第四章配電網(wǎng)運行分析ppt課件

1、供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/第四章第四章 配電網(wǎng)運行分析配電網(wǎng)運行分析 章節(jié)導(dǎo)學(xué)章節(jié)導(dǎo)學(xué) 本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容 1 、配電網(wǎng)的電壓計算、配電網(wǎng)的電壓計算 當(dāng)輸電線路傳輸功率當(dāng)輸電線路傳輸功率時，電流將在線路的阻抗上產(chǎn)生電壓降落。電壓時，電流將在線路的阻抗上產(chǎn)生電壓降落。電壓變化程度是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，必要變化程度是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，必要研究配電網(wǎng)電壓變化規(guī)律。研究配電網(wǎng)電壓變化規(guī)律。 2 、配電網(wǎng)的損耗計算與降損措施、配電網(wǎng)的損耗計算與降損措施 配電網(wǎng)運配電網(wǎng)運行時，在線路和變壓器中將要產(chǎn)生功率損耗和電行時，在線路和變壓器中將要產(chǎn)生功

2、率損耗和電能損耗。配電網(wǎng)的損耗包括：與傳輸功率有關(guān)的能損耗。配電網(wǎng)的損耗包括：與傳輸功率有關(guān)的損耗，產(chǎn)生在輸電線路和變壓器的串聯(lián)阻抗上；損耗，產(chǎn)生在輸電線路和變壓器的串聯(lián)阻抗上；僅與電壓有關(guān)的損耗，產(chǎn)生在輸電線路和變壓器僅與電壓有關(guān)的損耗，產(chǎn)生在輸電線路和變壓器的并聯(lián)導(dǎo)納上。的并聯(lián)導(dǎo)納上。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/3 3、簡單配電網(wǎng)的潮流計算、簡單配電網(wǎng)的潮流計算 開式網(wǎng)一端電源供電的開式網(wǎng)一端電源供電的網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)荷只能從一個電源取得電能。潮流計算即網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)荷只能從一個電源取得電能。潮流計算即是根據(jù)已知的負(fù)荷及電源電壓計算出其他節(jié)點的電壓和是根據(jù)已知的

3、負(fù)荷及電源電壓計算出其他節(jié)點的電壓和元件上的功率分布。元件上的功率分布。 4 4、復(fù)雜配電網(wǎng)的潮流計算、復(fù)雜配電網(wǎng)的潮流計算 * *5 5、配電網(wǎng)的無功補償和電壓調(diào)整、配電網(wǎng)的無功補償和電壓調(diào)整 影響電力系統(tǒng)電壓影響電力系統(tǒng)電壓的主要因素是無功功率。只有系統(tǒng)向負(fù)荷提供足夠的無的主要因素是無功功率。只有系統(tǒng)向負(fù)荷提供足夠的無功功率時，系統(tǒng)電壓才有可能維持在正常水平；如果系功功率時，系統(tǒng)電壓才有可能維持在正常水平；如果系統(tǒng)內(nèi)的無功電源不足，系統(tǒng)的端電壓就將被迫降低。統(tǒng)內(nèi)的無功電源不足，系統(tǒng)的端電壓就將被迫降低。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/6 6、配電網(wǎng)的短路電流

4、計算、配電網(wǎng)的短路電流計算 在供配電系統(tǒng)的設(shè)計和運行在供配電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，不僅要考慮系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，還要考慮系統(tǒng)的不中，不僅要考慮系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，還要考慮系統(tǒng)的不正常運行狀態(tài)和故障情況，最嚴(yán)重的故障是短路故障。無正常運行狀態(tài)和故障情況，最嚴(yán)重的故障是短路故障。無窮大功率條件下三相短路時的物理過程和物理量；三相短窮大功率條件下三相短路時的物理過程和物理量；三相短路電流的計算。路電流的計算。7 7、低壓電網(wǎng)短路電流計算、低壓電網(wǎng)短路電流計算 自學(xué)自學(xué) 重點：配電網(wǎng)的電壓計算；配電網(wǎng)的損耗計算；簡單配重點：配電網(wǎng)的電壓計算；配電網(wǎng)的損耗計算；簡單配電網(wǎng)的潮流計算；無功補償和電壓調(diào)整；無

