配電線路線損無功補償課件

1、配電線路線損無功補償,1,無功補償配電線路線損,配電線路線損無功補償,2,一、無功補償： 無功補償原理,電動機的無功補償,配電變壓器的無功補償,變電站、配電室的無功補償、線路的無功補償。電力電容器及無功自動補償裝置。 二、配電線路線損： 10KV配電線路線損計算方法，降低農(nóng)村配電網(wǎng)線損的技術(shù)措施；,，,配電線路線損無功補償,3,第一部分 無功補償,一、無功補償原理： 1、 把據(jù)有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換，這樣感性負荷吸收的無功功率可完全由容性負荷輸出的無功功率中

2、得到補償。 根據(jù)公式 可以看出，在有功負荷不 變的情況下，提高cos后，就可降低視在功率，減少輸送功率損失。,配電線路線損無功補償,4,，,2、無功補償?shù)哪康模禾岣吖β室驍?shù) （1）減少無功的占用比例； （2）減少無功電流在電阻上的電能損耗； （3）減少電壓損失。,配電線路線損無功補償,5,線路功率損失為 為了減少功率損失，只有減少線路輸送的無功功率。有功負荷不變時，感性無功功率QL越大，損耗就越大，為降低無功功率QL，通常是在電路中并聯(lián)電容器，產(chǎn)生電容性無功功率QC，補償一部分QL。,配電線路線損無功補償,6,，,3、功率因數(shù)的提高 （1） 當U、P一定時，功率因數(shù)越高，電流I越小，損耗也越小

3、。 （2）功率因數(shù)提高的意義 1）提高設(shè)備利用率； 2）提高電網(wǎng)的傳輸能力； 3）減少線路的電壓和功率損失；,配電線路線損無功補償,7,，,二、無功補償?shù)脑瓌t： 1、原則：全面規(guī)劃，合理布局，分級補償，就地平衡。 2、方式：集中補償與分散補償相結(jié)合，以分散補償為主；高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主；降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。,配電線路線損無功補償,8,三、無功補償?shù)臉藴剩河脩粼诟叻遑摵蓵r的功率因數(shù)應為：高供戶和高供裝有帶調(diào)整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.9及以上；其它100kvA（kw）及以上電力用戶和大、中型電力排灌站功率因數(shù)為0.85及以上。,配電線路線損無功補償,9,，,四

4、、無功補償?shù)姆椒ǎ翰捎秒娏﹄娙萜骰蚓哂腥菪载摵傻难b置進行補償。主要有：過勵磁同步電動機；調(diào)相機；電力電容器。 電力電容器補償有兩種方法：串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。 串聯(lián)補償：把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，用于高壓遠距離輸電線路上，用電單位很少采用。 并聯(lián)補償：把電容器直接與被補償設(shè)備并接到同一電路上，用電企業(yè)大部分采用并聯(lián)補償?shù)姆椒ā?配電線路線損無功補償,10,五、提高功率因數(shù)與改善電壓質(zhì)量：電力系統(tǒng)向用戶供電的電壓，是隨著線路輸送的有功功率、無功功率變化而變化的，當輸送一定數(shù)量的有功功率和始端電壓不變時，如輸送的無功功率越多，線路的電壓損失越大，送至用戶端的電壓就越低 ，當用戶功率因數(shù)提高后

5、，向電力系統(tǒng)吸收的無功功率就要減少，電壓損失也相應減少，從而改善了用戶的電壓質(zhì)量。因此，提高功率因數(shù)可以改善電壓質(zhì)量。,配電線路線損無功補償,11,六、無功補償容量的計算：,（一）按補償目的確定補償容量 1、按提高功率因數(shù)確定補償容量,配電線路線損無功補償,12,2、按提高電壓確定補償容量 3、按降低線損確定補償容量,配電線路線損無功補償,13,例題1：電工基礎(chǔ)33題,先求鎮(zhèn)流器的阻抗XL 總阻抗為 電流為 功率因數(shù)為 或 無功功率為 電容器電容量為,配電線路線損無功補償,14,例題2：某村有一臺10kv配電變壓器，位于電網(wǎng)末端，電源專用線路長是15km，線路電抗值為10，線路電壓損失是650

