线路两端的无功功率不平衡的原因分析

线路两端无功电量不平衡的原因分析

华立仪表营销中心 周和平

摘要：35kV 线路两端所计量的无功电量不相等并相差一定数量，电源侧的无功电量小于负荷侧的无功电量，当负荷侧的受电开关在断开时，线路处在空载状态下，电源侧的电能表仍在进行计量。经现场测试和分析，产生这种现象的主要原因是导线对地电容所造成的。

1 现场运行状况

为了对电能表计量的运行状况进行监测，对连接到同一接点上的电能表，依据电量平衡原理A P Σ= A P 1+A P 2+…+ΣA P i ，来实现这一目的，如果考虑表计误差和互感器的误差等，可能与实际数据略有差异。下面结合实例针对35kV 平湖线路的有功电量、无功电量分别进行平衡考核。平湖线路结构见图1所示。

图1平湖线路结构

设备参数

线路长度 （km ） CT 变比 PT 变比

对地电容C O (μf / km ) 电源侧日有无功电量及功率因数 （kWh / kvarh / cos φ） 负荷侧日无功电量及功率因数

（kWh / kvarh / cos φ） 5.6 150/5 35000/100

0.048

15750 / 3600 / 0.97

15400/ 4950 / 0.95

备注

电源侧和负荷侧的CT 变比、PT 变比均相同。

有功电量平衡表达式为：A P 1 = ΔA PX + A P2，电源侧有功电量1P A 减去线路损失电量

PX A 基本上与负荷侧电量2P A 相等，而无功电量无法进行平衡，电源侧无功电量小于负

荷侧电量，随着时间的推移，无功电量相差的也越来越大。

2 问题的提出与分析

运行中发现电源侧的无功电量小于负荷侧的无功电量，在对表计和互感器做实负荷误差试验时，并未发现异常和超差现象。当运行方式改变时，平湖变电所由赤湖线路供电，PT

CT

K1

4.5km

C O

I c

电源

35kV

kWh/kvarh

K2

K3 kWh/kvarh

CT

PT

平湖变电所

平湖线路 赤湖线路

并断开受电开关K2，平湖线路处在带电空载状态下，电源侧的电能表仍在进行计量。当断开电源侧开关K1时，平湖线路停电，电能表就不在进行计量了。

经研分析，导致线路两端无功电量不平衡的主要原因是导线对地电容所造成的，这相当于在平湖变电所35kV 母线上加装了无功补偿电容器，线路越长电容器的容量就越大。35kV 导线对地充电电容的等值电路见图2所示。

图2导线对地电容等值电路

依据图2可写出导线对地的充电无功功率为 Q C = 3×U x o 2.ωC. L

= 3×(35000/1.732)2×314×0.048×10-6×4.5 = 83(kvar)

每天导线对地电容充电的无功电量为

)h var k ( 19928324Q 24A c Q =⨯=⨯=

考虑无功功率传输所产生的损耗及导线对地电容分布不均等因素，实际计量到的无功功率要小于理论计算值。当平湖变电所由赤湖线路供电时，受电开关K2处在断开位置，平湖线路电源侧的电能表仍在进行计量，其原因是线路充电的无功功率倒送回电源，断开电源开关K1，线路充电无功功率为零，电能表不在计量。

在高压输电线路中，线路两端无功电量不平衡的这种现象普遍存在，线路越长表现得就越明显。因此，在考核线路两端的无功功率平衡时，应将导线对地充电的无功功率考虑进去，这样能真实的反映电能表计量的运行状况。

3 建议

目前我国电网对中性点经消弧线圈接地的（35kV 或66kV ）小电流系统，电能计量普遍采用V/V 接线方式，见图3所示。

A

U B

U C

C o C o

C

图3 V/V 接线方式分析

图中：B —变压器；PC —消弧线圈；C 0—对地电容；G —泄露电导：PT —电压互感器；

CT A 、CT C —A 、C 相电流互感器。

三相导线对地电容不平衡及瓷瓶污垢闪烙和电晕等因素，造成有、无功功率泄露，零序电流I o = I A +I B +I C 。通过大地流回到变压器中性点。对于V/V 接线方式的电能表是计量不进来这部分零序视在功率的。建议：对于变压器中性点经消弧线圈接地系统，电能表应采用三相四线制接线方式更为合理。

PT

C o

kWh / kvarh

G A B C

PC

CT A

CT B

B

I o = I A +I B +I C