電力工程基礎潮流計算3

電力工程基礎--潮流計算32023/12/28電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力系統(tǒng)分析計算的一般過程：

元件參數(shù)：表述元件電氣特征的參量數(shù)學模型：元件或整個系統(tǒng)物理模型的數(shù)學描述建立數(shù)學模型電力系統(tǒng)運行狀態(tài)元件參數(shù)等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算第一節(jié)輸電線路的參數(shù)計算與等值電路

架空輸電線路的等值電路電阻電抗電導電納電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算一、架空輸電線路的等值電路串聯(lián)參數(shù)電阻：反映線路流過電流時的有功損耗電抗：反映線路流過電流時的磁場效應并聯(lián)參數(shù)電導：反映載流線路絕緣介質(zhì)泄露（有功）損耗和導線電暈（有功）損耗電納：反映載流線路的電場效應（相間及相對地之間的電容）電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算架空輸電線路在正常運行時三相參數(shù)相等，所以可以用單相等值電路圖表示。1.分布參數(shù)模型其中，r0、x0、g0、b0為單位長度線路的電阻、電抗、電導和電納。r0+jX0g0+jb0電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.集中參數(shù)模型當架空線路長度小于300km時，用集中參數(shù)表示II型等效電路T型等效電路（較少用）

R+jXjB/2jB/2不計電導G的原因電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算當架空線路長度不超過100km、電壓等級在35kV及以下時，由于電壓低、線路短線路的電納也可忽略不計，此時可簡化為“一字型”等值電路。當架空線路長度超過300km時，可將線路分段，使每段線路的長度不超過300km，從而用若干個II型等效電路來表示。R+jX電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算二、電阻1.計算法直流電阻注意：實際使用的電阻率略大于這些材料的直流電阻率，因為：通過交流電流時，由于集膚效應和鄰近效應，電流在導體中分布不均勻，導體的交流電阻比直流電阻大0.2%~1.0%；輸電線路大多此案用多股絞線，絞線每一股的實際長度比導線長度約增加2%~3%；線路參數(shù)是按導線的額定截面積計算的，導線的實際截面積通常比額定截面積略小。修正后的電阻率電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.查手冊法直接從手冊中查出各導線的電阻值3.溫度修正

以上兩種方法得到的電阻值，都是指溫度為20?C時的值，在要求較高精度時，t?C時的電阻值rt按下式修正：

電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三、電抗三相導線呈等邊三角形對稱排列時，各相電抗相等三相導線不對稱排列時（如水平排列），利用導線換位來使三相電抗參數(shù)對稱

整換位循環(huán)：指一定長度內(nèi)有兩次換位而三相導線都分別處于三個不同位置，完成一次完整的循環(huán)。

ABCAAABBBCCC電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.計算法三相導線對稱時，每相導線單位長度的電抗電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.查手冊法根據(jù)導線型號（包括截面積）和線間幾何均距查手冊。工程上一般取架空線路的電抗值為0.4?/km。3.分裂導線的電抗其將每相導線分成若干根，相互間保持一定的距離。其改變了導線周圍的磁場分布，等效地增加了導線半徑，從而減少了線路電抗降低線路表面電場強度（達到減低電暈損耗和抑制電暈干擾的目的）增大線路的電納值電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算分裂導線的單位電抗一般單股導線每公里的電抗約為0.4?，而分裂導線數(shù)分別為2、3、4根時，相應的每公里電抗分別降到0.33?、0.30?、0.28?。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算四、電導架空線路的電導是用來反映泄露電流和電暈所引起的有功功率損耗的參數(shù)。（一）泄露電流一般線路絕緣良好，泄露電流（沿絕緣子的泄露）很小，可忽略不計。（二）電暈（空氣游離引起的局部氣體放電）架空線路在帶有高電壓的情況下，當導線表面的電場強度超過空氣的擊穿強度時，導體附近的空氣游離而產(chǎn)生的局部氣體放電現(xiàn)象。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.電暈的臨界電壓電暈的產(chǎn)生主要取決于線路電壓，開始出現(xiàn)電暈的電壓稱為臨界電壓Ucr。計算的經(jīng)驗公式：架空線路水平排列時，兩根邊線的電暈臨界電壓比上式算得的值高6%；而中間導線的臨界電壓則比上式低4%。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.電暈損耗與電導當運行電壓超過臨界電壓而產(chǎn)生電暈現(xiàn)象時，與電暈損耗相對應的每相等值電導為電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.電暈的危害及預防措施（1）電暈的危害消耗電能電暈干擾：其產(chǎn)生的脈沖電磁波對無線電和高頻通信產(chǎn)生干擾（2）電暈的預防措施線路設計時應盡量避免在正常氣象條件下發(fā)生電暈。實際工程中對不同電壓等級的架空線路，采用限制其導線外徑不小于某個臨界值的方法來避免電暈；對220kV以上的超高壓輸電線路，單靠增加導線截面的辦法來限制電暈是不經(jīng)濟的。通常采用分裂導線或擴徑導線來擴大每相導線的等值半徑，提高電暈臨界電壓。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算五、電納1.計算法一般三相導線（對稱排列或不對稱排列但完全換位）分裂導線電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算架空線路單位長度的一相電納值一般在2.8Χ10-6S/km；當分裂根數(shù)分別為2、3、4時，單位長度的電納值約為3.4Χ10-6S/km、3.8Χ10-6S/km和4.8Χ10-6S/km。2.查手冊法根據(jù)導線的型號（截面）及線間的幾何均距直接查出。對于電纜的參數(shù)，“一般事先測定，然后列表備查”，可以查《電工手冊》。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算認識架空線路的標號

