1、第二節 降低網損的技術措施一、提高用戶的功率因數減小功率損耗在一條電阻為R的輸電線上，輸送相同有功功率P，對應于不同的功率因數，產生的有功功率值不同。若功率因數由提高到，則線路有功功率損耗下降率為例如，當功率因數由0.7提高到0.9時，線路中功率損耗可減少39.5。提高用戶的功率因數，首先應提高負荷的自然功率因數，其次是增設無功功率補償裝置。1提高負荷的自然功率因數負荷的自然功率因數是指未設置任何無功補償設備時負荷自身的功率因數。在電力系統負荷中，異步電動機占相當大比重，是系統中主要需要無功功率的負荷。它所需無功功率可用下式表示 (71)式中PN異步電動機額定有功功率； Q0勵磁無功功率； Q

2、N異步電機額定負荷(PN)運行時異步電動機所需的無功功率； P電動機的機械負荷； 電動機的受載系數。由式(71)可見，異步電動機勵磁無功功率Q0與受載系數無關，而式中第二項則與受載系數的平方成正比。在額定無功功率QN中，Q0約占6070，第二項無功功率只占少部分。因此，隨著受載系數的降低，異步電動機的功率因數相應降低。若以Q0=0.7QN計算，則由1下降為0.5時，cos由0.7下降為0.54。根據上面的分析，欲提高負荷的功率因數，首先在選擇異步電動機容量時，應盡量接近它所帶的機械負荷，避免“大馬拉小車”的現象，即電動機長期處于輕負荷下運行，更應避免電動機空載運轉。另外，在可能的條件下，大容量

3、的用戶盡量使用同步電動機，并使其過激運行，向系統發出無功功率，從而提高負荷的功率因數；如果能對線繞式異步電動機轉子繞組通以直流勵磁，就可改作同步機運行。此外，變壓器也是電力網中消耗無功功率較多的設備，應合理地配置其容量。這些皆為提高負荷自然功率因數的技術措施。2增設無功功率補償裝置 設置無功功率補償裝置，即在變電站低壓(610kV或以下電壓)母線上并聯調相機或電容器，補償負荷所需的部分或全部無功功率，以提高設置點用戶的功率因數，從而減少網絡中輸送的無功功率以降低網損。 電力系統的無功功率補償問題，前文中已從無功平衡、電壓調整和經濟運行三個不同的角度進行了討論。一般而言，這三個方面的要求不會相互

4、矛盾，為滿足無功平衡而設置的補償容量，必有助于提高電壓水平；為減少網絡電壓損耗而增添的無功補償，也必然會降低網損。設置無功補償應綜合考慮以下原則：首先，按正常電壓水平下滿足無功功率平衡的要求，確定補償容量；若滿足調壓要求還需增加無功補償容量時，就按所需最大容量設置；在確定總補償容量后，再以調壓要求為約束條件，按經濟原則在各補償節點進行分配。二、改變電力網的運行方式（環網的經濟功率分布)在環形網絡或兩端電壓相等的兩端供電網絡中，功率的分布取決于各線段的阻抗。在圖72所示的環形網絡中有這種沒有外施任何調節和控制手段的功率分布稱功率的自然分布。但通常這種自然功率分布不能使網絡的有功損耗最小。下面推導

5、網絡有功損耗最小時的功率分布。圖72所示網絡的有功損耗為電網中有功功率損耗最小的條件為于是有：解上列方程，可得電網內有功損耗最小時的功率分布為合并表示為 式(73)說明，當環網內功率按各段電阻分布時，電網內有功功率損耗最小。這樣的功率分布，稱為經濟功率分布。容易證明，對于純電阻網絡或各線段的X/R比值相等的均一網絡，功率的自然分布即為有功損耗最小的經濟分布；而對于非均一網絡，各線段不均一性越大，則功率損耗增加也越大。 但是，可以采取以下措施，將非均一網絡自然功率分布變為經濟分布，以減少電網功率損耗。采用這些措施的前提是。必須對實際的經濟效果以及運行中可能產生的技術問題進行全面論證。(1)在環形

6、網絡中，裝設混合型加壓調壓變壓器(也稱縱橫調壓變壓器)，產生附加電動勢及相應的循環功率，如圖73所示。適當調節附加電動勢的大小和相位，可使功率分布接近于經濟分布。(2)在兩端供電網絡中，調整兩端電源電壓，改變循環功率的大小，可使功率分布等于或接近于功率損耗最小的分布。 (3)在網絡中對XR比值特別大的線段，進行串聯電容器補償，以改善網絡的不均一性。(4)當以限制短路電流或滿足繼電保護動作選擇性要求為目的，而選擇環網開環運行點時，開環地點應盡可能兼顧到使開環后的功率分布產生的功率損耗最小。三、適當提高高壓電力網的運行電壓水平電力網運行時，線路和變壓器等電氣設備的絕緣所容許的最高工作電壓，一般不超

