配电线路线损、无功补偿(09)

2、无功补偿的目的：提高功率因数 （1）减少无功的占用比例； （2）减少无功电流在电阻上的电能损耗； （3）减少电压损失。
线路功率损失为
为了减少功率损失，只有减少线路输送 的无功功率。有功负荷不变时，感性无功 功率QL越大，损耗就越大，为降低无功功 率QL，通常是在电路中并联电容器，产生 电容性无功功率QC，补偿一部分QL。
式中：I0％—配电变压器空载电流百分数 Ud%—配电变压器 阻抗电压百分数 Se—配电变压器的额定容量（kvA） β—配电变压器 负荷率
注意： 1、补偿电容器可接在高压侧，也可接在低压侧，效 果是相同的。 2、现在使用的电容器有两种：干式金属化低压电容 器；油浸式高压电容器。 3、安装接线方式：通过低压熔断器直接接在配电变 压器二次出线，与配电变压器同台架设。存在问题 是，当电源缺相时可能发生铁磁谐振过电压。 4、补偿容量必须小于配电变压器的空载无功容量。 QC＝（0.95～0.98）Q0


主干、分支导线截面相同时，各分支长度相等
4）损失功率 三相三线a＝1，三相四线a值以主干线导线截面查表 5）多线路



式中： M 台区线路数 I 台区总电流 Re1 等值电阻
6）下户线 单相下户线

三相或三相四线下户线

解： 线路中电流为： 线路有功功率损失为： 线路无功功率损失为：
电容器熔丝保护接线图
5、电容器组投入或退出运行时的注意事项： 1）正常情况下，电容器组的投入或退出运行应根据系统无 功潮流、负荷功率因数和电压等情况确定。 2）电容器组所接母线的电压超过电容器额定电压的1.1倍或 的电流超过额定电流的1.3倍时，电容器组应退出运行； 电容器室温度超出±40℃范围时，亦应退出运行； 3）当电容器组发生下列情况之一时，应立即退出运行：电 容器爆炸；电容器喷油或起火；瓷套管发生严重放电、闪 络；接点严重过热或熔化；电容器内部或放电设备有严重 异常响声；电容器外壳有异形膨胀。


3、低压线路中的电压损失(近似计算)：由于低压回路中电 阻占主导地位，近似计算时功率因数可取为1，略去QX。 单相二线制室内配线电压损失的计算：
式中：Pph为单相用电设备的有功功率； L为线路长度； S为导线的截面； Uph为线路的额定电压； ρ为导线的电阻率；
cosØ 用电设备的功率因数。

式中k值是与负载数量、导线截面、功率因数有关的系数。
5、低压线路损失计算：低压线路错综复杂，有单相、
3×3相、3×4相及其组合线路等。 （1）简单线路的计算 1）单相线路 一个负荷在线路末端 多个负荷均匀分布
2）3×3相 一个负荷点在线路末端 多个负荷均匀分布且无大分支线
3）3×4相
0.6 0.5
1.065 1.110
1.072 1.120
1.089 1.141
1.119 1.178
1.165 1.233 1.313
（2）复杂线路的计算 1）分支对总损失的影响 主干线有n条相同分支线，分支线负荷均匀分 布。主干线长L、电阻Rm，分支线长 、电 阻Rb。 主干电阻Rm＝r0L 分支电阻Rb＝r0 总电流为I 分支总电流为Ib＝I/n
（一）按补偿目的确定补偿容量 1、按提高功率因数确定补偿容量
2、按提高电压确定补偿容量
3、按降低线损确定补偿容量
先求镇流器的阻抗XL
总阻抗为
电流为
功率因数为 或
无功功率为
电容器电容量为
。
例题3、有一工厂的负载功率因数是0.7，拟提 高到0.9，问线损降低百分之几？ 解：根据公式：
（二）按补偿方式确定补偿容量 对于基础数据不足的电气设备可采用估算法，确定补偿容量。 （1）随器补偿：配电变压器无功补偿容量为：
三、无功补偿的标准：用户在高峰负荷时 的功率因数应为：高供户和高供装有带调 整电压装臵的电力用户功率因数为0.9及以 上；其它100kvA（kw）及以上电力用户和 大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以 上。
四、无功补偿的方法：采用电力电容器或具有容性 负荷的装臵进行补偿。主要有：过励磁同步电动 机；调相机；电力电容器。 电力电容器补偿有两种方法：串联补偿和并联补偿。 串联补偿：把电容器直接串联到高压输电线路上， 用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。 并联补偿：把电容器直接与被补偿设备并接到同 一电路上，用电企业大部分采用并联补偿的方法。

