電力工程第二章(新模板)課件

課程：電力工程基礎(chǔ)主講：閆根弟課程：電力工程基礎(chǔ)主講：閆根弟第二章電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析2.1電力線路的結(jié)構(gòu)2.2輸電線路的電氣參數(shù)2.3電力網(wǎng)參數(shù)計(jì)算中變壓器參數(shù)的計(jì)算方法2.4輸電線路的等值電路2.5電力網(wǎng)電壓計(jì)算2.6電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓調(diào)節(jié)2.7電力系統(tǒng)的有功平衡和頻率調(diào)節(jié)2.8電力網(wǎng)的功率損耗和電能損耗2.9電力系統(tǒng)潮流分布計(jì)算2.10輸電線路導(dǎo)線截面的選擇2.11電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式第二章電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析2.1電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路可分為架空線路與電纜線路兩大類。

一．架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和金具等部件組成，如圖2-1所示。

圖2-1架空線路的結(jié)構(gòu)（一）導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。2.1電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路可分為架空線路與電纜線路兩大類。一．架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種，如圖2-2所示。圖2-2裸導(dǎo)線的構(gòu)造a）單股線b）多股絞線c）鋼芯鋁絞線導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：導(dǎo)線分為裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類，高壓線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線架空導(dǎo)線的型號(hào)有：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于10kV及以下線路LGJ——鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路GJ——鋼絞線，用作避雷線

鋼芯鋁絞線按其機(jī)械強(qiáng)度的大小,可分為普通型、輕型、加強(qiáng)型三種。它們的主要差別在于鋁鋼截面比。鋁鋼截面比越小，機(jī)械強(qiáng)度越大；反之，導(dǎo)線質(zhì)量越輕。

通常，輕型結(jié)構(gòu)（標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJQ）的鋁鋼截面比為8.0~8.1；普通型結(jié)構(gòu)（標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJ）的鋁鋼截面比為5.3~6.0；加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)（標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJJ）的鋁鋼截面比為4.3~4.4。架空導(dǎo)線的型號(hào)有：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于10k三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。導(dǎo)線在桿塔上的排列方式：三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；導(dǎo)線在桿塔上的“

“

電力工程第二章(新模板)課件（二）桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。橫擔(dān)的長(zhǎng)度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點(diǎn)等。桿塔的分類橫擔(dān)：電桿上用來(lái)安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。（二）桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地直線桿塔轉(zhuǎn)角桿塔耐張桿塔終端桿塔換位桿塔跨越桿塔用來(lái)懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上使用最多的一種桿塔。裝設(shè)于線路的轉(zhuǎn)角處，必須承受不平衡的拉力。

又稱分段桿塔或承力桿塔，用來(lái)承擔(dān)線路正常及故障（如斷線）情況下導(dǎo)線的拉力，對(duì)強(qiáng)度要求較高。設(shè)置在進(jìn)入發(fā)電廠或變電所線路末端的桿塔，由它來(lái)承受最后一個(gè)耐張段內(nèi)導(dǎo)線的拉力，以減輕對(duì)發(fā)電廠或變電所建筑物的拉力。用在110kV及以上的電力線路中，是為了在一定長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)現(xiàn)三相導(dǎo)線的輪流換位，以便三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計(jì)的一種特殊桿塔。位于線路跨越河流、山谷等地方，因中間無(wú)法設(shè)置桿塔，檔距很大，故其高度較一般桿塔為高。直線桿塔用來(lái)懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上

瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕緣子和橫擔(dān)的雙重功能，能節(jié)約大量的木材和鋼材，有效地降低桿塔的高度，可節(jié)省線路投資30%～40%。瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕（三）絕緣子和金具：絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣距離；金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱。常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式三種。針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔上。懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕緣子串使用（35kV為3片串接；60kV為5片串接；110kV為7片串接）。棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以下線路應(yīng)用比較廣泛。（三）絕緣子和金具：絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子

線路盤(pán)形懸式絕緣子

復(fù)合針式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)線路金具、U型抱箍、掛板

桿頂帽、拉線抱箍線路金具、U型抱箍、掛板桿頂帽、拉線抱箍二．電纜線路的結(jié)構(gòu)（一）電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和包護(hù)層三部分。分為單芯、三芯和四芯等種類。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖2-3所示。圖2-3扇形三芯電纜1—導(dǎo)體2—紙絕緣3—鉛包皮

4—麻襯5—鋼帶鎧甲6—麻被導(dǎo)體：由銅或鋁的單股或多股絞線制成，通常用多股線。二．電纜線路的結(jié)構(gòu)（一）電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和包護(hù)層絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。包護(hù)層：分內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層兩部分。內(nèi)護(hù)層由鋁或鉛制成，用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕輸電線路的參數(shù)是指線路的電阻、電導(dǎo)、電感和電容。一、電阻單根導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的直流電阻為：導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大0.2%～1%，主要是因?yàn)椋簯?yīng)考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大;導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱截面）一般略大于實(shí)際截面。通常取;2.2輸電線路的電氣參數(shù)輸電線路的參數(shù)是指線路的電阻、電導(dǎo)、電感和電容。一、電阻需要指出：手冊(cè)中給出的r1值，則是指溫度為20℃時(shí)的導(dǎo)線電阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20℃時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：

