电力行业修配电线路的无功补偿

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1、电力行业修配电线路的无功补偿电力行业修配电线路的无功补偿 10kV 及以下10kV 及以下 配电线路的电压降与无功补偿 配电线路的电压降与无功补偿 2013 年 3 月修改2013 年 3 月修改 目 录 线路电压降计算 一、计算电压降的公式 二、导线的电阻和电抗 三、10kV 线路电压降计算举例 无功补偿 一、什么是无功补偿 二、举例说明无功补偿的作用及计算方法 三、无功补偿需要的容量计算 四、无功补偿设备介绍 线路电压降计算线路电压降计算 一、计算电压降的公式一、计算电压降的公式 10kV 及以下架空配电线路设计技术规程规定：10kV 线路末端的允许电压降为 55。 1kV 以下线路末端的

2、 允许电压降为 4。4。 U（r U（r0 0+x+x0 0tg）LP/U-(kV)tg）LP/U-(kV) 式中 U电压降(kV)； r0导线交流电阻（欧/km） ； x0导线电抗（欧/km） ； 功率因数角（度） ； P线路输送功率（MW） ； L线路长度（km）; U线路标称电压(kV)。 UU100/UUU100/U 二、导线的电阻和电抗二、导线的电阻和电抗 线路的电阻为交流电阻，一般为直流电阻的 1.21.3 倍。 表中感抗，根据线路导线排列的几何均距 D 查得。 几何间距按下式计算： B D3ABBCCA C A 三、10kV 线路电压降计算举例三、10kV 线路电压降计算举例 已

3、知：已知： 1. O-A-B-C 段导线为 LGJ-150/20 查表：几何间距 1.5m r0=0.21 欧/km） ； x0=0.34（欧/km） ； 2. C-D-E 段导线为 LGJ-120/20 查表：几何间距 1.5m r0=0.27 欧/km） ； x0=0.347（欧/km） ； 3. 分支线 A-A1 A-A2 C-C1 C-C2 导线为 LGJ-70 查表：几何间距 1.5m r0=0.46(欧)； x0=0.365（欧） ； 4cos=0.85 tg=0.62=0.85 tg=0.62 计算步骤：计算步骤： 1. 求 A 点电压1. 求 A 点电压 A 点总负荷 1400

4、 kW OA 段线路长 2 km A 点总负荷 1400 kW OA 段线路长 2 km OA 段线路电压降：OA 段线路电压降： UUOA OA=（r =（r0 0+x+x0 0tg）LP/Utg）LP/U =（0.21+0.340.62）1.42/10 =（0.21+0.340.62）1.42/10 =0.118 kV =0.118 kV U UA A=U-U=U-UOA OA 10-0.1189.882 kV10-0.1189.882 kV 2. 求 B 点电压2. 求 B 点电压 B 点总负荷 900 kW AB 段线路长 3 km B 点总负荷 900 kW AB 段线路长 3 km

5、 300kW 50kW AB 段线路电压降：AB 段线路电压降： UUAB AB=（r =（r0 0+x+x0 0tg）LP/Utg）LP/U =（0.21+0.340.62）30.9/9.882 =（0.21+0.340.62）30.9/9.882 =0.115 kV =0.115 kV U UB B=U=UA A-U-UAB AB 9.882-0.1159.767 kV9.882-0.1159.767 kV 3. 求 C 点电压 3. 求 C 点电压 C 点总负荷 650 kW BC 段线路长 4 km C 点总负荷 650 kW BC 段线路长 4 km BC 段线路电压降：BC 段线路

6、电压降： UUBC BC=（r =（r0 0+x+x0 0tg）LP/Utg）LP/U =（0.21+0.340.62）40.65/9.767 =（0.21+0.340.62）40.65/9.767 =0.112 kV =0.112 kV U UC C=U=UB B-U-UBC BC 9.767-0.1129.655 kV9.767-0.1129.655 kV 4. 求 D 点电压 4. 求 D 点电压 D 点总负荷 500 kW CD 段线路长 2 km D 点总负荷 500 kW CD 段线路长 2 km CD 段线路电压降：CD 段线路电压降： UUCD CD=（r =（r0 0+x+x

7、0 0tg）LP/Utg）LP/U =（0.21+0.340.62）20.50/9.655 =（0.21+0.340.62）20.50/9.655 =0.05 kV =0.05 kV U UD DUUC C-U-UCD CD =9.655-0.059.605 Kv=9.655-0.059.605 Kv 5. 求（E 点）干线末端电压 5. 求（E 点）干线末端电压 E 点总负荷 350 kW CD 段线路长 4 km E 点总负荷 350 kW CD 段线路长 4 km DE 段线路电压降：DE 段线路电压降： UUDE DE=（r =（r0 0+x+x0 0tg）LP/Utg）LP/U =（

