《電力工程》PPT精品課程課件全冊(cè)課件匯總

1、授課人：XX XX 電力工程XX學(xué)院 XX 專(zhuān)業(yè)【全套課件】電力工程第一章電力系統(tǒng)概述143第二章電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析44236第三章發(fā)電廠和變電所的一次系統(tǒng)237349第四章電力系統(tǒng)短路350471第五章電力系統(tǒng)穩(wěn)定472509第六章發(fā)電廠和變電所的二次系統(tǒng)510601第七章遠(yuǎn)距離輸電602666目錄第一節(jié) 電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)之一。它承擔(dān)著把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的電能，它既為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力又是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于

2、其他的工業(yè)部門(mén)，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。 第一章 電力系統(tǒng)概述 在電力工業(yè)發(fā)展的初期，發(fā)電廠都建設(shè)在用戶(hù)附近，規(guī)模很小，而且是孤立運(yùn)行的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，用戶(hù)的用電量和發(fā)電廠的容量都在不斷增大。由于電能生產(chǎn)是一種能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換，發(fā)電廠宜于建設(shè)在動(dòng)力資源所在地，而蘊(yùn)藏動(dòng)力資源的地區(qū)與電能用戶(hù)之間又往往隔有一定距離。例如，水能資源集中在河流落差較大的偏僻地區(qū)，熱能資源則集中在盛產(chǎn)煤、石油、天然氣的礦區(qū)；而大城市、大工業(yè)中心等用電部門(mén)則由于原材料供應(yīng)、產(chǎn)品協(xié)作配套、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)等原因以及各種地理、歷史條件的限制，往往與動(dòng)力資源所在地相距較遠(yuǎn)，為此就必須建設(shè)升壓變電所和架

3、設(shè)高壓輸電線(xiàn)路以實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離輸送。而當(dāng)電能輸送到負(fù)荷中心后，又必須經(jīng)過(guò)降壓變電所降壓，再經(jīng)過(guò)配電線(xiàn)路，才能向各類(lèi)用戶(hù)供電。 一、電力系統(tǒng)的形成和優(yōu)越性 （一）電力系統(tǒng)的形成第二節(jié) 電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 隨著生產(chǎn)的發(fā)展和用電量的增加，發(fā)電廠的數(shù)目也不斷增加。這樣一來(lái)，一個(gè)個(gè)發(fā)電廠再保持孤立運(yùn)行的狀態(tài)就沒(méi)有什么好處了。當(dāng)一個(gè)個(gè)地理上分散在各處、原來(lái)孤立運(yùn)行的發(fā)電廠通過(guò)輸電線(xiàn)路、變電所等相互連接形成一個(gè)“電”的整體以供給用戶(hù)用電時(shí)，就逐步形成了現(xiàn)代的電力系統(tǒng)。換句話(huà)說(shuō)，電力系統(tǒng)就是由發(fā)電廠、變電所、輸配電線(xiàn)路直到用戶(hù)等在電氣上相互連接的一個(gè)整體. 它包括了從發(fā)電、輸電、配電直到用電這樣一個(gè)全過(guò)程

4、。另外，還把由輸配電線(xiàn)路以及由它所聯(lián)系起來(lái)的各類(lèi)變電所總稱(chēng)為電力網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱(chēng)電力網(wǎng)），所以，電力系統(tǒng)也可以看作是由各類(lèi)發(fā)電廠和電力網(wǎng)以及用戶(hù)所組成的。 （二）系統(tǒng)聯(lián)系的優(yōu)越性與存在問(wèn)題 1減少系統(tǒng)中的總裝機(jī)容量 2合理利用動(dòng)力資源，充分發(fā)揮水力發(fā)電廠的作用 3提高供電的可靠性 4提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 5系統(tǒng)增強(qiáng)所帶來(lái)的問(wèn)題：事故波及二、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)以及對(duì)電力系統(tǒng)的要求 （一）電力系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）電能不易儲(chǔ)藏。由于電能生產(chǎn)是一種能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換，從而要求生產(chǎn)與消費(fèi)同時(shí)完成。電能難于儲(chǔ)存，可以說(shuō)是電能生產(chǎn)的最大特點(diǎn)。 （2）電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和人民生活有著極為密切的關(guān)系。 （3）暫態(tài)過(guò)程十分短暫

5、。由于電是以光速傳播的，所以運(yùn)行情況發(fā)生變化所引起的電磁方面和機(jī)電方面的暫態(tài)過(guò)程都是十分迅速的。 （4）電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)。 （二）對(duì)電力系統(tǒng)的要求 （1）最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)的用電需要，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)提供充足的電力。 （2）保證供電的可靠性。 （3）保證電能的良好質(zhì)量。 （4）保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 把上述各點(diǎn)歸納起來(lái)可知：保證對(duì)用戶(hù)不間斷地供給充足、優(yōu)質(zhì)而又價(jià)廉的電能，這就是電力系統(tǒng)的基本任務(wù)。 一次能源，可以說(shuō)與糧食和水一樣，是人類(lèi)賴(lài)以生存以及支撐現(xiàn)代社會(huì)文明的主要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。從原始社會(huì)起，人類(lèi)就是通過(guò)消耗能量而生活，并進(jìn)行各種社會(huì)活動(dòng)的，目前世界上可以利用的一次能源資源

6、主要為化石能源（煤、石油、天然氣）、可再生能源（水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等）以及核能源等，電能主要通過(guò)這些一次性能源轉(zhuǎn)換而生產(chǎn)出來(lái)。能源形態(tài)與電能生產(chǎn)的相互關(guān)系，可簡(jiǎn)略地用下圖1-2表示。 一、一次能源與電力生產(chǎn) 第三節(jié) 發(fā)電廠的類(lèi)型及其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介 由于地球上的一次能源資源的儲(chǔ)存量是有限的，如不注意節(jié)約與合理使用，必有一天人類(lèi)將面臨能源枯竭的危險(xiǎn)。因此，在21世紀(jì)中，對(duì)節(jié)約能源與開(kāi)發(fā)新能源特別是對(duì)可再生能源利用的研究，將是人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展所面臨的一項(xiàng)重大的課題。 火力發(fā)電廠是以煤、石油、天然氣等作為燃料，燃料燃燒時(shí)化學(xué)能被轉(zhuǎn)換為熱能，再借助汽輪機(jī)等熱力機(jī)械將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電

7、機(jī)將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。?jù)統(tǒng)計(jì)，全世界發(fā)電廠的總裝機(jī)容量中，火力發(fā)電廠占了70%以上。迄今，我國(guó)的發(fā)電廠總裝機(jī)容量中，火電廠占75%以上。 二、火力發(fā)電廠 一般火力發(fā)電廠多采用凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，故又稱(chēng)為凝汽式發(fā)電廠圖1-3凝汽式發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程示意圖 水力發(fā)電廠是利用河流所蘊(yùn)藏的水能資源來(lái)發(fā)電，水能資源是最干凈、價(jià)廉的可再生能源。 三、水力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠可能的發(fā)電出力（容量）的大小決定于上下游的水位差（簡(jiǎn)稱(chēng)水頭）和流量的大小。因此，水力發(fā)電廠往往需要修建攔河大壩等水工建筑物以形成集中的水位差，并依靠大壩形成具有一定容積的水庫(kù)以調(diào)節(jié)河川流量。 水力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程較簡(jiǎn)單（以壩后式水電廠圖1-4為

8、例進(jìn)行介紹） ，故它所需的運(yùn)行維護(hù)人員較少，且易于實(shí)現(xiàn)全盤(pán)自動(dòng)化。再加之水力發(fā)電廠不消耗燃料，所以它的電能成本要比火力發(fā)電廠低得多。此外，水力發(fā)電機(jī)組的效率較高、承受變動(dòng)負(fù)荷的性能較好，故在系統(tǒng)中的運(yùn)行方式較為靈活；水力發(fā)電機(jī)組起動(dòng)迅速，在事故時(shí)能有力地發(fā)揮其后備作用。 水力發(fā)電廠的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不像火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠那樣存在環(huán)境污染問(wèn)題。水能資源是屬于可再生利用的清潔能源，這種發(fā)電方式對(duì)節(jié)能減排有利。 圖1-4 壩后式水電廠示意圖 核能發(fā)電的基本原理是：核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生可控核裂變，即所謂鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，釋放出大量熱能，由冷卻劑（水或氣體）帶出，在蒸汽發(fā)生器中將水加熱為蒸汽，然后同一般火力發(fā)電

