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电力理论知识 - 2 - 理论知识 一、电力网的基本知识 1、电力系统：由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。 2、电力网：由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网，简称电网。 3、电力网与电力系统之间的关系：电力网是电力系统的一部分。它包括所有的变、配电所的电气设备以及各种不同电压等级的线路组成的统一整体。它的作用是将电能转送和分配给各用电单位。电能的生产是产、供、销同时发生， 同时完成，既不能中断又不能储存。电力系统是一个由发、供、用三者联合组成的一个整体。其中任意一个环节配合不好， 都不能保证电力系统的安全、经济运行。 电力系统中，发、供、用之间始终是保持平衡的。

用户电力网区域变电所

发电厂

220/380V6-10kV

低压配电线降压变压器

高压配电线

降压变压器

35-500kV高压输电线升压变压器发电机

3.15-20kVG

从发电厂到用户的送电过程示意图 4、电网按照电压等级的不同分为：输电网和配电网 ⑴输电网主要用来远距离输送电能，其电网特点是电压等级高，电压等级越高，其电能损失越小，但建设投资越大。在电力行业内，35千伏以上电压等级的电网一般称为输电网。 - 3 -

⑵配电网向最终用户配送电能，其特点是电压等级低，电能损失较大。配电网主要分两部分：高压配电网，指6-10千伏。低压配电网，指400伏台区。（400伏一般指变压器出口电压，到最终用户的电压一般为相220伏，线电压380伏）。 5、我国的电网结构： - 4 - - 5 - 6.我国电网电压等级： - 6 - - 7 - - 8 - - 9 - - 10 - 二、和软件相关一些名词解释 1、线损电量 ㈠线损电量的定义：发电机发出来的电能输送到用户，经过输、变、配电设备，由于这些设备存在着电阻，因此电能通过时就会产生损耗，以热能的形式散失在周围的介质中；另外再加上一部分客观存在的管理损耗，这两部分电能损耗就构成了电网的所有线损电量，简称为电网线损。 ㈡线损电量的计算公式：线损电量=供电量-售电量 ㈢线损电量分类及组成： 从损耗的实际组成上分，整个电力网线损电量可分为固定损耗、可变损耗、其他损耗三部分。 - 11 -

⑴固定损耗 主要包括变压器的铁损及表计电压线圈损失。 固定损耗功率一般不随负荷变化而变化，只要设备带有电压，就有电能损耗。但实际上固定损耗功率也不是固定不变的，因为它与电压及电网频率有关，而电网电压及电网频率变动又不大，所以才认为它是固定不变的。 ⑵可变损耗 主要包括导线损耗、变压器铜损。 可变损耗功率是随着负荷的变化而变化的，它与电流的平方成正比，电流越大则损耗功率越大。 ⑶其他损耗 其他损耗是指由于管理工作不善，以及其他不明因素在供用电过程中造成的各种损失。因此它也称为管理损耗或不明损耗。 主要包括： ①用户窃电及违章用电；②计量装置误差、故障等；③营业中抄核收之差错损失；④带电设备绝缘不良引起的漏电；⑤供、售电量抄表时间不一致。 ㈣三个重要概念：统计线损、理论线损、管理线损 统计线损又称实际线损。它是根据电能表的读数计算出来的，等于供电量和售电量两者的差值。它反映了电力网实际上总的损耗量。 统计线损由理论线损和管理线损两部分组成。 理论线损又称技术线损，它是根据供电设备的参数和电力网当时的运行方式，由理论计算得出的线损。也就是说在这样的电网结构及运行方式下，应该损耗多少的电量。理论线损因为是计算出来的，所以它的准确程 - 12 -

度取决于供电设备参数的准确度，运行参数的合理性以及理论计算的方法及工具。 管理线损指电网总损耗除去理论线损外的其他损耗，即统计线损与理论线损的差值。管理线损可以通过加强管理降到很低。 下面给出一个线损组成及关系示意图： 可变 1、线路导线中的损耗 损耗 2、变压器绕组中的损耗（铜损） 电网 3、其他损耗 理论 的总 1、变压器铁损 线损 电能 固定 2、电能表线圈和铁芯中的铁损 损耗 损耗 3、其他损耗 统计线损 1、用户窃电及违章用电 其他 2、计量装置误差、故障等 管理 损耗 3、营业中抄核收之差错损失 线损 4、带电设备绝缘不良引起的漏电

