介绍一种实用的架空线路电压损失计算方法.doc

当功率因数为1时电压降约等于输送功率（KW）*导线长度/（50*导线横截面积） 当功率因数大于0.8小于1时约等于输送功率（KW*1K/50* 导线横截面积 K值 导线横截面积小于10平方取0，导线横截面积16、25平方取0.2， 导线横截面积35、50平方取0.4， 导线横截面积70、95平方取0.6。 介绍一种实用的架空线路电压损失计算方法 [摘要]通过分析现时架空线路工程上计算线路电压损失的“功率矩”法的不足，介绍一种新的简易可靠的电压损失计算方法，以避免设计线路在进行电压降校验时出现计算值小于实际值的问题。[关键词]架空线路电压损失校验计算方法一、前言基于架空输电线路本身存在的电阻和电抗，当电流通过时无可避免会在线路上产生电压降，使得线路末端的电压比线路首端为低，严重时甚至使线路末端的用电设备不能正常工作。全国供用电规则规定供电部门供到用户受电端的电压偏差，即电压变动幅度不超过35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的5；10kV及以下高压供电和低压动力用户为额定电压的7；低压照明用户为额定电压的＋5、－10。为保证供电质量符合上述要求，在线路设计时就必须进行电压损失校验，现时在工程计算中一般应用“功率矩”法，但该方法存在以下缺点1、“功率矩”法在其原理上，决定了计算值要比实际值小的事实；2、计算过程较为繁复，在线路上测量电流比测量功率和功率因数要容易得多。为此，在这里介绍一种工程上实用的架空线路电压损失计算方法。二、原理推导图1所示为一段输电线路及其一相等值电路，其中R、X分别为一相的电阻和等值电抗；U、I表示相电压和相电流。 图1 输电线路及其等值电路图 图2 电压降相量图 根据电学知识，该线路的电压降为△U׀1׀－2。以相量2为参考轴，可作出相量如图2所示，其中亦即αUAC,△UAD,δUAE。从图中可见在数学上亦可证明αU△UδU。“功率矩”法就是将电压降△U近似用电压降纵轴分量αU代替，因为αU△U，所以计算值要比实际值为小，在校验线路电压损失时存在不利的影响。如果用δU代替△U，则因为δU，只要保证δU在允许范围内，则实际的电压损失△U就一定符合要求。现有需要讨论的是△U与δU之间的近似度，因为△U的计算十分繁复，而以用αU代替△U，与δU进行比较。设KαU/δURcosφ＋Xsinφ/R2＋X2AX/R;将K与cosφ、A之间的关系列于表1 A K cosφ 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 2.00 3.00 0.65 0.786 0.886 0.948 0.982 0.997 1.000 0.993 0.970 0.926 0.70 0.826 0.915 0.968 0.993 1.000 0.997 0.982 0.952 0.899 0.75 0.865 0.942 0.983 0.999 0.998 0.988 0.966 0.927 0.865 0.80 0.902 0.966 0.995 1.000 0.990 0.973 0.943 0.894 0.822 0.85 0.937 0.985 1.000 0.993 0.974 0.949 0.910 0.851 0.769 0.90 0.968 0.998 0.996 0.975 0.945 0.911 0.862 0.792 0.698 0.95 0.993 0.998 0.975 0.937 0.893 0.848 0.787 0.704 0.597 从表1数据可见，当cosφ在0.75至0.9之间，A在0.4至1.5之间时，K大致在0.95以上，表示αU与δU之间的差异小于5，而△U与δU之间的差异则更小。一般架空线路的参数均满足上述条件，所以用δU代替△U进行架空线路电压降校验完全满足工程计算的精度要求。三、公式推导根据式2，可以推出式中，R0、X0分别是线路单位长度的电阻和电抗，而L则是线路的长度。对于不同截面架空线路，根据各自的允许电流Iy，可求出相应的最大允许输电距离Ly上式中，Ue为额定线电压，δUy为线路的最大允许电压降百分数。根据式3可以计算出不同电压等级、不同导线在各自允许电流下的最大允许输电距离。现将部分铝绞线和铜绞线的计算结果列于表2。表2三相架空线路的允许输电距离最大允许电压降△Uy为－7 型号 截面 电阴 电抗 环境温度350C时的允许电流A 允许输电距离m mm2 θ550C 0.4KV 10KV 线路电压 Ω/km Ω/km Ω/km Ω/km 0.4KV 10KV LJ 16 2.504 0.381 0.408 92 84 2102 25 1.285 0.367 0.395 119 102 2528 35 0.950 0.357 0.385 150 106 2627 50 0.660 0.345 0.373 189 115 2824 70 0.458 0.335 0.363 233 122 2965 95 0.343 0.322 0.530 286 120 2886 120 0.271 0.315 0.343 330 118 2800 150 0.222 0.307 0.335 387 110 2600 185 0.179 0.301 0.329 440 105 2453 240 0.137 0.293 0.321 536 93 2161 TJ 16 1.321 0.381 0.410 114 103 2569 25 0.838 0.367 0.395 158 112 2758 35 0.602 0.357 0.385 194 119 2915 50 0.423 0.346 0.374 238 124 3009 70 0.300 0.332 0.360 300 120 2873 95 0.221 0.322 0.350 365 113 2676 120 0.176 0.315 0.343 426 105 2460 150 0.138 0.307 0.335 501 96 2226 185 0.114 0.300 0.328 567 89 2053 240 0.088 0.292 0.320 678 78 1797 表2中所有数据都是基于首端电压是额定电压这个条件下得到的，如果首端电压并不等于额定电压，则此时相应的允许输电距离为式中U是线路实际的首端电压，Le是额定电压下的线路允许输电距离亦即是表2中的允许输电距离。表2中的数据是根据各种导线的最大允许电流计算出来的，但实际运行的电流都是小于允许电流的，此时对应的最大输电距离L可由下式求得式中，I为实际运行的电流值。如果已知线路的实际长度L和电流值I，则线路的电压损失百分数△U，可由下式求得但就一般工程计算，可以忽略上述的微小差异，这样就得到下列式子 如果线路是单一导线组成的，上式可以化简为 四、结论对比“功率矩”法，本文所介绍的方法简易可行，与实际值相比均是正偏差，且误差值在允许范围内，不会出现经校验后的线路实际电压损失超出允许值的现象；而且只要知道线路的电流和长度，就可以得出线路的电压降值。对于各种截面的导线，在给定的负荷电流下，均可方便地算出其最大允许输电距离，与实际线路长度一比较，就可以知道线路的电压降会不会超出允许值。比之“功率矩”法，本文方法计算过程简单，结果可靠，符合工程计算的精度要求，是工程上计算架空线路电压损失的一种简易可靠方法，值得推广采用。