9、廠一樣，用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。冷卻劑在把熱量傳給水后，又被泵打回反應(yīng)堆里去吸熱，這樣反復(fù)使用就可以不斷地把核裂變釋放的熱能引導(dǎo)出來(lái)。 四、核能發(fā)電廠 核能發(fā)電廠與火力發(fā)電廠在構(gòu)成上的最主要區(qū)別是，前者用核蒸汽發(fā)電系統(tǒng)（核反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、泵和管道等）來(lái)代替后者的蒸汽鍋爐。所以核能發(fā)電廠中的反應(yīng)堆又被稱(chēng)為原子鍋爐。 根據(jù)核反應(yīng)堆的形式不同，核能發(fā)電廠可分為幾種類(lèi)型。圖1-6為目前使用較廣的輕水堆型（包括沸水堆和壓水堆）核能發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程示意圖。 （a）沸水堆型反應(yīng)堆； （b）壓水堆型反應(yīng)堆 圖1-6 輕水堆型核能發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程示意圖 核能發(fā)電廠的主要優(yōu)點(diǎn)之一是可以大量節(jié)省煤、石

10、油等燃料。例如，1 kg的鈾裂變所產(chǎn)生的熱量，相當(dāng)于2700 t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的熱量。具體而言，一座容量為50萬(wàn)kW的火力發(fā)電廠每年至少要燒掉150萬(wàn)t煤，而同容量的核能發(fā)電廠每年只要消耗600 kg鈾燃料就夠了，從而可避免大量的燃料運(yùn)輸。 核能發(fā)電廠的另一個(gè)特點(diǎn)是燃燒時(shí)不需要空氣助燃，所以核能發(fā)電廠可以建設(shè)在地下、山洞里、水下或空氣稀薄的高原地區(qū)。此外，從發(fā)電廠的建設(shè)投資和發(fā)電成本來(lái)看，核能發(fā)電廠的造價(jià)雖較火力發(fā)電廠的要高，但發(fā)電成本比火力發(fā)電廠的要低30%50%，它的規(guī)模愈大，單位千瓦投資費(fèi)用下降愈多。另外，核能發(fā)電廠適宜于擔(dān)任電力系統(tǒng)的基本負(fù)荷，這樣可以保證運(yùn)行時(shí)的效率最高。 核能發(fā)電廠

11、的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是較之一般燃煤電廠而言，它的CO2等溫室氣體的排放量要低得多，從而對(duì)節(jié)能減排有利。目前也有一種提法是“核電是清潔能源”。 核能發(fā)電廠的主要問(wèn)題是對(duì)放射性泄漏污染的擔(dān)心。 在我國(guó)，核能發(fā)電廠的建設(shè)起步較晚。迄今，在全世界的總發(fā)電容量中，核能發(fā)電廠占了約16%，而我國(guó)核電僅占1.6%， 據(jù)規(guī)劃，到2020年中國(guó)的核電裝機(jī)容量將達(dá)到4000萬(wàn)kW，約占當(dāng)時(shí)全國(guó)裝機(jī)容量的4%。 一般而言，可再生利用的能源主要是指水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能。 五、可再生能源發(fā)電與分布式發(fā)電 在可再生能源中，以風(fēng)力發(fā)電最受重視。風(fēng)力發(fā)電有離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種類(lèi)型。并網(wǎng)型的風(fēng)電場(chǎng)可以得到大電力網(wǎng)的補(bǔ)償和支撐，可以更充

12、分地開(kāi)發(fā)可利用的風(fēng)能資源，這是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的主要方向。 （一）風(fēng)力發(fā)電 并網(wǎng)型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)又可以分為恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)兩種。 圖1-7 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展主要依賴(lài)于大容量電力電子技術(shù)的成果，從結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方面可分為直接驅(qū)動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 圖1-8直接驅(qū)動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)圖1-9雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 利用太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換方式有光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種。（二）太陽(yáng)能發(fā)電 太陽(yáng)能電池是利用半導(dǎo)體PN結(jié)的光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能的器件。單個(gè)太陽(yáng)能電池不能作為電源使用，而要用若干片電池組成的

13、電池陣進(jìn)行發(fā)電。圖1-10離網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng) 圖111并網(wǎng)屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖 最后再談一下分布式發(fā)電。它是指風(fēng)力、太陽(yáng)能、潮汐、地?zé)?、植物秸稈發(fā)電，垃圾發(fā)電和磁流體發(fā)電等。這種發(fā)電方式一般都容量不大，具有各自的運(yùn)行特點(diǎn)且并不都與系統(tǒng)相連，它可以分散于各處，其中多數(shù)屬于上述的可再生利用的清潔能源。盡管分布式發(fā)電的技術(shù)尚不成熟，容量也有限，但是作為一種替代能源，它還是很有潛力的。為了解決長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源資源緊缺問(wèn)題，世界上許多國(guó)家都出臺(tái)了一些支持分布式發(fā)電的政策，我國(guó)也不例外，今后對(duì)它的發(fā)展還是非常值得關(guān)注的。 電壓質(zhì)量對(duì)各類(lèi)用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有直接的影響。圖1-12表示照明負(fù)荷的電

14、壓特性。從圖上可以看出，對(duì)照明負(fù)荷來(lái)說(shuō)，白熾燈對(duì)電壓的變化是敏感的。當(dāng)電壓降低時(shí)，白熾燈的發(fā)光效率和光通量都急劇下降；當(dāng)電壓上升時(shí)，白熾燈的壽命將大為縮短。例如，電壓較額定值降低10%，則光通量減少30%；電壓額定值上升10%，則壽命縮減一半。 一、電壓 第四節(jié) 電能的質(zhì)量指標(biāo)通常衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是電壓、頻率和波形。 圖1-12照明負(fù)荷（白熾燈）的電壓特性 圖1-13輸出功率一定時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、功率因數(shù)和效率隨電壓而變化的特性 對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷中大量使用的異步電動(dòng)機(jī)而言，它的運(yùn)行特性對(duì)電壓的變化也是較敏感的。當(dāng)輸出額定功率并保持不變時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、效率因數(shù)和功率隨電壓而

15、變化的特性如圖1-13所示。 頻率的偏差同樣將嚴(yán)重影響電力用戶(hù)的正常工作。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，頻率降低將使其轉(zhuǎn)速下降，從而使生產(chǎn)率降低，并影響電動(dòng)機(jī)的壽命；反之，頻率增高將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，增加功率消耗，并使經(jīng)濟(jì)性降低。特別是某些對(duì)轉(zhuǎn)速要求較嚴(yán)格的工業(yè)部門(mén)（如紡織、造紙等），頻率的偏差將大大影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至產(chǎn)生廢品。另外，頻率偏差對(duì)發(fā)電廠（尤其是火力發(fā)電廠）本身將造成更為嚴(yán)重的影響。 二、頻率 此外，頻率的變化還將影響到電子信息設(shè)備以及計(jì)算機(jī)、自控裝置等電子設(shè)備的準(zhǔn)確工作等。 目前世界上除美國(guó)外的絕大多數(shù)國(guó)家規(guī)定的額定頻率為50 Hz（美國(guó)為60 Hz），而各國(guó)對(duì)頻率變化的容許偏差的規(guī)定不一，有

16、的國(guó)家規(guī)定為不超過(guò)0.5 Hz，也有一些國(guó)家規(guī)定為不超過(guò)（0.20.1）Hz的。我國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率為50 Hz，而頻率變化的容許偏差為（0.50.2）Hz。 通常，要求電力系統(tǒng)給用戶(hù)供電的電壓及電流的波形應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。 三、波形 供電電壓（電流）的波形不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波時(shí)，必然包含著各種高次諧波成分，這些諧波成分的出現(xiàn)將大大影響電動(dòng)機(jī)的效率和正常運(yùn)行，還可使系統(tǒng)因容抗、感抗等參數(shù)的改變而產(chǎn)生高次諧波共振以及增大元件的諧波損耗而危及設(shè)備的安全運(yùn)行。 一、電力系統(tǒng)的接線(xiàn)方式第五節(jié) 電力系統(tǒng)的接線(xiàn)方式和電壓等級(jí) （一）系統(tǒng)發(fā)展的基本結(jié)構(gòu)形式 （1）大城市型。 圖1-14以大城市為

