(完整word版)第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算匯總

1、第一章簡單電力系統(tǒng)的分析和計(jì)算一、基本要求掌握電力線路中的電壓降落和功率損耗的計(jì)算、變壓器中的電壓降落和功率損耗的計(jì)算；掌握輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計(jì)算；掌握簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計(jì)算；了解電力網(wǎng)絡(luò)的簡化。二、重點(diǎn)內(nèi)容1電力線路中的電壓降落和功率損耗圖3-1中，設(shè)線路末端電壓為U2、末端功率為S2=F2+ jQ2，貝V(1)計(jì)算電力線路中的功率損耗*1線路末端導(dǎo)納支路的功率損耗：:SY2 =- Ul-j-Ul. (3-1)2) 2則阻抗支路末端的功率為：S2=S2*=SY22線路阻抗支路中的功率損耗：U：Sz =I2Z二旦2QRjX(3-2)U2則阻抗支路始端的功率為：S/=S+SZ3線路始端導(dǎo)納

2、支路的功率損耗：.SY12 )2則線路始端的功率為：S1(2)計(jì)算電力線路中的電壓降落選取U2為參考向量，如圖3-2。線路始端電壓U1 =UU- j；US；U1ETYT- 亠U2圖 3-3 變壓器的電壓和功率ZT.SzT其中U二P2RQXU2U2(3-4)(3-5)一般可采用近似計(jì)算：U1UU二U2空QX. (3-6)U2則線路始端電壓的大小:U1 = ,U2U2 U22、變壓器中的電壓降落和電能損耗圖3-3中，設(shè)變壓器末端電壓為U2、末端功率為2=2 -jQ2，則(1)計(jì)算變壓器中的功率損耗1變壓器阻抗支路的功率損耗:則變壓器阻抗支路始端的功率為：S1 =S2+ ASZT* 變壓器導(dǎo)納支路的

3、功率損耗： SYYU12-：.GT- jBTU12則變壓器始端的功率為：.SYT。(2)計(jì)算變壓器中的電壓降落變壓器始端電壓：5 二U2；=UTj；UT一P2RT+Q2XT一般可米用近似計(jì)算：U1：、U2*二UT二U2- - - .(3-11)U23、輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算潮流(power flow)計(jì)算是指電力網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓、各元件流過的電流或功率等的計(jì) 算。輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算主要有兩種類型：(1)已知同一端點(diǎn)的電壓和功率求潮流分布，采用逐段推算法；逐段推算法：根據(jù)已知端點(diǎn)的電壓和功率，逐段推算電網(wǎng)各點(diǎn)電壓和功率。參看例3-1(2)已知不同端點(diǎn)的電壓和功率求潮流分布，采用逐步漸進(jìn)法。逐步漸進(jìn)法

4、：首先設(shè)已知功率端點(diǎn)的電壓為Ui(0)，運(yùn)用該點(diǎn)已知的功率S和u(0)推算電 網(wǎng)潮流；再由另一端點(diǎn)已知電壓u和求得的功率sj推算電網(wǎng)各點(diǎn)電壓； 以此類推，反復(fù)推 算，逐步逼近結(jié)果。逐步漸進(jìn)法的近似算法：首先設(shè)電網(wǎng)未知點(diǎn)的電壓為UN，運(yùn)用已知的功率計(jì)算電網(wǎng)功率分布；再由另一端點(diǎn)已知電壓U和求得的各點(diǎn)功率計(jì)算電網(wǎng)電壓分布。參看例3-3。4、環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算2SZT=1ZTP2Q22一U；(3-7)(3-8)其中P2RTQ2XT，UT嚴(yán) 3U2U2則變壓器始端電壓的大小:Ui =U2UT2UT2-(3-9)(3-10)圖3-3變壓器的電壓和功率將最簡單的環(huán)式網(wǎng)絡(luò)簡化，并將電源節(jié)點(diǎn)一分為二得

