【文章內(nèi)容簡介】 圖 9–2所示為兩條不同截面導(dǎo)線的線路所組成的最簡單的環(huán)網(wǎng)。兩條線路中的電流與它們的阻抗成反比分配，即 且有 假定 〉 ，為了滿足經(jīng)濟(jì)分布的條件，可在 比值較大的一條線路上（ 2）串聯(lián)接入電容器來補償它的部分電抗，已達(dá)到兩條線路的 比值相等，從而使電流分布符合有功功率損耗最小的條件。可見，接入的電容器的容抗 XC應(yīng)滿足下式的要求 22XR11XR XRXR2 121CXX XRR? ?（ 930） 11222121jXRjXRZZII????????? ?? III21 。 （ 931） 從上式可求出補償?shù)娜菘篂?211CRX X XR??（ 9–32） 也就是說， 2線路的補償度為 （ 5）避免近電遠(yuǎn)供或迂回供電 圖 9–3所示為某電力網(wǎng)的部分運行接線圖。變電站 A和 B都由發(fā)電廠 C供電，斷路器 2斷開。當(dāng)發(fā)電廠 C檢修設(shè)備不供電時，如果斷路器 2仍斷開，變電站 B就改由變電站 A通過發(fā)電廠 C的高壓母線供電。這時就造成迂回供電的不合理運行方式，因此必須加以調(diào)整，即合上斷路器 2，斷開斷路器 3，把變電站 B直接換接到聯(lián)絡(luò)線上供電較為合理。 必須指出， 380/220Ｖ的低壓配電網(wǎng)，常常為了不使配電變壓器過載而調(diào)整配電變壓器的供電范圍，如果不加注意，往往會出現(xiàn)迂回供電的情況。 112 2 2/1/CCX XRKX X R? ? ? （ 933） 圖 9–3 某電力網(wǎng)的部分運行接線圖（實線箭頭表示正常運行 時的潮流方向；虛線箭頭表示發(fā)電廠 C檢修時的潮流方向） （ 6）合理安排設(shè)備檢修，盡量實行帶電檢修 電力網(wǎng)正常運行時的接線方式，一般是比較安全和經(jīng)濟(jì)合理的接線方式。如果遇設(shè)備檢修，則正常的運行接線不得不加以改變，改變后的接線方式不但會降低運行的可靠性，而且會使線損大量增加。圖 9–4所示是某電力網(wǎng)的正常運行接線，線路參數(shù)及電流均已在圖中表明。 在正常運行時，斷路器 6斷開，這時的線損功率為 =（ 502 +102 +1002 ） 3 103 =（ kW） 當(dāng)線路 AD檢修時，則斷路器 7和 8必須斷開，這時的線損功率為 =（ 1502 +1102 +1002 ） 3 103 =1488（ kW） P??39。P??39。PP????1488= = 圖 9–4 某電力網(wǎng)正常運行與檢修時的接線比較 （ a）正常運行接線圖；（ b）檢修時的運行接線圖 計算表明，在同樣的負(fù)荷條件下，檢修時的線損功率為正常時的 3倍多。假定檢修進(jìn)行 10h，損耗因數(shù)為 ，則多損耗的電量為 =（ 1488—） 10=5086（ kWh）。因此，合理安排設(shè)備檢修，加強檢修的計劃性，是一項重要的降組措施（例如線路 AD的檢修可與斷路器 8及由變電站D供電的用戶的設(shè)備檢修或工廠休假日配合進(jìn)行）。同時盡量縮短檢修時間，或者積極實行帶電作業(yè)來完成檢修任務(wù)，以減少線損。 （ 7）更換導(dǎo)線，加裝復(fù)導(dǎo)線，或架設(shè)第二回線路 由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，線路輸送功率增加。有一些舊線路原用的導(dǎo)線截面較小，以致電壓損耗和線損都很大。在不可能升壓的情況下，可以更換截面較大的導(dǎo)線，或加裝復(fù)導(dǎo)線來增大線路的輸送容量，同時達(dá)到降低線損的目的。有時還可以架設(shè)第二回路，甚至對一部分電力網(wǎng)進(jìn)行必要的改造。 