车站潮流分析

车站潮流分析报告

题目

某电力架空线路，已知导线型号为 LGJ-185，长度 100km，线路末端负荷为 (14+j9)MVA。
该电力线路由 110kV 升压至 220kV，设升压前后导线截面和负荷大小保持不变。
试问：升压后该电力线路的功率损耗和电压损耗百分数如何变化？

线路参数分析

依据 GB/T 1179-2017 标准 [1] 查找 LGJ-185 钢芯铝绞线参数 [2]：
线路电阻为 $0.17 \ \varOmega/km$，电抗为 $0.402\ \varOmega/km$。

长度 $100\ km$，则

$$Z_1 = 17 + j40.2\ \varOmega$$

等效模型建立

参考书 [3]，建立等效模型如图所示：

潮流分析

升压前

升压前功率损耗和电压损耗计算：
设

$$U_1 = U_2 = 110\angle 0^\circ \, \text{kV}$$ $$\tilde{S'}_{12} = \tilde{S}_2 = 14 + j9 \, \text{MVA}$$ $$\Delta \tilde{S}_{12} = \left|\frac{\tilde{S'}_{12}}{U_1}\right|^2 \cdot Z = 0.39 + j0.92 \, \text{MVA}$$ $$\tilde{S}_1 = \tilde{S"}_{12} = \tilde{S'}_{12} + \Delta S_{12} = 14.39 + j9.92 \, \text{MVA}$$ $$\dot{U}_2 = \dot{U}_1 - \frac{\tilde{S}_1^*}{\tilde{U}_1} \cdot Z = 104.172 - j3.696 = 104.22 \angle -2.03^\circ \, \text{kV}$$ $$\Delta U = \frac{U_1 - U_2}{U_N} = 5.28\%$$

升压后

升压后功率损耗和电压损耗计算：
令

$$\dot{U}_1 = \dot{U}_Z = 220\angle 0^\circ \, \text{kV}$$ $$\Delta \tilde{S}_{12} = 0.0975 + j0.23 \, \text{MVA}$$ $$\tilde{S}_1 = 14.0975 + j9.23 \, \text{MVA}$$ $$\dot{U}_2 = \dot{U}_1 - \frac{\tilde{S}_1^*}{\tilde{U}_1} \cdot Z = 217.2236 - j1.86 = 217.23\angle -0.487^\circ \, \text{kV}$$ $$\Delta U = \frac{U_1 - U_2}{U_N} \times 100\% = 1.26\%$$

结论

功率损耗降为原来的 $\frac{1}{4}$，电压损耗百分数由 $5.28\%$ 降至 $1.26\%$。

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参考文献

1. 中国国家标准化管理委员会. GB/T 1179-2017: 圆线同心绞架空导线[S]. 2017.
2. 河南国网电缆集团有限公司. LJ 铝绞线/LHJ 铝合金绞线/LGJ 钢芯铝绞线/LHGJ
   [EB/OL]. [2024-10-11]. http://www.gwdljt.com/portal/jiakongdianlan/123.html.
3. 陈珩, 陈怡, 万秋兰, 等. ” 十二五” 普通高等教育本科国家级规划教材: 电力系统稳
   态分析[M/OL]. 中国电力出版社, 2015: 29-35. https://books.google.com.sg/books?id
   =kP2AtQEACAAJ.