式中，α為電阻的溫度系數(shù)(1/℃)，銅取0.00382（1/℃），鋁取0.0036（1/℃）。二、電抗：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗為：式中，μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的;r為導(dǎo)線半徑（m）；Djp為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）。需要指出：手冊(cè)中給出的r1值，則是指溫度為20℃時(shí)的導(dǎo)線電注意：為了使三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)對(duì)稱，應(yīng)將輸電線路的各相導(dǎo)線進(jìn)行換位，如圖2-4所示。圖2-4一次整循環(huán)換位若三相導(dǎo)線等邊三角形排列，則若三相導(dǎo)線水平等距離排列，則注意：為了使三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)對(duì)稱，應(yīng)將輸電線路的各相導(dǎo)線進(jìn)通常架空線路的電抗值在0.4Ω/km左右，則三、電導(dǎo)：電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的泄露電流和導(dǎo)線周圍空氣電離產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗。說(shuō)明：通常架空線路的絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略不計(jì)。電暈現(xiàn)象：在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周圍的空氣被電離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。通常架空線路的電抗值在0.4Ω/km左右，則三、電導(dǎo)：電導(dǎo)當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（S/km）為：因此，式中，為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/km）。注意：通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似認(rèn)為。

在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑：110kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)算電暈臨界電壓；220kV以上的超高壓輸電線，采用分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線的等值半徑，提高電暈臨界電壓當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗四、電納：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：

則單位長(zhǎng)度的電納（S/km）為：一般架空線路b1的值為S/km左右，則四、電納：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：則單位

一、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器采用Γ型等效電路，如圖2-5所示。35kV及以下的變壓器，勵(lì)磁支路可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路。注意：變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反，前者為負(fù)，后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行裕笳邽槿菪?。圖2-5雙繞組變壓器的等效電路a）Γ型等效電路b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路c）簡(jiǎn)化等效電路2.3電力網(wǎng)參數(shù)計(jì)算中變壓器參數(shù)的計(jì)算方法一、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器采用電阻RT：由于所以（Ω）

電抗XT：由于對(duì)小容量變壓器，則所以（Ω）

電阻RT：由于所以電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。電納BT：變壓器的電納是用來(lái)表征變壓器的勵(lì)磁特性的。由得：

因此（S）

說(shuō)明：以上各式中，U

、S、P、Q、的單位分別為kV、kVA、kW和kvar。所以（S）

電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。電納BT：變壓二．三繞組變壓器三繞組變壓器的等效電路如圖2-6所示。圖2-6三繞組變壓器的等效電路a）勵(lì)磁回路用導(dǎo)納表示b）勵(lì)磁回路用功率表示二．三繞組變壓器三繞組變壓器的等效電路如圖2-6所示。圖2電阻RT1、RT2、RT3三繞組變壓器容量比有三種不同類型：100/100/100：三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量；100/100/50：第三個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%；100/50/100：第二個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%。通過(guò)短路試驗(yàn)可得到任兩個(gè)繞組的短路損耗、、，則每一個(gè)繞組的短路損耗為

對(duì)100/100/100的變壓器：電導(dǎo)GT與電納BT：同雙繞組變壓器,這里不再重復(fù)。電阻RT1、RT2、RT3三繞組變壓器容量比有三種不同類由得：

所以由得：所以短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按50%容量的繞組達(dá)到額定容量時(shí)測(cè)量的值。因此，應(yīng)先將各繞組的短路損耗按變壓器的額定容量進(jìn)行折算，然后再計(jì)算電阻。如對(duì)容量比為100/100/50的變壓器，其折算公式為式中，、為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）；、為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。對(duì)100/100/50和100/50/100的變壓器：短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按50%容量的繞組達(dá)到電抗XT1、XT2、XT3所以由得：說(shuō)明：1）廠家給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)已歸算到變壓器的額定容量，因此在計(jì)算電抗時(shí)，不論變壓器各繞組的容量比如何，其短路電壓百分?jǐn)?shù)不必再進(jìn)行折算。2）參數(shù)計(jì)算時(shí)，要求將參數(shù)歸算到哪一電壓等級(jí)，則計(jì)算公式中的UN為相應(yīng)等級(jí)的額定電壓。電抗XT1、XT2、XT3所以由2.4輸電線的等值電路短距離輸電線路

：用于長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路（35kV及以下）和線路不長(zhǎng)的電纜線路（10kV及以下）。中距離輸電線路：（110～220kV）和長(zhǎng)度不超過(guò)100km的電纜線路（10kV以上）。用于長(zhǎng)度為100～300km的架空線路圖2-7短距離輸電線路圖2-8中距離輸電線路a）π型b）T型2.4輸電線的等值電路短距離輸電線路：用于長(zhǎng)度不超一、電壓降落的計(jì)算電壓降落:是指線路首末端電壓的相量差，即圖2-9a中，阻抗中流過(guò)的電流為

