#1.第一章電力系統(tǒng)概述

1、第一章 電力系統(tǒng) （網(wǎng)絡(luò) ）概述復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的基本內(nèi)容，掌握電力網(wǎng)絡(luò)的基本組成和特點(diǎn)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的基本概念1、電力系統(tǒng)的概念 電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備和相應(yīng)輔助系統(tǒng)按規(guī) 定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求組成的，將一次能源轉(zhuǎn)換為電能，并輸送到電力用戶的一 個(gè)復(fù)雜的、可控的統(tǒng)一系統(tǒng)。2、組成電力系統(tǒng)的設(shè)備分類 電力系統(tǒng)中的設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備： 一次設(shè)備：在電力系統(tǒng)中完成電能的生產(chǎn)、變換、傳輸、分配、使用等任 務(wù)的電器設(shè)備或系統(tǒng)叫做一次設(shè)。一次設(shè)備是電能的載體。由一次設(shè)備組成的 系統(tǒng)叫做一次系統(tǒng)。二次設(shè)備：完成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行測量、控制、保護(hù)或?qū)σ淮蜗到y(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行 調(diào)整、事故

2、處理的設(shè)備叫做二次設(shè)備。二次設(shè)備是信息的載體。由二次設(shè)備組 成的系統(tǒng)叫做二次系統(tǒng)或裝置。3、電力網(wǎng)絡(luò)的概念 電力網(wǎng)絡(luò)是由變壓器、輸電線路、電力電抗器、電力電容器等電器設(shè)備連 接而成，完成電能變換、傳輸、分配的網(wǎng)絡(luò)。4、電能的形態(tài) 三相交流電、單相交流電、直流電。5、電能作為一種商品的特點(diǎn)（1）和國民經(jīng)濟(jì)和人民的生活密切相關(guān)；（2）電能不能大量存儲(chǔ)，產(chǎn)銷是同時(shí)進(jìn)行的；（3）任何事件的發(fā)生都會(huì)非常迅速的影響整個(gè)系統(tǒng)；（4）電能質(zhì)量影響用電設(shè)備的效率、壽命、產(chǎn)品的質(zhì)量。電能質(zhì)量包括： 電壓、頻率、波形、三相對(duì)稱度（5）電能生產(chǎn)和使用必須遵循“安全第一”的原則。管理、操作、使用不 當(dāng)，將會(huì)危及人身和設(shè)

3、備安全。6、對(duì)電力系統(tǒng)的要求（1）保證安全可靠供電。設(shè)備安全、人員安全、供電不間斷。（2）提供合格的電能。 電壓（ 7% 10%）、頻率（ 0.2 正常時(shí)0.5Hz 故障時(shí)）、波形（總諧波畸變率、各次諧波含量） 、三相對(duì)稱度（負(fù)序 分量和正序分量比值的百分?jǐn)?shù)，正常時(shí) 2%、短時(shí) 4%）。（3）提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。更新技術(shù)和設(shè)備、節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)調(diào)度。（4）符合環(huán)保要求。達(dá)標(biāo)排放廢氣、廢渣、廢水；減低電磁輻射、噪音。7、電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（1）電力系統(tǒng)互聯(lián)，建立統(tǒng)一大電網(wǎng)或聯(lián)合電網(wǎng)。（2）超、特高壓輸電，交、直流混合輸電。（3）靈活的交流輸電技術(shù)。（4）大機(jī)組。（5）儲(chǔ)能技術(shù)。（6）新能源發(fā)電。

4、（7）智能電網(wǎng)。（8）電力市場。（9）互聯(lián)電網(wǎng)的穩(wěn)定性控制技術(shù)。（10）電力系統(tǒng)防災(zāi)變技術(shù)。（11）電力系統(tǒng)新材料、新工藝、新技術(shù)。第二節(jié) 電壓等級(jí)和電網(wǎng)的接線方式1、電壓等級(jí)及劃分三相交流是指線電壓，直流指對(duì)地電壓。我國最高交流電壓等級(jí)是 1000KV（長治-荊門線），于 2008年 12月 30 日 投入運(yùn)行。我國最高直流電壓等級(jí)為正負(fù) 500KV （葛洲壩 -上海南橋線、天生橋 -廣 州線、貴州 -廣東線、三峽 -廣東線），另有正負(fù) 50KV （上海-嵊泗群島線）， 100KV（寧波 -舟山線），南方電網(wǎng)公司將建設(shè)正負(fù) 800KV 特高壓直流輸電線。35kv 及以下電壓等級(jí)稱配電電壓 ,