××××—×/×

鋼線部分額定截面積

主要載流部分額定截面積

J表示加強型，Q表示輕型

J表示多股線表示材料，其中：L表示鋁、 G表示鋼、T表示銅、HL表示鋁合金例如：LGJ—400/50表示載流額定截面積為400mm2、鋼線額定截面積為50mm2的普通鋼芯鋁絞線。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算為增加架空線路的性能而采取的措施

目的：減少電暈損耗或線路電抗。多股線

其安排的規(guī)律為：中心一股芯線，由內(nèi)到外，第一層為6股，第二層為12股，第三層為18股，以此類推擴徑導線

人為擴大導線直徑，但不增加載流部分截面積。不同之處在于支撐層僅有6股，起支撐作用。分裂導線

又稱復導線，其將每相導線分成若干根，相互間保持一定的距離。但會增加線路電納。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算四分裂導線電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算架空線電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算第二節(jié)變壓器的參數(shù)計算與等值電路

雙繞組變壓器三繞組變壓器自耦變壓器分裂繞組變壓器變壓器的π型等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算一、雙繞組變壓器（一）雙繞組變壓器的等值電路T型等值電路節(jié)點數(shù)比Γ型電路多一個，計算較麻煩，故一般不用Γ型等值電路變壓器勵磁電流相對很小，此種處理方法引起的誤差很小勵磁支路用功率表示的等值電路當變壓器實際運行電壓與變壓器的額定電壓接近時，勵磁支路可用其功率損耗表示電壓等級不大于35kV的變壓器，激磁支路的損耗小，在近似計算中，激磁支路忽略不計電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（d）勵磁支路用功率表示（e）忽略勵磁支路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）Γ型等值電路中各參數(shù)的計算銘牌參數(shù)：短路實驗空載實驗電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算短路實驗（在原邊加I1N）電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算空載實驗（在原邊加U1N）電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.電阻RT電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.電抗XT電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.電導GT電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算4.電納BT電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算5.變比KT（1）定義電網(wǎng)計算中：定義為空載變壓器原、副方繞組的線電壓之比電機學中：定義為變壓器原、副方繞組的匝數(shù)之比對Y/Y或△/△接線的變壓器對Y/△接線的變壓器電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（2）分接頭根據(jù)電力系統(tǒng)的調(diào)壓要求，變壓器在其高壓側通常設有若干個分接頭供選擇。如變壓器的額定變比是變壓器的抽頭位于主抽頭時兩側繞組的空載額定（線）電壓之比；變壓器運行的實際變比是抽頭在實際位置情況下，兩側繞組的空載額定（線）電壓之比；電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算二、三繞組變壓器（一）三繞組變壓器的等值電路將同相的三個繞組的阻抗歸算到一個基準電壓下接成星形，激磁導納仍接在電源側。三繞組變壓器電氣結線圖高中低三繞組變壓器的等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）三繞組變壓器等值電路中各參數(shù)的計算銘牌參數(shù)：注意：如何做短路實驗?比如：P’k(1－2)、Uk(1－2)％：第3繞組開路，在第1繞組中通以額定電流;其它與此類推。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三個繞組容量比100/100/100、100/50/100、100/100/50按三個繞組排列方式升壓結構：中壓內(nèi)，低壓中，高壓外降壓結構：低壓內(nèi)，中壓中，高壓外三繞組變壓器（a）升壓變壓器（b）降壓變壓器電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三相三繞組變壓器的鐵芯電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.電阻對于100/100/100電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算