5、到等值環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的等值電路如圖3-4。其兩端電壓大小相等、相位相同。1Zi2Z23Z31 T1- r-1i-1SaFS23FSbS2S3圖3-4等值環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的等值電路環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布：* * *S2 Z2+ Z3| + S3Z3Sa*.*(3-12)Z1Z2Z3*f* 、S2Z1+S3(Z1+ Z2 JSb =*:*.(3-13)Z1+ Z2+ Z3S23=Sa- S2.(3-14)5、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算將最簡單的兩端供電網(wǎng)絡(luò)簡化，得到兩端供電網(wǎng)的等值電路如圖 不等、相位不同，U1=U4。SC-圖3-5兩端供電網(wǎng)的等值電路由于兩端電壓Ud102=0.021 +jO.136MVA

6、=11.8 j5.87MVA11Ub=109.9410.994kV11011Uc=109.91110.991 kV110LSZTPb2Qb2UNRTjXT=0.055 j1.09MVAS?:SZT=11.77j6.4MVA二SY2-j11.1 10，11022-j0.665MVAR22.：P +QRjX =0.19 j0.24MVAUNSI=Sa：Sz=11.99 j 6.11MVAB2142SY1U11.1 10一1172 2-j0.75MVARS1卡 ：SY1=11.99 j5.36MVA(2)再求電壓分布:UcLGJ -95線路上的電壓損耗a點(diǎn)電壓U1p1RQ1X11.俅6.1116.7

7、=2.22kVU1117Ua二山 -U1= 117 2.22=114.78kV變壓器上電壓損耗UTPbRTQXTUa114.78b點(diǎn)電壓Ub=Ua-：UT=114.78 -4.84 =109.94kVLGJ -50線路上的電壓損耗U2二PCR QCXUb72 32551 1嘰0.029kV109.94c點(diǎn)電壓Uc二Ub -U2=109.94 0.029 = 109.911 kVb點(diǎn)實(shí)際電壓：C點(diǎn)實(shí)際電壓：例3-4:兩端供電網(wǎng)絡(luò)如圖所示。已知電源A點(diǎn)電壓117KV，電源端B點(diǎn)電壓112KV,計(jì)算網(wǎng)絡(luò)功率分布和電壓分布。變壓器T1: SF -15 110SF -15 110:額定變比110 11k

8、v, pk=128kw, p0= 40.5kw,Uk% =10.5,10% = 3.5SF -20 110:額定變比110 11kv, pk=157kw, p0= 48.6kw, Uk%二10.5,10% = 2.3解：一，選取100kv作為電壓的基本級(jí)，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并畫出等值電路線路L1: LGJ -120 80km，Dm=5m查表：r0= 0.27門/km，x0= 0.423i】/ km，b0= 2.69 10 s/ kmRL1727 80 =216，XL1=33.84門，BL1=2.15 10*s線路導(dǎo)納上的功率損耗_B1匕2.15 10*1102二一j1.3MVar22線路L2: L

9、GJ -9560km，Dm=5m查表：r0=0.33/km,x0= 0.429/km,b0=2.65 10s/kmRL2=0.33 60 =19.8，XL2=25.74，BL21.59 10*s線路導(dǎo)納上的功率損耗B102二-j-U N = -j 1.59 10, 1102二-j0.96MVar22線路L3: LGJ -9550km，Dm=5m查表：r0=0.33二/km, x0.42917km，b0=2.65 10s/kmRL3=0.33 50 =16.5，XL3=21.451，BL3=1.33 10*s線路導(dǎo)納上的功率損耗B1Dm=5m _1Dm=5mDm=5mLL丄! 20+j15MVA

10、LGJ-95/60kmSF-20/110ALGJ-120/80kmLGJ-95/50km B15+j12MVA2SF-15/110II2：SYL-j山UN=j1.33 10，1102二j0.81MVar2221并聯(lián)參數(shù)：ZT(RTjXT)=3.44 j 42.351YT=2(GT一jBT) =(6.7 - j86.4) 10”S變壓器導(dǎo)納支路的功率損耗2 6 2：SYT1=2(GTjBT)U2-2 (3.35j43.4) 10110 =0.081 j1.05MVA變壓器T2: SF -20/110變壓器導(dǎo)納支路的功率損耗2_62SYT2=(GT- jBT)U；=(4.02j38) 10110-

11、0.049 j0.46MVA電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路為：RTPKUN1128X11021000 1521000SN= 6.8 8XTGT100SN-100 15P040.51102=84.71000 1102 g gBTI0%SN2100UN13.5 15=43.4 10S2100 110GTBTPKUN1157 11021000SN-1000 202-UK%UN110.5 1102100SN100 15P048.62=4.0210 S0%SN2.3 152100UN12=38漢10S100 1101000U2N1UK%UN1RT=二63.5314.75XT21000UN11000 110= 15.