5、（小于 500V 低壓，大于等于 1000V 高壓） 110kv220kv 電壓等級(jí)稱高壓330kv500kv 電壓等級(jí)稱超高壓，直流 500kV1000 kv 及以上電壓等級(jí)稱特高壓，直流 800kV2、我國額定電壓等級(jí) 額定電壓是電力系統(tǒng)及電力設(shè)備規(guī)定的正常電壓，即和電力系統(tǒng)及電力設(shè) 備某些運(yùn)行特性有關(guān)的標(biāo)稱電壓。電力系統(tǒng)各點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)行電壓允許在一定程 度上偏離其額定電壓，在這一允許偏離范圍內(nèi)，各種電力設(shè)備及電力系統(tǒng)本身 仍能能正常運(yùn)行。（1）電網(wǎng)的額定電壓： 220V/380 V（400V、0.4 kV）、3 kV 、6kV 、10kV 、 35kV、110kV、220kV、330kV、

6、500kV，750 kV 、1000KV 。（2）發(fā)電機(jī)額定電壓： 400V、3.15kV 、6.3kV、10.5kV、13.8kV 、15.75kV、 17.5kV、20kV。（3）變壓器額定電壓：電源側(cè)和發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)額定電壓相同，負(fù)荷側(cè)較電 網(wǎng)額定電壓高 5%10%。（4）用電設(shè)備額定電壓：等于電網(wǎng)額定電壓3、電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基本形式 電源和負(fù)荷的連接關(guān)系，電力網(wǎng)絡(luò)接線的基本形式分為有備用和無備用兩 類：無備用的接線：放射式、干線式、鏈?zhǔn)健?有備用接線：雙回路、環(huán)形、雙電源。4、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式 星形接線的中性點(diǎn)和地之間的連接關(guān)系。（1）大接地（直接接地、經(jīng)小電阻接地）方式 單相接地短

7、路電流大，必須切除故障部分，供電可靠性差；單相接地時(shí)， 非故障相對(duì)地電壓為相電壓，對(duì)絕緣要求低，響應(yīng)投資省。（2）不接地方式 單相接地時(shí)流經(jīng)故障點(diǎn)的為不大的對(duì)地電容電流，負(fù)荷各線電壓仍為對(duì)稱， 可繼續(xù)對(duì)負(fù)荷供電，供電可靠性高；單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高為線 電壓，對(duì)絕緣要求高，響應(yīng)投資大。發(fā)生單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，對(duì)相對(duì)地絕緣形成危 險(xiǎn)，規(guī)定和繼續(xù)運(yùn)行 2 小時(shí)當(dāng)電容電流較大，如 10KV 系統(tǒng) 30A 時(shí)，在接地點(diǎn)能形成穩(wěn)定的電弧，危 及電氣設(shè)備的安全。當(dāng)電容電流較小， 將形成間歇性電弧引起過電壓， 其值可達(dá) 2.53 倍的相電 壓。危及整個(gè)系統(tǒng)的絕緣。（3）中性點(diǎn)

8、經(jīng)消弧線圈接地 消弧線圈是一個(gè)具有鐵芯的可調(diào)電抗線圈，電阻很小，電抗很大。 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，在故障點(diǎn)產(chǎn)生和電容電流相位相反的感性電流， 從而使流經(jīng)短路點(diǎn)的電流減小，消除了短路電弧。在我國規(guī)定： 36kV 電壓等級(jí)，電容電流在 30A 以上； 10kV 電壓等級(jí)，電 容電流在 20A 以上； 3563kV 電壓等級(jí)，電容電流在 10A 以上均可采用中性點(diǎn) 經(jīng)消弧線圈接地的方式。中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地統(tǒng)成為小接地。在我國，目前 35kV 及一下采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式； 110kV 及 以上采用中性點(diǎn)直接接地方式。(a)(bi中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中i相接地時(shí)的狀況5）電壓、電流分布

