kv线路提高功率因素工程初步方案

1、毕业设计110kv 线路提高功率因素工程初步方案系别 电力工程系 专业 电气自动化 班级姓名指导老师答辩老师设计时间二零零八年三月二十九日摘要随着电力系统的逐步发展，为了保证电力系统安全，经济，稳定运行，电力系统对其功率因数有了更高的要求。此次毕业设计目的在于对 110KV 线路提高功率因数工程初步方案的确立。 由于 110KV 线路太长，负荷太轻，导致 110KV 线路供电公司关口电表功率因 数太低 平均功率因数为 0.27），线路末端电压过高，超过了国家对负荷功率因 数要求的规定，造成很大的经济损失，因此我们要提出改进方案。对电力网进行潮流计算，得知电网的功率分布和关口电表的功率因数。将

2、计算的结果与国家规定相比较关口功率因素过低，违背了国家有关规定。于是 提出了提高功率因数的方法，根据计算可知电网容性无功过大是导致功利因数 低的根本原因，从而想到并联电抗器来补偿线路中过剩的容性无功，使功率因 数提高。对于电力网来说，配置无功补偿容量需要综合考虑实现无功功率的分地区 平衡，提高电压质量和降低网络功率损耗这三个方面的要求。通过 管理上、经 济上、技术上 优化计算来确定补偿设备的 安装地点 和容量分配 。于是按以上要 求对提出的四种方案比较，得出最佳方案，并选择相应的电器设备和配置了微 机保护。最后还对补偿并联电抗器对系统的影响进行了分析。此初步方案解决了关于 110KV 线路太长

3、，负荷太轻，导致关口电表功率因 数过低，末端电压过高的一系列问题。达到国家对用电的要求。此毕业设计书 有一定的参考价值。目录摘要第一章毕业设计任务书第二章关口电表的功率因素的计算 潮流计算）第一节 电力线路和变压器的参数 第二节电网的等值电路 第三节 电网的功率分布 第三章 提高功率因素的方案 第一节无功的补 第二节 计算低压侧电压第三节 提高功率因数方案设计第四节 最佳方案的经济性分析第五节 最佳方案设备的选择 第四章电抗器的保护第一节 电抗器主保护第二节 电抗器后备保护第三节 电抗器接地保护第四节 电抗器成套微机保护装置第五章补偿电抗器对系统的影响 第一节 串并联谐振第二节 电网谐振分析第

4、三节对继电保护的影响小结第四节对有功损耗的分析附一参考文献附二无功补偿、 功率因数规程、规范附三论文第一章毕业设计任务书设计题目110KV线路提高功率因数工程初步方案原始材料1 1某石油管理局管道输油 110KV电力网一次接线如图1所示，相关参数标于图 中。22电气设备各元件参数和继电保护情况1)变压器T1参数：变比330/121KV变压器T3参数：与T2参数相同4)110KV线路参数：导线型号 LGJ-185, Deq = 5m3电力网运行环境海拔3000m，最高气温：30E最低气温：-40 C4 存在问题由于110K V线路太长，负荷太轻，导致110KV线路供电公司关口电表功率因数 太低平

5、均cos =0.27),线路末端电压过高，超过了国家对负荷功率因数要求 的规定，造成很大的经济损失。设计内容1.分析110KV线路关口电表功率因数低的原因，提出改进措施；2.分析提高功率因数的几种方案并比较方案；渔水河变:J L ri中灶变厂家、设备参数、价格等）；2PKUNSN2-3236.4 10110(6300 10)2= 11.1(门)X ABU(%) U100SN9.81102-X -100 6300 10 ；= 188.22()R =8.2(kw)Q 二谥 恥瓷 63026.46(kvar)3.最佳方案的电气设备的选择和保护配置4.最佳方案的经济性分析；5.补偿并联电抗器对系统的影

6、响分析。设计成品1.写出设计报告说明书；2.最佳方案的电气主接线图和保护配置；3.网上收集两篇关于并联电抗器和功率因数的论文;4收集相关的规程、规范和规定。第二章 关口电表的功率因数 潮流计算）第一节电力线路和变压器的参数1.1.110KV线路(查表可知r如)x.40虻如) b=2.79汩代伸 则：R 二 rl =0.17 130 =22.1()X =xl =0.409 130 =53.17()B = bl =2.79*10“ 130 = 3.627* 10-4(s)QC 二U2B=1102 3.627 10* = 4.389(Mvar)QC-j C =-j2.1945(Mvar)2.变压器第