17、中心的環(huán)形主干電力系統(tǒng) （2）遠(yuǎn)距離型。 圖1-15遠(yuǎn)距離型輸電系統(tǒng) （二）電力網(wǎng)絡(luò)的接線(xiàn) （1）無(wú)備用電力網(wǎng)接線(xiàn) （2）有備用電力網(wǎng)接線(xiàn) （a）單回線(xiàn)路放射式（b）單回線(xiàn)路干線(xiàn)式（c）單回線(xiàn)路鏈?zhǔn)?（a）雙回線(xiàn)路放射式（b）雙回線(xiàn)路干線(xiàn)式（c）雙回線(xiàn)路鏈?zhǔn)剑╠）環(huán)網(wǎng)（e）兩端供電式二、電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí) 電力系統(tǒng)中的電機(jī)、電器和用電設(shè)備都規(guī)定有額定電壓，只有在額定電壓下運(yùn)行時(shí)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能才最好，也才能保證安全可靠運(yùn)行。 我國(guó)所制定的電壓在1000 V以上電氣設(shè)備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的額定電壓如下表1-1所示。 對(duì)表1-1進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)下列特點(diǎn):（1）發(fā)電機(jī)的額定電壓較用電設(shè)備的額定電

18、壓高出5%。 （2）變壓器的一次繞組是接受電能的，可以看成是用電設(shè)備，其額定電壓與用電設(shè)備的額定電壓相等，而直接與發(fā)電機(jī)相連接的升壓變壓器的一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相配合。 （3）變壓器的二次繞組相當(dāng)于一個(gè)供電電源，從表1-1可以看出，它的額定電壓要比用電設(shè)備的額定電壓高出10%。但在3、6、10 kV電壓時(shí)，如為短路阻抗小于75%的配電變壓器，則二次繞組的額定電壓僅高出用電設(shè)備額定電壓的5%。 圖1-18電力網(wǎng)各部分電壓分布示意圖 三、電壓等級(jí)的選擇 在輸送距離和傳輸功率的一定條件下，如果所選用的額定電壓愈高，則線(xiàn)路上的電流愈小，相應(yīng)線(xiàn)路上的功率損耗、電能損耗和電壓損耗也就愈小。并

19、且可以采用較小截面的導(dǎo)線(xiàn)以節(jié)約有色金屬。但是電壓等級(jí)愈高，線(xiàn)路的絕緣愈要加強(qiáng)，桿塔的幾何尺寸也要隨導(dǎo)線(xiàn)之間的距離和導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地之間的距離的增加而增大。這樣線(xiàn)路的投資和桿塔等的材料消耗就要增加。同樣線(xiàn)路兩端的升壓、降壓變電所的變壓器以及斷路器等設(shè)備的投資也要隨著電壓的增高而增大。因此，采用過(guò)高的額定電壓并不一定恰當(dāng)。一般來(lái)說(shuō)，傳輸功率愈大、或輸送距離愈遠(yuǎn)，選擇較高的電壓等級(jí)就比較有利。 根據(jù)以往的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)電力網(wǎng)額定電壓、輸送距離和傳輸功率之間的大致關(guān)系如下表1-2所示。此表可供選擇電力網(wǎng)額定電壓時(shí)的參考。 表1-2 電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率與輸送距離的大致關(guān)系（供參考） 目前，我國(guó)超高

20、壓交流遠(yuǎn)距離輸電電壓為330、500、750kV（其中330kV及750kV僅在我國(guó)西北地區(qū)使用），即將有1000kV的特高壓線(xiàn)路投入運(yùn)行。 一、負(fù)荷與負(fù)荷特性 第六節(jié) 電力系統(tǒng)的負(fù)荷和負(fù)荷曲線(xiàn) （一）負(fù)荷 通常把用戶(hù)的用電設(shè)備所取用的功率統(tǒng)稱(chēng)之為負(fù)荷（以往又稱(chēng)負(fù)載）。 另外，把用戶(hù)所消耗的總用電負(fù)荷再加上網(wǎng)絡(luò)中線(xiàn)路和變壓器所損耗的功率就得出系統(tǒng)中各個(gè)發(fā)電廠所應(yīng)供給的功率，稱(chēng)其為系統(tǒng)的供電負(fù)荷。供電負(fù)荷再加上發(fā)電廠本身所消耗的功率（發(fā)電廠的自用電）就是系統(tǒng)中各個(gè)發(fā)電廠所應(yīng)發(fā)出的總功率。 （二）負(fù)荷的分類(lèi) （1）按物理性能分類(lèi)。 （2）按電力生產(chǎn)和銷(xiāo)售過(guò)程分類(lèi)。 （3）按突然中斷供電對(duì)用戶(hù)所造成

21、的損失分類(lèi) （三）負(fù)荷特性 負(fù)荷特性是指負(fù)荷功率隨負(fù)荷端電壓或系統(tǒng)的頻率變化而變化的規(guī)律，又有靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性之分。 （a）靜態(tài)電壓特性 （b）靜態(tài)頻率特性二、電力系統(tǒng)的日負(fù)荷曲線(xiàn)及其用途 圖1-20電力系統(tǒng)的典型日有功負(fù)荷曲線(xiàn) 圖1-21電力系統(tǒng)的典型日無(wú)功負(fù)荷曲線(xiàn) 負(fù)荷曲線(xiàn)除了用來(lái)表示負(fù)荷功率隨時(shí)間變化的規(guī)律外，還可用來(lái)計(jì)算用戶(hù)所消費(fèi)的電能的大小。在某一時(shí)間t內(nèi)用戶(hù)所消耗的電能A為該時(shí)間內(nèi)用戶(hù)的有功功率P和時(shí)間t的乘積。圖1-22電力系統(tǒng)日負(fù)荷曲線(xiàn)分配 負(fù)荷曲線(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行十分有用，電力系統(tǒng)的計(jì)劃生產(chǎn)主要是建立在預(yù)測(cè)的負(fù)荷曲線(xiàn)的基礎(chǔ)之上的。通常，為了事先安排電力系統(tǒng)中各個(gè)電廠的生產(chǎn)（

22、即要求各個(gè)電廠在某個(gè)時(shí)刻應(yīng)開(kāi)幾臺(tái)機(jī)組、發(fā)多少電等），必須事前由電力系統(tǒng)調(diào)度中心（指揮和協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)中各個(gè)發(fā)電廠生產(chǎn)的一個(gè)部門(mén)）制定出電力系統(tǒng)每天的預(yù)測(cè)負(fù)荷曲線(xiàn)。這種負(fù)荷曲線(xiàn)常繪制成階梯形，如圖1-22所示。 因此，在一晝夜內(nèi)用戶(hù)所消費(fèi)總電能為三、電力系統(tǒng)的年負(fù)荷曲線(xiàn)和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 圖1-23年最大負(fù)荷曲線(xiàn) 在電力系統(tǒng)的運(yùn)行和設(shè)計(jì)中，還要知道一年之內(nèi)負(fù)荷的變化規(guī)律，最常用的是年最大負(fù)荷曲線(xiàn)如圖1-23所示。 在電力系統(tǒng)的分析計(jì)算中常常用到年負(fù)荷持續(xù)曲線(xiàn)，如圖1-24所示。 圖1-24年負(fù)荷持續(xù)曲線(xiàn) 如果把用戶(hù)全年所消耗的電能與一年內(nèi)的最大負(fù)荷相比，所得到的時(shí)間稱(chēng)為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tm

23、ax，則有 從式（1-7）可以看出，Tmax的物理意義為：若用戶(hù)始終保持最大負(fù)荷Pmax運(yùn)行，在經(jīng)過(guò)Tmax小時(shí)后所消耗的電能恰好等于其全年實(shí)際消耗的總電能。 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的大小在一定程度上反應(yīng)了實(shí)際負(fù)荷在一年內(nèi)的變化程度。 表1-3各類(lèi)用戶(hù)的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax 根據(jù)電力系統(tǒng)長(zhǎng)期實(shí)測(cè)資料積累，對(duì)于各類(lèi)用戶(hù)的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax值大體在一定范圍內(nèi)，如表1-3所示 第一節(jié)電力線(xiàn)路的結(jié)構(gòu) 電力線(xiàn)路可分為架空線(xiàn)路與電纜線(xiàn)路兩大類(lèi)。架空線(xiàn)路將線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)架設(shè)在桿塔上，它敷設(shè)于屋外并露置于大氣中，如圖2-1所示；電纜線(xiàn)路則一般埋于地下，圖2-2為敷設(shè)于地下電纜廊道內(nèi)的電纜。4絕緣子圖