9、丨b）電壓電at相量圖/ B中性點(diǎn)經(jīng)消鴉線圈接地系統(tǒng)中一相接地時(shí)的狀況（圖中Ube應(yīng)為EBe, Uce應(yīng)為Ece）第三節(jié) 電網(wǎng)原件的參數(shù)和等值電路這里只考慮正序等值電路。一、 標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)常使用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算。即使用沒有單位的阻抗、導(dǎo)納、電流、 電壓、功率的相對(duì)值進(jìn)行運(yùn)算。標(biāo)幺值有名值基準(zhǔn)值1-1)通常選定三相功率和線電壓的基準(zhǔn)值 SB和U B，其它各量的基準(zhǔn)值也就確定 了。三相功率的基準(zhǔn)一般選為一個(gè)整數(shù)，如 100或 1000MVA，電壓的基準(zhǔn)往往 取 電網(wǎng)中被定為基本級(jí)的額定電壓或平均額定電壓。當(dāng)功率、電壓的基準(zhǔn)值選 定后，其它基準(zhǔn)值按電路基本關(guān)系確定： TOC o 1-5 h z I

10、S BI B 3UBUU BU B3BUBZ 3U BU BI B3I BS B1-2)YB Z1BZB各級(jí)電壓等級(jí)元件，參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算，兩種方法：將各元件阻抗、導(dǎo)納以及各電流、電壓有名值歸算到基本級(jí)，然后除以基 本級(jí)各量的基準(zhǔn)值。將基本級(jí)基準(zhǔn)值歸算到各電壓級(jí)， 然后將各級(jí)元件阻抗、 導(dǎo)納以及各電流、 電壓有名值除以歸算到所在級(jí)的基準(zhǔn)值。叫做“就地歸算” 。常用第二種方法。兩種算法得到的結(jié)果是相同的。容量基準(zhǔn)硅酸后是不變采用標(biāo)幺值計(jì)算完成后，還需把標(biāo)幺值換算為有名值二、 變壓器等值電路1、 雙繞組變壓器等值電路串聯(lián)阻抗參數(shù)由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：1-3)1-4)2Pk 3I N2 RTUk%3UX

11、NTIN 100由（ 1-3）、（ 1-4）得等值電路串聯(lián)參數(shù)：PkRT3I N2Pk2SN3UN2PkUN2S2SN1-5)X U k%UN XT 100 3I NUk%UN100 3 SN3UN2Uk %UN2100SN1-6)上兩式中：額定容量的單位為 VA，短路損耗的單位為 W，電壓的單位為 V ，電流的單位為 A ，阻抗的單位為 。若額定容量的單位為 MVA，短路損耗的單位為 KW ，電壓的單位為 KV，電流的單位為 KA ，阻抗的單位仍為 ，上兩式變?yōu)椋?21000Pk (1000U N )2PkUN2N2RT (1000 1000SN )2 1000S1-7)2U k %(100

12、0U N )2Uk%UXTT 100(1000 1000SN )2N 100SN1-8)并聯(lián)電導(dǎo)由空載數(shù)據(jù)計(jì)算：P0 3GTGTUI0 % BTUN 100 3IN由（ 1-9）、（1-10）得等值電路并聯(lián)參數(shù)：GTP0B3I 0%I NBT100U N3I0% 3SUN NI 0 % SN100UN2100U N2(1-9)1-10)1-11)1-12)上兩式中：額定容量的單位為 VA，空載損耗的單位為 W，電壓的單位為 V ， 電流的單位為 A ，電導(dǎo)的單位為 S。若額定容量的單位為 MVA，空載損耗的單位為 KW ，電壓的單位為 KV， 電流的單位為 KA ，電導(dǎo)的單位為 S，上兩式變?yōu)?/p>

