Ｑ．丝 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 工业技术 试述影响配电网的线损因素分析 马骥 （哈尔滨电业局道外供电局，黑龙江哈尔滨１５０００１） 摘要：文章简述了线损工作的现状，重点对影响线损波动的因素，电压变化对线损的影响等方面做了详细分析。 关键词：配电网；线损分析；影响因素 线损工作现状 在我国，按线损率在８．０％０算，每年就消耗 掉５００亿ｋＷ・ｈ，折标准煤２０２０万吨，如果再加 上各用户线损电量，数字就更可观了。提高能源 一、的容量，即提高了设备的利用率。 备的绝缘所容许的最高工作电压一般不超过额 三、电压变化对线损的影响 定电压ｌｌＹＴｏ，而对低压用户的供电电压则应保 １配电网升压改造 持在额定电压的５％范围内。 为求得电网升压与线损降低的关系，假设 调整电网运行电压降损效果表 利用效率，就可以向用户提供更多的电力，促进 工农业生产，节约动力资源，降低供电成本，其 经济意义和现实意义是不可低估的。 二、技术线损分析 １负荷曲线形状对线损的影响 对于一定的线路来说，其结构参数在一定 时期往往是固定不变或变化很小，变化较大的 是线路的运行参数，其中以线路中的负荷电流 和负荷功率的变化最为剧烈。在农电线路中负 荷功率起伏变化更为剧烈，使日负荷曲线起伏 波动形成几个峰谷现象，高峰负荷往往是低谷 负荷的几倍，即造成了很大的峰谷差。这种现象 在农村用电淡季尤为明显。 ２无功补偿列线损的影响 在电力系统中应保持无功功率的平衡，否 则将会导致系统电压降低、设备损坏、电能质量 下降、电网能耗显著增大；严重时还会引起电网 崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。保持电 网无功容量的充足有以下作用： ２１补充电力系统无功功率使之保持平衡 电力系统中的电动机、变压器、电焊机、日 光灯等，大都是既具有电阻又具有电感的电感 性负载，它们既要吸取消耗有功功率同时还要 消耗吸取无功功率。 ２．２降低电网中的功率损耗 电网不仅在给用电设备输送有功功率时造 成有功损耗，同时，在给用电设备输送无功功率 时也要造成有功损耗，其表达式为： Ｐ △Ｐ Ｐ曩 Ｒ ｘｌ伊＋（ １ ２Ｒ ｘｌ 由上式可见，当电网结构固定，输送的有功 功率一定时，电网有功功率损耗的大小取决于 无功功率的输送量，而且与其平方值成正比。 ２．３减少电网中的电压损失，提高电压质量 电网中无功功率输送量的变化还将造成线 路运行电压的波动和电压损失，导致线路首末 端有一个电压差，引起用电设备处发生电压波 动或不稳定，用电电压质量难以保证。线路电压 损失与其输送的无功功率之间的关系如下 ＡＵ＝ ＝等＋等 由上式可见，电网中电压损失的第二部分 和输送的无功功率成正比，由于此时ＱＸ／ ＞＞ＰＲ／Ｕ，，则线路的电压损失主要由线路的电抗 值来决定，即Ａ 。 