6、v，一次母線的實際電壓為9.4kv，試問需多大電容器容量才能使母線電壓達到10kv。 解：,。,配電線路線損無功補償,15,，,例題3、有一工廠的負載功率因數(shù)是0.7，擬提高到0.9，問線損降低百分之幾？ 解：根據(jù)公式：,配電線路線損無功補償,16,（二）按補償方式確定補償容量 對于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足的電氣設(shè)備可采用估算法，確定補償容量。 （1）隨器補償：配電變壓器無功補償容量為： 式中：I0配電變壓器空載電流百分數(shù) Ud%配電變壓器阻抗電壓百分數(shù) Se配電變壓器的額定容量（kvA） 配電變壓器負荷率,配電線路線損無功補償,17,注意： 1、補償電容器可接在高壓側(cè)，也可接在低壓側(cè)，效果是相同的。 2

7、、現(xiàn)在使用的電容器有兩種：干式金屬化低壓電容器；油浸式高壓電容器。 3、安裝接線方式：通過低壓熔斷器直接接在配電變壓器二次出線，與配電變壓器同臺架設(shè)。存在問題是，當電源缺相時可能發(fā)生鐵磁諧振過電壓。 4、補償容量必須小于配電變壓器的空載無功容量。 QC（0.950.98）Q0,配電線路線損無功補償,18,（2）隨機補償：異步電動機的無功功率補償容量為： 機械負荷慣性小時（斷電后轉(zhuǎn)速緩慢下降） 機械負荷慣性大時（斷電后轉(zhuǎn)速迅速下降） 空載電流 式中： Ue電動機的額定電壓（kv） I0電動機的空載電流（A） IN電動機定子的額定電流（A） cosN電動機的額定功率因數(shù),配電線路線損無功補償,19

8、,，,空載電流也可按下式計算,k計算系數(shù)。當cose,配電線路線損無功補償,20,（3）線路補償,線路一般采用串聯(lián)法 補償裝置按輸送容量的要求計算。其安裝容量按線路平均負荷的2/3考慮。 補償裝置安裝地點一般在距線路首端的2/3處，,配電線路線損無功補償,21,，,（4）工廠、車間集中補償容量,配電線路線損無功補償,22,七、電力電容器,1、電力電容器：又稱移相電容器，它的作用是電力系統(tǒng)的無功電源之一，用于提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。 2、電力電容器運行的一般要求： 1)電容器金屬外殼應有明顯的接地標志，其外殼應與金屬架構(gòu)共同接地； 2)電容器周圍環(huán)境無易燃易爆危險，無劇烈沖擊和震動； 3)電容器運行

9、的允許溫度，一般在40；允許溫升：充礦物油的電容器為50，充硅油的電容 器為55； 4)允許過電壓，電容器組在正常運行時，可在1.1倍額定電壓下長期運行； 5)允許過電流電容器組允許在1.3倍額定電流下長期運行。,配電線路線損無功補償,23,，,電容器的接法,配電線路線損無功補償,24,，,星-三角啟動電動機電容器接線圖,配電線路線損無功補償,25,，,3、電容器組常見的故障、產(chǎn)生原因： 1)滲漏油：搬運方法不當、安裝時用力過大、保養(yǎng)不當生銹、運行溫度變化劇烈等； 2)外殼膨脹：內(nèi)部局部放電或過電壓、使用年限過長等； 3)電容器爆炸：內(nèi)部發(fā)生相間短路或相對外殼放電； 4)發(fā)熱：設(shè)計安裝不合理、