13、：1000P01000U N21-13)21000U N 2I 0 %(1000 1000SN )100(1000U N )2I 0 % SN100U N21-14)用上式變壓器的參數(shù)時(shí)，若 UN 用高壓側(cè)額定電壓，得到的是歸算到高壓測 的有名值；若 UN 用低壓側(cè)額定電壓，得到的是歸算到低壓測的有名值。 還可看出，如果以變壓器額定容量和額定電壓作為基準(zhǔn)值，則等值電路參數(shù)的 標(biāo)幺值為：RTPKSN1-15)XTUK%100GTP0SNBTI0%1-16)1-17)1-18)1002、 三繞組變壓器等值電路PK (1 2)PK (1 3)PK 1PK 2PK1 PK 3U K (1 2) % U

14、 及UK(1 3)% UK1% UK2 %K1% U K3% 得：PK (2 3)PK 2PK 3U K (2 3) %PK1PK 2PK3U K 2% U K3 %12(PK (1 2)2 ( PK (1 2 )2 (PK (1 3)PK (1 3)PK (2 3) )PK (2 3)PK(1 3) )PK(2 3)PK(1 2) )1K1%2(UK(1 2) % U1K 2 %2 (U K (1 2) % U1K 3 % 2 (U K (1 3) % UK(1 3) % U K(2 3) %)K (2 3) % U K (1 3) %)K ( 2 3) % UK(1 2)%)和雙繞組變壓器

15、同樣的方法得三繞組變壓器等值電路串聯(lián)參數(shù)：RT1Pk1UXT1RT2XT2Uk1%U N100SNPk2UUk2%U100SN(1-19)1-20)1-21)1-22)1-23)1-24)RT3S2 NUk3%U N2100SNXT31-25)1-26)PK (1 3)PK ( 2 3)U K (1 3) % UIN /2 2UK(23)%U K (2 3) % U K (2 3) %3、端部條件完全等值的變壓器模型等值變壓器模型上六式中：額定容量的單位為 VA，短路損耗的單位為 W，電壓的單位為 V ， 電流的單位為 A ，阻抗的單位為 。并聯(lián)參數(shù)的計(jì)算和雙繞組變壓器相同。如過三繞組變壓器容

16、量比不是 100/100/100，做短路試驗(yàn)流過繞組的電流受限和容量小的繞組，短路損耗和短路電壓需折算為流過額定電流時(shí)的值。如容 量比為 100/100/50 的繞組變壓器短路試驗(yàn)實(shí)際的損耗和電壓為 PK(13)、PK(2 3)和U K(1 3)% 、U K(2 3) % ，應(yīng)按下四式折算：1-27)1-28)1-29)1-30)以上變壓器模型中總有一段(雙繞組變壓器)或兩端(三繞組變壓器)的 參數(shù)(電流、電壓)和實(shí)際電路不同，因而為非端部條件完全等值的模型。用 這樣的模型進(jìn)行電路計(jì)算，必須再進(jìn)行反歸算才能得到參數(shù)的實(shí)際值。在多電壓級(jí)的復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)中，常有環(huán)網(wǎng)變壓器變比不匹配的問題，使按 變壓

17、器變比歸算的方法無法進(jìn)行。1)等值雙繞組變壓器變壓器模型a）為一實(shí)際變壓器， 1:k 為兩側(cè)繞組的電壓比（匝數(shù)比） 。（ b）的左端為歸算到 1側(cè)的 形等值電路， 可由空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求得， （b）的右端為一理 想變壓器（無損耗、 無漏磁、無需勵(lì)磁電流）。顯然，對(duì)端部參數(shù)（ U1、I 1、U 2 I 2 ）而言，（ a）和（ b）完全等值。在電網(wǎng)計(jì)算中，一般將圖（ b）中變壓器等值并聯(lián)之路看做節(jié)點(diǎn)的接地之路 就可以了。下面推導(dǎo)圖（ b）中端口（ 1,1 ）右側(cè)兩端口網(wǎng)絡(luò)的 形等值電路，條 件是端口參數(shù)（ U1、 I1、U2、 I 2 ）對(duì)應(yīng)相等。為此寫出上述兩端口網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn) 電壓方程。由圖可