7、二节画等值电路图第三节潮流计算-SAB12 121102(11.1 j187089)=21102(11.1 j187089) = 0.0018 j0.031(MVA)SDE2 21.011.132541102(22.14j53017) = 0.00421 j 0.01012(MVA)计算电网功率分布:SA 胡 jl(MVA)耳=SA+ASAB =(1 十 j1)+(0.0018+j0.031)= 1.0018+j1.031(MVA)$ =SB (8.2 10”j0.02646) =(1.0018 j1.031)(8.2 10j0.02646)= 1.01 j1.05746(MVA)SD =So

8、 (-j2.19) =(1.01 j1.05746) (-j2.19) = 1.01-j1.13254(MVA)Q =SD +SDE =(1.01 j1.13254)十(0.00421+j0.01012) = 1.01421j1.12242(MVA)=SE +(j2.19) =(1.014213j1.12242) +(j2.19) =1.014213 j3.31242(MVA)SGj1(MVA)2 1 亠1：SGH厂(11.1 j187.89) = 0.0018 j0.031(MVA)110SH 二 SGSGH =(1 j1) (0.0018 j0.031) =1.0018 j1.031(MV

9、A)S =SH +(8.2x10$+j0.002646) = (1.0018+j1.031)+(8.2x10 + j0.02646)= 1.01 j1.05746(MVA)SJ 二 SF = (1.01421 - j3.31242) (1.01 j1.05746) = 2.02421 - j 2.25496(MVA)K =SJ(-j2.19) = (2.02421-j2.25496) (-j2.19) = 2.02421 - j4.44496(MVA)2.0242124.444962 :SKL2(22.14 j53.17) =0.04365 j0.1048(MVA)110SL =SK + AS

10、KL =(2.02421 j4.44496)+(0.04364+j0.1048) = 2.06786j4.34016(MVA) 二(-j2.19) = (2.06786-j4.34016) (-j 2.19) =2.06786-j6.53016(MVA)cos =2.067862.0678626.5301620.302根据电力系统电压、无功管理规定：对于高压供电的工业用户，功率因数应在0.90以上。第三章提高功率因数的方案要提高功率因数，可进行无功补偿。由上章计算可知，造成功率因书低因P为线路长，负荷太轻，容性无功很大。由co P 可知：增加感性无(P2 +Q2功，使Q值变小，即可达到目的。我

11、们采用并联电抗器的方法。第一节无功的补偿设补偿的无功为Q,要使功率因数达 到0.90。所补偿的无功为Qcos-2.067862.067862(6.53016-Q)2= 0.9SB =124.821102(11.1 j187.89) =0.02205j0.3733(MVA)也SDE2 21.030253009761102(22.14j53.17) =0.0185 j 0.04446(MVA).Qi =5.52866(MVar)或Q? = 7.5316( MVar)根据无功与电压管理规程：用户不能向系统反送无功.取Q=7.6MVar 将Q=7.6Mvar的无功补偿在6KV母线的两侧。每一侧分别补偿

12、 3.8Mvar的无功 校验一下首端的功率因数能否达到 0.9等效电路如下:SA =(1 ji) j3.8 =1j4.8(MVA)二 SB =SA +ASAB =(1 + j4.8) + (0.02205 + j0.3733) = 1.02205 + j5.1733(MVA)SC 二 SB (8.2 10；j0.02646) =(1.02205 j5.1733) (8.2 10 j0.02646)= 1.03025 j5.19976(MVA)SD =SC (-j2.19) =(1.03025 j5.19976)(-j2.19) = 1.03025 j3.00976(MVA)二 SE =SD +

13、ASDE =(1.03025+j 3.00976) +(0.0185 十 j 0.04446) = 1.04875十 j3.05422(MVA)SF(-j2.19) =(1.04875 j 3.05422) (-j 2.19) =1.04875 j 0.86422( MVA)SG =(V j1)j3.8j4.8(MVA)I：/- I- -SGH124.821102(11.1 j187.89) =0.02205jO.3733(MVA)SKL2 22.0793.873981102(22.14 J 53.17) = 0.03537 j 0.0849AB214.41102(11.1 j187.89)

14、=0.018677j0.316(MVA).H 二 SG . SGH =(1 j4.8) (0.02205 j0.3733) = 1.02205 j5.1733(MVA) S =SH 十(8.2灯0山 + j0.02646) =1.03025+j5.19976(MVA)Sj =SF SI =(1.04875 j0.86422) (1.03025 j5.19976) =2.079 j6.06398(MVA)二 SK =SJ -j2.19 = (2.079+j6.06398)+(-j 2.19) =2.079+j3.87398(MVA).SM 二SL (-j2.19) =(2.11437 j3.95

15、888) (-j2.19) = 2.11437 j1.76888(MVA)功率因数:cos20.762.1143721.76888SA =(1j1)j3.4 =1j4.4(MVA)Q=7.6Mvar不符合要求取Q=6.8Mvar来校验无功补偿是否符合要求 等效电路图如下：二 SB = SA +忑=(1 +j 4.4)+(0.018677+j 0.316) =1.018677+j4.716( MVA)2 21.0268772.552461102(22.14j53.17) =0.01385j0.033266(MVA)-SGH124.421102(11.1 j187.89) =0.018677j0.