5、窮大功率條件電網(wǎng)的潮流計算；無功補償和電壓調(diào)整；無窮大功率條件下的短路電流計算。下的短路電流計算。 難點：配電網(wǎng)的損耗計算；短路電流計算。難點：配電網(wǎng)的損耗計算；短路電流計算。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/一、配電網(wǎng)的電壓降落一、配電網(wǎng)的電壓降落 電壓降落指線路首末兩端電壓的相量差電壓降落指線路首末兩端電壓的相量差 。1221)j()j(IXRIXRUU由上圖可得由上圖可得第一節(jié)第一節(jié) 配電網(wǎng)的電壓計算配電網(wǎng)的電壓計算供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/（1已知環(huán)節(jié)末端電壓及功率已知環(huán)節(jié)末端電壓及功率 以末端電壓為參考相量，負(fù)荷為感

6、性，那么以末端電壓為參考相量，負(fù)荷為感性，那么)(j222222IUQPI可得可得221)j(IXRUU2222j)j(UQPXRU2222222jURQXPUXQRPU或或2221j UUUU2222XUQRPU2222RUQXPU供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/（a末端電壓降落的縱、橫分量末端電壓降落的縱、橫分量112)j(IXRUU1111111jURQXPUXQRPU111j UUU（2已知環(huán)節(jié)首端電壓已知環(huán)節(jié)首端電壓及功率，參照上述推導(dǎo)及功率，參照上述推導(dǎo)供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/（b首端電壓降落的縱、橫分首端電壓

7、降落的縱、橫分量量 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/ 留意：當(dāng)已知末端的電壓及功率求首端的電壓時，取末端留意：當(dāng)已知末端的電壓及功率求首端的電壓時，取末端電壓為參考相量；當(dāng)知首端的電壓及功率求末端電壓時，取電壓為參考相量；當(dāng)知首端的電壓及功率求末端電壓時，取首端電壓為參考相量，所以有：首端電壓為參考相量，所以有： 21UU21UU但但22222121UUUU如圖：如圖：供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/二、配電網(wǎng)的電壓損耗二、配電網(wǎng)的電壓損耗 電壓損耗指線路首末兩端電壓的數(shù)值差。電壓損耗的大小為圖中的AG。 如忽略其橫分量，如忽略其

8、橫分量，電壓損耗由兩部分組電壓損耗由兩部分組成的，即：成的，即： UQXUPRU 式中第一部分與有功功率和電阻有關(guān)，第二部分與無式中第一部分與有功功率和電阻有關(guān)，第二部分與無功功率和電抗有關(guān)，這些因素對電壓損耗值的影響程度是功功率和電抗有關(guān)，這些因素對電壓損耗值的影響程度是由電網(wǎng)特性所決定的。由電網(wǎng)特性所決定的。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/三、配電網(wǎng)的電壓偏移三、配電網(wǎng)的電壓偏移 電壓偏移是指線路首端或末端電壓與線路額定電壓的電壓偏移是指線路首端或末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差數(shù)值差 。電壓偏移常用百分值表示，即。電壓偏移常用百分值表示，即 ：1001NN

9、UUU首端電壓偏移 1002NNUUU末端電壓偏移 常以電壓損耗和電壓偏移作為衡量電壓質(zhì)量的主要指標(biāo)。常以電壓損耗和電壓偏移作為衡量電壓質(zhì)量的主要指標(biāo)。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/第二節(jié)第二節(jié) 配電網(wǎng)的損耗計算與降損措配電網(wǎng)的損耗計算與降損措施施 通常配電網(wǎng)的損耗是由兩部分組成的：通常配電網(wǎng)的損耗是由兩部分組成的： 一部分是與傳輸功率有關(guān)的損耗，它產(chǎn)生一部分是與傳輸功率有關(guān)的損耗，它產(chǎn)生在輸電線路和變壓器的串連阻抗上，傳輸功率在輸電線路和變壓器的串連阻抗上，傳輸功率愈大則損耗愈大，這種損耗叫變動損耗，在總愈大則損耗愈大，這種損耗叫變動損耗，在總損耗中所占比

10、重較大；損耗中所占比重較大； 另一部分損耗則僅與電壓有關(guān)，它產(chǎn)生在另一部分損耗則僅與電壓有關(guān)，它產(chǎn)生在輸電線路和變壓器的并聯(lián)導(dǎo)納上，如輸電線路輸電線路和變壓器的并聯(lián)導(dǎo)納上，如輸電線路的電暈損耗、變壓器的勵磁損耗等，這種損耗的電暈損耗、變壓器的勵磁損耗等，這種損耗叫固定損耗。叫固定損耗。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/1、線路的功率損耗、線路的功率損耗2222UBQB首端導(dǎo)納的功率損耗：首端導(dǎo)納的功率損耗：2112UBQB末端導(dǎo)納的功率損耗：末端導(dǎo)納的功率損耗：！負(fù)號表示容性無功功率！負(fù)號表示容性無功功率212BNBQUB2工程上近似: Q =221121RPQ