18、得I1I 2 I 1（ 1-31）kUU2 U1 I1 ZT（1-32）k上兩式整理得節(jié)點(diǎn)電壓方程U1 U 2I11-33)Z T kZTU1 U 2I 2 2kZT k2Z T寫成矩陣形式Y(jié)11Y21I1I2ZT1kZTU1k2ZT U 2kZTYT1-34)1 YT ; Y12 ZT1YT1; Y222 2kk 2ZTk2kZT kYTYT1-35)kZT為節(jié)點(diǎn)電壓方程導(dǎo)納矩陣的元素。為了求出兩端口網(wǎng)絡(luò)形等值電路的參數(shù)，式（ 1-35）中自導(dǎo)納元素重寫為：Y11 YT YT YT yT YTk 1k k k kYTYTYT YT YT YT 1 kY222 222 k 2 k k k 2

19、kk 2 YT1-36)由（ 1-35）、（1-35）和（ 1-36）畫出b）圖右側(cè)兩端口網(wǎng)絡(luò)的等值電路為：等值變壓器模型在推導(dǎo)中已記及了變壓器兩側(cè)電流電壓的比例關(guān)系，在使 用時(shí)不別再進(jìn)行歸算了，使用該模型計(jì)算得到的是電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)際值。當(dāng)變壓器的電壓比為非實(shí)數(shù)時(shí)，式（ 1-35）變?yōu)閅1ZTYT;Y12kZTYTY21YT;Y22YT1-37)kZTk2ZTk2這時(shí)由于 Y12 Y21 導(dǎo)納矩陣失去對(duì)稱性，將不能畫出等值電路圖，但仍可按1-37）式將變壓器對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響計(jì)入電網(wǎng)的導(dǎo)納矩陣中當(dāng)變壓器的參數(shù)已歸算到二次側(cè)，則等值電路為其等值電路為（ k 為實(shí)數(shù)）2）等值三繞組變壓器模

20、型（3）等值變壓器模型的使用 三種方式： 電網(wǎng)計(jì)算使用有名值，直接用等值變壓器模型替代網(wǎng)絡(luò)中的變壓器 電網(wǎng)計(jì)算使用有名值，參數(shù)用標(biāo)準(zhǔn)變比歸算。以下說明：如圖（a ）所示，A、B 母線之間是一變比可調(diào)變壓器。A 側(cè)基準(zhǔn)電壓為 UABB 側(cè)基準(zhǔn)電壓為 U BB般去各自電壓等級(jí)的額定電壓或平均額定電壓。 Z1 、Z2是兩側(cè)電路元件的實(shí)際阻抗。圖（ b）將變壓器等值為一個(gè)阻抗和一個(gè)理想變壓器的串聯(lián)， k 是變壓器的 實(shí)際變比， ZT 是變壓器歸算到 B 側(cè)的串聯(lián)阻抗，其并聯(lián)支路忽略或已作為 B 母 線接地之路考慮。圖（ c）將理想變壓器等值為兩各理想變壓器的串聯(lián)，其中kN U AB（1-38）U BB

21、稱為標(biāo)準(zhǔn)變比。由 k k N k 得kk k（ 1-39）kN稱為非標(biāo)準(zhǔn)變比。在圖（ c）中將 ZT、 Z2 用標(biāo)準(zhǔn)變比進(jìn)行歸算得到圖（ d）。（d）中 ZT、 Z2 是 用標(biāo)準(zhǔn)變比歸算后的值，保留非標(biāo)準(zhǔn)變比變壓器其結(jié)果相當(dāng)于將參數(shù)再按非標(biāo) 準(zhǔn)變比歸算一次。這里不這樣處理。將圖（d）中 A、B 間支路用等值變壓器模型代替得到圖（ e）為最終等值電 路。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是： 標(biāo)準(zhǔn)變比取各電壓等級(jí)額定電壓或平均額定電壓，不存在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)變比 不匹配的問題。當(dāng)變壓器變比發(fā)生變化時(shí)， 只需重新計(jì)算 A、B 之間網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)， 工作量 大大減少。電網(wǎng)計(jì)算使用標(biāo)幺值。圖（ a）、（b）、（c）如前。圖（ d）中