10、通風條件差、接頭螺絲松動、長期過電壓、頻繁投切 反復受浪涌電流影響； 5)瓷絕緣表面閃絡：清掃不及時表面污穢 ； 6)異常響聲：有“滋滋”或“沽沽”聲時，一般為內(nèi)部有局部放電。,配電線路線損無功補償,26,。,4、電容器組運行操作注意事項： 1）斷路器的操作順序：正常情況全變電所停電操作時，先拉開高壓電容器支路的斷路器，再拉開其他各支路的斷路器；事故情況下，全站無電后，必須將高壓電容器組的支路斷路器先斷開。 2）電容器的保護熔斷器突然熔斷時，在未查明原因之前，不可更換熔體恢復送電。 3）電容器嚴禁帶電荷合閘，以防止產(chǎn)生過電壓；電容器再次合閘，應在其斷電3min后進行。,配電線路線損無功補償,2

11、7,，,電容器熔絲保護接線圖,配電線路線損無功補償,28,，,5、電容器組投入或退出運行時的注意事項： 1）正常情況下，電容器組的投入或退出運行應根據(jù)系統(tǒng)無功潮流、負荷功率因數(shù)和電壓等情況確定。 2）電容器組所接母線的電壓超過電容器額定電壓的1.1倍或的電流超過額定電流的1.3倍時，電容器組應退出運行；電容器室溫度超出40范圍時，亦應退出運行； 3）當電容器組發(fā)生下列情況之一時，應立即退出運行：電容器爆炸；電容器噴油或起火；瓷套管發(fā)生嚴重放電、閃絡；接點嚴重過熱或熔化；電容器內(nèi)部或放電設(shè)備有嚴重異常響聲；電容器外殼有異形膨脹。,配電線路線損無功補償,29,，,電容器組放電裝置圖,配電線路線損無

12、功補償,30,，,6、電容器自投裝置 自投補償原理：根據(jù)母線電壓高低，由裝設(shè)的繼電保護裝置（或其它自動設(shè)備）自動投入或退出電容器組。 無功功率自動補償分為兩種：交流接觸器自動補償裝置和晶閘管無功動態(tài)自動補償裝置。 1)交流接觸器自動補償裝置：由自動補償器、交流接觸器、電流互感器、熱繼電器、空氣自動開關(guān)及電容器等元件組成。 2)晶閘管無功動態(tài)自動補償裝置：采用無觸點大功率可控硅，由微電腦的綜合測試儀實時檢查電力系統(tǒng)無功功率或功率因數(shù)，控制并聯(lián)電容器電流過零投入、等電位切除裝置。,配電線路線損無功補償,31,電容器自投裝置接線圖,配電線路線損無功補償,32,，,自動補償裝置接線圖,配電線路線損無功

13、補償,33,第二部分 配電線路線損,一、線損的概念 “線損”是電能在傳輸過程中所產(chǎn)生的有功、無功電能（或功率）和電壓損失的簡稱。 習慣上稱之的“線損”是指上述損失的有功部分。 電壓損失與電壓降落（或壓降）。電壓降落（相量差）與電壓損耗（代數(shù)差）,配電線路線損無功補償,34,配電網(wǎng)電能損失，包括配電線路和配電變壓器損失。由于配電網(wǎng)點多面廣，結(jié)構(gòu)復雜，客戶用電性質(zhì)不同，負載變化大，所以，計算出某一時刻或某一段時間內(nèi)的電能損失是很因難的。進行理論計算時，要對計算方法和步驟進行簡化： （1）線路總電流按每個負載點配電變壓器的容量占該線路配電變壓的總?cè)萘康谋壤?，分配到各個負載點上； （2）每個負載點的功

14、率因數(shù)相同。,配電線路線損無功補償,35,，,二、理論線損計算 1、輸電線路損耗： （1）單一線路： （2）單相線路： （3）三相電力線路：,配電線路線損無功補償,36,，,2、配電變壓器損耗（變損）： 式中：P0變壓器空載損耗（鐵損）； PT變壓器短路損耗； I通過變壓器的電流； In變壓器的額定電流。,配電線路線損無功補償,37,，,附1：電阻的確定 1）電阻的計算 基本電阻R20 R20rL 溫度附加電阻Rt Rt=a(tp-20)R20 負載電流附加電阻RI RIR20 負載電流引起的導線附加電阻系數(shù)； IMH20 導線在20時，持續(xù)允許通過的最大載流量； TMH 架空線路最高持續(xù)允許

