電力理論知識

理論知識

一、電力網(wǎng)的基本知識

1、電力系統(tǒng)：由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的

電能生產(chǎn)、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。

2、電力網(wǎng)：由輸電、變電、配電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電

的統(tǒng)一整體稱為電力網(wǎng)，簡稱電網(wǎng)。

3、電力網(wǎng)與電力系統(tǒng)之間的關(guān)系：電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一部分。它包括所有的

變、配電所的電氣設(shè)備以及各種不同電壓等級的線路組成的統(tǒng)一整體。它的作用

是將電能轉(zhuǎn)送和分配給各用電單位。電能的生產(chǎn)是產(chǎn)、供、銷同時(shí)發(fā)生，同時(shí)

完成，既不能中斷又不能儲存。電力系統(tǒng)是一個(gè)由發(fā)、供、用三者聯(lián)合組成的一

個(gè)整體。其中任意一個(gè)環(huán)節(jié)配合不好，都不能保證電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

電力系統(tǒng)中，發(fā)、供、用之間始終是保持平衡的。

3.15-20kV35-500kV6-10kV220/380V

發(fā)電G機(jī))——升壓變壓器~身_壓輸C電線降D壓變~壓器P高壓——配電線~降C壓變D壓~器~低R壓-配電線-

發(fā)電廠

區(qū)域變電所一筋一

電力網(wǎng)

從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖

4、電網(wǎng)按照電壓等級的不同分為：輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)

⑴輸電網(wǎng)主要用來遠(yuǎn)距離輸送電能，其電網(wǎng)特點(diǎn)是電壓等級高，電壓等級越

高，其電能損失越小，但建設(shè)投資越大。在電力行業(yè)內(nèi)，35千伏以上電壓等級的

電網(wǎng)一般稱為輸電網(wǎng)。

⑵配電網(wǎng)向最終用戶配送電能，其特點(diǎn)是電壓等級低，電能損失較大。配電

網(wǎng)主要分兩部分：高壓配電網(wǎng)，指6T0千伏。低壓配電網(wǎng)，指400伏臺區(qū)。(400

伏一般指變壓器出口電壓，到最終用戶的電壓一般為相220伏，線電壓380伏）。

5、我國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu):

我國電網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)的組成

我國電網(wǎng)

國家電網(wǎng)（2002成立）臺灣電網(wǎng)南方電網(wǎng)（2002成立）

華

華

東

華

西

西

北

中

北

東

北

藏

電

電

電

電

電

電

廣

廣

網(wǎng)

網(wǎng)

網(wǎng)

網(wǎng)

網(wǎng)

力貴海

東

西云

有

有

有

有

有

有

省

省南州

限

限

限

限

限

限省省

公

公

公

公

公

公

司

司

司

司

司

司

我國電網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)的組成

我國電網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)的組成

華北電網(wǎng)公司：北京、天津、河北、山西、內(nèi)

豪、山東

華中電網(wǎng)公司：河南、湖北、湖南、江西、四

川、重慶

華東電網(wǎng)公司：上海、浙江、江蘇、安徽、福

建

東北電網(wǎng)公司：遼寧、黑龍江、吉林、內(nèi)蒙

西北電網(wǎng)公司：陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆

?各省公司的結(jié)構(gòu)：省一地（市）一縣（區(qū)）一所

6.我國電網(wǎng)電壓等級:

我國電網(wǎng)分那些電壓等級

?1000kV特高壓輸電

?750kV超高壓輸電

?500kV高壓輸電

輸電?220(330)kV高壓輸電

?110kV高壓輸電

?35(66)kV高壓輸電

?10(6)kV高壓輸電

配電?0.4kV(380V)

?220V

g

o

o

k

v

特

高

壓

變

電

站

為什么要高壓輸電

?P=I*I*R,導(dǎo)線電阻消耗的功率和電流大小平方和導(dǎo)

線電阻乘積成正比，為減少這個(gè)無用功率，在減

少電阻之外，還要減少電流。但是輸電的功率

P=UI,為了保持輸送功率不減少，電流減小了，就

要把電壓提上去。所以要高壓輸電。

?但也不能盲目提高輸電電壓，輸電電壓愈高，輸

電架空線的建設(shè)，對所用各種材料的要求愈嚴(yán)

格，線路的造價(jià)就愈高。所以，要從具體的實(shí)際

情況出發(fā)，做到輸電線路既能減少功率損耗，又

能節(jié)約建設(shè)投資。

二、和軟件相關(guān)一些名詞解釋

1、線損電量

㈠線損電量的定義：發(fā)電機(jī)發(fā)出來的電能輸送到用戶，經(jīng)過輸、變、配電設(shè)備，

由于這些設(shè)備存在著電阻，因此電能通過時(shí)就會產(chǎn)生損耗，以熱能的形式散失在

周圍的介質(zhì)中；另外再加上一部分客觀存在的管理損耗，這兩部分電能損耗就構(gòu)