24、2-1 架空線(xiàn)路1避雷線(xiàn)； 2導(dǎo)線(xiàn)； 3桿塔；第二章 電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析 架空線(xiàn)路主要由導(dǎo)線(xiàn)、避雷線(xiàn)（架空地線(xiàn)）、桿塔、絕緣子和金具等部件所組成（見(jiàn)圖2-1），它們的作用分別是：（1）導(dǎo)線(xiàn)傳導(dǎo)電流、輸送電能；（2）避雷線(xiàn)將雷電流引入大地，以保護(hù)線(xiàn)路免受雷擊；（3）絕緣子將不同帶電體之間及其與接地桿塔之間保持良好的絕緣；（4）金具連接導(dǎo)線(xiàn)，或?qū)?dǎo)線(xiàn)固定在絕緣子上以及將絕緣子固定在桿塔上，也可作連接絕緣子或保護(hù)絕緣子和導(dǎo)線(xiàn)等用；一、架空線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)（5） 桿塔支持導(dǎo)線(xiàn)和避雷線(xiàn)，并使導(dǎo)線(xiàn)之間、導(dǎo)線(xiàn)和桿塔以及大地間保持一定的距離。 架空線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)和避雷線(xiàn)都在露天環(huán)境下工作，要承受自重、風(fēng)力、覆冰等機(jī)械力

25、的作用，同時(shí)還要受到溫度變化的影響。因此，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)材料除了要求有良好的導(dǎo)電性能外，還要求有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度與抗化學(xué)腐蝕能力。導(dǎo)線(xiàn)的材料主要是鋁、銅、鋼等，目前主要采用鋁線(xiàn)；個(gè)別情況下也有采用鋁合金線(xiàn)的。 架空線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式主要有單股線(xiàn)、多股絞線(xiàn)、鋼芯鋁絞線(xiàn)三種，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。 （一）導(dǎo)線(xiàn)和避雷線(xiàn) 圖2-2 敷設(shè)于地下電纜廊道內(nèi)的電纜圖2-3架空線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式（a）單股線(xiàn)（b）多股絞線(xiàn)（c）鋼芯鋁絞線(xiàn) 由于它結(jié)合了鋁和鋼兩者的優(yōu)點(diǎn)，在某些方面它甚至較銅線(xiàn)的性能更為優(yōu)越，可以說(shuō)是架空線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)的主要形式。 目前一般都采用鋼芯鋁絞線(xiàn)見(jiàn)圖2-3（c）。這種絞線(xiàn)是將鋁線(xiàn)繞在鋼線(xiàn)的外層，由于集

26、膚效應(yīng)，電流主要從鋁線(xiàn)部分通過(guò)，而導(dǎo)線(xiàn)的機(jī)械負(fù)荷則主要由鋼線(xiàn)負(fù)擔(dān)。 根據(jù)所用材料的不同，架空線(xiàn)路的桿塔可分為木桿、鐵塔和鋼筋混凝土桿這三種類(lèi)型。 1.直線(xiàn)桿塔 用于線(xiàn)路走向成直線(xiàn)處。圖2-5所示為500kV架空線(xiàn)路的單回線(xiàn)路直線(xiàn)鐵塔。 2.耐張桿塔 耐張桿塔又稱(chēng)為承力桿塔，它是每隔幾個(gè)直線(xiàn)桿塔就設(shè)置的一種能承受較大拉力的桿塔。圖2-7所示為500kV耐張桿塔外觀。（二）桿塔圖2-5 500 kV架空線(xiàn)路的單回線(xiàn)路直線(xiàn)鐵塔圖2-7 500 kV耐張桿塔外觀 3.轉(zhuǎn)角桿塔 這種桿塔裝設(shè)在線(xiàn)路的轉(zhuǎn)角處，在結(jié)構(gòu)上必須考慮承受這種不平衡拉力的要求。圖2-9為500kV轉(zhuǎn)角鐵塔的外觀。圖2-9 500 k

27、V轉(zhuǎn)角鐵塔外觀4.終端桿塔 終端桿塔是設(shè)置在進(jìn)入發(fā)電廠或變電所的線(xiàn)路末端的桿塔，由它來(lái)承受最后一個(gè)耐張檔距中導(dǎo)線(xiàn)的拉力,如圖2-10所示。圖2-10 終端桿塔布置圖 5.特種桿塔 特種桿塔主要有跨越桿塔與換位桿塔兩種。圖2-11表示了三相導(dǎo)線(xiàn)在形桿塔上輪流換位的情況。（三）絕緣子圖2-11 三相導(dǎo)線(xiàn)在形桿塔上輪流換位的情況 1.針式絕緣子。 它的外形如圖2-12所示。圖2-12 針式絕緣子的外形2.懸式絕緣子 這種絕緣子廣泛用于電壓為35 kV以上的線(xiàn)路,其外形如圖2-13（a）所示。 懸式絕緣子通常都組裝成絕緣子鏈來(lái)使用，如圖2-13（b）所示每串絕緣子鏈的絕緣子數(shù)目與線(xiàn)路額定電壓有關(guān)，如表

28、2-1所示。表2-1 懸式絕緣子鏈的絕緣子最小用量表 用于耐張桿塔上的絕緣子數(shù)量要多一些。例如，在35110kV線(xiàn)路上要多一個(gè)，在220kV線(xiàn)路上要多用兩個(gè)。 注 額定電壓3563110220330500每鏈絕緣子的最少個(gè)數(shù)23571314192224263.瓷橫擔(dān)絕緣子 這種絕緣子是可以同時(shí)起到橫擔(dān)與絕緣子作用的一種絕緣子結(jié)構(gòu)，其外形如圖2-14所示。圖2-13懸式絕緣子的外形（a）單個(gè)懸式絕緣子；（b）懸式絕緣子鏈1耳環(huán)；2絕緣子；3吊環(huán)；4線(xiàn)夾圖2-14 瓷橫擔(dān)絕緣子外形4.復(fù)合絕緣子 關(guān)于絕緣子所用材料，以往最常用的是電瓷。自20世紀(jì)60年代起出現(xiàn)了由環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維芯棒和高分子聚合物

29、傘盤(pán)、護(hù)套組成的復(fù)合絕緣子，如圖2-15所示。復(fù)合絕緣子具有許多優(yōu)點(diǎn)，如工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境污染小、質(zhì)量小、體積小、運(yùn)輸安裝方便，尤其是它具有優(yōu)良的耐污閃性能，所以近年來(lái)復(fù)合絕緣子的應(yīng)用日益增加。圖2-15復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1鐵帽；2芯棒；3傘盤(pán)；4護(hù)套（四）金具通常把架空線(xiàn)路所使用的金屬部件總稱(chēng)為金具。（1）懸垂線(xiàn)夾 圖2-17（a）所示為一種常見(jiàn)的懸垂線(xiàn)夾，它的使用已表示在圖2-17（b）中。 圖2-16 220 kV懸式復(fù)合絕緣子1上鐵帽；2芯棒；3傘盤(pán)及護(hù)套；4粘接材料；5下鐵帽圖2-17 懸垂線(xiàn)夾和耐張線(xiàn)夾（a）懸垂線(xiàn)夾；（b）耐張線(xiàn)夾（a）（b）（2）耐張線(xiàn)夾（3）接續(xù)金具 圖

30、2-17（b）所示為一種常見(jiàn)的耐張線(xiàn)夾。耐張線(xiàn)夾在線(xiàn)路上的具體應(yīng)用情況則如圖2-18所示。 這種金具主要用于導(dǎo)線(xiàn)或避雷線(xiàn)的兩個(gè)終端的連接處，如圖2-19所示的壓接管、鉗接管等。圖2-18耐張線(xiàn)夾在線(xiàn)路上的具體應(yīng)用情況 圖2-19接續(xù)金具 （a）壓接管； （b）鉗接管（4）連接金具（5）保護(hù)金具圖2-20幾種保護(hù)金具（a）護(hù)線(xiàn)條；（b）防振錘；（c）懸重錘二、電纜線(xiàn)路的結(jié)構(gòu) 在人口密度大與負(fù)荷密度高的大城市及其近郊區(qū)，由于受到環(huán)境、安全、景觀等多方面的限制，大多采用埋設(shè)于地下的電纜配電線(xiàn)路。近年來(lái)我國(guó)的大城市的城網(wǎng)改造中這種趨勢(shì)愈來(lái)愈明顯。一般來(lái)說(shuō)，電纜線(xiàn)路的造價(jià)較之架空線(xiàn)路要高，而且電壓等級(jí)愈

