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三相交流输电线路
功率损失、电能损失、
电压损失计算
编 李叔昆
日15月1
年2013.
目 录
1.
功率损失计算
2. 电能损失计算
3. 电压损失计算
三相输电线路的功率关系
视在功率 S=√3·UI
UICOSФ3·
有功功率P=√Ф·UIsin3Q
无功功率 =√
1.功率损失计算
输电线路的等值电路
P2-jQ2
P-jQ PP1-jQ1 ′-jQ′
R+jX
-jB2
-jB2
2 322
U×(P+Q10)RP有功功率损失Δ=
-32
10×
=3IR
2223
U×+Q
=无功功率损失ΔQ(P)X10
=10X×
式中
ΔP-有功功率损失,Kw;
ΔQ-无功功率损失,kvar;
P-输送的有功功率,MW;
Q-输送的无功功率,Mvar;
R-线路电阻,Ω;
X-线路电抗,Ω;
U-线路额定电压,Kv;
B-线路电纳,莫;
I-线电流,A;
-32
3I
COSФ-线路功率因数。一般35kV及以上线路为0.90~0.95
2.电能损失计算
线路的电能损失ΔA=ΔP×τ
式中
ΔA-电能损失,Kw·h年;
ΔP-有功功率损失,kW;
τ-损耗小时数年,h。根据最大负荷利用小时数和线路功
率因数查下表。
电价一般按0.30元计
电能损失费 $$=ΔA×电价
最大负荷利用小时数Tmax与损耗小时数
的关系表
Ф COSτ
Tmax
2000 1500 1200 1000 800 700
0.80
0.85 0.90 0.95 1.00
2500
3000 3500
1700 1500 1250
1100 950
2000 2350 1800 2150 1600 2000
1400 1800 1250 1000
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
2750
3150
3600
4100
4650
5250
5950
6650
7400
2600
3000
3500
4000
4600
5200
5900
6600
2400
2900
3400
3950
4500
5100
5800
6550
7350
2200
2700
3200
3750
4350
5000
5700
6500
2000
2500
3000
3600
4200
4850
5600
6400
7250
3.电压损失计算
一、计算电压降的公式
《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》规定:10kV线路末端的
允许电压降为5%。
1kV以下线路末端的允许电压降为4%。
发电厂和变电所110~35kV母线,正常运行时为系
统额定电压的
-3%~+7%,事故时为±10%。
发电厂和变电所220kV母线,正常
运行时为系统额定电压的0~+10%,
事故时为-5%~ +10%。
△U=(r+xtgф)×L×
PU-----------------(kV)
00
式中
△U-电压降(kV);
r-导线交流电阻(欧km);
0
x-导线电抗(欧km);
0
;
ф-功率因数角(度).
);P-线路输送功率(MW; km)L-线路长度( (kV)。U-线路标称
100U%=△U
×△U 二、导线的电阻和电抗
倍。~1.3线路的
电压
电阻为交流电阻,一般为直流电阻的1.2 D查得。表中感抗,根据线
路导线排列的几何均距
B
几何间距按下式计算:
○
3
√AB×BC D=×CA
○ C
A ○
线路电压降计算举例10kV三、.
已知:
1. O-A-B-C段导线为 LGJ-15020 查表:几何间距1.5m
r=0.21欧km); x=0.34(欧km);
00
2. C-D-
E段导线为 LGJ-12020
查表:几何间距1.5m
r=0.27欧km); x=0.347(欧km);
00
3. 分支线 A-A1
A-A2 C-C1
C-C2 导线为LGJ-70
查表:几何间距1.5m
r=0.46(欧km); x=0.365(欧km);
00
4.cosф=0.85
tgф=0.62
计算步骤举例:
A1
200kW
10kV母线
电能
E
1km
损失费 $$=
ΔA×电价
C
B D
4km 4km
3km
2km
1.5km 300kW
250kW
1km 150kW
100kW
350kW
2km
A
0 A2
C1 C2
2km
50kW
35kV变电所
1. 求A 点电压
A 点总负荷
1400 kW OA 段线路长2 km
OA 段线路电压降:
ΔU=(r+xtgф)×L×PU
00OA
=
(0.21+0.34×0.62)×1.4×210
=0.118 kV
U=U-ΔU
OAA
=10-0.118=9.882
kV
2. 求B 点电压
B 点总负荷 900 kW AB
段线路长3 km
AB 段线路电压降:
ΔU=(r+xtgф)×L×PU
0AB0
0.99.882
×3)×0.62×0.21+0.34
(
=
=0.115 kV
U=U-ΔU
ABAB
=9.882-0.115=9.767 kV
3.
