【正文】 d tU ????? ? ? ???????2l（ 9–24） （ 9–25） 1l圖 9–1 負荷分布的影響 sdIsdaI (1 ) sdaI?用戶的最大電流分別為 、 、 ，如圖 9–1 所示。 全線路在測計期 T內的電能損耗可按下式計算 2 2 2 31 2 1 0 2 03 [ ( 1 ) ] 1 0s d s dA A A I F l r a I F l r T ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 30 1 23 [ ( 1 ) ] 1 0sdI F r l a l T ?? ? ? ? ?（ 9–26） 第三節(jié) 理論線損計算 一個供電地區(qū)或電力網在給定時段（日、月、季、年）內，輸電、變電、配電各環(huán)節(jié)中所損耗的全部電量（其中包括分攤的電網損耗電量、電抗器和無功補償設備等所消耗的電量以及不明損耗電量等）成為線路損耗電量，簡稱線損 電量或線損。因此，線損電量通常是根據(jù)電能表所計量的總“ 供電量 ” 和總 “ 售電量 ” 相減得出。 所謂供電量，是指發(fā)電廠、供電地區(qū)或電力網向用戶供出的電量，其中包括輸送和分配電能過程中的線損電量。 g t y c h tA A A A A? ? ? ?（ 9–27） 所謂售電量，是指電力企業(yè)賣給用戶的電量和電力企業(yè)供給本企業(yè)非電力生產（如基本建設部門等）用的電量。所以，供電地區(qū)或電力網的售電量等于用戶電能表計量的總和。 在統(tǒng)計線損電量中，有一部分是在輸送和分配電能過程中無法避免的，是由當時電力網的負荷情況和供電設備的參數(shù)決定的，這部分損耗電量稱為技術損耗電量，它可以通過理論計算得出，所以又稱為理論線損電量，對應的線損率稱為理論線損率。 電力網規(guī)劃、電力網接線方案的比較和變電站的設計，都需要進行線損理論計算。局部的線損理論計算，可用于對一些降損技術措施的效益進行預計，通過技術經濟比較來選擇經濟合理的降損方案。 上述 3類線損理論計算，對于各個供電部門和有獨立供電系統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)都是需要的。對這種電力網采用 110kV或 220kV的較高電壓引入的接線方式進行改造，是降損的有效措施之一。 由式（ 9–29）可知，在負荷功率不變的條件下，把電力網的電壓提高，則通過電力網元件的電流將相應減小，負載損耗也隨之降低。升壓可以和舊電力網的改造結合進行，減少電壓等級，簡化電力網的接線，適應負荷增長的需要，并降低電力網的線損。 （ 3）合理確定環(huán)網的閉環(huán)或開環(huán)運行，或改變環(huán)網的斷開點 在環(huán)網中，不考慮各段線路中有功功率、無功功率損耗時的功率分布，稱為近似功率分布；按照各線段阻抗關系的分布稱為自然功率分布；按照各線段電阻的分布稱為經濟功率分布，此時對應的環(huán)網有功功率損耗最小。在不同電壓等級通過變壓器連接的環(huán)網中，由于變壓器的電抗與電阻的比值大于線路的電抗和電阻的比值，所以使電力網的不均一程度增大。在電力系統(tǒng)中，有時因為在閉環(huán)運行時斷路器容量不足，或繼電保護的配置比較復雜，往往使環(huán)網開環(huán)運行，而讓有些線路處于帶電的熱備用狀態(tài)。 （ 4）利用縱橫向調壓變壓器或串聯(lián)電容器實現(xiàn)功率的經濟分布 為了降低不均一環(huán)網中的功率損耗和電能損耗，可以在環(huán)網自然分布的功率上疊加一個強迫的循環(huán)功率，并使兩者之和等于經濟的功率分布。由于電力網的負荷是隨時變化的，功率分布也隨時間變化，所以循環(huán)功率應該是可以調節(jié)的。因為附加電勢既有與電力網電壓同相的縱向分量，又有與電力網電壓相位相差 900的橫向分量，所以附加電勢既要能改變大小，又要能改變相位。圖 9–2（ a）為這種橫向調壓變壓器的單相原理接線圖，圖 9–2（ b）是電壓相量圖，圖 9–2（ c）是這種調壓變壓器在電力網中的接入方式。 由于縱橫向調壓變壓器的投資費用較大，所以一般在由不同電壓等級線路組成的、并流過巨大功率的環(huán)網中，才采用這種縱橫向調壓變壓器。 圖 9–2 環(huán)網中接入橫向附加電勢 （ a）單相原理接線；（ b）電壓相量圖； （ c）接入電網方式 圖 9–2所示為兩條不同截面導線的線路所組成的最簡單的環(huán)網?？梢姡尤氲碾娙萜鞯娜菘?XC應滿足下式的要求 22XR11XR XRXR2 121CXX XRR? ?（ 930） 11222121jXRjXRZZII????????? ?? III21 。變電站 A和 B都由發(fā)電廠 C供電，斷路器 2斷開。這時就造成迂回供電的不合理運行方式，因此必須加以調整，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)絡線上供電較為合理。 