Ｕ ２４提高电网中输送能力和设备的利用率 无功功率可以提高电网的功率因数，因此 在电网视在功率不变的情况下，电网输送的有 功功率必然增加，这样即提高了电网的输送能 力；从另一方面看，无功补偿可以使功率因数提 高，在传输相同的有功功率下就可以节省设备 一１５２一 中国新技术新产品 电网电压在升压前和在升压后，电网输送的有 功功率不变，即、／３ ＵＪｔｃｏｓ￣ｐ，＝、／３［，２ ∞ 不同运行电压时总损耗增加或减小的百分数 Ｃ 所以ＩＦ ＿＿ｆｌｉ Ｈ Ｕｅ 】Ｏ３ Ｕｅ １Ｄ１ Ｕｅ ｌ加Ｕｅ ０９９ Ｕｅ Ｕｅ 田５ Ｕ２‘ 电网升压后，线路上流经的负荷电流减小 ２０％ 一 ９％ 一鸲７％ 一１１％ ０ ＋ｌ２３％ ＋ ＋自 了。因此，电网中的线损也必然相应降低。其降 ３０％ 一３．４４％ 一２．１９％ —∞％ ０ ＋０ｓ２％ ＋２６毖 ４４６４％ 低百分数按下式计算确定： ４０％ 一ｌ４８％ 一１Ｏ０％ 一∞０％ ０ ． ０４２％ ＋１ ０％ ＋２５８％ ＡＰ￣３１７ＲｘｌＯｑ（１（Ｗ） △Ｐ ０ｌ曩 ｌ １ ５Ｏ％ ＋ ８％ ＋ｎｌ８％ ＋００２％ ０ ＋００２％ ＋ｆｉｔ１９％ ＋Ｏ５ △ ＝ ＝（ｓ－ ）× ６０％ ＋ ％ ＋ｉ３６％ ＋０４２％ Ｏ 一∞８％ 一１．０％２ 一Ｉ５，％ １００９￣（１一 ）ｘ１００％＝（１－ ）ｘｌＯ０％ ｌ ０％ ＋４３９％ ＋２５４％ ＋０８２％ ０ 一ｎ７８％ 一２２，％ 一 ９％ ｌｆ Ｕ２＂ 由上表可以看出对于变压器的铁损在电网 由上式，根据假设的电网升压前后的电压 总损耗所占比重小于５０％的电力网，适当提高 『， 与 之值，可计算得到配电网升压后线损降 运行电压可以降低总损耗，电压在３５ｋＶ及以上 低百分数的效益表，见下表。 的电力网基本属于这种情况。但是对于变压器 配电网升压后线损降低百分数 铁损所占比重大于５０％的电力网情况正好相 以 △ 反，大量统计资料说明，在６—１０ｋＶ的农村配电 网中铁损在配电网总损失中所占比重可达６０～ ８０％，甚至更高。 ３功率因数对线损的影响 在配电网中，在负荷的有功功率保持不变 如果现运行的输变电设备能满足绝缘配合 的条件下，提高负荷的功率因数可以减小负荷 要求，利用已有线路走廊和变电设备或进行部 的无功功率，因而可以减少发电机送出的无功 分更换，对电网进行改造，将输变电系统运行电 功率和通过线路及变压器的无功功率，所以也 压升高１至２个等级，既可满足节省资金、减少 将减少线路和变压器的有功功率损耗和电能损 施工量和缩短停电时间的要求，又可降低线路 耗。当功率因数由提高到时，可变损耗的降低 的输送电流。 量及降低的百分数如下： ２ ２电网电压损耗的影响 在电网电压满足供电质量要求的前提下， ＡＰｓ＝士Ｒ×Ｊ ｃ０ｓ 适当提高运行电压可以减小负荷电流，从而降 ２ 低线损。配电网中的可变损耗可表示为 △尸乒 — Ｒ× Ｄ Ｕ ｃｏｓ￣２ △脚 × ｏ — Ｒ× Ｄ 二！ Ｒ× Ｕ ＣＯＳ Ｕ △Ｐ： 一 ｆ Ｌ一—Ｌ 如果配电网的电压提高Ｏｌ％，则由式（３—７）可得 ｃ∞ Ｊ ｃ∞ ２ 到配电网可变损耗可降低为： △ｒ△ ＝垒堕 ０Ｄ 旦 虹）ｘｌＯＯｒ／￣ ＡＰＩ ＣＯＳ ２ △ｒ△Ｐ △Ｐ广△Ｐ — ： ｝＿Ｒ× ¨－＿＿． ｌ＿ ｕ ｕ（１＋ ｝ 由上式，根据假设的ｃ∞ 与ｃｏｓｑ９２之值，可 计算得到提高功率因数对降低可变损耗百分数 的效果，见下表。 ＲｘｌＯｑ：旦± Ｒ２× 驴 一 ｊ 功率因数提高对降低线损的效果 Ｕ ｌｌ＋｛ ｊ △ 绉 ｃ椰 由上式可见，如果电网电压提高５％，输电 —Ｔ— —丁— 线路和变压器损耗可降低９％左右。配电网总损 ６０９４ 『４ｌ７５ Ｉ ２３．４４ 失的１５—２０％主要是变压器的空载损失。因此当 ６５．４０ ｌ ５０．１７ ｌ ３５．１８ 配电网的电压水平提高５％，而配电网中变压器 ６９．１４ ｌ ５５５６ ｌ ３９５１ 的工作分接头保持不变时，变压器的空载损耗 ７２３０ 『６ｎＩｌ Ｉ ４５．７Ｉ 将增加约１０％，也就是配电网的总损失将增加 口 １．５—２．００／ｏ。如果变压器工作分接头随着配电网电 比，因此提高功率因数的降损节能极其显著可 压的变化而相应变化，则这部分损失将几乎保 观。 持不变。电力网运行时，线路和变压器等电气设 ４负荷分布对线损的影响 工业技术 』 ：兰兰 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ２ ２ ０ＫＶ变电站ｌ ＯｋＶ母线开关柜的改造 张培飞 （云南省送变电工程公司，云南昆明６５０２１６） 摘要：本文通过对我市某变电站１０ｋＶ Ｉ段母线开关柜的更换工程 ，提出本人对ＧＧ一１开关柜更换的一些体会，希望借此能对同行 有参考作用。 关键词：变电站：开关柜二次保护 段母线选用固定式开关柜。经设备招投标，本工 该变电站１９９４年投运，至２００６年，Ｉ期建 程１０ｋＶ开关柜选用汕头正超ＸＧＮ２Ｂ一１２（Ｚ）型 设的设备运行已接近１５年。从变电站运行安全 固定柜。 稳定考虑，我局决定在２００６年大修技改工程 ３基本参数选择 中，对变电站１０ｋＶ Ｉ段母线开关柜进行更换。 电气主接线：沿用原接线方式，＃１主变 １工程现状及要求 １０ｋＶ变低侧经总进线断路器，通过限流电抗 变电站原１０ｋＶ Ｉ段母线开关柜采用ＧＧ一１ 器，再由双断路器分别接１０ｋＶ Ｉ段Ａ、１０ｋＶ Ｉ 型成套开关柜。＃１主变１０ｋＶ变低侧采用铝排 段Ｂ母线。电气平面布置为户内单列型布置。 母线架空进线，经总进线断路器，通过限流电抗 根据地区电网系统现状，以２０１０年作为设 器，再由双断路器分别接１０ｋＶ Ｉ段Ａ、１０ｋＶ Ｉ 计水平年，对变电站１０ｋＶ侧进行短路电流计 段Ｂ母线，开关柜户内单列布置，馈线电缆出 算，计算结果如下表（限流电抗器Ｉ期工程中已 线。工程要求：更换变电站１０ｋＶ Ｉ段母线ＧＧ一１ 安装） 型开关柜，＃１主变１０ｋＶ进线桥更换。 计算结果 ２开关柜选型 三相短路点 Ｘ Ｉ” Ａ】 Ｉｃ Ａ１ ｉｃ Ａ１ 引言 绝缘铜管母线 集肤效应 截面 载流量温升 连接部位温升 铜排母线 Ｋｆ≥ｌ ｌ ｋｌ０，截面积：３６００ｒａｍ ７０ｋ 连睦郭＆ 娃，温升嘲 Ｋｆ≤ｌ ｌＯＯｘｌＯ．