 + jX 24 ) 2 VN
′ S 2′ = V ( R2 + jX 2 ), N
2
2
2
∆S L 2
′ ′ S 2 = S 2′ + ∆S L 2
′ S1′′ = Sb + S2 ,
S1′′ ∆SL1 = ( R1 + jX1 ), VN
′′ S1′ = S2 + ∆SL1

电压降落及功率损耗计算电力配电知识

电压降落及功率损耗计算电力配电知识

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。

电力网的电压降落和功率损耗

电力网的电压降落和功率损耗
络的计算机算法。
3.1 电力网的电压降落和功率损耗
3.2 简单辐射网络和闭式网络的潮流
估算方法
复功率的符号说明
~ I 3UI( ) S 3U u i
S (cos j sin ) P jQ
有功功率与视在功率的比值称为功率因数。 无功功率为正--------电流滞后--------感性负荷 无功功率为负--------电流超前--------容性负荷
3.1 电力网的电压降落和功率损耗
一、线路电压降落和功率损耗
已知条件：末端电压U2，末端功率S2=P2+jQ2， 以及线路参数。 求解：线路中的功率损耗和始端电压和功率。

上述方法要用到复数乘除运算
3.1 电力网的电压降落和功率损耗
一、线路电压降落和功率损耗
已知条件：末端电压U2，末端功率S2=P2+jQ2， 以及线路参数。 求解：线路中的功率损耗和始端电压和功率。
' S1
~




始端导纳支路功率
S y1

~
1 1 Y 2 2 U1 U1 GU1 jBU1 Py1 jQ y1 2 2 2
*
始端功率
S1
~
~ ' S1 SY 1
~
' ' P jQ 1 1 Py1 jQ y1 P 1 jQ 1
P2 R Q2 X U1 U 2 U 2 U 2 U2
已知始端功率和电压时的求法类似于上述推导，注意正方向。 上述计算可用于标幺制，也可用于有名值。
这就是电力线路功率、电压计算的全部内容。所有计算都 避免了复数乘除。
二、线路电压质量指标

电力网的电压降落与功率损耗(ppt 63页)

电力网的电压降落与功率损耗(ppt 63页)
电压降落、电压损失和电压偏移适用于
线路、变压器。
2020/10/3
9
二、功率分布和功率损耗
I
Sˆ Uˆ
S~
U ˆI
1、输电线路的功率损耗
••
U 1 I1,S1
S'
•
R jX S " I 2
•
U2,S2
S ~PjQ
共轭
jB/2 jB/2
U ˆIU (Y ˆU ˆ） U2Y ˆ
图3-3 线路的等值电路
•
U 1U 2( U 1j U 1)
电压降落纵分量：
1
U2RI2cos2 XI2sin2
2
(P2RQ2X)/U2
电压降落横分量
1
U2 I2XCos2 I2RSin2
2
(P2XQ2R)/U2
U 1
2
••
•
U2
•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
求首端电压
•1•
U1U2ΔU2 jδδ2
•2
U1U2
1
•
U2
• 线路功率与电压的关系
• ••
I1 I2 I
高压输电线路 X>>R
U QX/ U
U PX/ U
• 无功流动方向与电压高低有关；
• 有功流动方向与电压相位差有关。
2020/10/3
8
2.电压损耗(kV)
U1U2 U (PRQX)/U
•
U1
• U2
G
3.电压偏移
电压偏 % ） U 移 UN （ 10% 0 UN
3U
P2 Q2 QL U2 X
11

电气工程基础之电压功率及电能损耗的计算.pptx

电气工程基础之电压功率及电能损耗的计算.pptx

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
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
四、电纳
三相对称导线的每一相导线的单位长度的等值电容为
其相应的电纳为：
单位长度的单相等值电纳值一般在2.8×10-6S/km 采用分裂导线之后的电纳计算公式：
注意：采用分裂导线后，使电抗减少，电纳增加。
用电设备
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
5.1 输电线路的参数计算与等值电路 一、电阻R 二、电抗X 三、电导G 四、电纳B 五、架空输电线路的等值电路
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
5.1 输电线路的参数计算与等值电路
➢电阻：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；
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
二、变压器的电压和功率分布计算
P1 jQ1 U1
GT jBT
RT jX T U 2
I0
STZ I2
ST 0
P2 jQ 2
STZ
P22 Q22
U
2 2
RT
j
P22 Q22
U
2 2
XT
计线算路原与理变相压同器；的 计功算率公、式电相压似计；算 电纳有损何耗异不同同？；
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。
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
5.3 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式 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
➢电力静态潮流：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时间而变化的常量。