成了電網(wǎng)的所有線損電量，簡稱為電網(wǎng)線損。

㈡線損電量的計(jì)算公式：線損電量二供電量-售電量

㈢線損電量分類及組成：

從損耗的實(shí)際組成上分，整個(gè)電力網(wǎng)線損電量可分為固定損耗、可變損耗、

其他損耗三部分。

⑴固定損耗

主要包括變壓器的鐵損及表計(jì)電壓線圈損失。

固定損耗功率一般不隨負(fù)荷變化而變化，只要設(shè)備帶有電壓，就有電能損

耗。但實(shí)際上固定損耗功率也不是固定不變的，因?yàn)樗c電壓及電網(wǎng)頻率有關(guān),

而電網(wǎng)電壓及電網(wǎng)頻率變動又不大，所以才認(rèn)為它是固定不變的。

⑵可變損耗

主要包括導(dǎo)線損耗、變壓器銅損。

可變損耗功率是隨著負(fù)荷的變化而變化的，它與電流的平方成正比，電流

越大則損耗功率越大。

⑶其他損耗

其他損耗是指由于管理工作不善，以及其他不明因素在供用電過程中造成

的各種損失。因此它也稱為管理損耗或不明損耗。

主要包括：①用戶竊電及違章用電；②計(jì)量裝置誤差、故障等；③營業(yè)中抄核

收之差錯(cuò)損失；④帶電設(shè)備絕緣不良引起的漏電；⑤供、售電量抄表時(shí)間不一致。

㈣三個(gè)重要概念：統(tǒng)計(jì)線損、理論線損、管理線損

統(tǒng)計(jì)線損又稱實(shí)際線損。它是根據(jù)電能表的讀數(shù)計(jì)算出來的，等于供電量

和售電量兩者的差值。它反映了電力網(wǎng)實(shí)際上總的損耗量。

統(tǒng)計(jì)線損由理論線損和管理線損兩部分組成。

理論線損又稱技術(shù)線損，它是根據(jù)供電設(shè)備的參數(shù)和電力網(wǎng)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行方

式，由理論計(jì)算得出的線損。也就是說在這樣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式下，應(yīng)該

