论文-铁路10KV电力线路长距离供电技术

PAGEPAGE2铁路10KV电力线路长距离供电技术Xx（xx工程有限公司，北京，100000）摘要：分析影响10KV电力线路电压损失的主要因子，找出影响长距离供电的原因，通过采取一系列的措施，提高铁路10KV线路的供电距离，解决实际问题，提高铁路电力运行的稳定性和供电半径。在处理问题的同时，又增强了铁路电力系统的可靠性和稳定性，有利于铁路的长久稳定运营，降低故障造成的损失。关键词：影响；电压损失；因子；长距离；供电；稳定性；措施LongdistancepowersupplytechnologyforrailwaypowerlineXx(xx，Beijing100000，China)Abstract：Themainfactorsthataffectthevoltagelossofpowerlinesareanalyzed,findoutthereasonsthataffectthelongdistancepowersupply,bytakingaseriesofmeasures,improvingthepowersupplydistanceofrailway10kvline,tosolvepracticalproblems,Improvethestabilityandpowersupplyradiusofrailwaypowersystem.Whiledealingwiththeproblem,thereliabilityandstabilityoftherailwaypowersystemareenhanced,whichisbeneficialtothelong-termstableoperationoftherailwayandthelosscausedbythefailure.Keywords：Influence；voltageloss；factor；longdistance；powersupply；tability；measures前言目前，铁路电力供电系统基本采用10KV等级线路，铁路配电所供电半径在20km~30km，在实际运行中，为了保障铁路的不间断运行，在处理紧急故障时为实现不间断的供电，需要进行跨所长距离供电，所以研究铁路的长距离供电技术，提高配电所供电半径和线路的供电距离是一项长期很有意义的工作。1供电距离要求线路供电距离是电力线路按照规定的标准进行输电所能输送的最远距离，电压的压降要求限制了线路的供电距离。虽然供电线路单位长度的阻抗值很低，但当线路长了时候,由于长距离的积累，阻抗成为一个不可忽略的数值，当线路上有电流通过时，由于线路存在阻抗，在线路的阻抗部分就会分担一部分电压产生电压降差，就造成在线路的末端电压比电源端要低。线路越长其阻抗就越大，线路上产生的电压降就越大，线路末端的电压就越低。根据一般规定，10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7％。配网线路供电能力的一个基础性指标就是供电距离。在满足电能质量要求的情况下，传输相同的电量，供电距离越远，说明供电能力就越强，增大供电半径，能节约大量的电力建设资金和采用更灵活的供电方式。规定中几个重要的电能供电指标：电力系统频率偏差：正常频率偏差允许值为±0.2Hz，容量较小的电力系统，偏差可放宽到±0.5Hz，实际生活中，大型电网一般都保持在不大于±0.1HZ范围内。压降偏差：根据GB/T12325-2008规定：35kV及以上供电电压偏差的绝对值不超过额定电压的10％；20KV、10KV及以下线路三相供电电压偏差不超过额定电压的土7％；低压单相供电电压允许偏差为额定电压的土7％～10％。不平衡电压：根据GB／T15543-2008规定：电网中负荷正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％。每个用户电压不平衡度一般规定不超过1.3％。电力震荡谐波：根据GB／T14549--93《电能质量-公用电网谐波》规定：6～220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波畸变率是0.38kV为5.0％，6～10kV为4.0％，35～66kV为3.0％，110kV为2.0％。波动和闪变：GBl2326--2008如《电能质量一电压波动和闪变》中规定：在公共供电点的电压波动允许值：10kV及以下为2.5%，35～110kV为2％，220kV及以上为1.6％2产生压降的主要影响因素及改善措施

电压损失的影响因子

供电线路中的电压损失主要来源于有功功率和无功功率在线路中电阻所产生的压降值。在高压线路中，无功功率在电抗上的压降是电压损失的主要组成，而在低压电路及电缆线路中，线路中存在的电阻对电压损失的影响较大。

供电线路的有功及无功功率一定时，电压损失大小则主要取决于线路中的电阻及电抗值的大小。电阻或电抗加大，则电压损失增多；电阻或电抗减小，电压损失减少。如果用电的功率因数选择较低或是三相用电不平衡，负载不均衡，也会造成线路中的电压损失过多。

改善电压损失的措施

（1）减少供电线路的阻抗值

供电线路中形成的电压损失主要是源于供电系统中存在阻抗的电气设备，包括变压器装置及线路电缆等。因而可通过降低电能在经过变压器的变压次数，合理增加导线的横截面积、或是调整线路的布局以尽量减少其所需长度等措施降低配电网系统中的阻抗值，从而达到降低电压损失的目的。然而在进行导线横截面的加大及调整线路的布局时，需综合考虑到实际情况及成本的投入，避免投资过高而运行效率不理想。

线损高的原因①电网三项负荷分配不均，引起中性线电流增大，造成损耗增大；②低压线路无功补偿不足，造成功率因数普遍较低；③设计上未能合理选配变压器，负荷增长慢，配电变压器容量过大，还存在着“大马拉小车”现象，造成线路轻载或空载，损耗高；④高能耗配电变压器还有相当数量没有更换或改造，至今仍在电网中运行；⑤改造工艺质量欠佳，造成电线接头、搭头电阻过大，增加发热损耗；⑥没有把好产品质量关，使用劣质产品，绝缘性能容易造成穿弧漏电；⑦运行维护不力，造成绝缘子积尘严重，雾雨天产生泄露电流，线路通道不畅，树障清除不彻底，以致造成导线碰树漏电；⑧统计线损与理论线损计算口径不一直或由于理论的误差引起损失。（2）调整供配电系统的工作方式

