【正文】 功角較小時(shí)，電壓損耗≈電壓降落的縱分量。（電壓降落是元件始末端電壓的相量差；電壓損耗是元件始末端電壓的有效值之差）。由阻抗元件電壓降落的縱分量和橫分量的公式（式2－2）可知，交流電網(wǎng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律為：在元件的電抗比電阻大得多的高壓電網(wǎng)中，感性無功功率從電壓高的一端流向電壓低的一端；有功功率從電壓相位越前的一端流向電壓相位落后的一端。由阻抗元件功率損耗的公式（式2－5）可知，不但有功功率的傳輸要消耗能量，無功功率的傳輸也要消耗能量。2．電力線路和變壓器上的功率分布 阻抗和導(dǎo)納的組合組成電路線路和變壓器等值電路，式（2—5）式（2—6）式（2—7）可用來計(jì)算電力線路和變壓器的功率損耗，進(jìn)而得到它們的功率分布如圖2—1，圖2—2所示。 注意：若假設(shè)變壓器為額定電壓，變壓器的負(fù)載功率損耗和空載功率損耗也可用下列公式計(jì)算 3．簡(jiǎn)單輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算此部分內(nèi)容可總結(jié)為“兩類過程”和“一般步驟”。（1） 兩類過程 。簡(jiǎn)單輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算有兩類基本過程：1） 已知同一端的功率和電壓，求另一端功率和電壓；2） 已知始端電壓、末端功率，求始端功率、末端電壓（以此居多）；或已知末段電壓、始端功率，求末端功率、始端電壓。 過程1）：總結(jié)為從已知功率、電壓端，用式（21）~式（27）中適當(dāng)?shù)墓烬R頭齊進(jìn)逐段求解功率和電壓，如圖23所示。 過程2）：總結(jié)為“一來、二去”共兩步來逼近需求解的網(wǎng)絡(luò)功率和電壓分布。一來即：設(shè)所有未知的電壓節(jié)點(diǎn)的電壓為線路額定電壓，用式（21）~式（27）中適當(dāng)?shù)墓綇囊阎β识碎_始逐段求功率，直到推得已知電壓點(diǎn)的功率；二去即：從已知電壓點(diǎn)開始，用推得的功率和已知電壓點(diǎn)的電壓，選用式（21）~式（27）中適當(dāng)?shù)墓?，往回逐段向未知電壓點(diǎn)求電壓（如圖24所示）。在計(jì)算中，上述過程一般只需做一次。但當(dāng)一次“來、去”過程完畢求得節(jié)點(diǎn)4（如圖24所示）電壓后，此電壓與初始假設(shè)電壓相差較大時(shí)，可再一次假設(shè)未知電壓節(jié)點(diǎn)的電壓值為剛剛計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)4電壓值，繼續(xù)進(jìn)行“來、去”計(jì)算，直到前后兩次同一點(diǎn)電壓值相差不大時(shí)為止。（2） 一般步驟。當(dāng)系統(tǒng)接線圖由較多的電力設(shè)備（輸電線、變壓器）組成時(shí)，若做出每個(gè)設(shè)備的詳細(xì)等值電路后再計(jì)算則計(jì)算量太大，因此此時(shí)采用如下的簡(jiǎn)化步驟：1） 由已知系統(tǒng)接線圖做系統(tǒng)主干網(wǎng)的簡(jiǎn)化等值電路（即只有阻抗元件的等值電路；2） 求運(yùn)算功率或運(yùn)算負(fù)荷；3） 根據(jù)已知條件的具體情況，在簡(jiǎn)化的等值電路上，選前述“兩類過程”之一，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率和電壓分布。以如圖25所示的電力系統(tǒng)接線為例：其中變壓站b為降壓站，變壓站c為升壓站。由步驟1）得簡(jiǎn)化等值電路，其中為ab，bc段線路的阻抗。由步驟2）得等值簡(jiǎn)化電路圖中的負(fù)荷功率。其中稱為降壓變壓站的運(yùn)算負(fù)荷，稱為升壓變壓站的運(yùn)算功率；應(yīng)是點(diǎn)b以下被簡(jiǎn)化掉的等值電路元件上的所有功率損耗（包括ab、bc段電路的單端充電功率之和）以及變壓站b的所有負(fù)荷之和；應(yīng)是點(diǎn)c以下被簡(jiǎn)化掉的等值電路元件上的功率損耗（包括bc段電路的單端充電功率）和變壓站c低壓母線的所有注入功率之差。 經(jīng)過步驟1）2）的簡(jiǎn)化，得功率用運(yùn)算負(fù)荷（或運(yùn)算功率）表示的只含有主干網(wǎng)阻抗的簡(jiǎn)化等值電路后，就可據(jù)已知條件是同一端的功率和電壓，選擇運(yùn)用“兩類過程”之一進(jìn)行主干網(wǎng)功率和電壓分布計(jì)算了。若接著還需計(jì)算b點(diǎn)（或c點(diǎn)）以下功率和電壓的分布，則可再由已計(jì)算出（或已知）的b點(diǎn)（或c點(diǎn)）電壓和低壓側(cè)功率，作出變壓站b（或c）中變壓器等值電路計(jì)算。 4．簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算 閉式網(wǎng)絡(luò)包括環(huán)網(wǎng)和兩端供電網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)在電源點(diǎn)分裂，即可等效為兩端供電網(wǎng)，故下面針對(duì)兩端供電網(wǎng)論述。 (1)簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)計(jì)算步驟歸納如下。 步驟1)、2)與簡(jiǎn)單輻射網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算中的步驟1)、2)相同。 3)在簡(jiǎn)化的等值電路上，由運(yùn)算功率和運(yùn)算負(fù)荷求初步功率分布(即不計(jì)損耗時(shí)的功率分布)。 4)據(jù)初步功率分布，確定功率分點(diǎn)(即電壓最低點(diǎn))；在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開成兩個(gè)開式網(wǎng)。如果有功功率分點(diǎn)與無功功率分點(diǎn)不在同一點(diǎn)，通常網(wǎng)絡(luò)電壓最低點(diǎn)在無功分點(diǎn)處，此時(shí)可在無功分點(diǎn)上將兩端供電網(wǎng)拆開成兩個(gè)開式網(wǎng)。 5)在兩個(gè)開式網(wǎng)上，分別根據(jù)已知條件的具體情況，選用“兩類過程”之一，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率和電壓分布。 上述各步可概括為先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化[步驟1)、2)]；然后將兩端供電網(wǎng)化為輻射網(wǎng)[步驟3)、4)]，以建立起與已知知識(shí)的聯(lián)系；最后在輻射網(wǎng)上求潮流[步驟5)]。 步驟3)中的初步功率分布，由基本功率分布和循環(huán)功率疊加構(gòu)成。其中基本功率分布(又稱自然功率分布)是由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷功率決定的，與兩端電源電壓差無關(guān)；循環(huán)功率與兩端電源電壓差有關(guān)，與負(fù)荷功率無關(guān)。由基本功率分布和循環(huán)功率疊加成初步功率分布時(shí)，可選初步功率正方向與基本功率正方向相同，循環(huán)功率與基本功率正方向一致時(shí)基本功率加循環(huán)功率得初步功率；相反時(shí)基本功率減循環(huán)功率得初步功率。 計(jì)算基本功率分布可用不計(jì)電壓損耗和功率損耗時(shí)推導(dǎo)出的復(fù)數(shù)力矩法。在此方法中，將簡(jiǎn)化的等值電路和其上的運(yùn)算負(fù)荷或運(yùn)算功率類比作力學(xué)中的杠桿系統(tǒng)，杠桿各段的長度為各對(duì)應(yīng)段阻抗的共軛，杠桿各節(jié)點(diǎn)上的作用力為等值電路對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的運(yùn)算負(fù)荷或運(yùn)算功率。計(jì)算循環(huán)功率所用公式為 （29） 計(jì)算初步功率分布的最終目的是為了找功率分點(diǎn)，以使兩端供電網(wǎng)得以拆開成兩個(gè)開式網(wǎng)。功率分點(diǎn)實(shí)際上是功率的匯聚點(diǎn)，也是該環(huán)路上電壓最低的點(diǎn)。拆開成兩個(gè)開式網(wǎng)后，它是兩個(gè)開式網(wǎng)功率流的最末段。功率分點(diǎn)的總運(yùn)算負(fù)荷或運(yùn)算功率應(yīng)根據(jù)初步功率分布計(jì)算結(jié)果一分為二，分別掛在兩個(gè)開式網(wǎng)的末端。此即步驟4)。 (2)注意1)當(dāng)環(huán)網(wǎng)中含幾個(gè)電壓等級(jí)時(shí)，循環(huán)功率的正方向和開口電壓的正方向關(guān)系如圖2—7所示，即端口開路電壓差正方向與循環(huán)功率在通過此端口時(shí)正方向一致。 2)假想端口一定要在參數(shù)歸算側(cè)。 3)假想端口開路電壓差的值會(huì)因端口具體位置的不同而有所變化，但這種變化不會(huì)影響到開路電壓差的正負(fù)性質(zhì)。考慮到循環(huán)功率的影響，兩個(gè)及兩個(gè)以上變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若各變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)相等，則變比相等時(shí)各變壓器的負(fù)載率相等；變比不等時(shí)各變壓器負(fù)載率不等，此時(shí)有些變壓器過載，另一些變壓器輕載，變壓器容量得不到充分利用。復(fù)習(xí)題：一、填空題電力網(wǎng)絡(luò)等值電路最基本的構(gòu)成單元是（阻抗）和（導(dǎo)納）。常用的網(wǎng)絡(luò)變換法有（等值電源法）、（負(fù)荷移置法）和（星—網(wǎng)變換法）。二、判斷題當(dāng)架空線路運(yùn)行電壓小于電暈臨界電壓時(shí)，全線路會(huì)發(fā)生電暈。（錯(cuò)）自耦變壓器的等值電路和參數(shù)計(jì)算的原理和普通變壓器相同。