損耗多少的電量。理論線損因?yàn)槭怯?jì)算出來的，所以它的準(zhǔn)確程度取決于供電

設(shè)備參數(shù)的準(zhǔn)確度，運(yùn)行參數(shù)的合理性以及理論計(jì)算的方法及工具。

管理線損指電網(wǎng)總損耗除去理論線損外的其他損耗，即統(tǒng)計(jì)線損與理論線

損的差值。管理線損可以通過加強(qiáng)管理降到很低。

下面給出一個(gè)線損組成及關(guān)系示意圖：

‘可變「1、線路導(dǎo)線中的損耗、

損耗?2、變壓器繞組中的損耗（銅損）

電網(wǎng)13、其他損耗I理論

的總r、

1、變壓器鐵損線損

電能固定2、電能表線圈和鐵芯中的鐵損

損耗損耗3、其他損耗統(tǒng)計(jì)線損

1、用戶竊電及違章用電

其他2、計(jì)量裝置誤差、故障等管理

損耗3、營業(yè)中抄核收之差錯(cuò)損失線損

4、帶電設(shè)備絕緣不良引起的漏電

圖IT各種線損分類及相互關(guān)系圖

2、供電量的定義及組成：

供電量指供電企業(yè)生產(chǎn)活動的全部投入電量，它包括以下電量：

⑴發(fā)電廠上網(wǎng)電量：指發(fā)電廠送入電網(wǎng)的總電量。

⑵外購電量：指電網(wǎng)向地方電廠、用戶自備電廠等購入的電量。

⑶鄰網(wǎng)輸入輸出電量：指地區(qū)電網(wǎng)之間的互供電量。

3、供電量計(jì)算公式：

供電量=發(fā)電廠上網(wǎng)電量+外購電量+鄰網(wǎng)輸入電量一鄰網(wǎng)輸出電量

4、售電量

售電量指電力企業(yè)賣給用戶的電量和電力企業(yè)供給本企業(yè)非電力生產(chǎn)用的電量。

5、過網(wǎng)電量：電網(wǎng)在本系統(tǒng)中造成了損耗，卻輸入到相鄰電網(wǎng)的電量。此電量

不計(jì)入全網(wǎng)總的供、售電量中。

6、無損電量：即無損售電量，指線損由用戶承擔(dān)的專用線售電量和不計(jì)損耗的

電售電量，統(tǒng)稱無損售電量。無損售電量是相對的概念，如果無損售電量與供

電量的最高電壓在同一電壓等級，則無任何損耗，稱為純無損，即供電量等于

售電量；如果無損售電量的供電電壓比供電量的最高電壓低，為其供電電網(wǎng)則

要承擔(dān)損耗，不能算是無損售電量，只是相對于無損售電量同一電壓等級來說

稱為無損。

7、冤售電量：批量打包賣出去的電量。

8、線損率

㈠線損率的定義：電力網(wǎng)線損率是指線損電量占供電量的百分比，簡稱線損率

㈡線損率的計(jì)算公式：線損率=（線損電量?供電量）X100%

=（供電量一售電量）彳供電量X100%

上述公式中分別考慮不同的線損量：統(tǒng)計(jì)線損、理論線損、管理線損，就得

到統(tǒng)計(jì)線損率、理論線損率、管理線損率。

例如：理論線損率=里侖/貝xioo%.......（1-4）

供電量

由上節(jié)所述統(tǒng)計(jì)線損、理論線損、管理線損之間的關(guān)系，顯然統(tǒng)計(jì)線損率也

是理論線損率與管理線損率的和。

9、經(jīng)濟(jì)線損

由于理論線損同時(shí)與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀況有關(guān)，所以對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)固定的線

路，理論線損也并非為一固定值，而是隨著供電負(fù)荷大小等運(yùn)行狀況的變化而變

動；實(shí)際上存在一個(gè)最低線損率，這個(gè)最低理論線損率稱為最佳線損（經(jīng)濟(jì)線損）。

經(jīng)濟(jì)線損能為制定線路改造和降損方案提供依據(jù)。

10、固損比例

固定損失和可變損失的比值。在6-10千伏線路中，如果比例的值等于或接

近于1,表明線路運(yùn)行于最佳狀態(tài)，如果此值遠(yuǎn)大于1,則表明線路運(yùn)行于輕載

狀態(tài)，如果此值遠(yuǎn)小于1則表明線路運(yùn)行于超載狀態(tài)。

11、功率因數(shù)

功率因數(shù)也叫力率，它是衡量電力設(shè)備效率高低的一個(gè)參數(shù)。交流電路中

電流和電壓存在相位角差，相位角差的余弦就是功率因數(shù)。當(dāng)電流超前于電壓

時(shí)，相位角差為負(fù)值，當(dāng)電流滯后與電壓時(shí)，相位角差為正值。

當(dāng)電力設(shè)備用電量小，但功率因數(shù)太低時(shí)，損耗就會增大。

12、銘牌值：電器設(shè)備銘牌上注明的值叫銘牌值。

對導(dǎo)線來說，銘牌參數(shù)是指導(dǎo)線的長度和型號。

對變壓器來說，銘牌參數(shù)是指變壓器的額定電壓、額定容量、短路損耗、

空載損耗、空載電流、短路電壓等。

13、有名值：用實(shí)際有名單位表示物理量的方法稱為有名值。

14、標(biāo)么值：有名值于基準(zhǔn)值的比值為標(biāo)么值。標(biāo)么值=無譬強(qiáng)J警警,）、

基準(zhǔn)值（與有名值同單位）

15、K系數(shù)

⑴K系數(shù)定義，其值的大小對線路的線損的影響：K系數(shù)實(shí)際上反映了負(fù)

荷曲線的變化特點(diǎn)，所以又稱為“線路負(fù)荷曲線特征系數(shù):如果負(fù)荷24小時(shí)

保持恒定，則K=l；如果負(fù)荷有變化，K大于1,負(fù)荷變化越大，K值就越大，

相應(yīng)的線路損耗也就越大。

⑵K系數(shù)計(jì)算公式：K=?=——盧------

1pj1pj

J/2+/2+…+/2

其中，/夕為24點(diǎn)均方根電流，Z#=J-W-------------

J\+--------h^24

I為24點(diǎn)平均電流，I=-

pjpjI

16、高供高計(jì)、高供低計(jì)

高供高計(jì)：是指變壓器高壓側(cè)供電高壓側(cè)計(jì)量的方式，該變壓器一般為專用變,

這類變壓器不需要計(jì)算銅鐵損。

高供低計(jì)：是指變壓器高壓側(cè)供電低壓側(cè)計(jì)量的方式，該變壓器一般屬于公用

變，這類變壓器往往需要計(jì)算銅鐵損。

17、潮流計(jì)算中的三類節(jié)點(diǎn)：PQ、PV、平衡節(jié)點(diǎn)

PQ節(jié)點(diǎn)：這類節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無功功率Q是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓U是待求

量。通常變電所都是這類節(jié)點(diǎn)。由于沒有發(fā)電設(shè)備其發(fā)電功率為零。在一些

情況下，系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)固定時(shí)，該發(fā)電廠母線

也可以作為PQ節(jié)點(diǎn)。因此在實(shí)際中，電網(wǎng)的絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)都屬于PQ節(jié)點(diǎn)。

PV節(jié)點(diǎn)：這類節(jié)點(diǎn)的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點(diǎn)