22、， ZT 、 Z1 、 Z2 為圖（ c）中對(duì)應(yīng)參數(shù)以各自電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電 壓為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。圖（ e）為標(biāo)幺值等值電路。和是常用的。輸電線路等值電路一字型等值電路，只包含導(dǎo)體的電阻和電抗，忽略了對(duì)地的電導(dǎo)和容納。適用于長度不超過 100KM 的架空線路或距離不長的電纜。對(duì)于長度在 100300KM 的架空線路，或長度超過 100KM 的電纜線路，線 路的電容效應(yīng)不能忽略，需采用 T 型或型等值電路。圖中Z R jX ， Y jBR、X、B分別為導(dǎo)體的電阻、電抗、電納。 以上為集中參數(shù)等值電路，對(duì)超高壓長距離輸電線路如需考慮其分布特性三、時(shí)，需采用分布參數(shù)等值電路。四、發(fā)電機(jī)等值電路當(dāng)可以認(rèn)為

23、發(fā)電機(jī) d、q軸電抗相等時(shí)，發(fā)電機(jī)可用（ a）圖表示， EG、 XG為發(fā)電機(jī)電勢和電抗，不同的情況取不同的值。制造廠家給出以發(fā)電機(jī)額定電壓、電流為基準(zhǔn)的電抗百分值 X G%XGXG % UN100 3I1-40)（b）、（c）圖為發(fā)電機(jī)恒定功率，恒定電壓模型，常用于潮流計(jì)算或相關(guān) 分析。五、電抗器、電容器等值電路 電抗器、電容器在電路模型中用一條之路表示，一般不計(jì)及元件的電阻 廠家給出的電抗器參數(shù)為以額定參數(shù)為基準(zhǔn)的電抗百分值 XL% 。1-41)XXL% U NXL100 3I N電力電容器廠家給出電容器的電容參數(shù)。XC1jC1-42)六、負(fù)荷等值電路 穩(wěn)態(tài)分析時(shí)，負(fù)荷有三種表示方法。 （a

24、）為負(fù)荷的恒定功率模型。b）為恒定阻抗模型SL為三相復(fù)功率SL PL jQ L 3U L I L 3U LULZ3U L2Z3U L 2ZUL2RL jL式中U L 、U L 分別為相電壓和線電壓。由上式得：RL jX LUL2SLU 2 2 S2 (PL jQL )SLSLUL2SL2b）為恒定導(dǎo)納模型RL SL2L PLXL USLL2 QL1-43)GLjB L1RL jX L RLjX LRL2 XL2G L2 1 2 RL1-44)LRL2 X L2 LXLBL1B L 2 2LRL2 X L2第四節(jié) 輸電線路電壓降和傳輸功率一、輸電線路上的電壓降落為簡單起見忽略線路的對(duì)地電容，用一

25、字型等值電路做為線路模型?，F(xiàn)已 知線路參數(shù) Z R jX ，末端輸出功率（單相）S2 P2 jQ2 ，末端相電壓 U 2 U2 0求首段電壓 U 1和功率 S1線路中的電流首段電壓將U2 U2 0 代如（ 1-46）得式中I S2U2P2 jQ 2U2U1 U 2 Z IU1U2 P2 U2jQ2P2 jQ 2U1 U22 2 (R jX) (U2U2(U 2 U ) j UU1 (U2 U)2 U 2P2R Q2 XU2P2R Q2XP2 X Q2 R2 2 ) j 2 2U2P2 X Q2RU2U21-45)1-46)1-48)1-49)( 1-50)兩端電壓的相量如圖示圖中U U1 U

