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电力系统分析 第三章 简单电力网络潮流的分析与计算
第三章 简单电力网络潮流的分析与计算 第一节 电力线路和变压器的功率损耗和 电压降落 第一节 电力线路和变压器的功率损耗和电压降落 二、变压器的功率损耗和电压降落 三、电力网络的电能损耗 四、运算负荷和运算功率 第二节 开式网络的潮流计算 一、简单开式网络的潮流计算 二、变电所较多的开式网络的潮流分布 第三节 环形网络的潮流分布 二、两端供电网中的潮流分布 三、循环网络的潮流计算 四、网络变换法 五、环形网络中的经济功率分布 计算,算得始端电压偏移不大于10%即可,否则重新假设一个 末端电压,重新推算。 (2)已知末端负荷及始端电压。先假设末端电压 和 由给定末端负荷 ,往始端推算出 、 ;再由给定 始端电压 和计算得的始端负荷 ,向末端推算出 、 ;然后再由给定末端负荷 及计算得的末端电压 往 始端推算,这样依次类推逼近,直到同时满足已给出的末端负 荷及始端电压为止。实践中,经过一、二次往返就可获得足够 精确的结果。 变电所较多的开式网络的潮流计算的步骤和内容如下: (1)按精确计算方法计算网络元件参数; (2)用电力线路额定电压求变电所的运算负荷和发电厂 的运算功率(对固定出力的发电厂); (3)作出具有运算负荷或运算功率的等值网络; (4)潮流计算。 当已知末端电压时,可以用已知末端电压及末端功率的 方法逐段推算至始端,从而算出各支中功率及各点电压。 当已知始端电压时,就相当于已知始端电压和末端负荷的 情况,通常还进一步采取如下简化计算步骤:开始由末端向始 端推算时,设全网电压都为网络的额定电压,仅计算各元件中 的功率损耗而不用计算电压,从而求出全网的功率分布;然后 由始端电压及计算所得的始端功率向末端逐段推算出电压降落, 从而求出各点电压。此时不必重新计算功率损耗与功率分布。 图3-8 是最简单的环式网络,(a)图为网络接线图,(b)图 为简化等值网络。其中 、 为运算负荷。 图3-8 最简单环式网络 (a) 网络接线图; (b) 简化等值网络 G ~ G T1 T2 T3 3 2 1 (a) 1 3 2 Z12 Z13 Z23 (b) 一、环式网络中的潮流计算 1. 力矩法求环式网络的功率分布 应用回路电流法列回路方程式,由图3-8(b)可有 (3-27) 式中, 为流经阻抗Z12的电流, 、 分别为节点2、3的运 算负荷电流。 如设全网电压为网络额定电压UN,并将 代入 式(3-27)中,其中 为相(线)电流, 为网络额定电压 的共轭值, 为三相功率 的共轭值,则得 由上式解得 (3-28) 相似地,流经阻抗Z13功率 为 (3-29) 对上两式可作如下理解。在节点1把网络打开,可得一等 值的两端供电网,如图3-9所示。其两端电压大小相等,相位 相同。 对于具有n个节点的环式网络,以上两个公式可进一步推广为 1 2 3 1’ Z12 Z13 Z23 Z’2 Z’3 Z2 Z3 Z∑ 图3-9 等值两端供电网络 (3-30) (3-31) 上式与力学中梁的反作用力计算公式相似,故称为力矩法公式。 上述公式是在假设全网电压均为网络的额定电压,且相位也 相位也相同的条件下得出的,也就是假设网络中没有功率损耗, 即 2. 力矩法的实数计算 上述力矩法公式,是复数运算,较为麻烦,故需化成较为 实用的实数运算。 令 其中 将上式代入(3-30)、(3-31)中,得 从而 (3-22) 相似地 (3-22) 求得 或 后,即可求环式网络线段中的功率。从计 算结果中会发现,网络中某些节点的功率是由两面侧向其流动 的,这种节点称为功率分点。通常在功率分点上加“ ”、“ ” 以区别有功分点和无功分点。 如果网络中所有电力线路结构相同,导线截面相等,也即 所有线段单位长度的参数完全相等,则可按线路长度计算功率 从而 (3-34) (3-35) 其中,lm、l’m、l∑ 分别为Zm、Z’m、Z∑相对应的线路 长度 两端电压大小相等、相位不同的两端供电网络如图3-10 所示。 1 3 2 4 Z12 Z34 Z23 图3-10 两端供电网络 两端供电网络的相电压 ,且相电压降落为 根据基尔霍夫第二定律,可列电压方程式为 上式中, 为线电压降落。 如设 ,将
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