图1-1 各种线损分类及相互关系图 - 13 -

2、供电量的定义及组成： 供电量指供电企业生产活动的全部投入电量，它包括以下电量： ⑴发电厂上网电量：指发电厂送入电网的总电量。 ⑵外购电量：指电网向地方电厂、用户自备电厂等购入的电量。 ⑶邻网输入输出电量：指地区电网之间的互供电量。 3、供电量计算公式： 供电量 ＝ 发电厂上网电量 ＋ 外购电量 ＋ 邻网输入电量 － 邻网输出电量 4、售电量 售电量指电力企业卖给用户的电量和电力企业供给本企业非电力生产用的电量。 5、过网电量：电网在本系统中造成了损耗，却输入到相邻电网的电量。此电量不计入全网总的供、售电量中。 6、无损电量：即无损售电量，指线损由用户承担的专用线售电量和不计损耗的趸售电量，统称无损售电量。无损售电量是相对的概念，如果无损售电量与供电量的最高电压在同一电压等级，则无任何损耗，称为纯无损，即供电量等于售电量；如果无损售电量的供电电压比供电量的最高电压低，为其供电电网则要承担损耗，不能算是无损售电量，只是相对于无损售电量同一电压等级来说称为无损。 7、趸售电量：批量打包卖出去的电量。 8、线损率 ㈠线损率的定义：电力网线损率是指线损电量占供电量的百分比，简称线损率 ㈡线损率的计算公式：线损率＝（线损电量÷供电量）×100% ＝（供电量－售电量）÷ 供电量×100% 上述公式中分别考虑不同的线损量：统计线损、理论线损、管理线损， - 14 -

就得到统计线损率、理论线损率、管理线损率。 例如： %100供电量理论线损理论线损率 ……（1-4）

由上节所述统计线损、理论线损、管理线损之间的关系，显然统计线损率也是理论线损率与管理线损率的和。 9、经济线损 由于理论线损同时与电网结构和运行状况有关，所以对于电网结构固定的线路，理论线损也并非为一固定值，而是随着供电负荷大小等运行状况的变化而变动；实际上存在一个最低线损率，这个最低理论线损率称为最佳线损（经济线损）。经济线损能为制定线路改造和降损方案提供依据。 10、固损比例 固定损失和可变损失的比值。在6-10千伏线路中，如果比例的值等于或接近于1，表明线路运行于最佳状态，如果此值远大于1，则表明线路运行于轻载状态，如果此值远小于1则表明线路运行于超载状态。 11、功率因数 功率因数也叫力率，它是衡量电力设备效率高低的一个参数。交流电路中电流和电压存在相位角差，相位角差的余弦就是功率因数。当电流超前于电压时，相位角差为负值，当电流滞后与电压时，相位角差为正值。 当电力设备用电量小，但功率因数太低时，损耗就会增大。

12、铭牌值：电器设备铭牌上注明的值叫铭牌值。 对导线来说，铭牌参数是指导线的长度和型号。 对变压器来说，铭牌参数是指变压器的额定电压、额定容量、短路损耗、空载损耗、空载电流、短路电压等。 13、有名值：用实际有名单位表示物理量的方法称为有名值。 - 15 -

14、标么值：有名值于基准值的比值为标么值。位）基准值（与有名值同单）实际有名值（任意单位标么值 15、K系数 ⑴K系数定义，其值的大小对线路的线损的影响：K系数实际上反映了负荷曲线的变化特点，所以又称为“线路负荷曲线特征系数”。如果负荷24小时保持恒定，则K=1；如果负荷有变化，K大于1，负荷变化越大，K值就越大，相应的线路损耗也就越大。

⑵K系数计算公式： pjpjjf

IIIII

I

K242242221

其中，jfI为２４点均方根电流， jfI＝

242242221III

pjI为２４点平均电流， pjI＝

242421III

16、高供高计、高供低计 高供高计：是指变压器高压侧供电高压侧计量的方式，该变压器一般为专用变，这类变压器不需要计算铜铁损。 高供低计：是指变压器高压侧供电低压侧计量的方式，该变压器一般属于公用变，这类变压器往往需要计算铜铁损。 17、潮流计算中的三类节点：PQ、PV、平衡节点 PQ节点: 这类节点的有功功率Ｐ和无功功率Ｑ是给定的，节点电压Ｕ是待求量。通常变电所都是这类节点。由于没有发电设备其发电功率为零。在一些情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内固定时，该发电厂母线也可以作为ＰＱ节点。因此在实际中，电网的绝大多数节 - 16 -

点都属于ＰＱ节点。 PV节点: 这类节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位是待求量。这类节点必须有足够的可调无功容量，用以维持给定的电压幅值，因而又称之为电压控制节点。一般是选择有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所作为PV节点。在电力系统中，这一类节点的数目很少。 平衡节点：在电网的潮流分布计算出之前，网络中至少有一个节点的有功功率Ｐ是不能给定的，它承担了系统的有功功率平衡，称为平衡节点。同时，在网络中也必须选定一个节点，指定它的电压相位为零，作为其他节点电压相位的基准，此点称为基准节点，它的电压幅值V也是给定的。实际中，为了计算方便，常常将平衡节点和基准节点选为同一节点，习惯上把它称为平衡节点（也称松弛节点、摇摆节点）。总之就是说，一片网络中，至少要有一个平衡节点，它的电压幅值和相位已经给定。 18、母线不平衡率 母线不平衡率（％）＝100输入电量输出电量输入电量

输入母线的电量为输入电量，由母线输出的电量为输出电量，根据《电力网电能损耗管理规定》，发电企业和供电企业的220kV及以上变电站母线电能不平衡率不应超过±1%，200kV及以下变电站母线电能不平衡率不应超过±2%. 注意点：在做理论线损计算时不计算母线不平衡率 19、在统计线损中的“四分”：分压、分区、分线、分台区