负荷不对称对低压网损的影响分析 不对称三相三线负荷

【摘 要】目前从管理水平看,低压网的线损率距指标要求(12%)还有很大差距。有些质量低劣的低压网,其线损率高达30%以上。影响低压网线损率的因素很多,如低压线路的质量、绝缘程度、导线线径、负荷不对称以及负荷的分布等。下面就负荷不对称影响网损进行分析,并提出相应解决办法。【关键词】负荷;不对称;低压网损;影响1.相负荷不平衡1.1分析假设(1)假设电压是对称的,负荷不对称;(2)假设功率因数(这样假设不失一般性);(3)各相电流相位互差120°,只是大小不等。1.2相负荷的不平衡度相负荷不平衡度定义为:式中: 为相电流;为三相电流平均值,则各相电流可以写成:从上式可知,的最大值可取为3,最小值取0。因此,的最大值为2,最小值为-1。根据定义,不对称度应满足下述关系:2.电流的对称分量⑴ 以A相电流为参考相量,则⑵ 一相电流(如A相)各分量表达如下:根据对称分量法,零序分量、正序分量 、负序分量分别为:3.各序电流所产生的功率损耗3.1正序电流功率损耗由对称分量法可知,不对称电流用序分量分解后,因正序分量电流是对称的,所以中线中没有正序分量电流流过,只要考虑电流在相线中的电能损耗。如设相线电阻为R,则正序电流在相线中的功率损耗为:3.2负序电流功率损耗同理,负序电流也是对称的,中线中也没有电流流过。则负序电流在相线中的功率损耗可表示为:3.3零序电流功率损耗由对称分量分解法可知,三相零序电流的大小相等、相位相同,既流过相线,也流过中线。则零序电流在相线中的功率损耗为:则相线中的功率损耗:3.4中线功率损耗若中线导线截面与相线导线截面相等,则中线的功率损耗为:由上式可以清楚地看出,当中线与相线导线截面相同时,零序电流所产生的总损耗是负序电流所产生损耗的4倍,而且零序电流在中线的损耗是其在相线中损耗的3倍。如果零线采用截面为相线1/2的导线,则中线零序电流损耗是相线的6倍,总损耗为负序电流的7倍。由此可见,对负荷严重不对称的低压网络,增加中线的截面能有效地降低损耗。总损耗,若定义线损增加率为:式中:为不对称情况下的线损;为对称情况下的线损。当中线电阻等于相线电阻时,当时,4.不对称负荷分析4.1 一相负荷重、一相负荷轻、第三相为平均负荷假设A相负荷是平均负荷的2倍,B相负荷为平均负荷,C相负荷为零,则 。当时,线损增加率;当时,线损增加率。这就是说线损增加量将是对称情况下的2.67和3.67倍,其中零线损耗增加量占了增加总量的大部分。4.2 一相负荷重、两相负荷轻假设A相负荷是平均负荷的3倍,另两相负荷为零的单相供电方式,则。当时,线损增加率;当时,线损增加率。这就是说线损增加量将是对称情况下的6和9倍。4.3 一相负荷轻、两相负荷重假设A、B两相负荷是平均负荷的2倍,C相是平均负荷的0.5倍的供电方式。即。当时,线损增加率;当时,线损增加率。这就是说线损增加量将是对称情况下的2.875和4倍。5.相关措施分析5.1加大无功补偿的力度农网改造以后,产权归属农电企业的综合配电变压器数量剧增,且随着“增供扩销”效益逐步的显现,配电网的无功补偿问题日益突出。农网改造时因农网资金的限制,无功补偿的工作重点放在50kV·A及以上配电变压器的装设,起到了降低配电变压器空载电流作用,但却忽视了动力用户的无功补偿工作。近几年随着农村经济的迅速发展,动力用电量比重日益增加,但是由于电力企业在无功补偿等方面的宣传力度不够,动力用户基本未进行必要的无功补偿,导致综合配电变压器以下线路功率因数极低,很大程度上增加了电力企业的损耗。因此要把无功补偿的重点放在动力设备容量在10kW以上的用户;补偿的方法应以随机补偿为主,实现无功就地平衡。这样做配电变压器台区线损基本上可以降低2~4个百分点,不但起到较好的降损效果,而且补偿后使得配电变压器利用率提高。5.2保持低压三相负荷基本平衡低压电网中,由于各种单相负载的接入,三相负荷往往很不平衡,这将使变压器和低压线路中产生的损耗大大增加。在输送相同功率的情况下,三相负载不对称造成的变压器和线路的损耗比对称运行要高得多,运行极不经济。一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%,低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。三相负荷偏差在20%以上时,线损率可升高2%~3%,因此为了取得三相负荷的平衡,降低线损,三相接户线应尽量由同一电杆L1﹑L2﹑L3三相上引下,且三相接户线的负荷应尽量平衡,定期测量三相接户线的负荷平衡,不平衡时应及时进行调整;在选择中性线时,应选与相线相同的截面。5.3剩余电流的三级保护农网改造以后,农村低压电网都安装了剩余电流的三级或两级保护,但由于用电设备的漏电﹑线路与树木搭接等漏电原因的存在,供电可靠率下降,电工赴现场查找事故点概率增加,很多剩余电流动作保护器被退出运行。这样做虽然提高了供电的可靠率,减轻了电工的工作强度,但是增大了人身触电的危险性,也增加了低压电网的损耗。因此要加强剩余电流动作保护器三级保护的安装与投运工作力度,不但能最大限度缩小事故的停电范围,增加供电量,减少漏电损耗,还能及时的保护人身安全。5.4从降损的角度优化低压网络上述分析结果表明,在负荷一定的条件下,单相两线制的一种方式。此种供电方式电能损耗大,电压质量差,因此,加速改进措施是当前电网整改的一个非常重要的任务。可见,三相四线目前在国外已有先例。理论分析告诉我们,两相三线制供电方式损耗最小。由于农村低压配电网负荷分散,又分布疏密不一,加之单相负荷功率的差异,因而很难保证三相完全对称。所以努力使现有的三相四线制网络避免三相负荷不对称是降低损耗保证电能质量的重要措施之一。单相两线制供电是目前广大农村低压配电网普遍采用的一种方式。此种供电方式电能损耗大,电压质量差,如何加速其改进措施是低压电网整改的首要问题。如考虑改造的负担问题,可采用两相三线制供电方式。这种供电方式目前在国外已有先例。理论分析告诉我们,两相三线制供电其功率损耗和电压损耗均为单相两相供电方式的1/2。从施工角度看,原有单相两线制杆型其横担不需要更换,只需增加一根相线及有关金具就可以实现。6.小结从上面的分析可以得出,若负荷对称,由于中线中没有电流流过,不产生损耗。若负荷不对称,中线有电流流过,将产生损耗;且零序分量电流在中线中产生的损耗比相线大的多,中线导线线径若选择不当,则将增加损耗。因此,合理地选择中线的导线线径以及合理分配负荷是降低低压网损的重要措施之一。对负荷严重不对称的低压网络,增加中线的截面对降低损耗是行之有效的办法。参考文献:[1]蒋浩,王淼.三相负荷不平衡对低压网损影响的分析[J].供用电,2008(3).[2]王葵,李建超,关淑华.低压配电网谐波网损估计[J].继电器,2008(3).[3]丁坚勇,陈丹,杨东俊.非对称非均布负荷下配电网线损改进算法[J].高电压技术,2008(9).

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