26、2 U j U（1-51）為首端到末端的電壓降落， U 和 U 分別為電壓降的縱分量和橫分量。sinUU11-52)為輸電線路的功角。一般情況下 不大， U1和U 2的變化范圍也不大，可近視的認(rèn)為U1 （U 2 U ）（1-53）由相量圖和（ 1-52）及（1-53）可知， 兩端電壓大小差主要取決于電壓降的 縱分量，兩端電壓相角差主要取決于電壓降落的橫分量。通常在高壓電網(wǎng)中 R X ,由（ 1-50）可知， 電壓降的縱分量的變化主要取 決于線路中傳輸?shù)臒o功功率的變化，電壓降的橫分量的變化主要取決于線路中 傳輸?shù)挠泄β实淖兓６?、輸電線路上傳輸?shù)墓β屎雎跃€路對(duì)地電容和電導(dǎo)，末端輸出功率UU j

27、 US2 P2 jQ2 U 2 I U 2U 2（1-54）R jX R jX計(jì)及 R X ，令 R 0，并將 U 2 U2 0 代入，上式變?yōu)椋篜2 jQ2 U2 U jU 2 U（1-55）XXUU1U1U 2（1-56）P2 U 2U 2 sin sin（ 1-56）XX XU U2（U1 U 2）Q2 U 22 2 X X（ 1-57）由式（ 1-56）、（ 1-57）可知， 在高壓電力系統(tǒng)中，一般地，輸電線路中傳輸 的有功功率大小主要和兩端電壓相角差線路有關(guān)，有功功率越大電壓相角差越 大。有功功率由電壓相位高的節(jié)點(diǎn)流向電壓相位低的節(jié)點(diǎn)；輸電線路中傳輸?shù)?無功功率大小主要和兩端電壓大小

28、差有關(guān)，無功功率越大電壓大小差越大。無 功功率由電壓值高的節(jié)點(diǎn)流向電壓值低的節(jié)點(diǎn)。第五節(jié) 電力線路的運(yùn)行特性空載運(yùn)行特性線路末端未連接任何負(fù)載，輸出功率 S2 0 。將型等值電路末端導(dǎo)納的功率作為線路一字型等值電路末端負(fù)載，并忽略導(dǎo)納中的電導(dǎo)，則有：1-58)P2 012Q2 12 BU22B為 Y 中電納的部分。代入（ 1-58）得電壓將的總分量和橫分量1-59)11U XBU 2 ； U RBU22 2 2 2 畫出相量圖為：當(dāng)線路空載運(yùn)行時(shí)，由于線路充電無功的存在，使線路末端電壓高于首端 電壓。如果線路對(duì)地電容大（超高壓長距離輸電線路，電纜） ，當(dāng)線路首端電壓 為額定電壓時(shí)，線路末端電壓

29、會(huì)超過額定電壓而出現(xiàn)過電壓。二、 線路的有載運(yùn)行特性 把線路末端的充電無功并入負(fù)荷考慮，這種情況仍可用一字等值電路分析。 （1）負(fù)荷為純無功時(shí)， S2 0 jQ2 ,線路電壓降為XQ2URUQ221-60)其相量圖為：當(dāng)Q2變動(dòng)時(shí)，首端電壓 U 1端點(diǎn)將沿圖中直線 QQ 移動(dòng)， 為直線 QQ和U2的 夾角， tg 1 U tg 1 R ，即， 90 是線路的阻抗角。UX當(dāng)為感性負(fù)載， Q2 0時(shí)， U1 U2，U1滯后U 2 ；當(dāng)為容性負(fù)載， Q2 0時(shí)， U1 U2，U1超前U 2。（2）負(fù)荷為純有功時(shí)， S2 P0 j0 ,線路電壓降為RP2XP21-61)其相量圖為：當(dāng) P2變動(dòng)時(shí)，首端電壓 U 1端點(diǎn)將沿圖中直線 PP移動(dòng)， 為直線 PP和U 2的 垂線的夾角， tg 1 UU tg 1 XR 。可見，直線 QQ 和直線 PP垂直。當(dāng)輸出有功為正， P2 0時(shí)，U1 U2，U1 超前U 2；當(dāng)為容性負(fù)載， P2 0時(shí)，U1與U2 大小關(guān)系不定， U1落后U23）當(dāng)負(fù)載既有功