31、高，二者的差別也愈大，且電纜線(xiàn)路的檢修也費(fèi)事、費(fèi)時(shí)。但由于電纜線(xiàn)路不需要在地面上架設(shè)桿塔，占用土地面積少、美觀、營(yíng)造綠色的居住環(huán)境，且極少受到各種氣象因素與外力的影響，因而供電可靠性高，對(duì)人身也較安全、更符合環(huán)保要求，等等。電纜的構(gòu)造一般包括三部分：導(dǎo)體、絕緣層和包護(hù)層。電纜的導(dǎo)體一般采用鋁或銅的單股或多股線(xiàn)，通常用多股線(xiàn)。（一）電纜的構(gòu)造 電纜絕緣層的材料有橡膠、瀝青、聚乙烯（PE）、交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丁烯、棉、麻、綢、紙、浸漬紙和礦物油、植物油等液體絕緣材料。電纜線(xiàn)路常用電纜的構(gòu)造如圖2-21所示。圖2-21 常用電纜的構(gòu)造（a）鋁（銅）芯線(xiàn)絕緣鋁（鉛）包鋼帶鎧

32、裝電力電纜；（b）紙絕緣分相鋁（鉛）包裸鋼帶鎧裝電力電纜1導(dǎo)體；2相絕緣；3帶絕緣；4鋁（鉛）包；5麻襯；6鋼帶鎧裝；7麻被；8填麻圖2-23 XLPE電纜結(jié)構(gòu)1導(dǎo)線(xiàn)；2導(dǎo)線(xiàn)屏蔽層；3XLPE絕緣層；4半導(dǎo)電層；5銅帶；6填料；7扎緊布帶；8PVC外護(hù)套圖2-24 PVC電纜結(jié)構(gòu)1導(dǎo)線(xiàn)；2PVC絕緣；3PVC內(nèi)護(hù)套；4鎧裝層；5填料；6PVC外護(hù)套（二）電纜的附件 電纜附件主要有連接頭（盒）和終端頭（盒），而充油電纜則還有一整套供油系統(tǒng)。圖2-25 環(huán)氧樹(shù)脂連接頭1鋁（鉛）包；2線(xiàn)芯絕緣；3環(huán)氧樹(shù)脂；4壓接管圖2-26 環(huán)氧樹(shù)脂戶(hù)外終端頭 1纜芯；2預(yù)制袖口套管； 3預(yù)制模蓋；4預(yù)制底殼；5環(huán)

33、氧樹(shù)脂 輸電線(xiàn)路的電氣參數(shù)是指線(xiàn)路的電阻、電導(dǎo)、電感（電抗）和電容，通常，這些參數(shù)是均勻分布的。正確計(jì)算這些參數(shù)是線(xiàn)路電氣計(jì)算的基礎(chǔ)。單根導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度的直流電阻計(jì)算為 式中 導(dǎo)線(xiàn)材料的電阻率， ；導(dǎo)線(xiàn)的截面積， 。一、電阻（2-1）第二節(jié) 輸電線(xiàn)路的電氣參數(shù) 由于從產(chǎn)品目錄或手冊(cè)中所查得的通常都是20時(shí)的電阻值，當(dāng)線(xiàn)路實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20時(shí)，應(yīng)修正其電阻值，修正式為 式中 、 分別為 ，20時(shí)的電阻，/km。 電阻的溫度系數(shù)。對(duì)于鋁， =0.0036；對(duì)于銅， =0.00382。 二、電導(dǎo) 輸電線(xiàn)路在輸送功率的過(guò)程中，除了電流在線(xiàn)路電阻內(nèi)產(chǎn)生有功功率損耗之外，在周?chē)慕^緣介質(zhì)中還將產(chǎn)生功率

34、損耗。輸電線(xiàn)路的電導(dǎo)即與后一部分功率損耗有關(guān)。（2-2） 具體而言，架空線(xiàn)路的電導(dǎo)，或稱(chēng)為泄漏電導(dǎo)，它主要與沿絕緣子串及金具 的泄漏損耗以及電暈損耗有關(guān)，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)它應(yīng)理解為等值電導(dǎo)。 通常，泄漏損耗的值很小，往往可以略去不計(jì)，而線(xiàn)路的電暈損耗往往是決 定線(xiàn)路電導(dǎo)值的主要因素。 電暈是一種氣體放電現(xiàn)象。電暈放電是當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)的表面電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到并超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)周?chē)目諝夥肿颖挥坞x而產(chǎn)生的。產(chǎn)生電暈需要消耗功率與能量，這就形成了電暈損耗。電暈損耗的大小與導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)強(qiáng)度值、導(dǎo)線(xiàn)的表面狀態(tài)、氣象條件、導(dǎo)線(xiàn)的布置方式等因素有關(guān)，而與線(xiàn)路的電流值無(wú)關(guān)。 當(dāng)已知架空線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電暈損耗后，即可計(jì)算出線(xiàn)路單

35、位度的等值電導(dǎo)g1來(lái)，其計(jì)算式為 g1= 10-3(S/km)（2-3） 式中pg三相線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率，kW/km； U線(xiàn)路的線(xiàn)電壓，kV。 為了減少電暈損耗，應(yīng)設(shè)法降低導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)強(qiáng)度值，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)強(qiáng)度值低于產(chǎn)生電暈的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度值時(shí)就不致發(fā)生電暈。 對(duì)于超高壓輸電線(xiàn)路而言，單純依靠增大導(dǎo)線(xiàn)截面來(lái)限制電暈的產(chǎn)生是不經(jīng)濟(jì)的。 實(shí)踐證明，采用每相導(dǎo)體分裂幾根子導(dǎo)體的分裂導(dǎo)線(xiàn)結(jié)構(gòu)，可降低其表面電場(chǎng)強(qiáng)度，這是目前國(guó)內(nèi)外超高壓輸電線(xiàn)路上廣為采用的導(dǎo)線(xiàn)形式。圖2-27 分裂導(dǎo)線(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖（a）n=2；（b）n=2；（c）n=3；（d）n=4；n每相導(dǎo)線(xiàn)分裂根數(shù)三、電抗（一）兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路的電

36、感 對(duì)于圖2-29所示的往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路，單位長(zhǎng)度電感計(jì)算式為（2-4）單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)的內(nèi)部電感， ； 單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)的外部電感， ；真空磁導(dǎo)率， ；導(dǎo)線(xiàn)的半徑， ；式中兩導(dǎo)線(xiàn)的幾何軸線(xiàn)距離， 。如將0的值代入式（2-4）并適當(dāng)化簡(jiǎn)后可得（2-5）（二）三相輸電線(xiàn)路的電感1. 三相導(dǎo)線(xiàn)按等邊三角形布置時(shí)的電感 從物理概念出發(fā)，完全與上述往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路的電感計(jì)算相等效?？梢灾苯佑檬剑?-5）來(lái)計(jì)算電感，這時(shí)三相中每相導(dǎo)線(xiàn)的電感值均完全相同。圖2-30 三角形布置的三相導(dǎo)線(xiàn)（a）等邊三角形布置；（b）不等邊三角形布置圖2-29 往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路2.三相導(dǎo)線(xiàn)按不等邊三角形布置時(shí)的電感 當(dāng)三相導(dǎo)線(xiàn)按不等

37、邊三角形布置，如圖2-30（b）所示。 若流過(guò)下列對(duì)稱(chēng)的三相交流時(shí)，有（2-6）于是，相應(yīng)A相導(dǎo)線(xiàn)的電感值為（2-9）同理，可求得B相、C相的電感值分別為（2-10）（2-11）3.三相導(dǎo)線(xiàn)按水平布置時(shí)的電感 如圖2-31所示，由于各相之間的距離并不相等，故它的電感計(jì)算可認(rèn)為是上述三相不等邊三角形布置的一種特例，可取D12=D，D23=D，D31=2D，并代入式（2-9）式（2-11），即可得出三相導(dǎo)線(xiàn)水平布置的各相電感的計(jì)算公式為：圖2-31三相導(dǎo)線(xiàn)按水平方式布置（2-12）（2-13）（2-14）4.三相導(dǎo)線(xiàn)完全換位時(shí)的電感 換位就是輪流改換三相導(dǎo)線(xiàn)在桿塔上的位置，如圖232所示。當(dāng)線(xiàn)路進(jìn)