，相量圖如圖2-9b所示。圖2-9輸電線路的π型等效電路及相量圖a）等效電路b）相量圖2.5電力網(wǎng)的電壓計(jì)算一、電壓降落的計(jì)算電壓降落:是指線路首末端電壓的相量差，當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)，因此其中：——電壓降落的縱分量

——電壓降落的橫分量

線路首端電壓有效值為：首末端電壓的相位差為：則說(shuō)明：上述公式是按感性負(fù)荷下推出的，若為容性負(fù)荷，公式不變，無(wú)功功率Q前面的符號(hào)應(yīng)改變。當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)，因此其中電壓損耗:是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即將按二項(xiàng)式定理展開(kāi)并取前兩項(xiàng)得：因此幾點(diǎn)說(shuō)明:

對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，可忽略電壓降落的橫分量，此時(shí)，電壓損耗就等于電壓降落的縱分量，即

二、電壓損耗的計(jì)算電壓損耗:是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即將P2、Q2、U2的單位分別為kW、kvar

和kV

，且所有參數(shù)必須是線路上同一點(diǎn)的參數(shù)。電壓損耗通常以線路額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即如果已知線路首端的參數(shù)

P1、Q1、U1，則三、電壓偏移的計(jì)算電壓偏移:是指網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際電壓與額定電壓的數(shù)值差。且常用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。P2、Q2、U2的單位分別為kW、kvar和kV，且所有首端電壓偏移（%）末端電壓偏移（%）

從保證電壓質(zhì)量的觀念出發(fā)，電壓偏移的大小是值得令人關(guān)注的。首端電壓偏移（%）末端電壓偏移（%）從保2.6電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓調(diào)節(jié)

一、簡(jiǎn)單系統(tǒng)的電壓與無(wú)功功率的關(guān)系

在第五節(jié)中，曾推導(dǎo)出簡(jiǎn)單電網(wǎng)首、末端電壓與電壓降落的縱橫分量的關(guān)系為

其中：

為電壓降落的縱分量

為電壓降落的橫分量2.6電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓調(diào)節(jié)

一、簡(jiǎn)單系統(tǒng)的電壓與無(wú)如忽略橫分量的影響，則有

對(duì)一般的高壓輸電線路而言，由于R《X，因而可以近似認(rèn)為首末端的電壓降落，主要決定于線路上的無(wú)功功率。

二、系統(tǒng)的無(wú)功電源、無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功平衡電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平取決于無(wú)功功率的平衡。

電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡是指在運(yùn)行中的任意時(shí)刻，電源供給的無(wú)功功率與系統(tǒng)中需求的無(wú)功功率相平衡。

同時(shí)，為了適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展，保證運(yùn)行的可靠性和電能質(zhì)量，還需要具備一定的無(wú)功備用容量。如忽略橫分量的影響，則有對(duì)一般的高壓輸電線路而言，由于R《（一）系統(tǒng)的無(wú)功電源電力系統(tǒng)的無(wú)功電源包括同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、電力電容器和靜止補(bǔ)償器。

1、同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)是惟一的有功功率電源，同時(shí)也是最基本的無(wú)功功率電源。同步發(fā)電機(jī)在額定有功功率條件下運(yùn)行時(shí)，所能提供的最大無(wú)功出力與發(fā)電機(jī)的額定功率因素有關(guān)。

發(fā)電機(jī)的額定有功功率，額定無(wú)功功率，額定視在功率以及額定功率因素之間有如下關(guān)系：（一）系統(tǒng)的無(wú)功電源電力系統(tǒng)的無(wú)功電源包括同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)從同步發(fā)電機(jī)的原理可知，當(dāng)過(guò)勵(lì)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)可發(fā)出感性無(wú)功功率；而欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，將要吸收感性無(wú)功功率。即發(fā)電機(jī)可以作為正或負(fù)的無(wú)功功率電源而發(fā)揮其作用。

從同步發(fā)電機(jī)的原理可知，當(dāng)過(guò)勵(lì)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)可發(fā)出感性無(wú)功功率2、同步調(diào)相機(jī)（補(bǔ)償機(jī)）它是專門(mén)用來(lái)生產(chǎn)無(wú)功功率的一種同步電機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)可發(fā)出感性無(wú)功功率；而欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，要吸收感性無(wú)功功率。而且，只要改變它的勵(lì)磁，就可以平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率的輸出，單機(jī)容量也可以做得較大。通常，它可以直接裝設(shè)在用戶附近就近供應(yīng)無(wú)功功率，從而減少輸送過(guò)程中的損耗。

但是由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，故有功功率損耗較大。加之運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜，運(yùn)行噪聲較大，目前調(diào)相機(jī)的使用正日益減少，取而代之是性能更為優(yōu)越的靜止補(bǔ)償器。2、同步調(diào)相機(jī)（補(bǔ)償機(jī)）它是專門(mén)用來(lái)生產(chǎn)無(wú)功功率的一種同步電3、電力電容器