對于100/100/50對于100/50/100電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.電抗電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算注意：電抗計算不存在容量比不同的折算問題，因為制造廠提供的短路電壓值已折算為變壓器額定容量下的值；高壓繞組因絕緣要求排在最外層，中壓繞組根據(jù)需要可排在中層，也可以排在最內(nèi)層；排在最中層的繞組，由于內(nèi)外層繞組的互感作用很強，當互感作用超過本繞組的自感作用時，將使其等值電抗為負值，一般此負值很小，計算中近似取0。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.電導和電納求取三繞組變壓器導納的方法和求取雙繞組變壓器導納的方法相同。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三、自耦變壓器——應用于中性點直接接地的高壓和超高壓系統(tǒng)優(yōu)點：用料省，體積小，效率高，造價低；缺點：自耦變壓器變比的減小會使自耦變壓器的短路阻抗值減小，短路故障電流增大。（一）自耦變壓器的原理雙繞組自耦變壓器電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三繞組自耦變壓器通常，三繞組自耦變的高壓、中壓繞組接成Y0形，第三繞組（低壓繞組）接成三角形，這樣有利于消除由于鐵芯飽和引起的三次諧波，且第三繞組的容量通常比變壓器額定容量?。ㄒ虼擞嬎阕儔浩髯杩箷r需要按繞組容量折算）。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）自耦變壓器的等值電路及其參數(shù)計算雙繞組自耦變壓器 銘牌參數(shù)電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三雙繞組自耦變壓器銘牌參數(shù)電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算折算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三繞組自耦變的等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算四、分裂繞組變壓器（一）為什么需要分裂繞組變壓器隨著變壓器容量的不斷增大，當變壓器二次側發(fā)生短路時，短路容量很大，為了能有效切除故障，必須在二次側安裝具有很大開斷能力的斷路器。分裂繞組變壓器在正常運行和低壓側短路時呈現(xiàn)不同的電抗值，在完成電能變換的同時起到限制短路電流的作用。故分裂繞組變壓器廣泛應用于大型電廠作為聯(lián)系兩臺發(fā)電機組的主變壓器，或用作啟動變壓器和高壓廠用變壓器。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）分裂繞組變壓器的結構分裂繞組變壓器是將普通雙繞組變壓器的低壓側繞組分裂成額定容量相等的兩個完全對稱的繞組，各分裂繞組間無電氣聯(lián)系，而僅有較弱的磁聯(lián)系。單相雙繞組雙分裂變壓器（a）接線圖（b）等值電路雙柱式單相雙繞組雙分裂變壓器（a）接線圖（b）等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（三）分裂繞組變壓器的原理

（a）接線圖（b）等值電路圖（c）正常工作時的等值電路圖電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算分裂繞組變壓器的三種運行方式分裂運行高壓繞組開路，兩個低壓繞組運行，低壓繞組間有穿越功率。分裂電抗并聯(lián)運行高、低壓繞組都運行，高低壓繞組間有穿越功率。穿越電抗單獨運行一個低壓繞組開路，另一個低壓繞組和高壓繞組運行。半穿越電抗

電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算分裂繞組變壓器的分裂系數(shù)