38、行完全換位時(shí)，在一次整換位循環(huán)內(nèi)，各相導(dǎo)線(xiàn)將輪流地占據(jù)A、B、C相的幾何位置，因而在這個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)各相的電感（電抗）值就變得一樣了。當(dāng)線(xiàn)路經(jīng)完全換位后，各相電感值就變得相等。圖2-32三相輸電線(xiàn)路的一次整換位循環(huán)式中 三相導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)完全換位后每相導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度的電感；三相導(dǎo)線(xiàn)間的幾何均距，對(duì)于水平布置方式，由于D12=D，D23=D，D31=2D，故有5.三相單回線(xiàn)路電抗的適用計(jì)算公式（2-16） 如將f=50 Hz，=2f=250=100代入式（2-16），并將自然對(duì)數(shù)換算為常用對(duì)數(shù)后即可得（2-17） 式（2-17）即為一般完全換位的三相單回線(xiàn)路電抗的適用計(jì)算公式。在計(jì)算時(shí)須注意Djp與r應(yīng)取相

39、同的單位。 由于電抗值與幾何均距、導(dǎo)線(xiàn)半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，所以導(dǎo)線(xiàn)在桿塔上的布置方式及導(dǎo)線(xiàn)截面積的大小對(duì)線(xiàn)路電抗值影響不大。通常，架空線(xiàn)路的電抗值一般都在0.4/km左右，在近似計(jì)算時(shí)就可取這個(gè)值。6.分裂導(dǎo)線(xiàn)電抗的計(jì)算公式 如前所述，對(duì)于超高壓輸電線(xiàn)路，為了降低導(dǎo)線(xiàn)表面電場(chǎng)強(qiáng)度以達(dá)到減低電暈損耗和抑制電暈干擾的目的，目前廣泛采用了分裂導(dǎo)線(xiàn)。 由于電流分布的改變所引起的周?chē)姶艌?chǎng)的變化，使得分裂導(dǎo)線(xiàn)的電抗計(jì)算將不同于一般的導(dǎo)線(xiàn)?？梢栽O(shè)想，如將每相導(dǎo)線(xiàn)分裂為若干根子導(dǎo)體，并將它們均勻布置在半徑為rD的圓周上見(jiàn)圖2-33（d），則決定每相導(dǎo)線(xiàn)電抗的將不再是每根子導(dǎo)體的半徑r，而是圓的半徑rD，這樣

40、就等效地增大了導(dǎo)線(xiàn)半徑，從而減低了導(dǎo)線(xiàn)的電抗。圖2-33分裂導(dǎo)線(xiàn)（a）雙分裂；（b）三分裂；（c）四分裂；（d）n分裂分裂導(dǎo)線(xiàn)電抗的適用計(jì)算式為（2-22）式中 每相導(dǎo)線(xiàn)的分裂根數(shù)（即子導(dǎo)體數(shù)）；分裂導(dǎo)線(xiàn)的等值半徑，m；三相導(dǎo)線(xiàn)的幾何均距，m。分裂導(dǎo)線(xiàn)的等值半徑 的一般計(jì)算式為（2-23）式中 每根子導(dǎo)體的半徑； 各根子導(dǎo)體間的幾何均距，它的一般計(jì)算式可根據(jù)電感計(jì)算的原理推導(dǎo)而得，由于較繁瑣，這里從略。讀者如有需要，可參閱有關(guān)書(shū)籍。 根據(jù)理論推導(dǎo)的結(jié)果，在實(shí)際使用時(shí)， 值可計(jì)算為 ( 2-24）表2-2 不同布置方式時(shí)分裂導(dǎo)線(xiàn)的值采用分裂導(dǎo)線(xiàn)可以顯著降低輸電線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電抗。圖2-34分裂導(dǎo)

41、線(xiàn)的電抗x1值與分裂根數(shù)n的關(guān)系四、電容和電納 通常，架空線(xiàn)路的相間和相對(duì)地之間都存在著電位差，而它們之間又依靠空氣等絕緣介質(zhì)隔開(kāi)，因而相間和相對(duì)地之間必有一定的電容存在，相應(yīng)地也有一定的容性電納存在。電容的大小與相間距離、導(dǎo)線(xiàn)截面、桿塔結(jié)構(gòu)尺寸等因素有關(guān)。（一）兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路的電容 對(duì)于圖2-35所示一組分別帶有電荷為 , , , 的平行導(dǎo)線(xiàn)，根據(jù)靜電場(chǎng)的原理，它們?cè)趯?dǎo)線(xiàn)A、B間所引起的電位差UAB為式中 、 、 、 各平行導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度所帶的電荷，C/m； 、 、 、 各導(dǎo)線(xiàn)的計(jì)算半徑，m； 、 、 、 各導(dǎo)線(xiàn)的間距，m； 介質(zhì)的介電常數(shù)，真空的介電常數(shù)為 =8.8510-12F/m，而一般電

42、介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為 。 式（2-25）將作為分析后面內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。 下面研究圖2-36所示往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路的電容。已知導(dǎo)體A、B的半徑為rA=rB=r，另外由于是往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路，導(dǎo)體的電荷間存在著qA=-qB=q的關(guān)。根據(jù)式（2-25）可知，導(dǎo)線(xiàn)A、B間的電位差為（2-26）根據(jù)電容的定義可知（2-27） 將介電常數(shù) 的值代入式（2-27），再把自然對(duì)數(shù)換算成常用對(duì)數(shù)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯挝粨Q算后可得（2-28）圖2-35一組帶電的平行導(dǎo)線(xiàn)圖2-36往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路圖2-37兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路間的線(xiàn)間電容與對(duì)地電容 式（2-28）給出了往返兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路的導(dǎo)體A、B之間的電容量，即線(xiàn)間電容量，但是作為

43、電力網(wǎng)計(jì)算用的等值電容都是指線(xiàn)對(duì)地的電容。為此，人們常設(shè)想在兩導(dǎo)線(xiàn)間正好有一個(gè)零電位點(diǎn)處于導(dǎo)線(xiàn)間的幾何中心處，因此可以把線(xiàn)間電容CAB看成是兩個(gè)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地電容（即對(duì)中點(diǎn)N的電容）CAN及CBN相串聯(lián)（見(jiàn)圖2-37）。故導(dǎo)線(xiàn)的對(duì)地電容為（2-29）根據(jù)式（2-28）、式（2-29）可得（2-30）（二）三相輸電線(xiàn)路的電容和電納（1）三相導(dǎo)線(xiàn)按等邊三角形布置時(shí)當(dāng)三相導(dǎo)線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置時(shí)每相導(dǎo)線(xiàn)的對(duì)地（中性點(diǎn)）電容為（2-35）式中 C1每千米線(xiàn)路的相對(duì)地電容,相應(yīng)的容性電納b1為（2）三相導(dǎo)線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)布置時(shí) 當(dāng)三相導(dǎo)線(xiàn)采用如圖2-40所示的不等邊三角形布置或如圖2-31所示的水平布置時(shí)，都屬于不對(duì)稱(chēng)布置的情

44、況，這時(shí)各相之間的距離一般不相等，即D12D23D31。對(duì)于不對(duì)稱(chēng)布置的三相線(xiàn)路，需要進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)換位。經(jīng)推導(dǎo)，每根導(dǎo)線(xiàn)的對(duì)地電容為（2-45）或 比較式（2-30）、式（2-35）以及式（2-45）可知，對(duì)于兩線(xiàn)輸電線(xiàn)路、三相導(dǎo)線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置以及三相導(dǎo)線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)布置這三種情況而言，其對(duì)地電容的計(jì)算公式在形式上是相同的，只是當(dāng)三相導(dǎo)線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，相間距離應(yīng)取為導(dǎo)線(xiàn)間的幾何均距而已，這與前述導(dǎo)線(xiàn)電感計(jì)算的情況相類(lèi)似。 這時(shí)，相應(yīng)的電納計(jì)算式為（2-46）（三）分裂導(dǎo)線(xiàn)的電容和電納 理論推導(dǎo)表明，采用分裂導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)路仍可分別采用式（2-45）和式（2-46）來(lái)計(jì)算其電容與電納，只是這時(shí)導(dǎo)線(xiàn)的半徑應(yīng)當(dāng)用按式（