15、溫度，TMH70 線路實際電阻為 RR20RtRI,配電線路線損無功補償,38,，,2）等值電阻計算 基本等值電阻Re 式中： 線路配電變壓器容量之和 第 i計算段后配電變壓器容量之和 第i計算段導線電阻,配電線路線損無功補償,39,，,溫度附加電阻ReT ReT=a(TP-20)Re 負載電流附加電阻ReI ReI=I2Ar Ar 等值附加電阻常數(shù)； I 計算用線路總電流； IMH20i 第i計算段導線最大載流量,配電線路線損無功補償,40,，,附2：電流I的確定：均方根電流法。 （1）均方根電流： （2）平均電流： 取修正系數(shù) K=IJ/IP（K與負載性質(zhì)有關(guān)，隨電流變化而變化。） 平均電

16、流可用線路供電量計算得出：,配電線路線損無功補償,41,，,3、電能損失計算： （1）線路損失功率： （2）線路損失電量： （3）線損率： （4）配電變壓器損失功率： （5）配電變壓器損失電量： （6）變損率： （7）綜合損失率：,配電線路線損無功補償,42,，,4、線路電能損失的估算 線路損失率：線路電阻R與阻抗的關(guān)系 如果一個配變臺區(qū)有多路出線，對每一條線路測取一個電壓損失值，并用該線路的負載占總負載的比值修正，總的電壓損失百分數(shù)為： 式中k值是與負載數(shù)量、導線截面、功率因數(shù)有關(guān)的系數(shù)。,配電線路線損無功補償,43,，,5、低壓線路損失計算：低壓線路錯綜復雜，有單相、33相、34相及其組合

17、線路等。 （1）簡單線路的計算 1）單相線路 一個負荷在線路末端 多個負荷均勻分布,配電線路線損無功補償,44,，,2）33相 一個負荷點在線路末端 多個負荷均勻分布且無大分支線,配電線路線損無功補償,45,，,3）34相 A、B、C三相負載平衡，同33相； 三相負載不平衡，中線電流不等于0 一個負載時 多個負載均勻分布時 平均電流為 I（IaIbIc）/3,配電線路線損無功補償,46,，,取不平衡損失系數(shù)a， 式中 分別是負載較小的兩相與最大負載相電流的比值。 ，a值見表,配電線路線損無功補償,47,，,（2）復雜線路的計算 1）分支對總損失的影響 主干線有n條相同分支線，分支線負荷均勻分布

18、。主干線長L、電阻Rm，分支線長 、電阻Rb。 主干電阻Rmr0L 分支電阻Rbr0 總電流為I 分支總電流為IbI/n,配電線路線損無功補償,48,，,主干總損失 各分支總損失 線路全部損失 分支與主干損失比 分支線損失占主干線的損失比例為 /nL，一般分支線小于主干長度， /nL1/n,配電線路線損無功補償,49,，,2）多分支線路 式中：L 主干線長度 分支線長度 n 分支線數(shù) r0 單位長度電阻,配電線路線損無功補償,50,，,3）等值損失電阻Re 主干、分支導線截面相同時： 主干、分支導線截面均不相同時： 主干、分支導線截面相同時，各分支長度相等,配電線路線損無功補償,51,，,4）

19、損失功率 三相三線a1，三相四線a值以主干線導線截面查表 5）多線路 式中： M 臺區(qū)線路數(shù) I 臺區(qū)總電流 Re1 等值電阻,配電線路線損無功補償,52,，,6）下戶線 單相下戶線 三相或三相四線下戶線,配電線路線損無功補償,53,例題1：一條10kv架空線路，導線用LJ70，線間距1.5米，三角排列，導線每公里電阻r0=0.46/km，線路每公里感抗x0=0.37/km，線路長度20km。當輸送P400kw，Q300kvar時，求線路有功功率損失P和無功功率損失Q。,解： 線路中電流為： 線路有功功率損失為： 線路無功功率損失為：,配電線路線損無功補償,54,例題2：某10KV專線線路長為