總結：分裂變正常并聯(lián)運行時，穿越電抗較小，當一低壓側出線（如2’側）發(fā)生短路時來自另一側低壓繞組的短路電流將遇到較大分裂電抗的限制來自系統(tǒng)的短路電流則遇到較大半穿越電抗的限制電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算五、變壓器的π等值電路帶有理想變壓比的等值電路（以雙繞組變壓器為例）理想變壓器——無損耗、無漏磁、無需勵磁電流的變壓器電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算略去勵磁支路或另作處理電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算阻抗表示電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算導納表示電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三個支路的阻抗值之和恒等于零，構成諧振三角形，產(chǎn)生諧振換流，在原、副方間的阻抗上產(chǎn)生電壓降，實現(xiàn)變壓的作用。變壓器的π型等值電路的變壓原理電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三繞組變壓器的π型等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算第三節(jié)電壓和功率分布計算輸電線路的電壓和功率分布計算變壓器的電壓和功率分布計算開式電力網(wǎng)的潮流計算閉式電力網(wǎng)的潮流計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力系統(tǒng)的潮流分布計算——求電力系統(tǒng)在某種運行方式下各節(jié)點的電壓和通過各元件的功率的計算。潮流計算的目的在電力系統(tǒng)規(guī)劃設計中，用于選擇系統(tǒng)的接線方式，選擇電氣設備和導線截面；在電力系統(tǒng)運行中，用于確定運行方式，制定電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行計劃，確定調(diào)壓措施，研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；為繼電保護、自動裝置的設計與整定提供數(shù)據(jù)。潮流計算的方法計算機算法——快、精度高解析算法——物理概念清晰電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算一、輸電線的電壓和功率分布計算給定同一節(jié)點的功率和電壓的潮流計算給定不同節(jié)點的功率和電壓的潮流計算工程上常用的幾個計算量電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（一）給定同一節(jié)點的功率和電壓的潮流計算1.末端和給定，求首端和電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.首端和給定，求末端和電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）給定不同節(jié)點的功率和電壓的潮流計算末端功率和首端電壓給定電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.反復迭代法電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.工程近似法Step1：首先求功率分布（設）Step2：再求電壓分布電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（三）工程上常用的幾個計算量1.電壓降落——線路始、末兩端電壓的相量差2.電壓損耗——線路始、末兩端電壓的數(shù)值差通常用百分數(shù)表示3.電壓偏移4.輸電效率——線路末端輸出的有功功率和始端輸入的有功

功率的比值注意：輸電效率總小于1線路首端Q1不一定總大于末端Q2,如線路輕載時，可能Q2大于Q1電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算二、變壓器的電壓和功率分布計算已知末端和，求首端和電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三、開式電力網(wǎng)的潮流計算同一電壓等級開式電力網(wǎng)的潮流計算多級電壓開式電力網(wǎng)的潮流計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（一）同一電壓等級開式電力網(wǎng)的潮流計算1.用UN求得各點的運算負荷2.從末段線路開始，用UN依次計算各段線路的功率損耗3.用Ua和已求得的功率分布，從a點開始逐段計算電壓降落，求得Ub、Uc和Ud4.求得Ub、Uc和Ud重復1～4abcd123SLDbSLDcSLDd電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.用UN求得各點的運算負荷電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.從末段線路開始，用UN依次計算各段線路的功率損耗電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.用Ua和已求得的功率分布，從a點開始逐段計算電壓降落，求得Ub、Uc和Ud電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）多級電壓開式電力網(wǎng)的潮流計算方法一：包含理想變壓器，計算時，經(jīng)過理想變壓器功率保持不變，兩側電壓之比等于實際變比K。K電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算方法二：將線路L2的參數(shù)歸算到L1電壓級電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算方法三：用π型等值電路處理電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算四、閉式電力網(wǎng)的潮流計算略電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算第四節(jié)無功功率和電壓的調(diào)整電力系統(tǒng)的無功功率平衡中樞點的電壓管理電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施各種調(diào)壓措施的合理應用電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電壓偏移過大對電力系統(tǒng)本身以及用電設備會帶來不良的影響。（1）效率下降，經(jīng)濟性變差（2）電壓過高，照明設備壽命下降，影響絕緣（3）電壓過低，電機發(fā)熱（4）系統(tǒng)電壓崩潰不可能使所有節(jié)點電壓都保持為額定值。（1）設備及線路壓降（2）負荷波動（3）運行方式改變（4）無功不足