截面积：２８２６ｍｍ 低于４０ｋ 散热功能 表面电位 污闪 管内自蟪形成 抵 黼 母排热缩后散热效果较差 目 雠， 基本无 位爝，对＾ 表面电位有电 ±白 垒 省 日 凫维护 每ｉＦ绝缘 辨电人】请洁 辅 ）２０年 １０年更换一次 适中 趺性投资 方案一，选用金属铠装固定式开关柜，柜体 １１００／１２００（￣）×１２００（深）ｍｍ。特点：性能安全可 靠，维护检修方便，能布置的馈线回路数与原 ＧＧ一１型一样（ｉｔ满足运行需要），柜体（／面）价 格适中，与原ＧＧ一１型开关柜柜体尺寸（１２１８ Ｘ １２０ｏ（深）ｍｍ）基本一致，只需对原设备基 础稍微改造，就能适应工程需要，所需施工停电 时间短，同时，因柜体尺寸基本一致，新开关柜 布置时可按原有平面布置方式考虑，工程后，只 需更换馈线电力电缆头，馈线电缆不需更换。 方案二，选用金属铠装移开式开关柜，柜体 尺寸８００／１０００（￣＇）ｘ１５００（深）ｍｍ。特点：性能安 全可靠，维护检修方便，能布置的馈线回路数较 多，柜体（／面）价格略高，与原ＧＧ一１型开关柜 柜体尺寸差别较大，需新建设备基础，所需施工 停电时间较长。 对比以上两个方案：两种开关枢陛能方面 都安全可靠，同样维护检修方便；移开式开关柜 方案能布置的馈线回路数较多，但固定式开关 柜方案能布置的馈线回路也能满足运行需要； 经济性方面，选用固定式开关柜方案较经济；施 工停电时间方面，选用固定式开关柜方案施工 停电时间短得多；同时结合本站现状，运行中的 １０ｋＶ １Ｉ段母线开关柜采用汕头正超 ＸＧＮ２Ｂ一１２（Ｚ）型固定柜，新的Ｉ段母线开关柜 若选用固定式开关柜，整体匕更加协调。 综合对比两种方案的优缺点，新的１０ｋＶ Ｉ 主变１０ｋＶ侧（限流 电抗器前） ０Ｏ９３８ ５８６３６ ８８５４ １４９５２２ 主变１０ｋＶ侧（限流 电抗器后） ０２３３４５ ２３５６ ３５５７５ ６ＱＯ７８ 主变进线柜：现＃１主变容量为 １５０ＭＶＡ，１０ｋＶ侧５０％￣－量，即７５ＭＶＡ，根据公 式Ｉ＝Ｓ／ Ｘｖ）＝７５ Ｘ １０００／ ×１ｏ ４３３０２５ （Ａ），考虑到１０ｋＶ变低侧经限流电抗器后，再通 过双断路器各进一段母线。总进线柜参数选择： 额定电压为ｌＯｋＶ，额定电流为４０００Ａ，短路电 流为６３ｋＡ。分支进线柜：额定电压为１０ｋＶ，额 定电流为３１５０Ａ，短路电流为４０ｋＡ。 馈线柜：根据市场部反馈，工程前Ｉ段母线 馈线８回，最大回路负荷约７０００ｋＶＡ，考虑到负 荷发展的需要，新的馈线柜参数选择：额定电压 １０ｋＶ，额定电流１２５０Ａ，短路电流３１．５ｋＡ，ＣＴ变 比为１ ５０～６００／５Ａ。 电容器柜：１０ｋＶ Ｉ段母线带电容器四组，容 量４ Ｘ ７８００ｋＶａｒ，所以电容器柜参数选择为额定 电压１０ｋＶ，额定电流１２５０Ａ，短路电流３１５ｋＡ， ＣＴ变比为６００／５Ａ。 ４主变１０ｋＶ变低侧进线选择 方案～：选用铜排母线。 方案二：选用绝缘铜管母线。 