合理確定電力網(wǎng)的電壓水平的措施，主要是搞好無功功率的平衡工作，其中包括合理調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁、提高發(fā)電機(jī)的電壓、提高用戶的功率因數(shù)、采用無功功率補償設(shè)備和串聯(lián)電容器等，其次才是調(diào)整變壓器的分接頭。下面主要說明調(diào)整變壓器分接頭或采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器對降低線損的影響。 二、搞好電力網(wǎng)的無功功率平衡，合理確定電力網(wǎng)的 電壓水平 圖 9–5 調(diào)整變壓器分接頭 （ a）調(diào)整前分接頭；（ b）調(diào)整后分接頭 圖 9–5所示是一電力網(wǎng)的接線圖，圖中已注明所有變壓器與分接頭的運行位置對應(yīng)的變化， UF為發(fā)電機(jī)電壓。圖 9–5（ b）所示是變壓器分接頭改變后的接線圖。假定發(fā)電機(jī)電壓和負(fù)荷在變壓器分接頭改變前后保持不變，而把 T1的分接頭由 124kV改接到 127kV，則 110kV電力網(wǎng)的電壓就提高 %；T2的分接頭從 ，中壓側(cè)分接頭從 ，則 35kV電力網(wǎng)的電壓又提高 %，總共提高 10%。而 T2的 6kV側(cè)提高了（ %+%=5%）。為了使用戶處的電壓保持不變， T3的分接頭應(yīng)從 ， T4的分接頭應(yīng)從 。 由于 3 110kV各級電壓電力網(wǎng)的電壓水平分別提高了 5%、 10%及 %，故它們的負(fù)載損耗可以降低。如果各種電壓電力網(wǎng)的空載損耗占總損耗的比例僅為 10%，可以算出上述 3種電壓的電力網(wǎng)總損耗分別可降低約 %、 15%和 %。由此可見，變壓器工作的分接頭位置，既要根據(jù)電壓質(zhì)量的要求，也要考慮減少線損的可能來合理選擇。 但必須指出，如果系統(tǒng)中無功功率供應(yīng)比較緊張，用調(diào)整變壓器分接頭來提高電力網(wǎng)電壓的辦法，將使負(fù)荷的無功功率消耗增加。雖然這時 110kV以上線路的有功功率將因電壓提高而增加，但系統(tǒng)的無功功率仍無法平衡，迫使電壓不能維持在擬提高的電壓水平上。所以只有在搞好電力網(wǎng)無功功率平衡的前提下，才能依靠改變變壓器分接頭位置來提高電力網(wǎng)的電壓水平。 也必須指出，在非排灌季節(jié)，農(nóng)村電力網(wǎng)的電壓一般會偏高，應(yīng)當(dāng)從 110kV和 35kV主變壓器分接頭位置的調(diào)整著手，降低 10kV農(nóng)用配電線路的電壓水平，以減少變壓器的空載損耗。 三、采用無功功率補償設(shè)備和提高功率因數(shù) 圖 9–6所示為一個簡單的電力系統(tǒng)。從圖中可以明顯地看出，在負(fù)荷的有功功率 P保持不變的條件下，提高負(fù)荷的功率因數(shù)，可以減小負(fù)荷所需的無功功率 Q，因而可以減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路及變壓器的無功功率，所以也將減少線路和變壓器中的有功功率和電能損耗。 . 無功補償降損效益的計算 . 減少功率損耗的計算 由式（ 9–29）可知，當(dāng)負(fù)荷功率因數(shù)從 cosφ1提高到 cosφ2時，有功功率損耗降低的百分?jǐn)?shù)可用下列簡單關(guān)系式表示 因為空載功率損耗與功率因數(shù)無關(guān)，所以提高功率因數(shù)對降低負(fù)載功率損耗的影響如表 9–1所示 2122c o s% [ 1 ] 1 0 0 %c o sP???? ? ?G T 1 T 2P+j Q 圖 9–6 簡單的電力系統(tǒng) （ 9–34） 表 9–1 提高功率因素對降低負(fù)載功率損耗的影響 功率因素從右列數(shù)值提高至 負(fù)載功率損耗降低百分?jǐn)?shù)（ %） 60 53 46 38 29 20 10 究竟負(fù)荷的功率因數(shù)提高到什么程度才算經(jīng)濟(jì)合理，這個問題關(guān)系到安裝補償設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效果和補償設(shè)備經(jīng)濟(jì)合理布置的問題。