電力系統(tǒng)一般規(guī)定一個電壓偏移的最大允許范圍，例如:35kV及以上供電電壓正負偏移的絕對值之和不超過10%;10kV及以下在±7%以內(nèi)。電壓調(diào)整的必要性電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算一、電力系統(tǒng)的無功功率平衡無功功率電源無功功率負荷和無功功率損耗無功功率平衡和運行電壓水平電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（一）無功功率電源電力系統(tǒng)的無功功率電源有發(fā)電機、同步調(diào)相機、靜電電容器及靜止補償器，后三種裝置又稱為無功補償裝置。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.發(fā)電機同步發(fā)電機既是有功功率電源，又是最基本的無功功率電源。發(fā)電機的P-Q極限電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.同步調(diào)相機——常安裝在樞紐變電所調(diào)相機實質(zhì)上是只能發(fā)無功功率的發(fā)電機。過激運行時向系統(tǒng)供應感性無功功率，欠激運行時從系統(tǒng)吸取感性無功功率。欠激運行時的容量約為過激運行時容量的50%。————電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.（并聯(lián)靜電）電容器并聯(lián)靜電電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上，它只能向系統(tǒng)供應感性無功功率。它所供應的感性無功功率與其端電壓的平方成正比。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算4.靜止補償器靜止補償器的全稱為靜止無功功率補償器(SVC)靜止補償器由靜電電容器與電抗器串并聯(lián)組成

電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結合起來，再配以適當?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）的無功功率。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算靜止無功補償器的原理圖

(a)可控飽和電抗器型；(b)自飽和電抗器型；(c)可控硅控制電抗器型；(d)可控硅控制電抗器和可控硅投切電容器組合型電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）無功功率負荷和無功功率損耗1.異步電動機的無功功率負荷電壓下降,轉差增大,定子電流增大.異步電動機的簡化等值電路電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算異步電動機的無功功率與端電壓的關系

受載系數(shù):實際負載和額定負載之比在額定電壓附近，電動機的無功功率隨電壓的升降而增減電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.變壓器的無功功率損耗RTjXTU1-jBTGT假定一臺變壓器的空載電流I0%=2.5，短路電壓Uk%=10.5，在額定滿載下運行時，無功功率的消耗將達額定容量的13%。如果從電源到用戶需要經(jīng)過好幾級變壓，則變壓器中無功功率損耗的數(shù)值是相當可觀的。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.輸電線路的無功功率損耗電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（三）無功功率的平衡和運行電壓水平1.無功功率的平衡2.運行電壓水平

問題：在什么樣的電壓水平下實現(xiàn)無功功率平衡？電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算應該力求實現(xiàn)在額定電壓下的系統(tǒng)無功功率平衡。無功平衡與電壓水平

電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算二、中樞點的電壓管理中樞點的定義中樞點電壓和負荷電壓的關系中樞點電壓的調(diào)整方式電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（一）電壓中樞點的定義電壓中樞點：指那些能夠反映和控制整個系統(tǒng)電壓水平的節(jié)點（母線）。

一般可選擇下列母線作為電壓中樞點：大型發(fā)電廠的高壓母線樞紐變電所的二次母線有大量地方性負荷的發(fā)電廠母線電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力系統(tǒng)的電壓中樞點例：中樞點中樞點電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）中樞點電壓和負荷電壓的關系中樞點i的電壓在什么范圍內(nèi)(Vimin≤Vi≤Vimax)才能保證負荷電壓Vj在允許的范圍內(nèi)？電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算中樞點i的最低電壓Vimin等于在地區(qū)負荷最大時某用戶允許的最低電壓Vjmin加上到中樞點的電壓損耗△Vmax。中樞點i的最高電壓Vimax等于地區(qū)負荷最小時某用戶允許的最高電壓Vjmin加上到中樞點的電壓損耗△Vmin。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算簡單電力網(wǎng)例電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算只滿足i節(jié)點負荷時，中樞點電壓VO應維持的電壓為電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算只滿足j節(jié)點負荷時，中樞點電壓VO應維持的電壓為同時考慮i、j兩個負荷對O點的要求，可得出O點電壓的變化范圍。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算中樞點O電壓容許變化范圍只滿足i節(jié)點負荷時，中樞點電壓VO應維持的電壓為只滿足j節(jié)點負荷時，中樞點電壓VO應維持的電壓為電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（三）中樞點的電壓調(diào)整方式逆調(diào)壓順調(diào)壓常調(diào)壓1.逆調(diào)壓最大負荷時升高電壓，但不超過線路額定電壓的105%，即1.05VN；最小負荷時降低電壓，但不低于線路的額定電壓，即1.0VN。適用場合：供電線路較長，負荷波動較大的網(wǎng)絡電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.順調(diào)壓最大負荷時降低電壓，但不低于線路額定電壓的2.5%，即1.025VN；最小負荷時升高電壓，但不超過線路額定電壓的7.5%，即1.075VN。適用場合：供電線路不長，負荷變動小的網(wǎng)路3.常調(diào)壓電壓保持在較線路額定電壓高2%~5%的數(shù)值，即(1.02~1.05)VN，不隨負荷變化來調(diào)整中樞點的電壓。適用場合：負荷變動小，供電線路電壓損耗也較小的網(wǎng)絡電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算三、電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施電壓調(diào)整原理圖電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流以改變發(fā)電機機端電壓VG；（2）改變變壓器的變比K1、K2；（3）改變功率分布P+jQ（主要是Q），使電壓損耗△V