8、0.21+0.340.62）40.350/9.605 =（0.21+0.340.62）40.350/9.605 =0.071 kV =0.071 kV U UE E=U=UD D-U-UDE DE 9.605-0.0719.534 kV9.605-0.0719.534 kV UU0E 0E= （U-U = （U-UE E）/U100%）/U100% (10-9.534/10) 100%= 4.66% 合格。(10-9.534/10) 100%= 4.66% 合格。 6. 求分支线 C-C1-C2 末端电压 6. 求分支线 C-C1-C2 末端电压 C1 点总负荷 150 kW CD 段线路长

9、1 km C1 点总负荷 150 kW CD 段线路长 1 km CC1 段线路电压降：CC1 段线路电压降： UUCC1 CC1=（r =（r0 0+x+x0 0tg）10.15/9.655tg）10.15/9.655 =（0.46+0.3650.62）10.15/9.655 =（0.46+0.3650.62）10.15/9.655 =0.011 kV =0.011 kV U UC1 C1=9.655-0.0119.644 Kv =9.655-0.0119.644 Kv C2 点总负荷 50 kW CD 段线路长 2 kmC2 点总负荷 50 kW CD 段线路长 2 km CC1 段线路电

10、压降：CC1 段线路电压降： UUCC1 CC1=（r =（r0 0+x+x0 0tg）LP/9.644tg）LP/9.644 =（0.46+0.3650.62）20.05/9.644 =（0.46+0.3650.62）20.05/9.644 =0.0071 Kv =0.0071 Kv U UC2 C2=9.644-0.0071=9.637 Kv =9.644-0.0071=9.637 Kv UU0C2 0C2=(10-9.637/10) 100%= 3.63% 合格。 =(10-9.637/10) 100%= 3.63% 合格。 7. 求分支线 A-A2 末端电压7. 求分支线 A-A2 末

11、端电压 A2 点总负荷 300 kW AA2 段线路长 1.5 km A2 点总负荷 300 kW AA2 段线路长 1.5 km AA2 段线路电压降：AA2 段线路电压降： UUAA2 AA2=（r =（r0 0+x+x0 0tg）1.50.30/9.882tg）1.50.30/9.882 =（0.46+0.3650.62）1.50.30/9.882 =（0.46+0.3650.62）1.50.30/9.882 =0.0031 kV =0.0031 kV U UA2 A2=UA-U=9.882-0.00319.879 Kv =UA-U=9.882-0.00319.879 Kv U U0A2

12、 0A2%=(10-9.879/10) 100%= 1.21% 合格 %=(10-9.879/10) 100%= 1.21% 合格 无功补偿 无功补偿 一、什么是无功补偿一、什么是无功补偿 交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是 说没有消耗电能，即为无功功率。当然实际负载，不可能为纯容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载（R、 C、L 电路） ，这样电流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于 1，为了提 高电能的利用率，就要进行无功补偿。 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性电抗，在运行

13、过程中需要向这些设备提供相应的无功 功率。在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功功率， （即电容 器向感性负荷提供无功功率。电容器相当于一个无功功率的发动机） 。也即减少无功功率在电网中的流动减少无功功率在电网中的流动，因此可 以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称为无功补偿无功补偿。 I=IR+IL IC1 I=IR+(IL-IC1) 电动机电动机 补偿的电容器补偿的电容器 R XL 10kV 线 路 分散补偿分散补偿 二、无功补偿的作用 二、无功补偿的作用 2.1 扩容2.1 扩容 设电感性负荷需要从电源吸取的无

14、功功率为 Q，装设无功补偿装置后，补偿无功功率为 Qc，使电源输 送的无功功率减少为 Q=Q-Qc，功率因数由 cos1 提高到 cos2，有功功率 P 增加到 P。 例：S=1000kVA， 当 cos1=0.7 时，P=SCOS1=10000.7=700kW； 当 cos2=0.9 时，P=SCOS2=10000.9=900kW； 一台 1000 千伏安的变压器，当负荷功率因数为 0.7 时，可供 700 千瓦的有功负荷；当负荷的功率因数 提高到 0.9 时，可供 900 千瓦的有功负荷。同一台变压器，因功率因数的提高而多供 200 千瓦负荷，是相当 可观的。 2.2 降损2.2 降损（有功功率损耗） 例：已知 S=2000+j20