110 kV 架空线路经济运行计算分析

110 kV 架空线路经济运行计算分析
发表时间：2016-03-23T11:35:08.067Z 来源：《基层建设》2015年27期供稿作者：丁峰丁绍猛[导读] 国网江西电力公司宜春供电分公司大唐国际新余发电有限公司 110kV架空线路的经济运行计算对降低电路损耗，提高供电稳定性和电网整体运行的经济性有着重要意义。

1.国网江西电力公司宜春供电分公司江西省宜春市 336000；
2.大唐国际新余发电有限公司江西省新余市 338025 摘要：主要研究110kV架空线路经济运行相关计算问题，从架空线路的经济运行和变电站无功补偿两方面对110kV架空线路经济运行的参数选择和无功补偿策略进行计算分析。

110kV架空线路的经济运行计算对降低电路损耗，提高供电稳定性和电网整体运行的经济性有着重要意义。

关键词：架空线路；经济运行；无功功率
110kv架空线路损耗大于电缆线路，线路负载存在较大波动，从数兆瓦到数十兆瓦，负载变化范围较大，对于某条固定110kV架空线的不同区段，其负荷水平下下路线损率也存在着较大差别。

为了降低电网运行损耗，提高电网运行效率，需要通过必要的计算分析确定架空书输电路负荷变化下的经济运行状态，为变电站内无功补偿方案提供支持。

一、架空线路的经济运行架空线路有功损耗主要有负载损耗和线路损耗两部分，其中线路损耗随着电流的变化，其损耗量也随之变化，所以该部分损耗称为变动损耗，而电晕损耗以及绝缘子泄露造成的损耗数值相对稳定，故称为固定损耗，一般以并联电导参数表示。

110kV以下的架空线路固定损耗以绝缘子表面泄露电流为主，电压升高，电晕损耗逐渐增加。

110kV架空线路三相电压对称情况下，记三相架空线对地电导为G，架空线路运行电压为U，则该三相架空线的固定损耗可求：
在如图1-1的电路线路π型等值电路中，架空线路等值阻抗后视在功率可通过线路末端额定电压、线路负载情况以及等值阻抗获得：
其中：U-线路末端额定电压（kV）； P+jQ-线路末端负载情况； R+jX-线路等值阻抗。

根据式1-2，可得三相架空线路负载损耗关于该线路等值阻抗后视在功率的计算方法：根据式1-3，能够进一步计算架空线路线损率，将线损率视作线路末端视在功率的函数，一阶、二阶求导：
由式1-4可知，架空线路末端视在功率S′位于[0，+∞），其中线损率关于架空线路S′的二阶导数>0，因此S′在[0，+∞）上必有最小值，令S′的一阶导数等于0，得：
此时架空线路有功损耗可根据式1-5计算，并进一步获得架空线路最低损耗率：
式1-6反映出线路可变损耗和线路固定损耗相等时线路整体损耗率最低，且最小线损率和架空线路并联电导G取值成正相关，G取值越小，最小线损率的值也越低。

且式1-5可以理解为S′关于架空线路末端功率因数cosφ的函数，在[0，1]之间，线损率是cos相关单调递减函数，最小值出现在cosφ=1的时候，也即在架空线路末端视在功率固定时，无功功率越小，线路线损越低，不存在无功功率时线路线损最低。

二、变电站无功补偿
从式1-5得出当线路末端功因数为1时架空线路线损率最低，以此指导110kV架空线路变电站的无功补偿。

以某地110kv变电站的无功补偿策略为例，该变电站采用线路变压器组接线分列运行模式，使用双绕组变压器作为主变，110kv电源线经主变，供10kV负荷，主变等值电路如下：
最小线损率下线路变压器首端视在功率可求：
式中：U-主变高压侧额定电压（kV）；
P+jQ-负荷末端、变压器首端负荷输入量；
P″+jQ″-主变末端无功负荷需求。

此时变压器自生无功损耗为：
其中：Gm-励磁支路电导；
PTo-变压器空载损耗；
Bm-励磁支路导纳；
I0-变压器空载电流。

当架空输电线路末端无功功率为0时，有：
只有主变末端Q″满足式2-3时，才能获得0无功功率，变电站线损率才最低，因此主变低压侧无功电容组投切需要考虑无功负荷量的实际情况，变电站的主低压侧无功补偿量应该和主变低压侧无功负荷、主变自身无功功率以及架空线路末端补偿无功量之和相等，最终可计算出架空输电线路末端无功功率为0时的主变低压侧无功电容组无功补偿量：
结语：
根据本次计算分析，认为110kV架空输电线路的经济运行参数主要和电路运行固定损耗，包括电晕损耗和绝缘子损耗有关，如果线路固定损耗和负载损耗相等时，是整个线路线损率最低点，为此，可通过对电网运行方式的优化调整来获得线路末端运行的最经济功率，对提高电网运行效率有着明显效果。

参考文献：
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