12、79j13.57MVA=20+ j15+0.18+ j22 = 2Q18+ j172MVAS2二S2 =SZT1- j1.3 - j0.96 =20.26 j15.99MVA(2)計(jì)算3點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷E冬(RT2jXT2)二15 12(4.75 j63.53) = 0.15 j1.97MVAUN110ST2二S3：SZT3=15 j15 0.15 j1.97 =15.15 j13.97MVASs二s3：SZT20T2 0L2 0L3=15 j12 0.15 j1.97 0.049 j0.46- j0.96 - j0.81 =15.2j12.66MVA電力網(wǎng)絡(luò)的簡化等值電路如圖：21.6+j33.

13、84219.8+j25.74316.5+j21.45 B20.26+j15.9915.2+j12.66三，計(jì)算近似功率分布S2(Z23 Z3B) S3Z2BSaZA2Z23-Z2B=(20.26j1.99) (36.3 - j47.2)(15.2j12.66) (16.5 - j21.45)57.9 - j81A21.6+ j33.84：1.3-i-j1.3-j0.96-j0.96_j0.8i1_ 319.8+j25.74 _ST216.5+j21.45B一-j0.81v商=0.08什j1.05 *占ST4.75+|j63.533.44+j42.35S =20 j15.ST 2=0.049 j

14、0.46S3=20 j15二，計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷（1）計(jì)算2點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷ASZTIPiQ22(RTjXTi)=1102UN(3.44 j42.35) =0.18 j2.2MVALSHGLI：SYL2= 20 j15 0.18 j2.2 0.081 j1.05ASZTI-j1.3S23Sb*-j0.81110SA(-j1.3) =20.23j20 - j1.3 =20.23 j18.7MVA2ZA 2 3(ZA2 Z23)計(jì)算 Sb23_19.6 j15.08MVA，校 SaSb= S2S3ZA2亠Z23亠Z3BUA=UB.存在循環(huán)功率SC，小，小=110( (117-112)=3.21 . j4.5

15、MVAZ、59.7 _j 81Sc=15.79j13.573.21j4.5 =19j18.07MVASc=19.67j15.08 -3.21 - j4.5 =16.46j10.58MVAS23=Sa6 =19j18.07 -20.26 - j15.99 =-1.26 j2.08MVA1， 左側(cè)電網(wǎng)A- 2-3已知：首端電壓UA=117kv，末端功率S23- -1.26 j2.08MVA(1)計(jì)算功率分布P232Q2S卞23(R23jX23)UN二-1.26 j2.08126|10(19.8 j 25.74) = -1.25 j2.09MVA110S；=2S2= -1.25j2.09 20.26

16、j15.99 =19j18.08MVAR2Q；2S1=S12-(RA2- jXA2)UN2 219 +18 08 =19 =j 18.082(21.6j33.84) =20.23j20MVASa二SaSb二Sb由近似功率分布計(jì)算可見:P23二-1.26MW:0有功功率從節(jié)點(diǎn)3流向節(jié)點(diǎn)2，所以有功功率的分布為2節(jié)點(diǎn)；Q23二2.08MVar 0無功功率從節(jié)點(diǎn)2流向節(jié)點(diǎn)3,因此在電壓最低點(diǎn)將電網(wǎng)拆分為兩個(gè):四，計(jì)算功率分布和電壓分布(2)計(jì)算電壓分布U2二UAPEQ1XA2=117_2。.23 216 20 3384二訓(xùn)朋農(nóng)UA117U3=U2P2RA2Q2X23=107.49J1*25 198

17、2.925.7407.22kvU2107.492,右側(cè)電網(wǎng)Br3已知：始端電壓UB=112kv，末端功率 & =16.46 j10.58MVA(1)計(jì)算功率分布S4二SbPb2 Qb2UN(R3BjX3B)= 16.46j10.5816.4610.58(16.5j21.45)16.98j11.26MVA1102SB=S4(-j0.81) =16.98j11.26 - j0.81 =16.98j10.45MVA(2) 計(jì)算電壓分布U3=UBP4R3BQ4X3B=112-業(yè)業(yè)16 526込込107.34kvUB112五，計(jì)算變電所低壓母線電壓(根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖)U2二U2變電所I變