输电线路电压降落和功率损耗ppt课件


输电线路：采用π型等值电路，两端具有等值电纳。
S'
V1 S1 I1 I R
jB/2
jx S'' V2 S2SLD
I2
jB/2
I
S V2
S V1
I2
P2 Q2 V22
P2 Q2 V12
线路
or
电容
SL＝PL
+
jQL
=
I 2(R
+
jX )
=
P''2 +Q''2 V22
(R +
jX )
P'2 Q'2
当输电线路不长，首末两端的 相角差不大V时1 B，近AG似≈AD有：
δ
A
O
V2
DG
•
百分数表示：V % V1 V2 100 VN
7
• 电压偏移：网络中某点的实际电压同 该处的额定电压之差称为电压偏移
V V VN
•
百分数表示：V
(%)
V
VN VN
100 %
电压实际高低对用户产生影响，而电压相位对用户 没有影响。电压损耗和电压偏移反映电力系统电能质 量的重要指标。
SL V12 (R jX )
QB1
1 2
BV12
QB2
1 2
BV22
电容消耗无功功率（充电功率）,容性,为负值。
ΔQ∝V2，与负荷无直接关系。 11
RI
D
SLD：负荷一相功率
ΔV2(AD)——电压降落的纵分量
相量图
δV2(DB)——电压降落的横分量
2
（1）以V2做为参考相量，已知İ和φ2
V1 B

电压功率及电能损耗的计算课件

分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。
A
C
B
A
B
A
C
B
C
B
A
C
电压功率及电能损耗的计算课件
电力工程基础
第五章 电压、功率及电能损耗的计算
1.计算法 三相导线对称时，每相导线单位长度的电抗
x 0 0 .1 4 4 5 lgD rjp 0 .0 1 5 7( /k m )
r——导线半径（m）
——导线的相对磁导率，对铝绞线等有色金属，1 ——角频率，当f=50Hz时，=314（rad/s）
第五章 电压、功率及电能损耗的计算
二、电阻
1.计算法
直流电阻
r0 S
： 导 线 材 料 的 电 阻 率 （ m m 2 / k m ）
S ： 导 线 的 额 定 截 面 积 （ m m 2 ） ， 对 于 L G J 指 铝 线 部 分 的 截 面 积
注意：实际使用的电阻率略大于这些材料的直流电阻率，因为：
当架空线路长度不超过100km、电压等级在35kV及 以下时，由于电压低、线路短线路的电纳也可忽 略不计，此时可简化为“一字型”等值电路。
R+jX
当架空线路长度超过300km时，可将线路分段，使 每段线路的长度不超过300km，从而用若干个II型 等效电路来表示。
电压功率及电能损耗的计算课件
电力工程基础
对220kV以上的超高压输电线路，单靠增加导线截面
的办法来限制电晕是不经济的。通常采用分裂导线或
扩径导线来扩大每相导线的等值半径，提高电晕临界
电压。
电压功率及电能损耗的计算课件
电力工程基础
第五章 电压、功率及电能损耗的计算
五、电纳

潮流概述及功率损耗和电压计算-PPT文档资料


R+jX
j B/2
-jQB/2 RT+jXT
j B/2
-jQB/2
P Q 0 j 0

串联阻抗上的功耗：与流通电流及阻抗有关 并联导纳上的功耗：与节点电压及导纳有关
~ 2 S 3 IZ Z

* ~ 2 S Y U Y
• 据统计，电力系统有功功率损耗最多可达 到总发电量的20%—30%，这大大增加了 发电和输配电设备的容量，造成了动力资 源的浪费、电能成本的提高，进而影响整 个国民经济。
流入电力线路阻抗支路首端的功率为
~~ ~ S S S ( P jQ ) ( P j Q ) 1 2 Z 2 2 Z Z ( P P ) j ( Q Q ) 2 Z 2 Z
则电力线路始端的功率为
~ ~ S S ( j Q ) P j ( Q Q ) P j Q 1 1 B 1 1 1 B 1 1 1
第二章 简单电力系统的潮流分析(Power flow calculation of power system)
2.1概 述
一、什么是潮流分布： 电力系统的潮流分布是描述系统正常运行状态的技术术语，它表明 电力系统在某一确定的运行方式和接线方式下，系统从电源到负荷各 处的电压、电流的大小和方向以及功率的分布情况。 是电力系统的稳态计算. * 由于系统中负荷、接线方式及电源运行状态在变化，通过各元件的潮 流也在不断变化
2. 电压损耗:电路两点电压的代数差,.——标量
用百分数表示
U U 1 2 U % 100 % U n
电压损耗百分数的大小直接反映了首末端电压偏差的大小。规程规定，电 力网正常运行时的最大电压损耗一般不应超过10%。