7、過額定電壓的10。在不超過上述規定的條件下，應盡量提高電網運行電壓水平，以降低功率損耗和電能損耗。 變壓器在額定電壓附近時，其鐵芯損耗大致與電壓平方成正比。如果提高電力網的運行電壓，最好相應地改變變壓器的分接頭。因為當加在變壓器的電壓高于變壓器分接頭的額定電壓時，雖然變壓器繞組中的銅損減小了，但由于電壓的增加，使得變壓器磁通密度增加，鐵損也相應地增加了，這就降低了節約的效果。通常，對于變壓器的鐵損在網絡總損耗中所占比重小于50的電力網，適當提高電力網的運行電壓可以降低網損。電壓在35kV及以上的電力網基本上屬于這種情況。對于變壓器鐵損所占比重大于50的電力網，情況正好相反，此時宜適當降低運行電

8、壓。特別是610kV的農村配電網絡，變壓器鐵損在配電網總損耗中所占比重可能高達6080。這是因為小容量變壓器的空載電流較大，農村電力用戶的負荷率又比較低，變壓器有許多時間處于輕載狀態。必須指出，無論對哪一類電力網，為了經濟目的提高或降低運行電壓水平時，都應將電壓限制在允許的電壓偏移范圍內。四、變壓器的經濟運行變壓器的經濟運行主要是指合理選擇變壓器容量，合理選擇變壓器的臺數等。為了提高供電的可靠性，變電站通常安裝兩臺同容量的變壓器，當然對于一些樞紐變電站也有的安裝多臺不同容量的變壓器。在裝有兩臺或以上變壓器的變電站中，根據負荷的變化適當改變投入運行變壓器的臺數，可以減少功率損耗。當n臺同容量、同

9、型號的變壓器并聯運行時，總的功率損耗為式中P0變壓器的空載損耗；Pk變壓器的短路損耗； SN變壓器的額定容量。當n-1臺變壓器并聯運行時，總的功率損耗為由上式可見，變壓器鐵芯損耗與臺數成正比，繞組損耗卻與臺數成反比。當變壓器輕載運行時，繞組損耗所占比重相對減小，鐵芯損耗的比重相對增大。在某一負荷下，減少運行變壓器的臺數，就能降低總功率損耗。當時，n臺變壓器并聯運行與n-1臺變壓器并聯運行時有功損耗相等。此時變電站的負荷功率，稱為臨界功率，即 由圖74可見，當時，宜投入n臺變壓器并聯運行；時，可減少為n-1臺并聯運行。 必須指出，實際運行中也不能完全按上述臨界負荷投切變壓器。比如，對于一晝夜內有

10、多次大幅度變化負荷的情況，若斷路器頻繁操作，須增加檢修次數，反而 對系統安全運行帶來危害。只有對低負荷且持續時間較長(如季節性變化)的負荷，按上述原則投切變壓器才有經濟意義。此外，當變電站僅有兩臺變壓器，在輕負荷按經濟原則可切除一臺時，必須有相應的措施保證供電的可靠性。對于型號、容量不同的變壓器并聯運行情況，仍可求出一個臨界負荷值，并適當地減少并聯運行的臺數，降低總功率損耗。五、調整用戶的負荷曲線在某一時段內，用戶的用電量給定的情況下，調整負荷曲線，減小高峰負荷與低谷負荷的差值，可降低電能損耗。用戶的負荷曲線越平穩，網絡中電能損耗越小。六、合理安排檢修對網絡設備進行檢修，往往改變了并聯運行的方

11、式及網絡中的功率分布，從而使檢修期間功率損耗和電能損耗增大。因此，要合理安排檢修計劃，盡可能降低檢修期間的網絡損耗。例如，配合工業用戶的設備檢修，或利用節假日進行輸配電設備的檢修，縮短檢修時間，以及采用帶電作業等。七、對原有電網進行技術改造隨著工業生產和城市生活用電的不斷增長，配電網絡的負荷越來越重，負荷密度也越來越大，不僅難以保證電壓質量，而且造成電能損耗增大。舊電網的升壓改造，對降低網損效果極佳。因為，當線路的導線截面積一定，負荷功率不變時，線路上的功率損耗與電壓平方成反比，電壓提高到原來的3倍，功率損耗便降低為原來的19。由于年電能損耗費的減少，幾年內就可以收回電網改造的投資。(1)舊電網升壓改造。將36kV電網升壓改造為10kV電網；10kV電網改造為35kV電網；35kV電網改造為110kV電網等。(2)在改建舊電網時，將110k