45、2-23）所確定的等值半徑rD來(lái)代替。其具體計(jì)算公式如下。1. 相對(duì)地電容式中 Djp三相導(dǎo)線(xiàn)的幾何均距，m； rD分裂導(dǎo)線(xiàn)的等值半徑，按式（2-23）計(jì)算，m。（2-47）2.電納（2-48） 一般來(lái)說(shuō)，采用分裂導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)路的每相電納，在截面相同時(shí)，要比一般線(xiàn)路的每相電納大，其增大的程度與分裂根數(shù)等有關(guān)。（四）大地對(duì)三相輸電線(xiàn)路電容的影響 上述計(jì)算電容的公式是在沒(méi)有考慮大地影響的前提下得出的。但是，由于大地的存在將使輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)的電場(chǎng)發(fā)生畸變，從而影響到輸電線(xiàn)路的電容值。 首先看一看如圖2-42所示由具有電荷q的單根導(dǎo)線(xiàn)與大地間所形成的電場(chǎng)。如果設(shè)想大地是一個(gè)無(wú)限大平面的完全導(dǎo)體，則大地表面可

46、以看成是一個(gè)等位面。根據(jù)電磁場(chǎng)理論中的“鏡像法”原理，可以設(shè)想有一根虛構(gòu)的鏡像導(dǎo)線(xiàn)位于地面以下，它距地面的距離就等于架空導(dǎo)線(xiàn)的離地高度H。如果將大地移去而將與架空導(dǎo)線(xiàn)上的電荷大小相等但符號(hào)相反的電荷q充于假想導(dǎo)體上，則在架空導(dǎo)線(xiàn)與假想導(dǎo)體之間的中間平面將形成一個(gè)等位面，這正是原來(lái)大地的位置，這時(shí)電力線(xiàn)分布情況將與大地存在時(shí)完全一致。這表明完全可以用鏡像法來(lái)處理大地對(duì)導(dǎo)線(xiàn)電容的影響，現(xiàn)進(jìn)一步推導(dǎo)于后。 設(shè)三相導(dǎo)線(xiàn)的布置如圖2-43所示。導(dǎo)線(xiàn)A、B、C的電荷量分別為qA，qB，qC，導(dǎo)線(xiàn)采用完全換位，并且在換位的第一個(gè)循環(huán)中分別占據(jù)1、2、3的位置。圖2-42大地對(duì)單根導(dǎo)線(xiàn)電場(chǎng)分布的影響（a）單根

47、導(dǎo)線(xiàn)的對(duì)地電場(chǎng)；（b）導(dǎo)線(xiàn)的鏡像圖2-43利用鏡像法來(lái)分析考慮經(jīng)推導(dǎo)，在考慮大地影響后，每相的對(duì)地電容為（2-55） 式中H1、H2、H3、H12、H23、H31各導(dǎo)線(xiàn)與鏡像導(dǎo)線(xiàn)之間的距離，m，可參見(jiàn)圖2-43。 比較式（2-55）與式（2-45）可知，大地的影響將使線(xiàn)路的電容增大。但由于一般架空線(xiàn)路距地面較高，以致H12、H23、H31與H1、H2、H3的值很接近，于是分母中的第二項(xiàng)可以忽略不計(jì)，這樣一來(lái)，式（2-55）又變成了式（2-45）。換句話(huà)說(shuō)，在一般情況下大地的影響可以不考慮。一、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算第三節(jié) 電力網(wǎng)參數(shù)計(jì)算中變壓器參數(shù)的計(jì)算方法 雙繞組變壓器常?？梢杂脠D2-44所

48、示的簡(jiǎn)化等值電路來(lái)表示。 雙繞組變壓器的基本參數(shù)為：短路電阻Rk，短路電抗Xk，勵(lì)磁電導(dǎo)Gm，勵(lì)磁電納Bm。 要計(jì)算Rk，Xk，Gm，Bm這四個(gè)參數(shù)，往往只需要事先知道負(fù)載損耗Pk、空載損耗P0、短路阻抗Uk%、空載電流I0%這四個(gè)銘牌數(shù)據(jù)即可。（一）短路電阻Rk具體計(jì)算式為（2-56）圖2-44雙繞組變壓器的簡(jiǎn)化等值電路（a）簡(jiǎn)化等值電路；（b）近似等值電路（二）短路電抗Xk 具體計(jì)算公式為（2-57）（三）勵(lì)磁電導(dǎo)Gm （2-59）（四）勵(lì)磁電納Bm （2-60）二、三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算（一）短路電阻RK圖2-45三繞組變壓器的等值電路 當(dāng)三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量時(shí)，則各繞組

49、的等值負(fù)載損耗為（2-61） 然后再參照計(jì)算雙繞組變壓器短路電阻的公式（2-56），即可分別得出各個(gè)繞組歸算到同一側(cè)電壓下的等值短路電阻值的計(jì)算公式為（2-62） 應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于三個(gè)繞組中有一個(gè)繞組的容量不等于額定容量的三繞組變壓器，例如，容量比為100/100/50的三繞組變壓器，制造廠給出的短路損耗，往往是指在一對(duì)繞組中當(dāng)容量較小的一側(cè)（例如SN3=50%SN）達(dá)到其額定電流（即變壓器額定容量的12）時(shí)的數(shù)值。這時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先按式（2-63）把2、3繞組間和1、3繞組間的短路損耗值歸算到變壓器的額定容量下，即（2-63）(二)短路電抗Xk 各繞組的等值短路電壓值為（2-64） 再參照式（2-

50、58），可得出歸算到同一側(cè)電壓下的各個(gè)繞組的等值短路電抗的計(jì)算式為（2-65）三、自耦變壓器的參數(shù)計(jì)算 三繞組自耦變壓器的參數(shù)計(jì)算就完全可以采用上面介紹的一般三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算方法。但是，由于它的第三繞組的容量總是小于額定容量SN，因而存在一個(gè)容量歸算的問(wèn)題。圖2-47三繞組自耦變壓器原理接線(xiàn)圖（a）三相接線(xiàn)；（b）單相電路式中 P*k(2-3)、P*k(1-3)以低壓繞組額定容量S3N為基準(zhǔn)的負(fù)載損耗值。 自耦變壓器的電導(dǎo)、電納計(jì)算與一般雙繞組變壓器完全相同。一、短距離輸電線(xiàn)路 第四節(jié) 輸電線(xiàn)路的等值電路 通常對(duì)于長(zhǎng)度不超過(guò)50 km、電壓在35 kV及以下的架空線(xiàn)路都可以作為短距離輸電

51、線(xiàn)路（見(jiàn)圖2-48）來(lái)處理，電容的影響可以不考慮，電阻和電感也可以作為集中參數(shù)來(lái)處理。 圖2-48短距離輸電線(xiàn)路（a）等值電路；（b）相量圖根據(jù)等值電路和相量圖，可知?jiǎng)t U1的模值為或電流關(guān)系為送端功率受端功率二、中距離輸電線(xiàn)路 當(dāng)輸電線(xiàn)路的長(zhǎng)度在50 km以上但不超過(guò)300 km時(shí)（電壓等級(jí)一般為110220 kV），輸電線(xiàn)路仍可按集中參數(shù)處理，并可忽略電導(dǎo)影響，但電容影響已不可忽略。 對(duì)于這種中距離輸電線(xiàn)路通常采用的等值電路有兩種：一種為形等值電路，如圖2-49所示；另一種為T(mén)形等值電路，如圖2-50所示。圖2-49形等值電路圖2-50T形等值電路（一）形等值電路的計(jì)算受端視在功率送端的電

52、流送端的輸入功率形等值電路的計(jì)算公式為（二） T形等值電路的計(jì)算線(xiàn)路中央處電壓為線(xiàn)路的充電電流為因此，T形等值電路的計(jì)算式為三、遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路（長(zhǎng)線(xiàn)）（一）長(zhǎng)線(xiàn)的基本方程式 通常，對(duì)于距離在300 km以上的超高壓線(xiàn)路，必須按照符合線(xiàn)路實(shí)際參數(shù)分布情況的分布參數(shù)等值電路來(lái)進(jìn)行計(jì)算。分布參數(shù)的等值電路如圖2-53所示。圖中的r1，x1，g1，b1，分別表示線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電導(dǎo)和電納。圖2-53 分布參數(shù)的等值電路（長(zhǎng)線(xiàn)等值電路）式中 Zc線(xiàn)路的波阻抗（又稱(chēng)特性阻抗），當(dāng)不計(jì)線(xiàn)路電阻和電導(dǎo)時(shí)， 線(xiàn)路的傳播常數(shù)，1/km當(dāng)不計(jì)線(xiàn)路的電阻和電導(dǎo)時(shí)， （2-95） 應(yīng)當(dāng)指出，式（2-95）即為