11、PRU或22222223RPQPI RRU22222223XPQQI XXU221121XPQQXU或阻抗的功率損耗：阻抗的功率損耗：2223QPSUSI供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2、變壓器的功率損耗、變壓器的功率損耗阻抗的功率損耗：阻抗的功率損耗：222222222TRTNPQPSPRUSk;或100022222222%;100kTXTNuPQSQXUS或TTRRUQPP212121TTXXUQPQ212121或：或：221000kNTNPURSNNkTSUUX100%21NUU2NUU！用工程單位！用工程單位供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所

12、設(shè)備課程http:/21TGTPG U0P;或=1000210%;100TBTNQB USQ 0I或=201000NTUPG 20100%NNTUSIB導(dǎo)納的功率損耗：導(dǎo)納的功率損耗：000QjPST供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/ 對于三繞組變壓器，應(yīng)用這些公式同樣可以求對于三繞組變壓器，應(yīng)用這些公式同樣可以求出各側(cè)繞組的功率損耗，即出各側(cè)繞組的功率損耗，即12121211212121111jjTTTXTRTXUQPRUQPQPS22122222212222222jjTTTXTRTXUQPRUQPQPS32123233212323333jjTTTXTRTXUQ

13、PRUQPQPS供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/3、配電網(wǎng)的電能損耗、配電網(wǎng)的電能損耗配電網(wǎng)的電能損耗：在給定的時間內(nèi)，配電配電網(wǎng)的電能損耗：在給定的時間內(nèi)，配電網(wǎng)的所有送電、變電環(huán)節(jié)損耗的電量。網(wǎng)的所有送電、變電環(huán)節(jié)損耗的電量。 在同一時間內(nèi)，配電網(wǎng)的電能損耗占供在同一時間內(nèi)，配電網(wǎng)的電能損耗占供電量的百分比，稱為配電網(wǎng)的損耗率，簡稱電量的百分比，稱為配電網(wǎng)的損耗率，簡稱網(wǎng)損率或線損率。網(wǎng)損率或線損率。 100%電能損耗網(wǎng)損率或線損率供電量（1電能損耗和損耗率電能損耗和損耗率供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/影響因素：影響因素：1

14、有一部分與元件通過的電流的平方有一部分與元件通過的電流的平方或功率成正比，如變壓器繞組和或功率成正比，如變壓器繞組和線路導(dǎo)線中的損耗；線路導(dǎo)線中的損耗；2另一部分則同施加給元件的電壓有另一部分則同施加給元件的電壓有關(guān)，如變壓器鐵芯損耗、電纜和電容關(guān)，如變壓器鐵芯損耗、電纜和電容器絕緣介質(zhì)中的損耗等。器絕緣介質(zhì)中的損耗等。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/ 假定在一段時間內(nèi)線路的負(fù)荷不變，則功率損耗假定在一段時間內(nèi)線路的負(fù)荷不變，則功率損耗也不變，相應(yīng)的電能損耗：也不變，相應(yīng)的電能損耗： 32223210103RTUQPRTIPTA 由于電力系統(tǒng)的實際負(fù)荷是隨時都

15、在改變由于電力系統(tǒng)的實際負(fù)荷是隨時都在改變的，線路的功率損耗也隨時間而改變。的，線路的功率損耗也隨時間而改變。dtRUQPdtRIPdtATTT30222320010103（2電力線路的電能損耗的計算電力線路的電能損耗的計算（kWh）復(fù)雜！復(fù)雜！I(A)、PkW)、Qkvar）、）、U(kV)PMW)、QMvar）、）、U(kV)22232310PQAPTI RTRTU （MWh）供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/28 7 6 03m a x02233m a xm a x1 01 01 0c o sSAPRd tUSPRRUU 工程上采用工程上采用“最大負(fù)荷損耗時

16、間法最大負(fù)荷損耗時間法 ”最大負(fù)荷損耗時間最大負(fù)荷損耗時間可以理解為：如果線路中輸送的可以理解為：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負(fù)荷功率功率一直保持為最大負(fù)荷功率SmaxSmax此時的有功損耗此時的有功損耗為為PmaxPmax），在），在小時內(nèi)的電能損耗恰好等于線路全小時內(nèi)的電能損耗恰好等于線路全年的實際電能損耗，則稱為年的實際電能損耗，則稱為最大負(fù)荷損耗時間。最大負(fù)荷損耗時間。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/?如何求先介紹：先介紹：maxT（最大負(fù)荷年利用小時數(shù)）（最大負(fù)荷年利用小時數(shù)）maxTmaxPmaxTA的定義：如果用戶以年最大負(fù)荷的定義：如果用戶