在发电厂的工作方式为一班制或是两班制进行时，因在工作时间范围内负载较重，而电压较低，因而需将变压器中高压线圈的分接头调整在-5%左右的地方，然而这种做法却带来另一种问题，因夜间工作时，所驱动的负载可能会减少，导致电压过高。这种情况下，若能中断变压器装置的运行，使用与之连接的低压联络线执行供电功能，如此可尽量降低变压器装置在电能上的消耗，同时因使用低压联络线取代其工作而使得线路中的电压损耗有所增加，从而减少过电压的危害。变电所中若使用2台变压器同时并行工作，则在负载较少的情况下可停止其中1台变压器的运行，从而达到降低过电压的效果。

（3）利用无功功率补偿方式改善电压损失

因在供配电系统中使用许多感性负载设备，如变压器本身、感应型电机、高频炉等等，这些设备将在工作过程中产生无功功率，且使得相位发生滞后，从而造成系统用电功率因数的降低，增大其电压损失值。故可使用一些设备如并联式电容器及同步补偿装置产生在相位上比较超前的无功功率，从而抵消因感性负载形成的相位上滞后的无功功率的影响，这种方式即是无功功率补偿。在实际应用时发现，相比于同步补偿装置，使用并联式电容器在无功功率补偿上性能更佳，因而在供配电系统功率补偿上并联电容量的应用较多。此外，若使用特定的无功功率补偿装置，不仅可有效改善线路中的电压损失情况，同时也具备经济节约性，减少经济上的损失。

综上所述，在供配电线路中可通过增加导线截面积、减少线路长度及使用高压输电等多种方式降低电能在输电线路中的损耗，达到降低电压损失的目的。然而在实际应用时，需根据其实际供电情况，并充分兼顾到成本投入、用电设备的使用等多种因素，从而选择经济实用性高的方式。

因在供配电系统中，传输线路是必不可少的，因其阻抗的存在，电流在流经电缆、母线等线路时，必然会消耗部分电能，转为热能或其他形式，造成能量的浪费。因而在实际采取措施改善电能损耗情况时，电压损失并不能完全降到为零。因电压损失受阻抗、输电电压、有功无功功率等制约，在实际应用中，可合理调整这些参数，以实现输电线路节能的经济、高效性。

3提高铁路10KKV线路供电距离考虑到用电的经济性、安全性和可靠性，一般情况下供电距离不会太长，但是在某些情况下（如铁路贯通线），单方向供电，适当延长供电距离是很有必要的。由于线路存在着阻抗，所以在负荷电流流过时要产生电流损耗。按规定，高压供电线路电压损耗一般不超过线路额定电压7%，从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压线路的电压损耗一般不超过用电设备额定电压的7%，对视觉要求较高的照明电路则为2-3%，如线路的电压损耗超过了允许值，则应适当增加导线的截面。使之满足电压损耗要求。

电压损耗计算公式：u%=LU%P30

u%——电压损耗的百分数可根据导线截面和负荷功率因数查表求出，

P——线路负荷（KW）

L——线路长度（KM）

也可以用另外一个公式：

ΔU=Σ（pR+qX）/Ue

式中负荷为p+jqR为线路阻抗，X为线路电抗

线路损耗的百分值为：ΔU%=100ΔU/Ue降低体系架构内的电压损耗，可采用以下措施：（1）有效减少线路中的电抗。供电线路和变压设备的电抗是造成供电系统内电压损耗的重要因素。因此，为了有效调整线路电压到正常值范围内，需要采取积极的措施。降低电压耗损。具体做法是，用电缆取代架空线、适当增加导线电缆的截面积或者有效减少系统的变压级数。需要注意的是，如果增加导线电缆的截面积，那么对线路的投资就会增加，因此在采用此法前，要进行经济性的分析比较。（2）适当调整系统的运行方式。由于线路架构内的电压损失，使得变压器二次测定的电压偏低。因此，需要调整变压器连接的高压线圈的分接头，将其调整到比原来增大2.5%的位置，同时适当改变二次母线的电压，使供电线路电压恢复到正常值内。（3）使用无功功率补偿装置。在长距离的供电线路中，会存在大量的感性负荷，如变压器、气体放电灯、异步电动机等，导致架构线路中出现大量相位滞后的无功功率，降低了功率因数，增大了线路电压损失。因此，在体系架构内，可以使用具有补偿特性的装置，如同步特性的电动机等，以增加用电单位的功率因数。4总结提高铁路10KV线路的供电距离有着很大的实际意义，我们通过减少线路阻抗、调整运行方式、使用无功补偿装置等各种可有效减低线损问题。在实际运营中，我们既要考虑经配电所济运行供电半径，又要考根据路自身的特点和运营需要进行合理的调整，把各种先进技术经过合理的改进和变通应用进来，通