18、電所nU3U3PT1RT1 QT1XT1U2= 107.49 -2。18 3 44憶憶2 42.35= 100.07kvU實(shí)際電壓為 :-107.22 107.34=U3107.49KT1= 107.28kv100.0710kv110/112PT2RT2QT2XT207.215154.7513.97 63.53二98.34kvU3107.28實(shí)際電壓為:邑98.349.83kvKT2110/11電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布圖(2)計(jì)算電壓分布例3-5:由鋼芯鋁絞線架設(shè)的35KV網(wǎng)絡(luò)，其線路公里數(shù)，導(dǎo)線型號(hào)以及負(fù)荷兆伏安數(shù)和功率因數(shù)均已示于圖中。線路參數(shù)如下ri=0.910/kmLGJ- 35：疋=0.4

19、421/ km r =0.330/kmLGJ- 95：X =0.40/km求網(wǎng)絡(luò)的最大電壓損耗。解 這也是一個(gè)地方電力網(wǎng)絡(luò)。由圖中所示各負(fù)荷功率及功率因數(shù)可求出節(jié)點(diǎn)復(fù)功率Sa =8 (0.8j0.6) = 6.4 j4.8MVASb=1 (0.7j0.713) =0.7j0.713MVASc=0.5 (0.6 j 0.8) =0.3 j0.4MVASd=0.5 (0.8j0.6)=0.4 j0.3MVASe=1 (0.6 j 0.8) =0.6 j 0.8MVAA-a段的電壓損耗A20.23+j18.719+j18.08B16.98+j10.45107.28kV_1.25+j2.09-1.26

20、+j2.08 16.46+j10.58- 107.49kVI10kV20+j15MVAII9.83kV15+j12MVA32LGJ -35d15c8.0 0.81.0. 0.60.5 0.62 LGJ -95 A1e.a丁-0.5 0.8LGJ -35 丄 “ .7NPbPC PdPe)RAa(QaQbQC Qd Qe)XAa(6.40.7 0.3 0.4 0.6) 0.33 15(4.8 0.713 0.40.30.8) 0.40 15= 1.21KVa-b段的電壓損耗（疊加計(jì)算法）1-VPbRabPdRadQbXabQdXdaVN1 (0.7 0.91 50.4 0.91 3 0.713

21、0.442 5 0.3 0.442 0.3)35= 0.178KVa-c段的電壓損耗1 、(0.3 0.91 50.6 0.91 4 0.4 0.442 5 0.8 0.442 4)35=0.168 KV所以，網(wǎng)絡(luò)最大電壓損耗為Vmax-：VAa :Vab=1.21 0.178 =1.388KV1 388.Vmax%100% =3.96%35四、 習(xí)題1.輸電線路和變壓器的功率損耗計(jì)算在各導(dǎo)納支路上的損耗的無功功率有什么不同？2.輸電線路和變壓器阻抗元件上的電壓降落如何計(jì)算？3.什么是電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整？4.輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算可以分為哪兩種類型？分別怎么計(jì)算？5.什么情況下

22、會(huì)出現(xiàn)線路末端電壓高于首端電壓的情況？6.何謂功率分點(diǎn)？有功功率和無功功率分點(diǎn)一定在同一節(jié)點(diǎn)嗎？若不在如何處理？7.有一條長200KM的220KV電力線路，線路單位長度參數(shù)：r=0.085Q/km,x=0.313Q/km,b=3.5 8X10-S/km;已知線路末端負(fù)荷為120MW，cos“=0.92，末端電壓為209KV,試求 出線路始端電壓及功率。68.某220KV輸電線路長200km, r=0.054Q/km,x=0.308Q/km,b=3.64x10-S/km;已知線路末端電壓為205KV,求線路始端電壓。9.有一臺(tái)SFL1-8000/35型雙繞組變壓器，變比為355%/11,P=58KVyU%=7.5,AFb=11KVy10%=1.5,低壓側(cè)負(fù)荷為10MW/COSp=0.9，低壓側(cè)電壓為10KV,變