17、以年最大負(fù)荷持續(xù)運行持續(xù)運行小時，其所消耗的電能等價于該用戶以實際負(fù)荷運行時全小時，其所消耗的電能等價于該用戶以實際負(fù)荷運行時全年消耗的電能年消耗的電能 。 8760maxmax0( )AP t dtPT供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/?求由表由表4 41 1可得不同行業(yè)的最大負(fù)荷年利用小時數(shù)可得不同行業(yè)的最大負(fù)荷年利用小時數(shù)maxT maxT由由和用戶功率因數(shù)，從表42中查出的值。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/的值 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/0maxAPtP 當(dāng)變壓器兩側(cè)電壓在額定電壓附

18、近時，可由下式計算變壓器全年的電能損耗，即 （3變壓器電能損耗的計算變壓器電能損耗的計算空載損耗空載損耗負(fù)載繞組損耗負(fù)載繞組損耗 變壓器鐵芯中電能損耗按全年投入運行的實際小時變壓器鐵芯中電能損耗按全年投入運行的實際小時數(shù)來計算；變壓器繞組中電能損耗的計算也可采用最數(shù)來計算；變壓器繞組中電能損耗的計算也可采用最大負(fù)荷損耗時間法。大負(fù)荷損耗時間法。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2max0NkSSPTPA2222maxmaxmaxmax2()()()10001000kNkTNNSSp UpSPRUUSS注：注：（kWh）（MWh）供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)

19、及變電所設(shè)備課程http:/4、配電網(wǎng)的降損措施、配電網(wǎng)的降損措施合理使用變壓器；合理使用變壓器； （三相負(fù)載力求平衡，采用節(jié)能型變壓器等）（三相負(fù)載力求平衡，采用節(jié)能型變壓器等） 合理進(jìn)行無功補償；合理進(jìn)行無功補償；對電力線路進(jìn)行改造，擴(kuò)大導(dǎo)線的載流水平對電力線路進(jìn)行改造，擴(kuò)大導(dǎo)線的載流水平 ；調(diào)整負(fù)荷，使負(fù)荷平衡。調(diào)整負(fù)荷，使負(fù)荷平衡。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/第三節(jié)第三節(jié) 簡單配電網(wǎng)的潮流計算簡單配電網(wǎng)的潮流計算三種情況、兩種類型三種情況、兩種類型開式網(wǎng)：只有一端電源供電的網(wǎng)絡(luò)。開式網(wǎng)：只有一端電源供電的網(wǎng)絡(luò)。 潮流計算：潮流計算： 根據(jù)已知的負(fù)荷根

20、據(jù)已知的負(fù)荷(功率及電源電壓計算功率及電源電壓計算出其它節(jié)點的電壓和元件上的功率分布。出其它節(jié)點的電壓和元件上的功率分布。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/三種情況三種情況兩種類型兩種類型1、已知末端電壓和功率，求首端電壓和功率、已知末端電壓和功率，求首端電壓和功率2、已知首端電壓和功率，求末端電壓和功率、已知首端電壓和功率，求末端電壓和功率3、已知末端功率和首端電壓，求首端功率和、已知末端功率和首端電壓，求首端功率和末端電壓常見）末端電壓常見）A、同一電壓等級的開式網(wǎng)計算、同一電壓等級的開式網(wǎng)計算B、不同電壓等組的開式網(wǎng)計算、不同電壓等組的開式網(wǎng)計算供用電網(wǎng)絡(luò)及

21、變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/1、已知末端電壓和功率，求首端電壓和功率、已知末端電壓和功率，求首端電壓和功率00:SU，SUcc和求首端和已知即（1功率計算功率計算（2電壓計算電壓計算（3對功率和電壓交替計算對功率和電壓交替計算222()ccccccccPQSRjXPj QU bccbbbSSSSSS ccccccUXQRPU00:SU和求ccbUUU供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2、已知首端電壓和功率，求末端電壓和功率、已知首端電壓和功率，求末端電壓和功率0000:,ccUSPjQUS即 已知和求末端和（1功率計算功率計算220020(