16、316(MVA)2.09132.091320.815142” 0.93符合要求SC 二 SB (8.2 10 -j0.02646) = (1.018677 j 4.716) (8.2 10-j0.02646)= 1.026877j4.74246(MVA)SD 二 S (_j2.19) =(1.026877 j4.74246) (- j2.19) = 1.026877 j2.55246(MVA)E =SD SDE =(1.026877 j 2.55246)(0.01385 j 0.033266) = 1.0407 j 2.585726( MVA)飞(-j2.19) =1.0407 j 0.395

17、7( MVA)SG =(1j1) j3.4 =1j4.4(MVA)SH -SG SGH =(1j4.4) (0.018677 j0.316) =1.018677 j4.716(MVA)二 Si =SH +(8.2 x 10 +j0.02646) = (1.018677+ j 4.716)+(8.2 汶10 + j 0.02646)=1.026877j4.74246(MVA)+SF =(1.026877+j 4.74246)+(1.0407+j 0.3952.067577)二 2.06758 j5.13816(MVA)，” SK =SJ +( j2.19) =2.06758+j2.94816(M

18、VA)2.0675782 2.948162SKL2(22.14 j53.17) =0.02373 j 0.05698(MVA)110L =SK +ASKL =(2.06758+j2.94816)+(0.02373+j0.05698) =2.0913+j3.00514(MVA)/. SM =S +(j2.19) = (2.0913+j3.00514) + (j2.19)=2.0913+j0.81514(MVA)第二节计算低压侧电压.deL-JI冃-J i MV A JSL =2.11437 j3.95888(MVA)A112.11437 汉 22.14 + 395888 汉 53.17八八U2.

19、339(V)110UI =110- U =110-2.339 =107.661(V)SH =1.018677 j4.716(MVA)1.018677 11.14.716 187.89107.661= 8.33539(V)UG 二UI - ：U =107.661 -8.33539 = 99.32561(V)* 6所以折算到6KV侧实际电压为UG =99.32561 ：、5.417(V)110SE =1.0407 j2.585726(MVA)U11.0404 22.14 2.585726 53.17107.661：1.491(V).UC =107.661 -1.491 =106.17(V)SB =

20、1.018677 j 4.716( MVA)U21.018677 11.14.716 187.89106.17:97.72(V)-97.7265.33(V)110根据电压与无功管理规程规定 6KV电压的电压范围为7% 所以要对电压进行分接头调压T2变压器调分接头8 1.5%得到实际电压UG199.325616.15(V)110 (1-8 1.5%)首端线路补偿功率因数2.067862.067862(6.53016-6.82):0.99330KV超高在电压允许的范围内：T3变压器调分接头8 1.5%得到实际电压为UG26.05（V）G2110 （1 一8 1.5%）6在6KV电压允许的范围内，所

21、以补偿的无功为6.8Mvar.第三节提高功率因数方案设计 无功补偿方案：初步构想的补偿方案（1） 在首端线路首端补偿；（2） 在中间变压器的高压侧补偿；（3） 在6KV母线一侧进性补偿；（4） 在6KV母线两侧进行补偿。第四节最佳方案的经济性分析 比较以下四种无功补偿方案：1）在首端线路首端补偿如图1）功率因数达到了高压用户功率因数的要求，但是将并联电抗器放在 压变电站内，使变电站占地面积增大，用户需要向变电站缴纳较高费用 2）在中间变压器的高压侧补偿如图2）所示：) ()1 X F 1）110KV电抗器价格比较昂贵。2）根据并联电抗器无功补偿规程：并联电抗器主要连接在10-500KV变电站的

22、低压侧，通过主变向系统输送感性 无功，用以补偿输电线路的电容电流，防止轻负荷端电压升高，维持系统 电压稳定3）技术要求较高3）在6KV母线的一侧进行无功补偿: 如图3）所示：在 6KV 母线侧：S = (1j1)j6.8 =1 j7.8MVarS=?l27.82 =7.8638(MVA)S Sr =6.3MVA在T2变压器产生的损耗12 (16.8)21102(11.1 j 187.89) =0.0567 j0.9601(MVA)S 二.0.056720.96012 ： 0.9618(MVA)将6.8Mvar的电抗器做成2个3.4Mvar的电抗器2 21(13.4)1102(11.1j187.

