配电线路线损、无功补偿(09)

，
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。
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

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
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。
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。
1）电阻的计算 基本电阻R20 温度附加电阻Rt 负载电流附加电阻RI
β IMH20 TMH

负载电流引起的导线附加电阻系数； 导线在20℃时，持续允许通过的最大载流量； 架空线路最高持续允许温度，TMH＝70℃
线路实际电阻为
R＝R20＋Rt＋RI
2）等值电阻计算 ①基本等值电阻Re
式中： 线路配电变压器容量之和 第 i计算段后配电变压器容量之和 第i计算段导线电阻




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：
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
（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：
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。


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：
3、功率因数的提高
（1） 当U、P一定时，功率因数越高，电流I越小，损耗也 越小。 （2）功率因数提高的意义 1）提高设备利用率； 2）提高电网的传输能力； 3）减少线路的电压和功率损失；
二、无功补偿的原则： 1、原则：全面规划，合理布局，分级补偿， 就地平衡。 2、方式：集中补偿与分散补偿相结合，以 分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合， 以低压补偿为主；降损与调压相结合，以降损 为主。


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。
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：
二、理论线损计算 1、输电线路损耗： （1）单一线路： （2）单相线路： （3）三相电力线路：

2、配电变压器损耗（变损）：
式中：P0——变压器空载损耗（铁损）； PT——变压器短路损耗； I——通过变压器的电流； In——变压器的额定电流。


附1：电阻的确定
R20＝rL Rt=a(tp-20)R20 RI＝βR20

,
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。

主干总损失
各分支总损失 线路全部损失



分支与主干损失比
分支线损失占主干线的损失比例为 /nL，一般分支 线小于主干长度， /nL<1/n

2）多分支线路

式中：L 主干线长度 分支线长度 n 分支线数 r0 单位长度电阻

3）等值损失电阻Re 主干、分支导线截面相同时： 主干、分支导线截面均不相同时：
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。
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。



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：
4、电容器组运行操作注意事项： 1）断路器的操作顺序：正常情况全变电所停电操作 时，先拉开高压电容器支路的断路器，再拉开其 他各支路的断路器；事故情况下，全站无电后， 必须将高压电容器组的支路断路器先断开。 2）电容器的保护熔断器突然熔断时，在未查明原因 之前，不可更换熔体恢复送电。 3）电容器严禁带电荷合闸，以防止产生过电压；电 容器再次合闸，应在其断电3min后进行。
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。
电容器组放电装臵图
百度文库
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。