（對(duì)）降壓變電所計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上就是低壓母線上的等值負(fù)荷。（錯(cuò)）三、簡(jiǎn)答題電力系統(tǒng)的近似計(jì)算主要指的是：①在元件參數(shù)的計(jì)算和歸算(所有變壓器的變比)以及標(biāo)幺制的基準(zhǔn)值選取等，所有用到的電壓均可采用對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的平均額定電壓來進(jìn)行計(jì)算。②忽略不計(jì)各元件阻抗參數(shù)中的電阻，以及對(duì)地的導(dǎo)納支路。計(jì)算用標(biāo)幺值表示的電力系統(tǒng)等值電路中的參數(shù)，可以有哪兩種途徑？ 1)將各元件參數(shù)的有名值先歸算到基本級(jí)，再除以對(duì)應(yīng)基本級(jí)的基準(zhǔn)值。其特點(diǎn)是：有統(tǒng)一的基準(zhǔn)值，但眾多參數(shù)的歸算較繁。另外，計(jì)算得到各支路電流、各節(jié)點(diǎn)電壓的標(biāo)幺值后，還必須歸回原電壓等級(jí)。 2)在確定了基本級(jí)的基準(zhǔn)值之后，按變壓器的實(shí)際變比歸算，求出對(duì)應(yīng)于各電壓級(jí)的基準(zhǔn)值，然后再將未經(jīng)歸算的各元件有名值參數(shù)除以自身電壓級(jí)的基準(zhǔn)值。其特點(diǎn)是：各電壓級(jí)的基準(zhǔn)值不同，但參數(shù)不必歸算。計(jì)算結(jié)果化成有名值時(shí)只要將標(biāo)幺值乘以自身電壓級(jí)的基準(zhǔn)值即可。四、電力系統(tǒng)接線如圖 21所示，圖中標(biāo)明了各級(jí)電力線路的額定電壓（kV），試求： G 10 T1 220 T2 110 T3 10 T5 3 35 T4 6 圖21 電力系統(tǒng)接線圖⑴發(fā)電機(jī)和變壓器各繞組的額定電壓，并標(biāo)在圖中；⑵設(shè)變壓器T1工作于+5%抽頭，TT5工作于主抽頭（T5為發(fā)電廠廠用變壓器），%抽頭，T4工作于5%抽頭，求各變壓器的實(shí)際變比；⑶求各段電力線路的平均額定電壓，并標(biāo)在圖中。解：⑴ 發(fā)電機(jī)和變壓器各繞組的額定電壓： ⑵ 變壓器實(shí)際變比： T1：：220/121/ T3：110/ T4：35/ T5： ⑶電力線路平均額定電壓： 230kV 115kV 37kV 五、計(jì)算題某35kV變電所有二臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其參數(shù)分別為：T1：； T2：。兩臺(tái)變壓器均忽略勵(lì)磁支路。變壓器低壓側(cè)通過的總功率為。試求：①當(dāng)變壓器變比為時(shí)，每臺(tái)變壓器通過的功率為多少？②當(dāng)，時(shí)，每臺(tái)變壓器通過的功率為多少？解： 變壓器變比相等時(shí)，ST1=+，ST2=+ 變壓器變比不等時(shí)，ST1=+，ST2=+ 有一臺(tái)SFL120000/110型向10kV網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器，銘牌給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：ΔPS=135kW，VS%=，ΔP0=22kW，I0%=。試計(jì)算歸算到高壓側(cè)的變壓器參數(shù)。解：由型號(hào)知，SN=20000kVA，高壓側(cè)額定電壓VN=110kV 。各參數(shù)如下：第三章 電力系統(tǒng)有功功率平衡及頻率調(diào)整3. 1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電力系統(tǒng)的頻率與有功功率密切相關(guān)。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)在額定頻率下的有功功率平衡，并留有必要的備用容量，是保證頻率質(zhì)量的前題。 1．有功功率平衡和備用容量 電力系統(tǒng)中的有功功率電源是各類發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，所有有功功率電源發(fā)出的功率必須與電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷相平衡，即 (31)式中 為系統(tǒng)中所有有功功率電源發(fā)出的功率； 為系統(tǒng)中所有負(fù)荷消耗的有功功率； 為系統(tǒng)中各元件總的有功功率損耗。 電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組額定容量的總和，稱為電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量。