求C 点电压
C 点总负荷 650 kW BC 段线路长4 km
BC 段线路电压降:
ΔU=(r+xtgф)×L×PU
0BC0
=
(0.21+0.34×0.62)×4×0.659.767
=0.112 kV
U=U-ΔU
BCCB
=9.767-0.112=9.655 kV
4.
求D 点电压
2 km
段线路长 500 kW CD 点总负荷 D
CD 段线路电压降:
ΔU=(r+xtgф)×L×PU
00CD
=
(0.21+0.34×0.62)×2×0.509.655
=0.05 kV
U=U-ΔU
CDCD
=9.655-0.05=9.605 Kv
5.
求(E 点)干线末端电压
E 点总负荷 350 kW CD
段线路长4 km
DE 段线路电压降:
ΔU=(r+xtgф)×L×PU
00DE
=
(0.21+0.34×0.62)×4×0.3509.605
=0.071 kV
U=U-ΔU
DEDE.
=9.605-0.071=9.534 kV
ΔU= (U-U)U×100%
E0E
=(10-9.53410) ×100%=
4.66% <
<5%> 合格。
求分支线C-C1-C2末端电压 6.
C1
1 km
点总负荷 150 kW CD 段线路长
CC1 段线路电压降:
0.159.655
×tgrU
Δ=(+xф)×1
00CC1
=0.159.655 0.62×)×1×0.46+0.365
(
=0.011 kV
9.644 Kv
=9.655-0.011U=
C1
2 km
50 kW CD C2 点总负荷段线路长 段线路电压降:CC1
ΔU=(r+xtgф)×L×P9.644
00CC1
=
(0.46+0.365×0.62)×2×0.059.644
=0.0071 Kv
U=9.644-0.0071=9.637 Kv
C2
ΔU=(10-9.63710) ×100%= 3.63% <
<5%>
合格。
0C2
7. 求分支线A-A2末端电压
A2
点总负荷 300 kW AA2 段线路长1.5 km
AA2 段线路电压降:
ΔU=(r+xtgф)×1.5×0.309.882
00AA2
=
(0.46+0.365×0.62)×1.5×0.309.882
=0.0031 kV
U=UA-ΔU9.879 Kv
==9.882-0.0031
AA2A2.
ΔU%=(10-9.87910) ×
100%= 1.21% < <5%> 合格
0A2
例:110kV某线路长100km,输送功率为50MW,COS=0.95,最大
负荷利用
小时为4500小时,导线为LGJ-24030,求线路的功
率损失、电能损失和末端电压损失。
解:
1.功率损失计算
三相输电线路的功率关系
有功功率
P=50 MW
COSФ=0.95, sinФ=0.3123
线电流
I=50000√3·110·0.95
=276 A
无功功率
Q=√3·UIsinФ
=√3·110·276·0.3123
=16423
kvar
16.423 Mvar
=
线路交流电阻
R=1.3×直流电阻×线路长度
=1.3×0.1181×100
=15.353
欧
2232
222
U)RP=(P×+Q10有功功率损失Δ
3
=3514
kW(输送功率的750+16.423%))×15.353×10 110
=( 或
-32
×=3I10RP有功功率损失Δ
-3
2
10×
15.3532763××
=3509
=kW
2.电能损失计算=0.3287 = TMAX4500 h COSФ=0.95
tgФ
2700 查表τ=小时kWh
元电价按0.3
失.
=3514×2700=9487800 Kw·h年;
×τP=ΔAΔ线路的电能损
= Kw·h年×0.3=2846340 元
3.电压损失计算
△U=(r+xtgф)×L×PU-----------------(kV)
00
=(0.1535+0.386×0.3287)×100×50110
=12.74 kV
△U%=△U×100U
=12.74×100110%
=11.58% (超过允许值)
式中
△U-电压降(kV);
r
;)km-导线交流电阻(欧
0.
=1.3×0.1181=0.1535 欧
x-导线电抗(欧km);
0
=0.386 欧 (几何均距为4.0m)
ф-功率因数角(度);
COSФ=0.95 则tgФ=0.3287
P-线路输送功率(MW);
=50 MW
L-线路长度(km);
=100 km
U-线路标称电压(kV)。
=110 Kv
END