電力電容器只能向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率。它一般單臺(tái)容量不大，使用時(shí)可將電容器連接成若干組，按需要成組地投入或切除，因而它的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，具有較大的靈活性。由于電容器組價(jià)格較低，損耗較小，維護(hù)方便，還可以提高負(fù)載的功率因素，故為目前系統(tǒng)中使用最廣的無(wú)功電源（或無(wú)功補(bǔ)償裝置）之一。但是，電容器供給的無(wú)功功率與所在節(jié)點(diǎn)的電壓U的平方成正比，即這樣一來(lái)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓下降時(shí)，它所供給系統(tǒng)的無(wú)功功率也將減少，結(jié)果將導(dǎo)致電網(wǎng)電壓繼續(xù)下降，這是電力電容器的主要缺點(diǎn)。3、電力電容器電力電容器只能向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率。它一4、靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)，70年代開(kāi)始在生產(chǎn)實(shí)際中采用而后發(fā)展較快的一種無(wú)功補(bǔ)償裝置。它由電容器組與可調(diào)電抗器組成，既可向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率，也可向系統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率。目前常用的有飽和電抗器型（SR型）、晶閘管控制電抗型（TCR型）。電壓變化時(shí)，靜止補(bǔ)償器能快速地、平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿足動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男枰?。因它由靜止元件組成，運(yùn)行維護(hù)方便，并且有功損耗較小，在國(guó)外已被大量使用，在我國(guó)電力系統(tǒng)中也將得到日益的應(yīng)用。4、靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)，70年代（二）系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗1、系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷

主要指以滯后功率因素運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的感性無(wú)功功率，其中，主要是異步電動(dòng)機(jī)，特別是輕載時(shí)，所吸收的無(wú)功功率較多。一般情況下，系統(tǒng)綜合負(fù)荷的功率因素大致為0.6~0.9，異步電機(jī)的比例愈大，則綜合負(fù)荷的功率因素愈低，負(fù)荷吸收的無(wú)功功率也愈多。系統(tǒng)的無(wú)功功率損耗主要是輸電線路與變壓器的無(wú)功功率損耗。

2、系統(tǒng)的無(wú)功損耗（二）系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗1、系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷主要指以滯（1）輸電線路的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部分為輸電線路的電抗所產(chǎn)生的無(wú)功功率損耗，它與線路電流的平方成正比；另一部分為線路電容的充電功率，其大小與線路電壓的平方成正比，這部分線路的充電無(wú)功功率，如看作無(wú)功損耗，則應(yīng)帶負(fù)號(hào)。它的存在將引起一種所謂“長(zhǎng)線的電容效應(yīng)”而導(dǎo)致電壓升高，使得線路的末端電壓反而超過(guò)首端電壓。為了減弱這種現(xiàn)象，常在遠(yuǎn)距離輸電線路的中途或末端裝設(shè)并聯(lián)電抗器，依靠電抗器的感性無(wú)功來(lái)補(bǔ)償線路上的容性充電功率。（1）輸電線路的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部（2）變壓器的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部分為勵(lì)磁無(wú)功功率損耗，常稱為不變損耗。這部分損耗所占額定容量的百分?jǐn)?shù)基本上等于空載電流的百分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)代的低損耗的電力變壓器，這部分的損耗所占比例是很小的；另一部分無(wú)功損耗是由于變壓器的漏電抗所產(chǎn)生的，其大小與負(fù)荷電流的平方成正比，稱為可變損耗。（2）變壓器的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部分（三）系統(tǒng)的無(wú)功平衡電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡可表示為：其中，為系統(tǒng)中總無(wú)功電源容量；為系統(tǒng)的總無(wú)功負(fù)荷與無(wú)功損耗之和。為了運(yùn)行可靠及適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，還要求有一定的無(wú)功備用容量，否則，當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，電壓質(zhì)量無(wú)法保證，備用容量一般取系統(tǒng)總無(wú)功負(fù)荷的8%~10%。（三）系統(tǒng)的無(wú)功平衡電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡可表示為：其中，四電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有以下幾種方法：（一）改變發(fā)電機(jī)的端電壓調(diào)壓

改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流就可以調(diào)節(jié)它的端電壓，一般情況下發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)范圍為±5%。這種調(diào)壓措施不需要另外增加設(shè)備，是一種最經(jīng)濟(jì)的調(diào)壓方式，應(yīng)優(yōu)先考慮。這種調(diào)壓方式的實(shí)質(zhì)就是使發(fā)電機(jī)的端電壓隨負(fù)荷的大小而調(diào)節(jié)。