第10章 网络元件电压降落和功率损耗计算

第10章 网络元件电压降落和功率损耗计算
本章主要内容
10.1电压降落、电压损耗、电压偏移 10.2功率损耗
小结
本章提示
电压降落、电压损耗、电压偏移的
基本概念；
电力网元件的功率损耗、电压损耗
的计算；
10.1 电压降落、电压损耗、电压偏移
电压降落 Q 已知时,以 U 为参考相 当网络元件末端 U 、 P 、 量，首端电压为
2
2
2
2
U1 U 2



P2 R Q2 X

j

P2 X Q2 R U2
U2
＝U 2 U 2 j U 2
（10.7）
式中：
——称为电压降落的纵分量 —称为电压降落横分量
图10.4电压降落示意图
——称为首末端电压的相位差
U1 (U 2 U 2 ) 2 (U 2 ) 2
（10.9）
电压偏移直接反映供电电压的质量
10.2 功率损耗
阻抗中的功率损耗
输电线路阻抗上的功率损耗：
（10.10）
变压器阻抗上功率损耗的计 算公式与上式相似，只需将 两式中的线路阻抗换成变压 器阻抗即可。
10.2 功率损耗
导纳中的功率损耗
输电线路
近似计算时， 、U 2 UN 代 常用额定电压 替。10.2功率损耗
导纳中的功率损耗
变压器
~ S0 GT U12 jBT U12
实际计算时，变压 器的励磁损耗可直 接根据空载试验数 据确定
I % ~ 0 S P j S （10.12） 0 0 N 100
＝arctg
U
2
U 2 U 2
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6
设U 1U1已知 ,
U 1
1
•
U2
• ••
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
U •1 U •2 (R jX ) I (R jX )U S ˆ ˆ 2 2 ( U 1jU 1 )
2020/7/19
7
计算电压降落分量注意：
U 1
• 公式中各物理量为同一点的
U1 U 2
U1 U 2
自然功率。提高额定电压和减少波阻抗都可以增 大自然功率。
P28
2020/7/19
29
小结
1、电压降落/电压损失/电压偏移 2、功率损耗/输电效率 3、输电线路传输功率极限
2020/7/19
30
1、电压降落/电压损失/电压偏移
U••1
1
2
•
U2
•
U2
jU2
U2 U1U1 jU1
U PR QX U
• 更长线路
r1=0,g1=0
U 1 U 2col sU h 1 U 2co x 1 b s 1 l
• 高压输电线路空载or轻载时，产生末端电压升 高的现象。
• 预防措施：线路末端并联电抗补偿线路电容电 流。
2020/7/19
24
二、输电线路的传输功率极限
U 2 U200
不计线路电阻R和并联电纳B，
第三章 输电线路运行特性及简单 电力系统潮流估算
重点： 1、基本元件中的电压降落、功率损耗和电能损耗
的计算方法； 2、用逐段推算法确定简单辐射形网络节点电压和
传输功率的方法； 3、环网和两端供电网初步功率分布的计算及功率
分点的确定；
2020/7/19
1
第三章 输电线路运行特性及简单电力 系统潮流估算
QB BTU1 2
2020/7/19
13
2、变压器功率损耗的计算
由实验技术参数
PR
PK
S ( SN
)2
PG P0
QX U1K0000SN(SSN)2 Qb I100000SN
变压器的电能损耗
ΔTA ΔTA Y ΔTA Z P 0t(S S N)2P kτmax
2020/7/19
14
结论：
1、电压损耗和功率损耗计算公式既适用于单 相，也适用于三相；
U1U2 U (PRQX)/U
P2 Q2 P U2 R
P2 Q2 Q U2 X
QB1 B2 U12
2、线路输电效率: P2 100%
P1
2020/7/19
15
例1
某220kV单回架空线路，长度为200km，导线参 数为r0=0.108/km, x0=0.42 /km, b0=2.66*106S/km。已知其始端输入功率为120+j50MVA,始 端电压为240kV。
U 1
U 2
图3-1 网络元件的一相等值电路
2020/7/19
3
U 1
U 2
I
Sˆ Uˆ
设 U 2U200已,知U •1U •2(RjX )I•2(RjX )U S ˆˆ2 2
相 量 图 分 析
2020/7/19
U 12••来自•U2•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
4
电压降落分量
•
•
1
•
U2
• 线路功率与电压的关系
• ••
I1 I2 I
高压输电线路 X>>R
U QX/ U
U PX/ U
• 无功流动方向与电压高低有关；
• 有功流动方向与电压相位差有关。
2020/7/19
8
2.电压损耗(kV)
U1U2 U (PRQX)/U
•
U1
• U2