铜排母线和绝缘铜管母线对比如下表（额 定电流选择４０００Ａ）： 通过以上对比，我们可以发现，虽然绝缘铜 管母线一次性投资较高，但它集肤效应低，交流 电阻小，因此母线上的功率损失小，在工作大电 流的情况下，长期运行经济性显著；同时绝缘铜 管母线在维护周期和使用寿命方面，也有着巨 大的优势。因此，虽然一次性投资较高，但对比 铜排母线，不论从长期运行经济胜角度考虑，还 是从运行维护方面比较，都是选用绝缘铜管母 线较佳，所以主变１０ｋＶ变低侧进线选用绝缘铜 管母线。经设备招投标，本工程１０ｋＶ进线选用 广州日昭ＪＴＭＺ一１２／４０００型绝缘铜管母线。 ５二次保护 变电站当时为常规控制有人值守站（现阶 段正进行全站综合自动化改造），１０ｋＶ单元保 护装置安装于开关柜上，线路采用微机保护（两 段定时过流、零序过流及过负荷保护）；１０ｋＶ电 容器组采用微机保护（过压、失压、过流、不平衡 电流保护或不平衡电压保护）；站用变压器采用 微机保护（电流速断、过流、零序过流），根据运 行需要对高压室的照明和通风设施改造。 ６结束语 电网运行中的ＧＧ一１型开关柜，大部分为 ８０年代末至９０年代初开始投运，已达到或者接 近要求更换的年限，迫切需要进行更换改造，我 市某变电站新的Ｉ段母线开关柜投运已有一年 多，一直运行良好，达到了预期的效果。 参考文献 …梁望霖．一起１ｌＯｋＶ主变压器零序过压保护 动作跳闸的原因分析及处理措施ｍ＿广西电力． 影响的。所以有时电网也开环运行而采用手动 或自动切换等方式。 从降低线损的观点来考虑，在均一网络中， 假设在某条线路上有两个用户，它们的负 ：：３ｌ２ 凸 ｌｌ—西Ｌ ｘＴｘｌ 荷曲线形状完全相同，全线路用同一截面的导 从上式可见，ａ值越小，电能损耗△Ａ越大； 线，分支点到线路始端和末端的距离分别为Ｌ１ 当ａ值确定时，ｋ越￣１］ＡＡ也越大。因此可见 和Ｌ２，线路始端和两个用户的最大电流为Ｉｚｄ， 影响多分支线路电能损耗的主要因素有两个： ａｌｚｄ和（１一ａ】Ｉｚｄ，如下图所示： 是分游腈况，即负荷的数值分布；二是各负荷 一ｋ——一Ｌｌ——— ｂ—— 丑 （１一 Ｉ俎 负荷分布对线损的影响图 线路内的电能损耗可按照下式计算： ＡＡ＝ＡＡ３－ＡＡ ２ －－３［［ｅ，ａＦＬ，ｒｏ＋（１吨｝Ｐ Ｌ：ｒｌｋｌｆＯｑ 点距始端的距离，即负荷点的空间分布。 ５运行方式对线损的影响 环形电力网是闭环运行还是开环运行，以 及在哪一点开环运行，都是与电力网的安全、可 靠和经济陛有关的复杂问题。 从增强供电可靠性和提高供电经济性出 发，应当采用闭环方式运行；但是由于闭环会导 致继电保护的复杂化，它对供电可靠性又是有 同一电压等级的环网，功率分布与各段电阻成 反比。这时，闭环运行可取得很好的降损效果。 在非均一程度较大的网络中功率按照阻抗成反 比分布。这时，只要负荷调整适当。开环运行对 降损将是有利的。有时在非均一环网中加上串 联电容、调压变压器以强制实现有功和无功功 率的经济分布。 参考文献 Ⅲ《电工基础》，国家电力出版社． 『２１《配电网管理》．黑龙江电力出版社． 中国新技术新产品 一１５３—