變化；（無功補償）（4）改變網(wǎng)絡參數(shù)R+jX（主要是X），改變電壓損耗△V。電壓調(diào)整的措施：電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算利用發(fā)電機調(diào)壓改變變壓器的變比調(diào)壓利用無功功率補償調(diào)壓改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（一）利用發(fā)電機調(diào)壓通過自動勵磁調(diào)節(jié)裝置→If→Eq→UG，不需另增設備，簡便可行且經(jīng)濟。由發(fā)電機不經(jīng)升壓直接供電的地方負荷，實行逆調(diào)壓。（適合于由孤立發(fā)電廠不經(jīng)升壓直接供電的小型電力網(wǎng)，在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機調(diào)壓一般只作為一種輔助性的調(diào)壓措施）電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算同步發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)原理框圖電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（二）改變變壓器的變比調(diào)壓電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算1.普通雙繞組變壓器調(diào)壓電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算2.普通三繞組變壓器調(diào)壓電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算3.普通雙繞組變壓器調(diào)壓電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算有載調(diào)壓變壓器可以在帶負荷的條件下切換分接頭而且調(diào)節(jié)范圍也比較大，一般在15%以上。目前我國暫定，110kV級的調(diào)壓變壓器有7個分接頭，即VN±3×2.5%；220kV級的有9個分接頭即VN±4×2.0%。采用有載調(diào)壓變壓器時，可以根據(jù)最大負荷算得的V1tmax值和最小負荷算得的V1tmin分別選擇各自合適的分接頭。這樣就能縮小次級電壓的變化幅度，甚至改變電壓變化的趨勢。

電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算（三）利用無功功率補償調(diào)壓

利用并聯(lián)補償調(diào)壓利用串聯(lián)補償調(diào)壓電壓調(diào)整原理圖電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算供電點電壓V1和負荷功率Ｐ+jQ已給定，線路電容和變壓器的勵磁功率略去不計。且不計電壓降落的橫分量。簡單電力網(wǎng)的無功功率補償1.利用并聯(lián)補償調(diào)壓電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算補償前補償后如果補償前后V1保持不變，則有K:1電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算由上式可解得忽略第二項K:1電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算由此可見:補償容量與調(diào)壓要求和降壓變壓器的變比選擇均有關。變比K的選擇原則：在滿足調(diào)壓的要求下，使無功補償容量為最小。無功補償設備的性能不同，選擇變比的條件也不相同。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算補償設備為靜電電容器

為了充分利用補償容量，在最大負荷時電容器應全部投入，在最小荷時全部退出。Step1.根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負荷時沒有補償?shù)那闆r確定變壓器的分接頭。

于是(據(jù)此選擇分接頭V1t)（確定變比）電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算Step2.按最大負荷時的調(diào)壓要求計算補償容量Step3.根據(jù)算得的補償容量，從產(chǎn)品目錄中選擇合適的設備。Step4.根據(jù)確定的變比和選定的靜電電容器容量，校驗實際的電壓變化。電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算首先確定變比K補償設備為同步調(diào)相機

最大負荷時，同步調(diào)相機容量為：最小負荷時調(diào)相機容量應為：電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算兩式相除，得：

由此可解出：確定實際變比

據(jù)此確定分接頭電壓V1t電力工程基礎潮流計算3電力工程基礎第五章電壓、功率及電能損耗的計算在高壓電力網(wǎng)中，電抗遠大于電阻，中無功功率引起的QX/V分量就占很大的比重。在這種情況下，減少輸送無功功率可以產(chǎn)生比較顯著的調(diào)壓效果。反之，對截面不大的架空線路和所有電纜線路，用