這種方式主要用于孤立運(yùn)行的小容量電廠或供電范圍不大、用戶性質(zhì)相似的電廠才能有效地發(fā)揮作用。

四電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有以下幾種方法：（（二）改變變壓器的分接頭或采用專門(mén)的調(diào)壓變壓器來(lái)調(diào)壓改變變壓器的分接頭，即改變變壓器的變比，就可以改變其二次側(cè)的輸出電壓。一種是在停電的情況下改換分接頭，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓（或無(wú)載調(diào)壓）。由于無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器只能在停電的情況下改換分接頭，因此，對(duì)每一臺(tái)變壓器應(yīng)在考慮運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之后，事先選擇一個(gè)分接頭，以保證運(yùn)行中電壓偏移不致超過(guò)容許范圍。通常，改變變壓器分接頭的方式有兩種：這種方法適用于任何電壓等級(jí)，是目前廣泛采用的一種調(diào)壓方式。（二）改變變壓器的分接頭或采用專門(mén)的調(diào)壓變壓器來(lái)調(diào)壓改另一種是在不停電的情況下改換分接頭，稱為有載調(diào)壓，從而使調(diào)壓變得很方便。有載調(diào)壓變壓器的關(guān)鍵部件是有載調(diào)壓的分接開(kāi)關(guān)。有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓范圍比較大，分接頭也比較多。

（三）改變電力網(wǎng)無(wú)功功率分布來(lái)調(diào)壓當(dāng)無(wú)功電源不足時(shí)，就必須在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，這樣系統(tǒng)的無(wú)功功率的分布也就改變了。目前，并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置大體上可分為3大類，即并聯(lián)電容器或電容器與電抗器組合、調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器。另一種是在不停電的情況下改換分接頭，稱為有載調(diào)壓，從而使調(diào)壓三種無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2-9表2-9電容器電抗器組合、同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較指標(biāo)電容器電抗器組合同步調(diào)相機(jī)（補(bǔ)償機(jī)）靜止無(wú)功補(bǔ)償器過(guò)負(fù)荷能力無(wú)短時(shí)間1.5倍無(wú)有功損耗0.13%1.7%0.87%維護(hù)檢修維護(hù)工作量小，檢修不影響供電維護(hù)工作量大，需要專職維護(hù)人員，2～3年大修一次，每年平均停機(jī)20～30天維護(hù)工作量小附屬設(shè)備無(wú)附屬設(shè)備多，有油、水冷卻系統(tǒng)，補(bǔ)給水量大晶閘管有時(shí)需要水冷卻系統(tǒng)冷卻水量無(wú)需水量最多補(bǔ)水量為調(diào)相機(jī)的3%左右響應(yīng)時(shí)間普通斷路器為25Hz以上5～10Hz1～2Hz調(diào)壓精度階躍變化連續(xù)均勻調(diào)壓連續(xù)均勻調(diào)壓對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響出力受電壓影響，事故時(shí)出力降低，對(duì)維持電壓不利一般情況下，可維持電壓，提高靜態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。響應(yīng)時(shí)間快，對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定均有益。裝置的諧波量不計(jì)不大需裝設(shè)5、7次諧波器消除諧波相調(diào)節(jié)方式三相調(diào)節(jié)三相調(diào)節(jié)分相調(diào)節(jié)單位造價(jià)最低約為電容器的2倍與調(diào)相機(jī)大致相當(dāng)三種無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2-9表2-9電容一般來(lái)說(shuō)，在負(fù)荷點(diǎn)適當(dāng)?shù)匮b設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以減少線路上傳輸?shù)臒o(wú)功功率，使無(wú)功得以就地供給，從而降低了線路上的功率損耗和電壓損耗，相應(yīng)提高了負(fù)荷點(diǎn)的電壓水平。只要合理了在系統(tǒng)中布置無(wú)功補(bǔ)償電源，就既可改善電壓水平，又可使線路的有功功率損耗降低。因此，依靠補(bǔ)償裝置來(lái)調(diào)壓是目前廣泛采用的一種調(diào)壓方式。（四）改變輸電線路的參數(shù)來(lái)調(diào)壓從電壓損耗的計(jì)算公式可知，改變輸電線路電阻和電抗都可以達(dá)到改變電壓損耗的目的。

但是，減少電阻將增加導(dǎo)線材料的消耗，加之這一項(xiàng)對(duì)電壓損耗原影響更大，所以目前一般都著眼于減低電抗以降低電壓損耗。

減少線路電抗的一種有力的措施是采用串聯(lián)電容補(bǔ)償。串聯(lián)電容后，使輸電線路的電抗X減少，線路的電壓損耗減少，從而使串聯(lián)電容后線路末端電壓有所提高。

一般來(lái)說(shuō)，在負(fù)荷點(diǎn)適當(dāng)?shù)匮b設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以減少線路上傳2.10輸電線路導(dǎo)線截面的選擇