23、89):0.018677j0.316(MVA)中灶变过负菏过负荷会使变压器发热，降低其绝缘，更会减短变压器寿命。6C规则）4）在6KV母线侧两侧进行无功补偿如图2P2应将2个3.4Mvar的电抗器分别补偿到6KV母线上，不仅减小在变压器上产生 的有功损耗而且减小电抗器的成本.对于电力网来说，配置无功补偿容量需要综合考虑实现无功功率的分地区 平衡，提高电压质量和降低网络功率损耗这三个方面的要求。通过管理上、经济上、技术上优化计算来确定补偿设备的 安装地点和容量分配。分析比较以下四种方案:乂对T补偿方式优点缺点在首端线路首端补偿可以很好的提高用户的 功率因数；不增加变压 器的有功损耗.放在超咼压3

24、30kv变电站内增大设备的占地面 积,用户需要缴纳巨额费 用.在中间变压器的高压侧 补偿不增加变压器有功损 耗；能够提高功率因数.电抗器成本咼.将一个电抗器集中补偿 到6kv母线上可以提高功率因数引起变压器有功损耗大 于2个电抗器分数补偿 到6kv母线上的有功损 耗；电抗器成本高.变压 器过负荷将2个电抗器分别补偿 到6kv母线上.可以提高功率因数在变 压器上引起的有功损耗 小；成本低；运输方便变压器有功损耗会增加.所以最优方案是第四种方案，即是将 2 3.4M var电抗器分别补偿到6kv母线 上.第五节最优方案设备的选择11选择10kv 3.4Mvar的电抗器2个电抗器的型号：BKSC-B

25、KSC-系列环氧浇注铁心并联电抗器产品范围：1）电压等级：6KV2）并联电抗器容量：2000kvar 16000kvar产品特点：1）采用环氧浇注绝缘系统，无油介质，安全性好。线圈绝缘耐热等 级为F级，线圈浇注成一固态整体。2） 电磁污染小。铁心电抗器以硅钢片为导磁介质，磁通以铁心为 导磁回路，对周围环境无电磁污染。3）铁心为咼填充系数的扇形辐射式铁饼与弹性系数极小的大理石气隙组成，铁心涡流损耗小。铁心无局部过热现象。4）体积小，重量轻，外形美观。产品用途：并联电抗器用于补偿电力系统的电容性充电电流，限制系统工频电 压的升高和操作过电压，从而降低系统的绝缘水平，保证线路的可 靠运行。生产厂家：

26、思源电气股份有限公司 最高工作电压(KV额定电流(A动稳定电流(KA热稳定电流(KA/SFN3-101011.540025:10/2负荷开关所配带的熔断器型号及数据型号额定电压额定电流(A最大开断电 流有效值最大开断电 流有效值KA)RN3-661050751002002020014RN3-1010105075100150122008.6生产厂家：西安华仪高压开关有限公司 联系电话第四章电抗器的保护电抗器的不正常状态和事故一.电抗器不正常状态：过负荷二.电抗器的故障：相间短路，匝间短路,接地短路 根据上述情况进行电抗器保护的配置。电抗器保护配置的主保护是电流速断保护

27、，后备保护是过电流保护第一节电抗器主保护电抗器保护配置的主保护是电流速断保护1.主保护配置图信号I - Hn22电流速断保护原理：电流速断保护采用的是两相电流差接线,A相电流互感器TA0,KA1为流过A 相的电流继电器。C相电流互感器TAC,KA2为流过C相的电流继电器。B相的 电流继电器KA3流过的电流为A相和C相的电流差。即I B = I A - I c ,当A相发生短路A相电流增大，电流流过KA1使KA1的常开触点闭合，接通了中间继电器 的线圈，使中间继电器励磁，接通跳闸回路和信号回路。C相与A相相同,B相流 过的电流为IB A -IC,当三相不平衡时，电流IB使KA3的常开触点闭合,接

28、通中 间继电器的线圈，使中间继电器励磁接通跳闸回路和信号回路.第二节电抗器后备保护LT电抗器的后备保护是过电流保护1.后备保护配置图信号+_电抗器过电流保护2 2电抗器过电流后备保护原理：电抗器过电流保护采用的是两相不完全接线，A相电流互感器Taa, C相的电流互感器Tac,当A相发生短路时，A相的电流继电器的常开触点闭合，使 时间继电器接通，时间继电器延时发信号和跳闸，C相与A相相同，IB =IA-IC，电流IB流过电流继电器KA3，当电流I B达到了 KA3的动作电流以 后，接通时间继电器，延时发信号和跳闸起到电流后备保护的目地。第三节电抗器接地保护1.1.电抗器接地保护配置图:电抗器接地