20、15km，最大負載為1732KVA，最大負載利用小時數(shù)Tmax4000，導線單位長度的電阻R00.16/km，求每年消耗在這條導線上的電能？,解： 線路電阻：RR0150.16152.4 最大負載電流為： 電能損失為：,配電線路線損無功補償,55,，,三、電壓損失計算 1、電壓降落（電壓降）：電流流過線路阻抗產(chǎn)生的電壓。線路始、末端線電壓的相量差（幾何差）； 對于單相線路： 對于三相線路：,配電線路線損無功補償,56,2、電壓損失（電壓損耗）：線路始、末端線電壓的代數(shù)差； 對于三相線路，線電壓損失近似計算： 或： 電壓損失百分數(shù)：,配電線路線損無功補償,57,，,3、低壓線路中的電壓損失(近似

21、計算)：由于低壓回路中電阻占主導地位，近似計算時功率因數(shù)可取為1，略去QX。 單相二線制室內(nèi)配線電壓損失的計算： 式中：Pph為單相用電設(shè)備的有功功率； L為線路長度； S為導線的截面； Uph為線路的額定電壓； 為導線的電阻率； cos用電設(shè)備的功率因數(shù)。 三相對稱線路的電壓損失的計算： 式中：PL為三相用電設(shè)備的有功負荷； UL為線路的額定線電壓。,配電線路線損無功補償,58,，,4、分支負荷的電壓損失 可以分段計算，總的電壓損失為： 5、電壓損失百分數(shù)： 根據(jù)電壓損失率及電壓降估算補償無功功率時： 并聯(lián)電容器補償無功容量QC后，提高的電壓為 （此式也可用來計算補償無功容量）,配電線路線損

22、無功補償,59,例1：一條10kv架空電力線路，導線為LJ70型，導線排列為三角形，線間距離為1m，線路長度為10km，輸送有功功率為1000kw，輸送無功功率為400kvar,求線路中的電壓損失為多少？（導線的電阻和電抗分別為R00.45 /km 、X00.345 /km ）,解： 架空電力線路總電阻和總電抗分別為： 電力線路電壓損失為： 電壓損失百分數(shù)為：,配電線路線損無功補償,60,例2：一條10kv高壓配電線路，全線電抗XL4，末端電壓只有9500v，裝了一組1000kvar電容器組后，電壓可提高多少？例3：某10kv用戶專用線路，全長10km（已知線路電抗XL3.5），在用戶側(cè)裝10

23、0kvar并聯(lián)電容器使用戶電壓提高多少？,解： 例2： 例3：,配電線路線損無功補償,61,例4：有一臺10.5/0.4kv、600kvA變壓器，其阻抗壓降U4.72，二次側(cè)電壓為0.4kv，裝了一組0.4kv、240kvar三相電容器組，問能提高電壓多少？ 阻抗電壓：一次側(cè)施加電壓使其二次電流達到額定值，此時所施加的電壓。 阻抗電壓百分數(shù)：阻抗電壓與額定電壓之比的百分數(shù)。 根據(jù)阻抗電壓百分數(shù)估算補償無功功率時：,配電線路線損無功補償,62,，,例5：某10kv用戶專用線路全長10km（已知電阻R00.27/km，電抗X00.4/km），負荷電流為100A，功率因數(shù)為0.7，當用戶投入并聯(lián)電容器后，使功率因數(shù)提高到0.95，試問大致可提高電壓多少伏？每月降低線路損耗多少千瓦時（每月以30天計算）？,配電線路線損無功補償,63,，,需要思考的問題： 1）無功補償前后，設(shè)備所需要的有功、無功功率是否相同？ 2）無功補償前后，系統(tǒng)提供給設(shè)備的有功、無功功率是否改變？ 3）無功補償前后，系統(tǒng)提供的電流是否相同？ 4）你能理解有功電流、