22、)aaaaaPQSRjXPj QU 0aaaaaSSSSSS （2電壓計算電壓計算000aaaP RQ XUU0aaUUU（3對功率和電壓交替計算對功率和電壓交替計算:ccUS求和供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/3、已知末端功率和首端電壓，求首端功率和末端電壓、已知末端功率和首端電壓，求首端功率和末端電壓00:ccccUSPjQUS即 已知和,求末端和首端（1設(shè)定各節(jié)點電壓等于其額定電壓設(shè)定各節(jié)點電壓等于其額定電壓近似計算常用）：近似計算常用）：aNabNbcNcUUUUUU;（2與第一種情況一樣求出功率分布與第一種情況一樣求出功率分布0SS、UUccNc（3與

23、第二種情況一樣求出各節(jié)點電壓分布與第二種情況一樣求出各節(jié)點電壓分布00,()abcSUUUU新精確計算：精確計算：不斷迭代！不斷迭代！供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/A、同一電壓等級的開式網(wǎng)計算、同一電壓等級的開式網(wǎng)計算屬于第三種情況屬于第三種情況!做出等值電路后，可以直接計算做出等值電路后，可以直接計算!供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/B、不同電壓等級的開式網(wǎng)計算、不同電壓等級的開式網(wǎng)計算用變壓器阻抗與具有變比為用變壓器阻抗與具有變比為k的理想變壓器串聯(lián)來表示：的理想變壓器串聯(lián)來表示：（1變壓器有兩種表示法變壓器有兩種表示法 變

24、壓器兩側(cè)的電壓不同，經(jīng)過變壓器時要進(jìn)行變變壓器兩側(cè)的電壓不同，經(jīng)過變壓器時要進(jìn)行變換功率不變換）換功率不變換）供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/把變壓器低壓側(cè)的線路參數(shù)按變比把變壓器低壓側(cè)的線路參數(shù)按變比k歸算到高壓側(cè)表示：歸算到高壓側(cè)表示：2222222221,BkBXkXRkRkUUcc（2計算過程計算過程1設(shè)各點電壓等于其額定電壓值；設(shè)各點電壓等于其額定電壓值；2由末端推算出各段的功率損耗和首端功率；由末端推算出各段的功率損耗和首端功率；3再由首端起逐段求出各點電壓。再由首端起逐段求出各點電壓。注：低壓側(cè)的電壓計算結(jié)果，要進(jìn)行反歸算成實際值！注：低壓側(cè)的電壓

25、計算結(jié)果，要進(jìn)行反歸算成實際值！供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)雜配電網(wǎng)的潮流計算復(fù)雜配電網(wǎng)的潮流計算一、配電網(wǎng)潮流計算的數(shù)學(xué)模型一、配電網(wǎng)潮流計算的數(shù)學(xué)模型二、配電網(wǎng)潮流計算方法二、配電網(wǎng)潮流計算方法不要求！不要求！供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/一、配電網(wǎng)的無功補償一、配電網(wǎng)的無功補償1、電力系統(tǒng)的無功平衡、電力系統(tǒng)的無功平衡 影響電力系統(tǒng)電壓的主要因素是無功功率。影響電力系統(tǒng)電壓的主要因素是無功功率。（1電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷及無功損耗電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷及無功損耗 無功負(fù)荷是滯后功率因數(shù)運行的用電設(shè)備所吸取的無無

26、功負(fù)荷是滯后功率因數(shù)運行的用電設(shè)備所吸取的無功功率。電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷主要是異步電動機(jī)。功功率。電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷主要是異步電動機(jī)。 電網(wǎng)中無功損耗一般有兩部分：一是輸電線路的無功電網(wǎng)中無功損耗一般有兩部分：一是輸電線路的無功損耗；二是變壓器上的無功損耗。損耗；二是變壓器上的無功損耗。 第五節(jié)第五節(jié) 配電網(wǎng)的無功補償和電壓調(diào)整配電網(wǎng)的無功補償和電壓調(diào)整供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/（2無功電源無功電源 電力系統(tǒng)的無功電源包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容電力系統(tǒng)的無功電源包括同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器及靜止無功補償器、線路充電功率等。器及靜止無功補償器、線路充電功率