29、保护22电抗器接地保护原理：用开口三角形获得3UO,3UO=：UA UB UC当电抗器发生接地以后开口三角形感应出3U0,使零序电压继电器动作发不正常运行信号.可以继续运行2个小时第四节电抗器的微机保护1.适用范围及主要功能DPR200型微机并联电抗器保护测控装置适用于35KV及以下电压等级的并联电抗器组，具有如下保护及功能(1)速断保护(2)过电流保护(3)零序过流 接地)保护(4)过负荷保护采用DPR200型微机并联电抗器保护测控装置生产厂家：数显表福友多功能仪表 联系电话(5)中性线差保护(6)本体保护操作回路(8)故障录波(9)通讯及三遥2.保护配置及工作原理

30、(1)速断保护当电抗器三相电流中任何一相电流大于速断保护的整定值并达到其整定延 时保护即动作于跳闸和信号。(1)过电流保护当三相电流中任何一相电流大于过流保护的整定值并达到其整定延时保护 即动作于跳闸和信号。(2)零序电压保护当零序电压大于整定值并达到整定延时保护动作于跳闸或信号(3)当三相电流中任何一相电流大于负荷的整定值并达到其整定延时后即动 作于告警信号。1)啊_lL-4815-4(4)当两组电抗器中性线电流大于中性线差流的整定值达到其整定延时后即 动作于跳闸和信号。图15-3那过耀护跚框10 .过负荷延时整定范围：0.599S级差0.01S 级差0.1A 级差0.1A 级差0.01S级

31、差0.01A级差0.01S级差0.1A级差0.01S(5)本体保护本体保护由外部接点输入后经装置重动出口，其中轻瓦斯，过温信号动 作于信号，重瓦斯，过温跳闸动作于跳闸。(6)故障录波纪录故障前2个周波，故障后32个周波的电压，电流数据，通过通讯 网将录波数据上传到后台监控系统。(7)通讯及三遥装置配置有RS485 CAN网两种通讯接口，以组网实现三遥。装置可就地实时测量多种电气量，如：电压，电流，功率，脉冲电度 等。同时还可通过通讯上传至后台监控系统或主网计算机系统，即实现 遥测。装置可就地实时监测多个状态量，如：断路器位置，小车位置，接地刀 位置等。同时通过通讯网把各开关量的状态和变化及装置

32、动作信息上传 至后监控系统或主网计算机系统，即实现遥信。.串联谐振RLC串联电路谐振条件是 XL二Xc。谐振频率f二RJLC串联谐振的影响：1.阻抗最小，电流最大2电感和电容的电压可能会大大超过电 源电压(2并联谐振RL串联与C并联谐振并联谐振电路的谐振条件是WC-RWL厂0 谐振角频率吩点丫1-竿 并联谐振的影响：电感和电容的电流I L = | C = Q | 0，比总电流大许多倍。22对电网影响较大的是工频谐振和三次谐振，以下将对其讨论并联电抗器对系统的影响分三种情况分析：(1并联电抗器两个都投入对系统的影响，其等效电路如下：ZAZBZC(j3.56 103) (1.21 104j1.21

33、 104)3/、443392.86 J3.06 10 (1.21 104 j1.21 104) j3.56 103二ZA ZAB =(392.86 j3.06 103) (11.1 j187.89) = 403.96 j3.25 103()_ (403.96+ j3.25x 103)(1.48x 106 +j4.57 05)-8.92x 108 + j5 x 10ZBZC(403.96j3.25 1 03) (1.48 1 06j4.57 105厂 1.481 06j4.6 105ZF 二 ZEZEF333597.16 -j2.25 103()ZF ZE ZEF (1.65 103 -j3.5

34、1 103) (-j5.53 103)Z =Zc =408.3 j3.25 103()(408.3 + j3.25 x 103) x (597.16 j2.25x 103)3377I/7F333.78 10j4.27 10()ZJ ZI ZF(408.3 j3.25 103) (597.16 - j2.25 103)(3.7803 +j4.2703)x(j5.53X03)34ZK 二 ZJZJK3333.84 10j1.63 104()= 408.3 j3.25 103()(408.3 + j3.25x103)x(j5.53x103) ,2 “3 , ” “3、7D=7C7CD331.63 1