53、表示沿線(xiàn)路的電壓、電流分布的關(guān)系式，式中的Zc與為表示電壓、電流分布特征的常數(shù)，通常還可用公式 來(lái)表示。該式中的實(shí)部可理解為支配電壓與電流大小的衰減常數(shù)，虛部則為支配電壓和電流之間的相位角的相位常數(shù)。 當(dāng)x為線(xiàn)路全長(zhǎng)l時(shí)，從式（2-95）可以得到線(xiàn)路首端和末端的電壓、電流的關(guān)系式為或（三）長(zhǎng)線(xiàn)的修正形等值電路 為了使形等值電路能代替分布參數(shù)的等值電路，必須使二者的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)A、B、C、D值相等聯(lián)立解上述各式后可得（2-102）中kz、ky稱(chēng)為修正系數(shù)（2-103）（2-104）第五節(jié) 電力網(wǎng)電壓計(jì)算 一、電壓降落的計(jì)算（2-108）圖2-57 集中參數(shù)輸電線(xiàn)路的 等值電路和相量圖（a）計(jì)算用等值

54、電路；（b）相量圖 通常把這個(gè)相量差 稱(chēng)為電壓降落。它實(shí)質(zhì)上就是電流在線(xiàn)路阻抗上的壓降，相量圖中的三角形abc就是一個(gè)阻抗壓降三角形，ac邊為總的電壓降落，ab邊為電阻壓降（或壓降的有功分量），bc邊為電抗壓降（或壓降的無(wú)功分量）。以線(xiàn)電壓表示的電壓降落縱分量的計(jì)算式為式中U2末端的線(xiàn)電壓。（2-112）（2-114）或絕對(duì)值為（2-115）二、電壓損耗與電壓偏移所謂電壓損耗，就是指輸電線(xiàn)路首端和末端電壓的絕對(duì)值之差。（2-120）（2-121）電壓損耗是由兩部分所組成，即（2-122） 式（2-122）中的第一部分與有功功率和電阻有關(guān)，第二部分與無(wú)功功率和電抗有關(guān)，但這些因素對(duì)電壓損耗值的影

55、響程度歸根到底與電力網(wǎng)特性有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，在超高壓電力網(wǎng)中，因輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面較大，XR，所以QX項(xiàng)對(duì)電壓損耗值影響較大，亦即無(wú)功功率Q的數(shù)值對(duì)電壓影響較大；反之，在電壓不太高的地區(qū)性電力網(wǎng)中，由于電阻R的值相對(duì)較大，這時(shí)PR項(xiàng)的影響將不可忽視。所謂電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際電壓與額定電壓的數(shù)值之差,常用百分值表示首端電壓偏移(%)末端電壓偏移(%)（2-123）一、系統(tǒng)的無(wú)功電源、無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功平衡（一）系統(tǒng)的無(wú)功電源1. 同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)的額定有功功率PN，額定無(wú)功功率QN，額定視在功率SN以及額定功率因數(shù)cosN之間有如下的關(guān)系（2-134）（2-135）第六節(jié) 電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓

56、調(diào)節(jié)2. 同步補(bǔ)償機(jī)（調(diào)相機(jī)） 它是專(zhuān)門(mén)用來(lái)生產(chǎn)無(wú)功功率的一種同步電機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁、欠勵(lì)磁的不同情況下，它可分別發(fā)出或吸收感性無(wú)功功率。而且，只要改變它的勵(lì)磁，就可以平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率輸出，單機(jī)容量也可以做得較大。通常，它可以直接裝設(shè)在用戶(hù)附近就近供應(yīng)無(wú)功功率，從而減少輸送過(guò)程中的損耗。但由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，故有功功率損耗較大。3. 電力電容器 電力電容器只能從系統(tǒng)吸取容性的無(wú)功功率，它最適合補(bǔ)償系統(tǒng)的感性無(wú)功負(fù)載。它一般單臺(tái)容量不大，多成組使用，因而其容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，具有較大的靈活性。電容器的無(wú)功功率與所在節(jié)點(diǎn)的電壓平方成正比，即（2-136）4. 靜止補(bǔ)償器 靜止補(bǔ)償

57、器是20世紀(jì)60年代起發(fā)展起來(lái)的一種新型可控的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，它簡(jiǎn)稱(chēng)為SVC。其特點(diǎn)是：利用晶閘管電力電子元件所組成的電子開(kāi)關(guān)來(lái)分別控制電容器組與電抗器的投切，這樣它的性能完全可以做到和同步補(bǔ)償機(jī)一樣，既可發(fā)出感性無(wú)功，又可發(fā)出容性無(wú)功，并能依靠自身裝置實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，從而可以作為系統(tǒng)的一種動(dòng)態(tài)無(wú)功電源，對(duì)穩(wěn)定電壓、提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性以及減弱動(dòng)態(tài)電壓閃變等均能起著較大的作用。（1） FC-TCR型靜止補(bǔ)償器（2）TSC-TCR型靜止補(bǔ)償器圖2-62 FC-TCR型靜止補(bǔ)償器的原理接線(xiàn)圖圖2-63 TSC-TCR型靜止補(bǔ)償器的原理接線(xiàn)圖（3） 飽和電抗器型靜止補(bǔ)償器 可控飽和電抗器型中的飽和電

58、抗器工作在飽和區(qū)，對(duì)應(yīng)的等值電抗隨飽和程度的加深而減少，它所吸收的無(wú)功因QL=U2/XL關(guān)系而增加。其接線(xiàn)方式如圖2-64所示。飽和電抗器特性、濾波電容器特性以及綜合伏安特性如圖2-65所示。由綜合伏安特性可見(jiàn)，當(dāng)系統(tǒng)電壓增加時(shí)，飽和電抗器電流將迅速增加，從而起到調(diào)節(jié)作用。 自飽和電抗器實(shí)質(zhì)上是一種大容量的磁飽和穩(wěn)壓器，不需要外加控制調(diào)節(jié)設(shè)備。自飽和電抗器具有如下特性：電壓低于額定電壓時(shí)，鐵心不飽和，呈現(xiàn)很大的感抗值，基本上不消耗無(wú)功功率，整個(gè)裝置由并聯(lián)的固定電容器組C發(fā)出無(wú)功功率，使母線(xiàn)電壓回升；當(dāng)電壓達(dá)到或略超過(guò)額定電壓時(shí)，鐵心急劇飽和，回路感抗急劇降低，從外界大量吸收無(wú)功功率，使母線(xiàn)電壓

59、降低；在額定電壓附近，電抗器吸收的無(wú)功功率將隨電壓波動(dòng)而靈敏地變化，從而達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。圖2-64可控飽和電抗器型靜止補(bǔ)償裝置圖2-65 可控飽和電抗器型靜 止補(bǔ)償裝置的伏安特性圖2-66 自飽和電抗器型靜止補(bǔ)償器上述五種類(lèi)型的SVC裝置綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，如表2-7所示。表2-7 五種SVC裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（二）系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗1. 系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷 系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷主要是指以滯后的功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的感性無(wú)功功率，其中主要是異步電動(dòng)機(jī)，特別是當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)，所吸收的無(wú)功功率較多。2. 系統(tǒng)的無(wú)功損耗（1）輸電線(xiàn)路的無(wú)功損耗 另外，輸電線(xiàn)路上還有電納，電納中的容性功率又

60、稱(chēng)為線(xiàn)路的充電功率，其大小與線(xiàn)路電壓的平方成正比。對(duì)超高壓輸電線(xiàn)路而言，這部分容性充電功率的數(shù)值常常是較大的。（2）變壓器的無(wú)功損耗 由于從發(fā)電廠到用戶(hù)中間要經(jīng)過(guò)多級(jí)變壓，所以雖然每臺(tái)變壓器的無(wú)功損耗一般只占每臺(tái)變壓器容量的百分之幾，但多級(jí)變壓器的無(wú)功損耗的總和就很可觀了。（三）系統(tǒng)的無(wú)功平衡 所謂系統(tǒng)的無(wú)功平衡，就是指在運(yùn)行的每一時(shí)刻，系統(tǒng)中各無(wú)功電源所發(fā)出的總無(wú)功功率要與系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功功率損耗相平衡。同時(shí)，為了運(yùn)行可靠及適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，還要求有一定的無(wú)功備用容量，具體可用公式表示為（2-137） 如果QB0，則表示系統(tǒng)的無(wú)功功率不僅可以平衡，還適當(dāng)留有備用。反之，如QB0，則表示系統(tǒng)