27、等。（3無功平衡無功平衡 電力系統(tǒng)無功功率平衡包含兩個含義。首先是對于運電力系統(tǒng)無功功率平衡包含兩個含義。首先是對于運行的各個設(shè)備，要求系統(tǒng)無功電源所發(fā)出的無功功率與行的各個設(shè)備，要求系統(tǒng)無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)無功負(fù)荷及無功損耗相平衡，即：系統(tǒng)無功負(fù)荷及無功損耗相平衡，即：QQQLG無功負(fù)荷無功負(fù)荷 無功損耗無功損耗 無功發(fā)電無功發(fā)電 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/對于實際系統(tǒng)或在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要求系統(tǒng)無對于實際系統(tǒng)或在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要求系統(tǒng)無功電源設(shè)備容量與系統(tǒng)運行所需要的無功電源及功電源設(shè)備容量與系統(tǒng)運行所需要的無功電源及系統(tǒng)的備用無功電源相平

28、衡，滿足運行的可靠性系統(tǒng)的備用無功電源相平衡，滿足運行的可靠性及適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)展的需要，即及適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)展的需要，即 ：RGNQQQ無功電源設(shè)備容量無功電源設(shè)備容量 無功備用容量無功備用容量 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2、無功補償?shù)脑怼o功補償?shù)脑砑友b了一部分無功補償設(shè)備加裝了一部分無功補償設(shè)備QcQc后后 cQQQ 視在功率視在功率SS比比S S小了，補償后電力網(wǎng)的功率因數(shù)由補小了，補償后電力網(wǎng)的功率因數(shù)由補償前的償前的cos1cos1提高到提高到cos2cos2。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/補償容量的確定：補

29、償容量的確定：1212()11(11)coscoscQP tgtgP供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2222）（cQQPQPS（3改善電壓質(zhì)量改善電壓質(zhì)量（1減少系統(tǒng)元件的容量，換個角度減少系統(tǒng)元件的容量，換個角度看是提高電網(wǎng)的輸送能力看是提高電網(wǎng)的輸送能力（2降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗和電能損耗降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗和電能損耗322210RUQPPUQXPRU3、無功補償?shù)囊饬x、無功補償?shù)囊饬x供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/（1 1總體平衡與局部平衡相結(jié)合分層分區(qū)平衡）。總體平衡與局部平衡相結(jié)合分層分區(qū)平衡）。 （2 2電業(yè)部門補償和用戶補償相

30、結(jié)合。電業(yè)部門補償和用戶補償相結(jié)合。 （3 3分散補償配電變或用戶補償與集中補償變電分散補償配電變或用戶補償與集中補償變電所中設(shè)大容量的補償設(shè)備相結(jié)合，以分散為主。所中設(shè)大容量的補償設(shè)備相結(jié)合，以分散為主。 （4 4降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。4、無功補償?shù)呐渲迷瓌t、無功補償?shù)呐渲迷瓌t供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/5、無功補償?shù)拇胧?、無功補償?shù)拇胧?利用同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行補償利用同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行補償NGNNGNGNPSQtansin增發(fā)無功，適當(dāng)減發(fā)有功。增發(fā)無功，適當(dāng)減發(fā)有功。（2利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補償利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補償 即是

31、空載過勵運行的同步發(fā)電機(jī)，即是空載過勵運行的同步發(fā)電機(jī)，發(fā)無功；而在欠勵運行時吸收無功。發(fā)無功；而在欠勵運行時吸收無功。（3利用電容器進(jìn)行無功補償利用電容器進(jìn)行無功補償ccXUQ/2CXc/1額定運行額定運行下可發(fā)的下可發(fā)的無功：無功：供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/ 1 1由可控硅控制的電抗器與電容器并聯(lián)組成的由可控硅控制的電抗器與電容器并聯(lián)組成的無功補償裝置，并聯(lián)在降壓變電所的低壓母線上無功補償裝置，并聯(lián)在降壓變電所的低壓母線上 （4利用靜止補償器進(jìn)行無功補償利用靜止補償器進(jìn)行無功補償2 2響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性能好。響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性能好。3 3逐步取代調(diào)相機(jī)

32、逐步取代調(diào)相機(jī) 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/二、電壓調(diào)整二、電壓調(diào)整1、電力系統(tǒng)的電壓管理、電力系統(tǒng)的電壓管理 在進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，由于各負(fù)荷點對電在進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，由于各負(fù)荷點對電壓質(zhì)量的要求還不明確，所以難以具體確定各中樞壓質(zhì)量的要求還不明確，所以難以具體確定各中樞點電壓控制的范圍。點電壓控制的范圍。 為此規(guī)定了為此規(guī)定了“逆調(diào)壓逆調(diào)壓”、“順調(diào)壓順調(diào)壓”、“常調(diào)壓常調(diào)壓等幾種中樞點電壓控制的方式。等幾種中樞點電壓控制的方式。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2、電壓調(diào)整的基本原理、電壓調(diào)整的基本原理2112

