談電壓功率因數與農村電網降損的關系

1　電能損耗分析

用電能表計量統計出的供電量和售電量之差得到的線損電量，稱為統計線損電量。在統計線損電量中，有一部分是電能在輸、變、配電過程中由相應時段內的運行參數所決定的。這部分損耗電量稱為"技術線損電量"。統計線損電量的另一部分是由于漏電、偷電等因素造成的損失電量，稱為"管理線損電量"。在電網線損管理中，除了加強管理以減少"管理線損電量"外，還通過采用一系列技術措施降低"技術線損電量"。本文通過分析電壓、功率因數與線損的關系，探討改變電網運行參數對降低"技術線損電量"的作用。

2　電壓與線損的關系

(1)電網中線損的大小與運行電壓的平方成反比：

A=[(P²+Q²)/U²]·R·t　　　　(1)

式中A--線損電量，kW·h

　　P--有功功率，kW

　　Q--無功功率，kvar

　　U--運行電壓，kV

　　R--電阻，Ω

　　t--時間，h

由此可見，適當提高運行電壓是一項重要的降損措施。

(2)在農村電網中提高運行電壓的主要途徑：

①改變變壓器分接頭。當系統無功充足時，改變35kV變電所主變壓器的分接頭可以提高線路電壓2.5%～5%，改變10kV配電變壓器分接頭還可以提高線路電壓5%。在實際運行中，同時調整35kV和10kV變壓器分接頭可以綜合提高運行電壓6%～8%。因此，通過分接頭的調整可使線路和變壓器中的損耗降低10%以上。

②在35kV變電所或10kV線路末端安裝并聯電容器。當系統無功不足或聯網線路較長時，改變變壓器分接頭調整電壓的作用不大。此時，應安裝電容器進行無功補償，減少線路的無功分量，使線路損耗降低，同時還減少電壓損耗提高運行電壓進一步降低了電網損耗。因此，安裝并聯電容器對提高線路運行電壓、降低線損的效果是相當顯著的。

3　功率因數與線損的關系

(1)電能損耗的另一表達式：

A=(P/U·cosφ)²·R·t　　　　(2)

式中A--線損電量，kW·h

　　P--有功功率，kW

　　U--運行電壓，kV

　　R--電阻，Ω

　　cosφ--功率因數

　　t--時間，h

可見，提高功率因數可以降低電能損耗。在實際運行中，提高功率因數還可以提高電網運行電壓、增加發電機的有功輸出，因此，提高功率因數是農村電網經濟運行的重要手段。

(2)在農村電網中，提高功率因數的主要方法是在35kV終端變電所或10kV線路末端加裝并聯電容器。并聯電容器的容量按(3)式計算：

Q_k=P(tgφ₁-tgφ₂)(3)

式中Q_k--并聯補償電容器容量，kvar

　　P--電網輸送有功功率，kW

tgφ₁、tgφ₂--分別為補償前后功率因數角相應的正切值。

加裝電容器后，可減少有功電量為：

A_k=[Q_k(2Q-Q_k)]/U²·R·t(4)

式中A_k--減少有功電量，kW·h

　　Q_k--電容器補償容量，kvar

　　Q--補償前的無功容量，kvar

　　t--裝電容補償后運行時間，h

(3)在農村電網中，合理選擇異步電動機的容量，使其與機械設備相匹配，以及避免電動機空載運轉等均可以提高功率因數。

4　結論

電壓、功率因數兩個參數的變化，對線損大小的影響是相當顯著的。電壓、功率因數是電網經濟運行的兩個重要參數，在農村電網運行中，適當提高這兩個參數，對降低電網損耗具有顯著的作用。