由于各發(fā)電設(shè)備并不都是按額定容量運(yùn)行，所以系統(tǒng)調(diào)度部門必須隨時(shí)準(zhǔn)確掌握可投入的各發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率——系統(tǒng)電源容量。為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠和具有良好的電能質(zhì)量，系統(tǒng)電源容量應(yīng)大于發(fā)電負(fù)荷，大于的部分稱為備用容量。 備用容量按發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可分為熱備用和冷備用。熱備用是運(yùn)行中的備用，冷備用是未運(yùn)轉(zhuǎn)的備用。 備用容量按發(fā)電設(shè)備的用途分為負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)備用。負(fù)荷備用是調(diào)整系統(tǒng)中短時(shí)負(fù)荷波動(dòng)并擔(dān)負(fù)計(jì)劃外的負(fù)荷增加而設(shè)置的備用；事故備用是使電力用戶在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然性事故時(shí)不受嚴(yán)重影響、維持系統(tǒng)正常供電所需的備用；檢修備用是為使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用；國民經(jīng)濟(jì)備用是計(jì)及負(fù)荷的超計(jì)劃增長而設(shè)置的備用。 上述四種備用是以熱備用和冷備用的形式存在著的。其中負(fù)荷備用和一部分事故備用需為熱備用，其余備用視需要確定為熱備用或冷備用。 2．有功功率負(fù)荷的變動(dòng)及其調(diào)整 電力系統(tǒng)的總負(fù)荷根據(jù)變化規(guī)律可分為以下三種：第一種是變化幅度很小、變化周期很短的負(fù)荷；第二種是變化幅度較大、變化周期較長的負(fù)荷；第三種是變化幅度很大，變化周期很長的負(fù)荷。 根據(jù)有功功率平衡關(guān)系[見式(3—1)]，負(fù)荷功率變化時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電磁功率將隨之變化，以達(dá)到有功功率平衡。又根據(jù)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程 (32) 可知，發(fā)電機(jī)電磁功率 變化，而機(jī)械功率 由于機(jī)組慣性不能馬上變化，功率平衡破壞，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 發(fā)生變化(偏離額定轉(zhuǎn)速( )，即系統(tǒng)頻率發(fā)生變化。 由第一種負(fù)荷變化引起的頻率偏移將由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整，稱為頻率的一次調(diào)整；第二種負(fù)荷變化引起的頻率偏移將由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)頻器進(jìn)行調(diào)整，為頻率的二次調(diào)整；第三種負(fù)荷變化引起的頻率偏移將在有功功率平衡的基礎(chǔ)上，責(zé)成各電設(shè)備按最優(yōu)(經(jīng)濟(jì))分配原則進(jìn)行有功功率的分配，稱為頻率的三次調(diào)整(將在第五章紹)。3. 2 電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)有功功率隨頻率變化的特性稱為電力系統(tǒng)的有功功頻率靜態(tài)特性。它可以分為負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性和發(fā)電機(jī)組(電源)的有功 一頻率靜態(tài)特性，簡(jiǎn)稱功一頻靜特性。負(fù)荷和發(fā)電機(jī)組的功一頻率靜態(tài)特性可用來分析的調(diào)整過程和調(diào)整結(jié)果。 1．負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性 在電力系統(tǒng)的總有功負(fù)荷中，有與頻率變化無關(guān)的負(fù)荷，如照明、整流設(shè)備等；有率的一次方成正比的負(fù)荷，如球磨機(jī)、往復(fù)式水泵等；有與頻率的二次方成正比的負(fù)荷，變壓器的渦流損耗；有與頻率的三次方成正比的負(fù)荷，如通風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵等；有與頻；更高次方成正比的負(fù)荷，如給水泵等。整個(gè)系統(tǒng)的有功功率負(fù)荷與頻率的關(guān)系可寫成 (33)式中 為頻率等于f時(shí)系統(tǒng)的有功負(fù)荷； 為頻率等于額定頻率 時(shí)系統(tǒng)的有功負(fù)荷：系數(shù) 為與頻率的i次方成正比的負(fù)荷在 中所占的份額，且有。將式(3—3)兩邊同除以 ，即得到標(biāo)幺值表示的負(fù)荷的功一頻靜特性 （34）當(dāng)頻率偏差不