33、1)(kUkQXPRkUkUkUUGGGb由發(fā)電廠母線處電壓開始推算，可求得：由發(fā)電廠母線處電壓開始推算，可求得： 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/21121)(kUkQXPRkUkUkUUGGGb 為維持用戶處端電壓滿足要求，可采用以下措施進(jìn)行電壓調(diào)為維持用戶處端電壓滿足要求，可采用以下措施進(jìn)行電壓調(diào)整：整：（1調(diào)節(jié)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓；調(diào)節(jié)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓；（2改變變壓器改變變壓器T1、T2的變比；的變比；（3通過改變電力網(wǎng)無功功率分布；通過改變電力網(wǎng)無功功率分布；（4改變輸電線路的參數(shù)降低輸電線路的電抗）。改變輸電線路的參數(shù)降低輸電線路的電

34、抗）。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/3、各種調(diào)壓措施的合理應(yīng)用、各種調(diào)壓措施的合理應(yīng)用（1各類用戶將功率因數(shù)提高到現(xiàn)行規(guī)程的規(guī)定。各類用戶將功率因數(shù)提高到現(xiàn)行規(guī)程的規(guī)定。 （2改變發(fā)電機(jī)勵磁，改變發(fā)電機(jī)輸出的無功功率改變發(fā)電機(jī)勵磁，改變發(fā)電機(jī)輸出的無功功率和發(fā)電機(jī)的端電壓和發(fā)電機(jī)的端電壓 。（3增添必要的無功補償容量，并按無功功率就地增添必要的無功補償容量，并按無功功率就地平衡的原則進(jìn)行補償容量的分配。平衡的原則進(jìn)行補償容量的分配。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/（4當(dāng)系統(tǒng)的無功功率供應(yīng)比較充裕時，各變當(dāng)系統(tǒng)的無功功率供應(yīng)比

35、較充裕時，各變電所的調(diào)壓問題可以通過選擇變壓器的分接頭來電所的調(diào)壓問題可以通過選擇變壓器的分接頭來解決。解決。 （5在整個系統(tǒng)無功不足的情況下，不宜采用在整個系統(tǒng)無功不足的情況下，不宜采用調(diào)整變壓器分接頭的辦法來提高電壓。調(diào)整變壓器分接頭的辦法來提高電壓。 （6對于對于10kV及以下電壓等級的電網(wǎng)，由于負(fù)及以下電壓等級的電網(wǎng)，由于負(fù)荷分散、容量不大，按允許電壓損耗來選擇導(dǎo)線荷分散、容量不大，按允許電壓損耗來選擇導(dǎo)線截面是解決電壓質(zhì)量問題的正確途徑截面是解決電壓質(zhì)量問題的正確途徑 。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/現(xiàn)在都用有載調(diào)壓變壓器現(xiàn)在都用有載調(diào)壓變壓器:1)

36、 500kV級等變壓器，一般高壓側(cè)分接頭設(shè)定級等變壓器，一般高壓側(cè)分接頭設(shè)定在額定電壓水平的檔位上，運行中主要靠投切在額定電壓水平的檔位上，運行中主要靠投切低壓側(cè)的電容器和電抗器來滿足電壓水平。低壓側(cè)的電容器和電抗器來滿足電壓水平。2終端變壓器，根據(jù)實測的電壓水平，調(diào)整終端變壓器，根據(jù)實測的電壓水平，調(diào)整高壓側(cè)的分接頭。高壓側(cè)的分接頭。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/第六節(jié)第六節(jié) 配電網(wǎng)的短路電流計算配電網(wǎng)的短路電流計算1 1、三相對稱短路過程簡單分析、三相對稱短路過程簡單分析5 5、若已知短路容量，求供電系統(tǒng)的阻抗、若已知短路容量，求供電系統(tǒng)的阻抗2 2、短路

37、沖擊電流、短路沖擊電流4 4、用標(biāo)么值計算、用標(biāo)么值計算3 3、求短路電流周期分量的有效值、求短路電流周期分量的有效值6、系統(tǒng)的運行方式、系統(tǒng)的運行方式7、短路電流的計算步驟、短路電流的計算步驟8、有限容量電源的短路電流計算、有限容量電源的短路電流計算供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/短路：供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或短路：供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/產(chǎn)生的原因：絕緣損壞、誤操作產(chǎn)生的原因：絕緣損壞、誤操作70%、雷擊、雷