35、0 -j3.56 103()ZD ZC ZCD(408.3 . 3.25 103) (-j5.53 103)ZE 二 ZD ZDE=(1.63103-j3.56 103)(22.14j53.17) = 1.65103 -j3.51 103()(1.65 103-j3.51 103)(-j5.53 103)(3.78 103j4.27 103) (-j5.53103)ZL 二 ZK ZKL =(384 103 -j1.63104) (22.14j53.17) = 3.86103-j1.62 104)ZZL Z(3.86 10：62 哼5.53 迪= 238.68 j4.16 何)M L LM (

36、3.86 103 j1.62 104) (j5.53 103)通过计算两个电抗器都投入系统不产生谐振(2电抗器投中灶变6KV侧对系统的影响，分析系统是否产生谐振: 其等效电路如下：ZG二 j3558.8235/(12100 j12100)=j3558.8235 (12100 j12100)j3558.8235 (12100 j12100)=0.3913 103j3.0525 103()ZGH =ZG (11.1 j187.89) =402.4 j3240.39)Z广 ZGH(1475.6 103j457294.0287) =408.21 j3.2368 103(门)ZA =1.21 104 j

37、1.21 104 C1)ZBA =11.1 j187.89()ZB =ZA ZBA =(1.21 卅 j1.21 10) (11.1 j187.89)1.211 104j1.2287 104()Zc 二 ZB(1.4756 106 j4.572 105) =1.2005 104 j1.2105 104()ZD =Zc( -j5525.1142)1.972 103 - j6.6015 10)ZE 二 ZD (22.14 j53.17)= 1.9722 103 -j6.6015 103()ZF 二 ZE(T5525.1142) =398-j3.073 104()ZJ 二 ZZF =(408.21

38、j3.2368 103) (398 - j3.073 104) = 1.205 104 -j2.406 103()ZK 二 Zj(j5525.1142) =1.7675 10-j4.3616 103()ZL =ZK (22.14 j53.17) -1.79 103 - j4.308 103()ZM 二 ZL(T5525.1142) =547-j2520()电抗器投中灶变6KV侧对系统没有影响，不会产生谐振。(3电抗器投甘森变6KV侧分析其对系统的影响；其等效电路图如下:同理并联电抗器使系统不会产生谐振(4经计算也不会发生三次谐振(略结论：投入或切除并联电抗器使系统不会产生谐振第三节 并联电抗器

39、对继电保护的影响输电线路的后备保护 过电流保护)，其选择性由阶梯时来满足。按躲过最 大的负荷电流计算起保护的动作电流，根据可靠性的要求，第川段保护的动作 电流必须满足两个条件：一是在被保护线路通过最大负荷电流的情况下，保护 装置不动作。二是故障切除后，被保护线路通过最大负荷电流的情况下应能可 靠的返回。并联电抗器以后，负荷电流会变化，而输电线路的过电流保护的整定值是 根据最大负荷电流确定的，对其保护影响很大。要对其保护的动作电流值重新 整定。其他的保护也要调整，在此不作过多的阐述第四节对有功损耗的分析2 2 有功损耗计算公式：厶P=P 2Q RU2由并联电抗器前后的潮流计算可知线路和变压器的总

40、有功损耗：并联前只- PABPDEPGHPKL= 0.0018 0.00421 0.0018 0.04365 = 0.0514&MW）并联后：P2TPABPDE PGHBL=0.018677 0.01385 0.018677 0.02373= 0.07493（ MW）：P P2，并联电抗器后有功损耗会增加小结附录 1 参考文献1.1.电力系统设计手册 - -高压电抗器选型 P251P251 中国电力出版设2.2.电力系统电压和无功功率技术导则 SD325-1989SD325-1989国家电力公司3.3.电力系统稳定和控制 P419P4194.4.湖北省超高压输变电企业标准电抗器技术规范 P2-

41、15P2-15 湖北省电力公司5.5.湖北省超高压输变电企业标准电抗器继电保护技术规范 P4-54P4-54 湖北省电力公司6.6.电抗器继电保护原理与应用并联电抗器保护 P463-473P463-473 中国电力出版社7.7. 电力系统设计技术规程 SDJ161-1985SDJ161-1985 国家电力公司8.8.电力系统继电保护和自动装置设计规程 GB50062-1992GB50062-1992 9 9电力系统10.10.继电保护和自动装置附录 2 无功补偿、功率因数规程、规范35kV 及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10 。 （二10KV10KV及以下三相供电电压允