G
3.电压偏移
电压偏 % ） U 移 UN （ 10% 0 UN
U 1U 2( U 1j U 1)
电压降落纵分量：
1
U2RI2cos2 XI2sin2
2
(P2RQ2X)/U2
电压降落横分量
1
U2 I2XCos2 I2RSin2
2
(P2XQ2R)/U2
U 1
2
••
•
U2
•
I1 I2 I
I2R
I2 X
U 2
U 2
求首端电压
•1•
U1U2ΔU2 jδδ2
•2
U1U2
•
I z1
•
d Ix dx
•
U
y1
•
U1
•
•
•
UxdUx
Ux
•
U2
y1dx
y1dx
dx
x
l 长度超过300km的架空线路
超过100km的电缆线路
•
Ux
12(U •2Zc
•
I2
)eγx12(U •2Zc
•
I2
)eγx
•
Ix
21Zc(U •2Zc
•
I2
)eγx21Zc(U •2Zc
•
I2)ex
UIxxUZUc22scionshγhγxxII22cZoc ssihγnxhγx
UP2RQ2Xj U2
P2XQ2R U2
2020/7/19
脚标一致
5
设 U 1U100已,知求末端电压
I1 X
I1R
U1
•
U1
1
U1
••
U1 U2
•
•
I1 I2
•
U2
•
•
U 2U 1( U 1j U 1)
U
1
U
1
( P1 ( P2
R X
U U
Q1 X
1
Q2R
2
) )
2020/7/19
U1 7 . 0 j 27 . 22 ( MVA ) S" S ' S 113 j 38 . 1 ( MVA )
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
•
U2,S2
jB/2 jB/2
220kV 线路的等值电路
末端功率：
S" S2
S 2 S " j Q B
P"
j[Q "
1 2
BU
2 2
]
113 j 49 .77 ( MVA )
2020/7/19
线路的传输效率
P210% 0111 30% 094% .17
P1
120
19
例2
有一台双绕组变压器，额定容量为SN=31.5MVA, 电压比为110kV/10.5kV,短路损耗Pk=190kW,短 路电压百分数Uk%=10.5,空载损耗P0=25kW，空 载电流百分数I0%=0.8,通过变压器的简化持续负 荷曲线如图所示，全年负荷功率及功率因数见表。
U2,S2
~
S"
~
SB2
j
B2U22
•
•
U1 U2 (U1 jU1)
BX U2 2 U2
图3-3 线路的等值电路
？
已
知
U1 U2
2020/7/19
23
末端空载电压与线路长度的关系
•
U1
U2
B2XU2
• 对于300Km以内用集中参数表示线路等值电路
时，线路末端空载电压的升高与线路长度平方
成正比。
P 3 0 .5 S N ,CO 0 .8 S S 3 C P 3O 0 .6 SS N 3
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P1
ΔW T P0t(
S SN
)2Pkτmax
P2 P3
变压器全年电能损耗
A P0t
( Si SN
)
2
PK
t
i
0 2000 6500 8760 t/h
8760P0 2000 Pk 4500 0.822 Pk
PL 3I2R QL3I2X
QB1
B 2
U12
QB2 B2 U22
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10
用功率表示功率损耗
••
U 1 I1,S1
S'
R
jX
S"
•
I
2
•
U2,S2
jB/2 jB/2
图3-3 线路的等值电路
P2 Q2 PL U2 R
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同一点
PL QL
3I 2 R 3I 2 X
S I
线路传输的有功功率与电压相位差θ有关；
有功功率的传输方向：由电压相位超前一端向 电压相位滞后一端传送。
线路传输的的无功功率随着两端电压之差而变 化；
无功功率传输方向：由电压高的一端向电压低 的一端流动。
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三、输电线路的自然功率 P27
•
•
•
•
•
I1
Id Ix
z1dx
Ix
I2
•
dU x dx
2260 0.632 Pk
5922.794Pk 8760P0
1.34106 kWh
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3-2 输电线路的运行特性
UQX/ U
U PX/ U
一、输电线路的空载特性
已S ~知 20， U 2U 2 00
••
U 1 I1,S1
S'
•
R jX S " I 2
jB/2 jB/2
•