38、擊或過電壓擊穿?；蜻^電壓擊穿。短路導(dǎo)致的后果：短路導(dǎo)致的后果：1短路電流的數(shù)值一般是正常工作電流的短路電流的數(shù)值一般是正常工作電流的10多倍；多倍；2產(chǎn)生電動力、和設(shè)備溫升，造成極大的產(chǎn)生電動力、和設(shè)備溫升，造成極大的破壞；破壞；3使供電電源母線的電壓降低，影響非故使供電電源母線的電壓降低，影響非故障的電氣設(shè)備的運行。障的電氣設(shè)備的運行。供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/一、短路過程的簡單分析一、短路過程的簡單分析供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/klLklR)3(k短路前整個回路流過的電流短路前整個回路流過的電流i為：為： sin(

39、)sin()mmUiIttZ短路前電流幅值短路前電流幅值 相電壓的初相角相電壓的初相角 每相阻抗的阻抗角每相阻抗的阻抗角 1()klklLLtgRR短路后分成兩個獨立回路，短路后分成兩個獨立回路，左端回路電流瞬時值）：左端回路電流瞬時值）：)sin(tUdtdiLiRmkklkkl這個微分方程的解這個微分方程的解 ：供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/0sin()sin()ffttTTmkklzmklfklUitceIti eZ這個微分方程的解這個微分方程的解 ：)sin(tUdtdiLiRmkklkklzfii短路電流的短路電流的非周期分量非周期分量; 按指數(shù)規(guī)律

40、衰減按指數(shù)規(guī)律衰減短路電流的周期分量短路電流的周期分量 周期分量周期分量的幅值的幅值非周期分量非周期分量的初始值的初始值 回路的回路的時間常數(shù)時間常數(shù) 的夾角與kaiu供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/若電源電壓維持恒定若電源電壓維持恒定(或為無窮大電源或為無窮大電源):IIIItztZ)( )0()(或周期分量的起始周期分量的起始值值(次暫態(tài)電流次暫態(tài)電流)一般可用短路發(fā)生前的電流值代之一般可用短路發(fā)生前的電流值代之供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/2、短路沖擊電流、短路沖擊電流當(dāng)經(jīng)過半個周期時約當(dāng)經(jīng)過半個周期時約0.01s后，出現(xiàn)

41、沖擊電流的最大值后，出現(xiàn)沖擊電流的最大值 ：shishzmshiIk沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)高壓供電系統(tǒng)：高壓供電系統(tǒng)：低壓供電系統(tǒng)：低壓供電系統(tǒng)：8 . 1shk；zzzmshshIIIki55. 228 . 1周期分量的有效值周期分量的有效值1.3shk；1.3 21.84shshzmzzik III沖擊電流的有效值：沖擊電流的有效值：1.51shzII1.09shzII(高壓高壓)(低壓低壓)沖擊電流的最大值沖擊電流的最大值 用于校驗設(shè)備的動穩(wěn)定性用于校驗設(shè)備的動穩(wěn)定性shi沖擊電流的有效值沖擊電流的有效值 用于校驗設(shè)備斷路器用于校驗設(shè)備斷路器的開斷能力開斷電流）的開斷能力開斷電流）shI供用電

42、網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/3、求短路電流周期分量的有效值、求短路電流周期分量的有效值zIklZ把電源看成無窮大電源把電源看成無窮大電源,即維持電壓不變，那即維持電壓不變，那么么:klzZUI3)3()05. 1(NavUUU一般高壓供電系統(tǒng)：高壓供電系統(tǒng)：低壓供電系統(tǒng)：低壓供電系統(tǒng)：klklRX31(3)3avzklUIX13klklRX(3)3avzklUIRX或供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/4、用標(biāo)么值計算、用標(biāo)么值計算()(100MVA)BBUSav一般選=U和為基準(zhǔn)3BBBSIU供電系統(tǒng)元件電抗的計算供電系統(tǒng)元件電抗的計算線路：等于電抗乘以基準(zhǔn)容量后，除以該線路線路：等于電抗乘以基準(zhǔn)容量后，除以該線路所在區(qū)段平均電壓的平方值。所在區(qū)段平均電壓的平方值。 變壓器：變壓器：電抗器：電抗器：電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)：供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程http:/則短路電流：則短路電流：*)3()3(*13/3klklBBBklavBZzXXXXUXUIII則三相短路容量：則三相短路容量：XSXIUIUSBBBZavk33)3(3）（XSk13）（令BklXXX 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課