一、選擇導(dǎo)線截面時(shí)的技術(shù)條件（一）應(yīng)避免正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生電暈高壓輸電線路產(chǎn)生電暈會(huì)引起電能損耗和無(wú)線干擾。為了避免電暈的發(fā)生，架空線路的導(dǎo)線外徑不能過(guò)小，下表規(guī)定了各線電壓下導(dǎo)線的最小外徑。額定電壓63kV以下110kV220kV330kV380kV500kV750kV導(dǎo)線外徑不限制9.6mm21.3mm33.2mm2*21.3mm導(dǎo)線型號(hào)LGJ-50LGJ-240LGJ-600LGJ-240LGJQ-400*2LGJQ-400*3LGJQ-500*42.10輸電線路導(dǎo)線截面的選擇一、選擇導(dǎo)線截面時(shí)的技（二）應(yīng)保證一定的機(jī)械強(qiáng)度在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。架空線路按其重要程度可分為三個(gè)等級(jí)，35kV以上為Ⅰ類線路，1~35kV為Ⅱ類，1kV以下為Ⅲ類，下表規(guī)定了不同等級(jí)下導(dǎo)線的最小截面。導(dǎo)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)線材料線路等級(jí)ⅠⅡⅢ單股線鋁及其合金不允許不允許10mm2多股線鋁及其合金25mm216mm216mm2（二）應(yīng)保證一定的機(jī)械強(qiáng)度在正常工作條件下，導(dǎo)(三)導(dǎo)線長(zhǎng)期通過(guò)的電流應(yīng)滿足熱穩(wěn)定的要求導(dǎo)線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損失應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證供電質(zhì)量。導(dǎo)線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。（四）應(yīng)使電壓損耗在容許范圍內(nèi)二、選擇導(dǎo)線截面時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件選擇導(dǎo)線截面時(shí)，即要降低線路的電能損耗和維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消耗量，通?？砂磭?guó)家規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。(三)導(dǎo)線長(zhǎng)期通過(guò)的電流應(yīng)滿足熱穩(wěn)定的要求1．經(jīng)濟(jì)電流密度的概念導(dǎo)線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越小（即年運(yùn)行費(fèi)用越?。蔷€路投資和有色金屬消耗量都要增加；反之，導(dǎo)線截面越小，線路投資和有色金屬消耗量越少，但是線路的功率損耗和電能損耗卻要增大（即年運(yùn)行費(fèi)用越大）。綜合以上兩種情況，使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最小、初投資費(fèi)用又不過(guò)大而確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的導(dǎo)線電流密度，稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用J表示。1．經(jīng)濟(jì)電流密度的概念導(dǎo)線截面越大，線路的功率損耗和電能2．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面的方法我國(guó)現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度見(jiàn)書(shū)中表2-13。只要知道了經(jīng)濟(jì)電流密度和最大負(fù)荷電流值，就很容易求出導(dǎo)線截面來(lái)，實(shí)用公式為說(shuō)明：計(jì)算出導(dǎo)線截面F后，應(yīng)選最接近而又偏小一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)截面。

三、導(dǎo)線截面選擇的實(shí)用方法以上全面介紹了選擇導(dǎo)線截面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件，但在具體選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)不同電網(wǎng)的特點(diǎn)，按照具體問(wèn)題具體分析的原則來(lái)靈活運(yùn)用上述的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。2．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面的方法我國(guó)現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密

根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下：對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：這類電網(wǎng)的特點(diǎn)是電壓較高、線路較長(zhǎng)、輸送容量與最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)都較大，應(yīng)先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，其次根據(jù)電壓等級(jí)按電暈條件來(lái)校驗(yàn)，然后再按線路最嚴(yán)重的運(yùn)行方式來(lái)校核熱穩(wěn)定條件。對(duì)地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，以保證用戶的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。對(duì)低壓配電網(wǎng)：通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。

根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下：對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：這類

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及到供電的可靠性、短路電流大小、人身和設(shè)備安全、過(guò)電壓的大小、絕緣水平、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置的配置等許多方面的一項(xiàng)綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，本節(jié)僅就中性點(diǎn)接地方式作一個(gè)全面綜合介紹。

中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)經(jīng)電阻或電抗接地2.11電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式概述電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及到供電的可靠

我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種接地方式：一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)

正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流也對(duì)稱，其電路圖和相量圖如圖2-17所示。

中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)直接接地小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種接地方式：一、中性點(diǎn)不接地的電圖2-17中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時(shí)，A相對(duì)地電壓降為零，相當(dāng)于在中性點(diǎn)疊加上一個(gè)零序電壓。其電路圖和相量圖如圖2-18所示。圖2-17中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖

在數(shù)值上圖2-18中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖在數(shù)值上圖2-18中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生A相流過(guò)故障點(diǎn)的接地電流為：

數(shù)值上：特點(diǎn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線電壓不變，而非故障相對(duì)地電壓升高到原來(lái)相電壓的倍。單相接地電流等于正常時(shí)單相對(duì)地電容電流的3倍。流過(guò)故障點(diǎn)的接地電流為：數(shù)值上：特點(diǎn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)

絕緣投資大。單相故障時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升為相電壓的倍，為確保設(shè)備的絕緣安全，系統(tǒng)相對(duì)地絕緣按線電壓設(shè)計(jì)，中性點(diǎn)絕緣按相電壓設(shè)計(jì)。電壓低于500V的裝置（380/220V的照明裝置除外）；單相接地電流小于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流小于10A的35~60kV電力網(wǎng)。