42、许偏差为额定电压的7%7%。（三220V单相供电电压允许偏差为额定电压的 +7%、-10%。第 六 条电 力 网 电 压 质 量 控 制 标 准（ 一 发 电 厂 和 变 电 站 的 母 线 电 压 允 许 偏 差 值1.500（330kV 及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额 定电压的 +10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的 正 常 使 用 及 下 一 级 电 压 的 调 节 。2.发电厂 220kV 母线和 500（330kV 及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的 0 % + 1 0%；事故运行方式时为系 统 额

43、定电压的-5%+10%。3.发电厂和220kV变电站的110kV35kV母线正常运行方式时，电压允许 偏差为系统额定电压的 -3%+7%；事故运行方式时为系统额定电压的 10%。4.带地区供电负荷的变电站和发电厂 （直属的 10（6kV 母线正常运行方式 下 的 电 压 允 许 偏 差 为 系 统 额 定 电 压 的 0%+7% 。（二特殊运行方式下的电压允许偏差值由调度部门确定。第十四条 电力用户的电压无功管理电力用户装设的各种无功补偿装置 （包括调相机，电容器、静补和同步电动机 应按照负荷和电压变动及时调整无功出力，防止无功电力倒送第二十条 变电站应合理配置适当容量的无功补偿装置，并根据设

44、计计算确定无功补偿装置的容量。35220kV变电站在主变最大负荷时，其一次侧功率因 数应不低于 0.95；在低谷负荷时功率因数应不高于 0.95。第二十四条 电力用户的无功补偿 电力用户应根据其负荷的无功需求，设计和安装无功补偿装置，并应具备防止 向电网反送无功电力的措施。（一35kV及以上供电的电力用户，可参照第二十条规定执行。（二10OKVA及以上10KV供电的电力用户，其功率因数宜达到0.95以上。（三其他电力用户，其功率因数宜达到 0.90以上二）功率因数管理规定根据水力部电力部文件国家物价局功率因数调整办法83）水电财字第 215号文件1983年12月2日鉴于电力生产的特点用户用电功

45、率因数的高低对发供电设备的充分利用节约电能 和改善电压质量有着重要影响，为了提高用户的功率因数并保持其均衡以提高供电用双方 个社会的经济效益特点制定本办法。（1） 功率因数标准 0.90，适用于 160KVA以上的高压供电工业用户包括社队工业用户）装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200KVA以上的高压供电电力排灌站。（2） 功率因数标准 0.85，适用于100KVAKWV及以上的其他工业用户 包括社队工业用 户）100KVAKWV及以上的排工业用户和 100KVAKWV及以上的电力排灌站；（3） 功率因数标准 0.80适用于100KVAKWV及以上的农业用户和用户，但大工业用户未划

46、由电业直接管理的用户，功率因数标准为0.85（4） 功率因数计算（5） 凡应行功率因数调整电费的用户，应装设带有防倒装置的无功电度表，按用户每月 实用的有功电量，计算月平均功率因数；三）正常运行时负载及温度限值根据GB 1094.2-1996电力变压器 第2部分 温升、GB/T 15164-1994油 浸式电力变压器负载导则和 DL/T 572-1995电力变压器运行规程中的相关 规定，大型油浸式变压器不同情况下负载和温度的限值有要求。变压器超额定负载运行时，储油柜中的油因膨胀可能会溢出，套管内部压力 升高可能会漏油；而且，在热点温度突然升高超过临界温度时，绝缘纸中出现 气泡，使其绝缘强度降低

47、，引起故障。对于具有正常含水量的变压器，此临界 温度约在140160 C 之【分含量增加时，此临界温度还要降低。随着变压器容量增大，漏磁磁密、短路应力以及受高场强作用的绝缘体积都会增加，大型变压器超额定负载时，比小型变压器更易受损，故障的后果也更加严重。为使变压器在预期负载条件下运行，把运行危险控制在适当程度中，在现场运行中，综合考虑变压器容量、冷却方式、环境条件、负荷大小、负荷性质 等因素，可在负载大小、运行时间和顶层油温限值等方面留有一定的裕度。针对变压器在短期急救负载下运行情况， DL/T 572-1995 中规定：应投入包 括备用在内的全部冷却器 （制造厂另有规定的除外 ，并尽量压缩负

48、载、减少时 间，一般不超过0.5 h。并且给出了 0.5 h短期急救负载的负载系数 K。附录 3 论文一）电力系统电压与无功补偿关键词 : 无功补偿 电压 电力系统 现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增 长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提 供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最 好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低 对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。1.电压与无功补偿电压顾名思义就是电 （力的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户 端，驱动用电设备工作。交

