当配电网运行时,在线路和变压器中将要产生功率损耗和电能损耗,计算这些损耗对于配电网的安全经济运行很重要。虽然功率损耗和电能损耗是不可避兔的,但应尽力采取措施去降低它。这从节约能源、降低电能成本、提高设备利用率等方面来看都是非常必要的。
配电网的损耗组成:变动损耗:与传输功率有关的损耗,产生在输电线路和变压器的串连阻抗上,传输功率愈大则损耗愈大,在总损耗中所占比重较大;固定损耗:仅与电压有关,产生在输电线路和变压器的并联导纳上,如输电线路的电晕损耗、变压器的励磁损耗等。
一、线路的功率损耗
线路功率损耗计算见图1。首端导纳的功率损耗计算见图2。 末端导纳的功率损耗计算见图3。 阻抗的功率损耗计算见图4。
图1 线路功率损耗 | 图4 阻抗的功率损耗 |
图2 首端导纳功率损耗 | 图3 末端导纳的功率损耗 |
二、变压器的功率损耗
阻抗的功率损耗计算见图5。 导纳的功率损耗计算见图6。
图5 阻抗的功率损耗 | 图6 导纳的功率损耗 |
对于三绕组变压器,应用这些公式同样可以求出各侧绕组的功率损耗,见图7。
图7 各侧绕组的功率损耗 |
三、配电网的电能损耗
1.电能损耗和损耗率
配电网的电能损耗:在给定的时间内,配电网的所有送电、变电环节损耗的电量。在同一时间内,配电网的电能损耗占供电量的百分比,称为配电网的损耗率,简称网损率或线损率。见图8。
图8 网损率 |
由于电力系统的实际负荷是随时都在改变的,线路的功率损耗也随时间而改变。工程上采用“最大负荷损耗时间法”。
最大负荷损耗时间τ可以理解为:如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax(此时的有功损耗为△Pmax),在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗,则称为τ最大负荷损耗时间。求τ:
(1)Tmax:如果用户以年最大负荷Pmax持续运行Tmax小时,其所消耗的电能等价于该用户以实际负荷运行时全年消耗的电能A。
(2)求τ:由不同行业的最大负荷年利用小时数Tmax。由Tmax和用户功率因数,查出τ的值。
2.变压器电能损耗的计算
变压器铁芯中电能损耗按全年投入运行的实际小时数来计算;变压器绕组中电能损耗的计算也可采用最大负荷损耗时间法。
四、配电网的降损措施
合理使用变压器;合理进行无功补偿;对电力线路进行改造,扩大导线的载流水平;调整负荷,使负荷平衡。