運(yùn)行可靠性高。發(fā)生單相故障時(shí)，電力網(wǎng)的線電壓仍然對(duì)稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行一段時(shí)間。但運(yùn)行時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免另一相又發(fā)生接地故障時(shí)形成兩相接地短路。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍絕緣投資大。單相故障時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升為相電壓的當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電流較大時(shí)，將產(chǎn)生間歇性電弧而引起弧光接地過(guò)電壓，甚至發(fā)展成多相短路。為此，可采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式，如圖2-19所示。二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力網(wǎng)圖2-19中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖消弧線圈當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電流較大時(shí)，將產(chǎn)生間歇性電弧針對(duì)缺點(diǎn)應(yīng)采取的措施：采用自動(dòng)跟蹤調(diào)諧式消弧線圈裝置適用范圍應(yīng)用在6~63kV不符合中性點(diǎn)不接地條件的電力網(wǎng)。缺點(diǎn)：

補(bǔ)償不當(dāng)可能產(chǎn)生過(guò)電壓。補(bǔ)償方式分為：完全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、過(guò)補(bǔ)償。常采用過(guò)補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：接地電流減小，電弧容易熄滅。針對(duì)缺點(diǎn)應(yīng)采取的措施：采用自動(dòng)跟蹤調(diào)諧式消弧線圈裝置適用范圍特點(diǎn)：中性點(diǎn)始終保持零電位。

優(yōu)點(diǎn)

節(jié)約絕緣投資。發(fā)生單相短路時(shí)，非故障相對(duì)地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。因此，我國(guó)110kV及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點(diǎn)直接接地的方式。三、中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)圖2-20中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電力系統(tǒng)示意圖特點(diǎn)：中性點(diǎn)始終保持零電位。優(yōu)點(diǎn)節(jié)約絕緣投資針對(duì)缺點(diǎn)應(yīng)采取的措施加裝自動(dòng)重合閘裝置，以提高供電可靠性。適用范圍110kV及以上電網(wǎng)和380/220V電力網(wǎng)。說(shuō)明：110kV及以上電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式是為了降低工程造價(jià)，而在380/220V低壓電網(wǎng)中是為了保證人身安全。缺點(diǎn)

供電可靠性不高。單相短路時(shí)，接地相短路電流很大，保護(hù)裝置迅速跳閘，因此系統(tǒng)不能繼續(xù)運(yùn)行。針對(duì)缺點(diǎn)應(yīng)采取的措施加裝自動(dòng)重合閘裝置，以提高供電可靠性。謝謝大家！致謝謝謝大家！致謝課程：電力工程基礎(chǔ)主講：閆根弟課程：電力工程基礎(chǔ)主講：閆根弟第二章電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析2.1電力線路的結(jié)構(gòu)2.2輸電線路的電氣參數(shù)2.3電力網(wǎng)參數(shù)計(jì)算中變壓器參數(shù)的計(jì)算方法2.4輸電線路的等值電路2.5電力網(wǎng)電壓計(jì)算2.6電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓調(diào)節(jié)2.7電力系統(tǒng)的有功平衡和頻率調(diào)節(jié)2.8電力網(wǎng)的功率損耗和電能損耗2.9電力系統(tǒng)潮流分布計(jì)算2.10輸電線路導(dǎo)線截面的選擇2.11電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式第二章電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析2.1電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路可分為架空線路與電纜線路兩大類。

一．架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和金具等部件組成，如圖2-1所示。

圖2-1架空線路的結(jié)構(gòu)（一）導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。2.1電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路可分為架空線路與電纜線路兩大類。一．架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種，如圖2-2所示。圖2-2裸導(dǎo)線的構(gòu)造a）單股線b）多股絞線c）鋼芯鋁絞線導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：導(dǎo)線分為裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類，高壓線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線架空導(dǎo)線的型號(hào)有：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于10kV及以下線路LGJ——鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路GJ——鋼絞線，用作避雷線

鋼芯鋁絞線按其機(jī)械強(qiáng)度的大小,可分為普通型、輕型、加強(qiáng)型三種。它們的主要差別在于鋁鋼截面比。鋁鋼截面比越小，機(jī)械強(qiáng)度越大；反之，導(dǎo)線質(zhì)量越輕。

通常，輕型結(jié)構(gòu)（標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJQ）的鋁鋼截面比為8.0~8.1；普通型結(jié)構(gòu)（標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJ）的鋁鋼截面比為5.3~6.0；加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)（標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJJ）的鋁鋼截面比為4.3~4.4。架空導(dǎo)線的型號(hào)有：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于10k三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。導(dǎo)線在桿塔上的排列方式：三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；導(dǎo)線在桿塔上的“