49、流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部 分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称为“有功功率”。另一 部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作 功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部 分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之 功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运 转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量 无功功率。国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积为无功功 率。其物理意义是：电路中电感元件与电

50、容元件活动所需要的功率交换称为无 功功率。电容和电感并联接在同一电路时，当电感吸收能量时，正好电容释放能量； 电感放出能量时，电容正好吸收能量。能量就在它们中间互相交换。即电感性 负荷所需的无功功率，可以由电容器的无功输出得到补偿，因此我们把具有电 容性的装置称为“无功补偿装置”。电力系统常用的无功补偿装置主要是电力电容器和同步调相机。若电力负荷的视在功率为 S，有功功率为P，无功功率为Q，有功功率、无 功功率和视在功率之间的关系可以用一个直角三角形来表示，以有功功率和无 功功率各为直角边，以视在功率为斜边构成直角三角形 （见图 3，有功功率与 视在功率的夹角称为功率因数角。有功功率与视在功率

51、的比值，我们称为功率 因数，用cosf表示，cosf=P/S。它表明了电力负荷的性质。P=UIcosfQ=UIsinfS=（P2 Q21/2=UI有功功率的常用单位为千瓦（kW，无功功率为千乏（kvar，视在功率的单 位为千伏安 （kVA。无功功率按电路的性质有正有负， Q 为正值时表示吸收无功功率， Q 为负 值时表示发出无功功率，在感性电路中，电流滞后于电压，f0, Q为正值。而在容性电路中，电流超前于电压， f ， 如果 电流 I 用 线 路末端 的 单 相 功 率 S 和电 压 U2 来 表 示 ， 即 P=U2Icosf,Q=U2Isinf 则可得： DU=（PR QX/U2由此可见

52、，电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率 在电抗上的压降。一般说来，在超高压电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电 阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影 响则要小得多。因此，可以得出结论，在电力系统中，无功功率是造成电压损 耗的主要因素。从前面的分析我们知道，当线路、变压器传输功率时，会产生电压损耗， 因而影响了电网各处电压的高低。如果能改变线路、变压器等电网元件上的电 压损耗，也就改变了电网各节点的电压状况。由电压损耗表达式 DU=（PR QX/U 可知，要改变电压损耗有两种办法。 1）改变元件的电阻； 2）改变元件的电抗，都能起到改

53、变电压损耗的作 用。可采取的一种办法是增大导线截面减小电阻以减小电压损耗，这种办法在 负荷功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中比较有效。适宜负荷不断 增加的农村地区采用。而电网中用的最多的办法是减少线路中的电抗，在超高压输电线路中广泛采用的分裂导线就可以明显降低线路的电抗。在我国， 220kV 线路一般采用二 分裂、 500kV 线路采用四分裂导线。采用分裂导线，降低线路电抗，不仅仅减 少了电压损耗，而且有利于电力系统的稳定性，能提高线路的输电能力。现在 已逐步采用的紧凑型结构输电线路，还可以进一步降低输电线路的电抗，不仅 提高了电网的稳定性，同时，也降低了线路的电压损耗。二)功补偿技术

54、对低压电网功率因数的影响关键词 : 节电技术 无功补偿 功率因数摘要 :依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通过现场技 术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文分析了无功 补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异步电动机无功补 偿容量的配置。结合应用实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设 备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。1、前言无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的 无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。无功补偿的合理配置原则从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输

55、配电设备都要消 耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少 无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照 “分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。(1总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。(2电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%60%,其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地 补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。(3分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电

56、线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的 无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所 以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网 络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输 送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补 偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。(4降损与调压相结合，以降损为主。2、影响功率因数的主要因素 功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率 外，还需要无功功率。当有功功率 P 一定时，如减少无功功率 Q,则功率因数 便能够提高。在极端情况下，当 Q

57、=0 时，则其力率 =1。因此提高功率因数问题 的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。2.1、异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动 机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无 功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因 数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。2.2、 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响 当供电电

58、压高于额定值的 10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得 很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的 110%时，一般工厂的无功将增 加 35% 左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率 因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取 措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。2.3、电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的 影响2.4、以上论述了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求 一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网 能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。3、 低压配电网

59、无功补偿的方法 提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术，我们通常采用的方法主 要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。3.1、随机补偿 随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机， 同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种 方式可较好地限制用电单位无功负荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补 偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容 易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。3.2、随器补偿 随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配 电变压器空载无功的补偿方

60、式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器 的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载 的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功， 限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功 网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。3.3、 跟踪补偿 跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿 在大用户 0.4kv 母线上的补偿方式。适用于 100kVA 以上的专用配变用户，可以 替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