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自动补偿装臵接线图
一、线损的概念 ‚线损‛是电能在传输过程中所产生的有功、无功 电能（或功率）和电压损失的简称。 习惯上称之的‚线损‛是指上述损失的有功部分。 电压损失与电压降落（或压降）。电压降落（相量 差）与电压损耗（代数差）
配电网电能损失，包括配电线路和配电变压器损 失。由于配电网点多面广，结构复杂，客户用 电性质不同，负载变化大，所以，计算出某一 时刻或某一段时间内的电能损失是很因难的。 进行理论计算时，要对计算方法和步骤进行简 化： （1）线路总电流按每个负载点配电变压器的容 量占该线路配电变压的总容量的比例，分配到 各个负载点上； （2）每个负载点的功率因数相同。
电容器的接法
星--三角启动电动机电容器接线图
3、电容器组常见的故障、产生原因： 1)渗漏油：搬运方法不当、安装时用力过大、保养不当生锈、 运行温度变化剧烈等； 2)外壳膨胀：内部局部放电或过电压、使用年限过长等； 3)电容器爆炸：内部发生相间短路或相对外壳放电； 4)发热：设计安装不合理、通风条件差、接头螺丝松动、长 期过电压、频繁投切 反复受浪涌电流影响； 5)瓷绝缘表面闪络：清扫不及时表面污秽 ； 6)异常响声：有‚滋滋‛或‚沽沽‛声时，一般为内部有局 部放电。



3、电能损失计算： （1）线路损失功率： （2）线路损失电量： （3）线损率：
（4）配电变压器损失功率： （5）配电变压器损失电量： （6）变损率： （7）综合损失率：




4、线路电能损失的估算 线路损失率：线路电阻R与阻抗的关系


如果一个配变台区有多路出线，对每一条线路测取一个电 压损失值，并用该线路的负载占总负载的比值修正，总的 电压损失百分数为：
空载电流也可按下式计算
k——计算系数。当cosфe
线路一般采用串联法 补偿装臵按输送容量的要求计算。其安装容量按 线路平均负荷的2/3考虑。 补偿装臵安装地点一般在距线路首端的2/3处，
（4）工厂、车间集中补偿容量
1、电力电容器：又称移相电容器，它的作用是电力系统的 无功电源之一，用于提高电网的功率因数。 2、电力电容器运行的一般要求： 1)电容器金属外壳应有明显的接地标志，其外壳应与金属架 构共同接地； 2)电容器周围环境无易燃易爆危险，无剧烈冲击和震动； 3)电容器运行的允许温度，一般在±40℃；允许温升：充矿 物油的电容器为50℃，充硅油的电容 器为55℃； 4)允许过电压，电容器组在正常运行时，可在1.1倍额定电 压下长期运行； 5)允许过电流电容器组允许在1.3倍额定电流下长期运行。
电容器组放电装臵图
6、电容器自投装臵 自投补偿原理：根据母线电压高低，由装设的继电保护装臵 （或其它自动设备）自动投入或退出电容器组。 无功功率自动补偿分为两种：交流接触器自动补偿装臵和晶 闸管无功动态自动补偿装臵。 1)交流接触器自动补偿装臵：由自动补偿器、交流接触器、 电流互感器、热继电器、空气自动开关及电容器等元件组 成。 2)晶闸管无功动态自动补偿装臵：采用无触点大功率可控硅， 由微电脑的综合测试仪实时检查电力系统无功功率或功率 因数，控制并联电容器电流过零投入、等电位切除装臵。




解： 线路电阻：R＝R0×15＝0.16×15＝2.4 Ω 最大负载电流为： 电能损失为：
三、电压损失计算 1、电压降落（电压降）：电流流过线路阻抗产生的 电压。线路始、末端线电压的相量差（几何差）； 对于单相线路： 对于三相线路：
2、电压损失（电压损耗）：线路始、末端线 电压的代数差； 对于三相线路，线电压损失近似计算： 或： 电压损失百分数：
②温度附加电阻ReT ReT=a(TP-20)Re ③负载电流附加电阻ReI
ReI=I2Ar
Ar I IMH20i
等值附加电阻常数； 计算用线路总电流； 第i计算段导线最大载流量

附2：电流‘I’的确定：均方根电流法。 （1）均方根电流：



（2）平均电流： 取修正系数 K=IJ/IP（K与负载性质有关，随电 流变化而变化。） 平均电流可用线路供电量计算得出：
A、B、C三相负载平衡，同3×3相； 三相负载不平衡，中线电流不等于0 一个负载时 多个负载均匀分布时 平均电流为 I＝（Ia＋Ib＋Ic）/3
取不平衡损失系数a，

式中 分别是负载较小的两相与最大负载相 电流的比值。 ，a值见表
1.0 1.0 0.9 0.8 0.7 1.00 1.003 1.014 1.034 1.006 1.017 1.038 1.030 1.052 1.078 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5
五、提高功率因数与改善电压质量：电力系统向 用户供电的电压，是随着线路输送的有功功率、 无功功率变化而变化的，当输送一定数量的有功 功率和始端电压不变时，如输送的无功功率越多， 线路的电压损失越大，送至用户端的电压就越低 ， 当用户功率因数提高后，向电力系统吸收的无功 功率就要减少，电压损失也相应减少，从而改善 了用户的电压质量。因此，提高功率因数可以改 善电压质量。

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一、无功补偿原理： 1、 把据有容性功率负荷的装臵与感性功率负 荷并联在同一电路，当容性负荷释放能量时，感 性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性 负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交 换，这样感性负荷吸收的无功功率可完全由容性 负荷输出的无功功率中得到补偿。 根据公式 可以看出，在有功负荷不 变的情况下，提高cosφ后，就可降低视在功率，减 少输送功率损失。