112 2 2/1/CCX XRKX X R? ? ? （ 933） 圖 9–3 某電力網的部分運行接線圖（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）合理安排設備檢修，盡量實行帶電檢修 電力網正常運行時的接線方式，一般是比較安全和經濟合理的接線方式。圖 9–4所示是某電力網的正常運行接線，線路參數(shù)及電流均已在圖中表明。P??39。假定檢修進行 10h，損耗因數(shù)為 ，則多損耗的電量為 =（ 1488—） 10=5086（ kW因此，合理安排設備檢修，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供電的用戶的設備檢修或工廠休假日配合進行）。 （ 7）更換導線，加裝復導線，或架設第二回線路 由于工農業(yè)生產的迅速發(fā)展，線路輸送功率增加。在不可能升壓的情況下，可以更換截面較大的導線，或加裝復導線來增大線路的輸送容量，同時達到降低線損的目的。 合理確定電力網的電壓水平的措施，主要是搞好無功功率的平衡工作，其中包括合理調節(jié)發(fā)電機的勵磁、提高發(fā)電機的電壓、提高用戶的功率因數(shù)、采用無功功率補償設備和串聯(lián)電容器等，其次才是調整變壓器的分接頭。 二、搞好電力網的無功功率平衡，合理確定電力網的 電壓水平 圖 9–5 調整變壓器分接頭 （ a）調整前分接頭；（ b）調整后分接頭 圖 9–5所示是一電力網的接線圖，圖中已注明所有變壓器與分接頭的運行位置對應的變化， UF為發(fā)電機電壓。假定發(fā)電機電壓和負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電力網的電壓就提高 %；T2的分接頭從 ，中壓側分接頭從 ，則 35kV電力網的電壓又提高 %，總共提高 10%。為了使用戶處的電壓保持不變， T3的分接頭應從 ， T4的分接頭應從 。如果各種電壓電力網的空載損耗占總損耗的比例僅為 10%，可以算出上述 3種電壓的電力網總損耗分別可降低約 %、 15%和 %。 但必須指出，如果系統(tǒng)中無功功率供應比較緊張，用調整變壓器分接頭來提高電力網電壓的辦法，將使負荷的無功功率消耗增加。所以只有在搞好電力網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的電壓水平。 三、采用無功功率補償設備和提高功率因數(shù) 圖 9–6所示為一個簡單的電力系統(tǒng)。 . 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，當負荷功率因數(shù)從 cosφ1提高到 cosφ2時，有功功率損耗降低的百分數(shù)可用下列簡單關系式表示 因為空載功率損耗與功率因數(shù)無關，所以提高功率因數(shù)對降低負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載功率損耗的影響 功率因素從右列數(shù)值提高至 負載功率損耗降低百分數(shù)（ %） 60 53 46 38 29 20 10 究竟負荷的功率因數(shù)提高到什么程度才算經濟合理，這個問題關系到安裝補償設備的經濟效果和補償設備經濟合理布置的問題。 在圖 9–5所示的簡單系統(tǒng)中，設負荷的最大有功功率與最大無功功率同時出現(xiàn)，在負荷處未安裝無功補償設備時，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以及線路在內的全部電阻）， Ω ； 當負荷處安裝了容量為 Qbch的補償設備后，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備所能減少有功功率損耗的平均值，可稱為最大負荷時刻的無功補償功率當量，kW/kvar。換句話說，無功補償設備減少無功負荷對電源容量占有的減容效益具有遞減性。 引入無功補償功率當量概念后，可用下式直接計算補償設備降低有功功率損耗的效果 減少電能損耗計算 在測計期內無功負荷是變化的，無功補償設備在整個測計期內均接入時，補償后無功功率造成的電能損耗可按下式計算 而沒有無功補償設備時，無功功率所造成的電能損耗為 如不計無功補償設備自身的電能損耗，則無功補償設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， ——無功補償電能當量， kW/kvar。 電力網無功補償設備的優(yōu)化配置 大型電力系統(tǒng)或地區(qū)電力網的無功綜合優(yōu)化通常是指通過調節(jié)無功功率潮流分布，在滿足各狀態(tài)變量（負荷節(jié)點電壓、發(fā)電機無功出力）和控制變量（無功補償容量、發(fā)電機端電壓、有載調壓變壓器變比）的約束條件下，使整個系統(tǒng)或地區(qū)電力網的電能損耗最小。這些程序一般都能考慮負荷母線的無功電壓靜態(tài)特性，通過計算，給出符合優(yōu)化目標的補償點位置、補償容量、變壓器分接頭最佳位置。在綜合經濟效益最大的目