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        淺析高壓配電線路缺相供電的線損與實(shí)施條件

        2009-11-17 03:58:24卜照忠金英會(huì)
        活力 2009年17期
        關(guān)鍵詞:缺相損耗經(jīng)濟(jì)

        卜照忠 金英會(huì)

        [摘 要]簡(jiǎn)要介紹了缺相供電時(shí)線路線損產(chǎn)生的變化,是經(jīng)濟(jì)還是不經(jīng)濟(jì),在什么情況下實(shí)施缺相供電較為經(jīng)濟(jì)合理,其條件是怎樣確定的。

        [關(guān)鍵詞]缺相;損耗;經(jīng)濟(jì)

        隨著東寧地區(qū)黑木耳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)村秋冬季節(jié)性動(dòng)力負(fù)荷不斷增長(zhǎng),東寧供電公司下轄的道河和寒蔥河供電區(qū)域出現(xiàn)主變過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象,為了保證生活用電而限制動(dòng)力用電,東寧供電公司決定在以上供電區(qū)域的部分10kV線路臨時(shí)采取“缺相供電”。其間,“缺相供電”線路中的線損將發(fā)生什么變化、是經(jīng)濟(jì)還是不經(jīng)濟(jì)、在什么情況下實(shí)施缺相供電較為經(jīng)濟(jì)合理、其條件是怎樣確定的?筆者進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

        一、缺相供電時(shí)的線路損耗

        為了分析方便,電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)取每相之值,,即設(shè)線路的相電壓為UΦ(kV)、相電流IΦ(A)、每相導(dǎo)線電阻為Rd(Ω),每相負(fù)荷功率因數(shù)為cosΦ,線路輸送的總功率為P(kW)。

        則線路在三相全相運(yùn)行時(shí)的功率損耗為

        ΔP3= 3I2ΦRd╳10-3 = 3(P3/3UΦcosΦ)2Rd╳10-3

        = P23Rd╳10-3/3U2Φcos2Φ(kW)而線路在缺相(兩相)運(yùn)行的功率損耗為

        ΔP2= 2I2ΦRd╳10-3 = 2(P2/3UΦcosΦ)2Rd╳10-3

        = P22Rd╳10-3/3U2Φcos2Φ(kW)

        當(dāng)P3=P2=P(kW)時(shí),則可得

        ΔP2/ΔP3 = P22Rd╳10-3/3U2Φcos2Φ/ P23Rd╳10-3/3U2Φcos2Φ = 1.5這就是說(shuō),10 kV線路在缺相(兩相)運(yùn)行時(shí)的線損是三相運(yùn)行時(shí)的1.5倍,即增加了50%。

        二、缺相供電時(shí)的變壓器損耗

        線路上掛接的配電變壓器的損耗,主要由銅損(負(fù)載損耗)和鐵損(空載損耗)兩部分所組成。

        1.變壓器的銅損(負(fù)載損耗)變壓器的銅損隨著負(fù)荷電流的變化而變化,它與負(fù)荷電流的平方值成正比。設(shè)變壓器每相繞組的電阻為Rd(Ω),同理可得

        ΔP2/ΔP3 = P22Rd╳10-3/3U2Φcos2Φ/ P23Rd╳10-3/3U2Φcos2Φ = 1.5這就是說(shuō),10 kV線路在缺相(兩相)運(yùn)行時(shí),線路上的配電變壓器的銅損是三相運(yùn)行時(shí)的1.5倍,即也增加了50%。

        綜上所述, 10 kV線路在缺相(兩相)運(yùn)行時(shí)的可變損耗(線路導(dǎo)線線損與配變銅損之和)是三相運(yùn)行時(shí)的1.5倍,即增加了50%。

        2.變壓器的鐵損(空載損耗)

        在一定的電網(wǎng)和變壓器,電網(wǎng)的頻率、變壓器的鐵芯系數(shù)等參數(shù)也一定,則變壓器的鐵損與鐵芯總重量、磁通密度的平方、電網(wǎng)電壓的平方成正比。由此可得:

        (1)線路缺相(兩相)運(yùn)行時(shí),線路上的配電變壓器的三個(gè)鐵芯柱中的一個(gè)理論上是不應(yīng)該有磁通存在的,但實(shí)際上仍然會(huì)有少量的不平衡磁通存在,這就是說(shuō),變壓器鐵損的減少量不足1/3,故可得

        ΔP02/ΔP03 ≥2/3≈0.67

        (2)又因線路在缺相(兩相)運(yùn)行時(shí),斷開(kāi)相的相電壓理論上將為零值或有一較小值,未斷開(kāi)相的兩相的相電壓將減少至原來(lái)的√3/2倍,因而變壓器的鐵損將隨著電壓的平方比例關(guān)系而減少,故可得

        ΔP02/ΔP03= (√3/2)2= 3/4 =0.75

        (3)綜合上述兩點(diǎn)情況(磁通和電壓的變化),可得

        ΔP02/ΔP03≥2/3╳3/4=0.5考慮缺相一鐵芯柱有少量不平衡磁通的存在,以及斷開(kāi)相有10%~20%的電壓存在,對(duì)線路上的配電變壓器的鐵損起著加大的作用,可近似確定

        ΔP02/ΔP03≈0.6這就是說(shuō),10 kV線路在缺相(兩相)運(yùn)行時(shí),線路上配電變壓器的鐵損是三相運(yùn)行的0.6倍,即減少了40%。

        三、線路缺相(兩相)供電的經(jīng)濟(jì)條件及其確定方法

        由于線路(導(dǎo)線)線損與變壓器銅損之和統(tǒng)稱為“可變損耗”,變壓器鐵損稱為“固定損耗”。因此根據(jù)上述,線路在缺相運(yùn)行時(shí),相當(dāng)于“可變”損耗為三相全相運(yùn)行時(shí)的1.5倍,即增加了50%;“固定損耗”為0.6倍,即減少了40%。由此可求得線路缺相供電的條件。

        要使10 kV線路缺相運(yùn)行達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理,必須是線路中的“可變損耗的增加量”與“固定損耗的減少量”相補(bǔ)償。設(shè)線路全相運(yùn)行時(shí)的固定損耗在總損耗中所占的比重為r時(shí),則可變損耗所占比重為(1–r)。則有

        (1–r)╳ 50%–r╳40% = 0可得

        R0 = 0.56即ΔAgd = 56.0%

        這就是說(shuō),要想使某10kV線路實(shí)施缺相供電,從降損節(jié)能考慮,此線路必須是屬于固定損耗占56%及以上的輕負(fù)荷線路;此時(shí)固定損耗的減少量大于可變損耗的增加量。由于道河和寒蔥河供電區(qū)域是農(nóng)村負(fù)荷,10kV線路所掛配電變壓器較多,固定損耗所占比重達(dá)到56%以上,所以,在上述地區(qū)可采取缺相供電?!?編輯/李舶)

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