對這個問題的分析，通常采用無功補償功率當(dāng)量這個概念。 在圖 9–5所示的簡單系統(tǒng)中，設(shè)負(fù)荷的最大有功功率與最大無功功率同時出現(xiàn)，在負(fù)荷處未安裝無功補償設(shè)備時，系統(tǒng)中線路和變壓器的最大有功功率損耗 為 式中， 、 ——負(fù)荷的最大有功功率， kW；最大無功 功率， kvar ； R——歸算到電壓 U的系統(tǒng)電阻（包括變壓器 T1和 T2以及線路在內(nèi)的全部電阻）， Ω ； 當(dāng)負(fù)荷處安裝了容量為 Qbch的補償設(shè)備后，系統(tǒng)中線路和變壓器的最大有功功率損耗 為 1zdP?2231 2 10zd zdzdPQPRU??? ? ?zdP zdQ2zdP?（ 9–35） 式中， ——單位容量的無功補償設(shè)備所能減少有功功率損耗的平均值，可稱為最大負(fù)荷時刻的無功補償功率當(dāng)量，kW/kvar。 由式（ 9–38）可見，安裝第一個千乏的無功補償設(shè)備容量，其效果要比以后安裝一個千乏無功補償設(shè)備容量的效果要大些。換句話說，無功補償設(shè)備減少無功負(fù)荷對電源容量占有的減容效益具有遞減性。由式（ 9–38）還可得到如下兩點結(jié)論：安裝無功補償設(shè)備的地點與電源之間的電氣距離愈遠(yuǎn)（式中 R愈大），安裝的無功補償設(shè)備降損效果愈大；無功負(fù)荷愈 2232 2() 10zd zd bc hzdP Q QPRU???? ? ?312 2( 2 ) 10z d b c h b c hz d z d b P b c hQ Q QP P R C QU??? ? ? ? ? ?32( 2 ) 10z d b c hbPCRU????bPC（ 9–36） 因此，由于安裝了補償設(shè)備而減少的有功功率損耗為 （ 9–37） （ 9–38） 大，安裝同一容量的無功補償設(shè)備，其降損效果也愈大。 引入無功補償功率當(dāng)量概念后，可用下式直接計算補償設(shè)備降低有功功率損耗的效果 減少電能損耗計算 在測計期內(nèi)無功負(fù)荷是變化的，無功補償設(shè)備在整個測計期內(nèi)均接入時，補償后無功功率造成的電能損耗可按下式計算 而沒有無功補償設(shè)備時，無功功率所造成的電能損耗為 如不計無功補償設(shè)備自身的電能損耗，則無功補償設(shè)備投入后的電能損耗降低為 () b P b c hP C Q? ? ?2 3 2 2 32 220 0 0 0( ) 1 0 [ 2 ] 1 0T T T TQ b c h b c h b c hp j p jRRA Q Q d t Q d t Q Q d t Q d tUU??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?231 2010TQpjRA Q d tU?? ? ??2312 200( ) [ 2 ] 1 0TTQ Q b c h b c hpjRA A A Q Q d t Q d tU?? ? ? ? ? ? ? ? ??? （ 9–39） （ 9–40） （ 9–41） （ 9–42） 式中， ——無功補償電能當(dāng)量， kW/kvar。 由于 1,所以 ,即無功補償電能當(dāng)量小于無功補償功率當(dāng)量，因此有下述關(guān)系