【摘要】由于配電發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器提供給負(fù)載的電能需經(jīng)過(guò)傳輸電纜,因而會(huì)消耗部分電能,降低電能的利用率。電壓損失是衡量電能在供電線路中的能耗指標(biāo)之一,本文通過(guò)分析線路中電壓損耗產(chǎn)生的原因,并建議性地提出改善供電線路中電壓損失情況,從而提高整個(gè)電網(wǎng)供電的性能,實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的充分利用。
【關(guān)鍵詞】線路;電壓損失;功率
在供配電電網(wǎng)系統(tǒng)中,供電線路是實(shí)現(xiàn)將從經(jīng)變壓器輸出的電能輸送到用電設(shè)備的中間橋梁,然而由于其電纜實(shí)際上也相當(dāng)于負(fù)載,因而在傳輸過(guò)程中會(huì)損耗部分電能,進(jìn)而降低電能的有效利用率。電能在供電線路的損耗程度主要通過(guò)兩個(gè)參數(shù)表達(dá),即線損率及電壓損失,本文主要圍繞線路中的電壓損失展開(kāi)討論。
一、線路中電壓損失的基本定義及計(jì)算公式
二、電壓損失的主要影響因子及改善措施
1.電壓損失的影響因子
由上述公式可知,供電線路中的電壓損失來(lái)源于兩方面,即PR與QX,其表示有功功率在線路中電阻所產(chǎn)生的壓降及無(wú)功功率在電抗上所耗的壓降值。在高壓線路(110kV以上)中,無(wú)功功率在電抗上的壓降是電壓損失的主要組成,而在低壓電路及電纜線路中,線路中存在的電阻對(duì)電壓損失的影響較大。
若供電線路的有功及無(wú)功功率確定后,電壓損失大小則主要取決于線路中的電阻及電抗值的大小。電阻或電抗加大,則電壓損失增多;反之亦然。在電纜線路中,其電阻是與其長(zhǎng)度成正比,而與橫截面積成反比,因而若從供電線路本身考慮,可從這些因素著手。
此外,若用電的功率因數(shù)選擇較低或是所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載沖擊性強(qiáng)、三相不平衡,也會(huì)造成線路中的電壓損失過(guò)多。
2.有效改善電壓損失的措施
(1)減少供電線路的阻抗值
上述公式中給出,供電線路中形成的電壓損失主要是源于供電系統(tǒng)中存在阻抗的電氣設(shè)備,包括變壓器裝置及線路電纜等。因而可通過(guò)降低電能在經(jīng)過(guò)變壓器的變壓次數(shù),合理增加導(dǎo)線的橫截面積、或是調(diào)整線路的布局以盡量減少其所需長(zhǎng)度等措施降低配電網(wǎng)系統(tǒng)中的阻抗值,從而達(dá)到降低電壓損失的目的。然而在進(jìn)行導(dǎo)線橫截面的加大及調(diào)整線路的布局時(shí),需綜合考慮到實(shí)際情況及成本的投入,避免投資過(guò)高而運(yùn)行效率不理想。
(2)調(diào)整供配電系統(tǒng)的工作方式
在發(fā)電廠的工作方式為一班制或是兩班制進(jìn)行時(shí),因在工作時(shí)間范圍內(nèi)負(fù)載較重,而電壓較低,因而需將變壓器中高壓線圈的分接頭調(diào)整在-5%左右的地方,然而這種做法卻帶來(lái)另一種問(wèn)題,因夜間工作時(shí),所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載可能會(huì)減少,導(dǎo)致電壓過(guò)高。這種情況下,若能中斷變壓器裝置的運(yùn)行,使用與之連接的低壓聯(lián)絡(luò)線執(zhí)行供電功能,如此可盡量降低變壓器裝置在電能上的消耗,同時(shí)因使用低壓聯(lián)絡(luò)線取代其工作而使得線路中的電壓損耗有所增加,從而減少過(guò)電壓的危害。變電所中若使用2臺(tái)變壓器同時(shí)并行工作,則在負(fù)載較少的情況下可停止其中1臺(tái)變壓器的運(yùn)行,從而達(dá)到降低過(guò)電壓的效果。
(3)利用無(wú)功功率補(bǔ)償方式改善電壓損失
因在供配電系統(tǒng)中使用許多感性負(fù)載設(shè)備,如變壓器本身、感應(yīng)型電機(jī)、高頻爐等等,這些設(shè)備將在工作過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)功功率,且使得相位發(fā)生滯后,從而造成系統(tǒng)用電功率因數(shù)的降低,增大其電壓損失值。故可使用一些設(shè)備如并聯(lián)式電容器及同步補(bǔ)償裝置產(chǎn)生在相位上比較超前的無(wú)功功率,從而抵消因感性負(fù)載形成的相位上滯后的無(wú)功功率的影響,這種方式即是無(wú)功功率補(bǔ)償。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn),相比于同步補(bǔ)償裝置,使用并聯(lián)式電容器在無(wú)功功率補(bǔ)償上性能更佳,因而在供配電系統(tǒng)功率補(bǔ)償上并聯(lián)電容量的應(yīng)用較多。此外,若使用特定的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置,不僅可有效改善線路中的電壓損失情況,同時(shí)也具備經(jīng)濟(jì)節(jié)約性,減少經(jīng)濟(jì)上的損失。
三、減少電壓損失的其他方法
若在供電線路中使用高壓輸電,降低流經(jīng)線路中的輸送電流,是對(duì)減少線路電壓損失最為經(jīng)濟(jì)且效果顯著的方法。然而在實(shí)際情況中,對(duì)供配電線路的輸電電壓值并不能一味地追求高壓值,因電壓越高,其對(duì)設(shè)備的各種性能要求也更為嚴(yán)格,因而可能會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上投資成本的加大。若供配電線路的供電范圍較小,且用電設(shè)備所需的功率值較低,則盡量避免使用高壓輸電方式,滿足資源的合理分配利用。
綜上所述,在供配電線路中可通過(guò)增加導(dǎo)線截面積、減少線路長(zhǎng)度及使用高壓輸電等多種方式降低電能在輸電線路中的損耗,達(dá)到降低電壓損失的目的。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí),需根據(jù)其實(shí)際供電情況,并充分兼顧到成本投入、用電設(shè)備的使用等多種因素,從而選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用性高的方式。
四、結(jié)束語(yǔ)
因在供配電系統(tǒng)中,傳輸線路是必不可少的,因其阻抗的存在,電流在流經(jīng)電纜、母線等線路時(shí),必然會(huì)消耗部分電能,轉(zhuǎn)為熱能或其他形式,造成能量的浪費(fèi)。因而在實(shí)際采取措施改善電能損耗情況時(shí),電壓損失并不能完全降到為零。因電壓損失受阻抗、輸電電壓、有功無(wú)功功率等制約,在實(shí)際應(yīng)用中,可合理調(diào)整這些參數(shù),以實(shí)現(xiàn)輸電線路節(jié)能的經(jīng)濟(jì)、高效性。
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