“

電力工程第二章(新模板)課件（二）桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。橫擔(dān)的長(zhǎng)度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點(diǎn)等。桿塔的分類橫擔(dān)：電桿上用來(lái)安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。（二）桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地直線桿塔轉(zhuǎn)角桿塔耐張桿塔終端桿塔換位桿塔跨越桿塔用來(lái)懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上使用最多的一種桿塔。裝設(shè)于線路的轉(zhuǎn)角處，必須承受不平衡的拉力。

又稱分段桿塔或承力桿塔，用來(lái)承擔(dān)線路正常及故障（如斷線）情況下導(dǎo)線的拉力，對(duì)強(qiáng)度要求較高。設(shè)置在進(jìn)入發(fā)電廠或變電所線路末端的桿塔，由它來(lái)承受最后一個(gè)耐張段內(nèi)導(dǎo)線的拉力，以減輕對(duì)發(fā)電廠或變電所建筑物的拉力。用在110kV及以上的電力線路中，是為了在一定長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)現(xiàn)三相導(dǎo)線的輪流換位，以便三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計(jì)的一種特殊桿塔。位于線路跨越河流、山谷等地方，因中間無(wú)法設(shè)置桿塔，檔距很大，故其高度較一般桿塔為高。直線桿塔用來(lái)懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上

瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕緣子和橫擔(dān)的雙重功能，能節(jié)約大量的木材和鋼材，有效地降低桿塔的高度，可節(jié)省線路投資30%～40%。瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕（三）絕緣子和金具：絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣距離；金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱。常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式三種。針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔上。懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕緣子串使用（35kV為3片串接；60kV為5片串接；110kV為7片串接）。棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以下線路應(yīng)用比較廣泛。（三）絕緣子和金具：絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子

線路盤(pán)形懸式絕緣子

復(fù)合針式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)線路金具、U型抱箍、掛板

桿頂帽、拉線抱箍線路金具、U型抱箍、掛板桿頂帽、拉線抱箍二．電纜線路的結(jié)構(gòu)（一）電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和包護(hù)層三部分。分為單芯、三芯和四芯等種類。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖2-3所示。圖2-3扇形三芯電纜1—導(dǎo)體2—紙絕緣3—鉛包皮

4—麻襯5—鋼帶鎧甲6—麻被導(dǎo)體：由銅或鋁的單股或多股絞線制成，通常用多股線。二．電纜線路的結(jié)構(gòu)（一）電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和包護(hù)層絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。包護(hù)層：分內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層兩部分。內(nèi)護(hù)層由鋁或鉛制成，用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕輸電線路的參數(shù)是指線路的電阻、電導(dǎo)、電感和電容。一、電阻單根導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的直流電阻為：導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大0.2%～1%，主要是因?yàn)椋簯?yīng)考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大;導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱截面）一般略大于實(shí)際截面。通常取;2.2輸電線路的電氣參數(shù)輸電線路的參數(shù)是指線路的電阻、電導(dǎo)、電感和電容。一、電阻需要指出：手冊(cè)中給出的r1值，則是指溫度為20℃時(shí)的導(dǎo)線電阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20℃時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：

式中，α為電阻的溫度系數(shù)(1/℃)，銅取0.00382（1/℃），鋁取0.0036（1/℃）。二、電抗：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗為：式中，μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的;r為導(dǎo)線半徑（m）；Djp為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）。需要指出：手冊(cè)中給出的r1值，則是指溫度為20℃時(shí)的導(dǎo)線電注意：為了使三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)對(duì)稱，應(yīng)將輸電線路的各相導(dǎo)線進(jìn)行換位，如圖2-4所示。圖2-4一次整循環(huán)換位若三相導(dǎo)線等邊三角形排列，則若三相導(dǎo)線水平等距離排列，則注意：為了使三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)對(duì)稱，應(yīng)將輸電線路的各相導(dǎo)線進(jìn)通常架空線路的電抗值在0.4Ω/km左右，則三、電導(dǎo)：電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的泄露電流和導(dǎo)線周圍空氣電離產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗。說(shuō)明：通常架空線路的絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略不計(jì)。電暈現(xiàn)象：在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周圍的空氣被電離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。通常架空線路的電抗值在0.4Ω/km左右，則三、電導(dǎo)：電導(dǎo)當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（S/km）為：因此，式中，為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/km）。注意：通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似認(rèn)為。

在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑：110kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)算電暈臨界電壓；220kV以上的超高壓輸電線，采用分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線的等值半徑，提高電暈臨界電壓當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗四、電納：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：

則單位長(zhǎng)度的電納（S/km）為：一般架空線路b1的值為S/km左右，則四、電納：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：則單位

一、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器采用Γ型等效電路，如圖2-5所示。35kV及以下的變壓器，勵(lì)磁支路可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路。注意：變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反，前者為負(fù)，后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行?，后者為容性。圖2-5雙繞組變壓器的等效電路a）Γ型等效電路b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路c）簡(jiǎn)化等效電路2.3電力網(wǎng)參數(shù)計(jì)算中變壓器參數(shù)的計(jì)算方法一、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器采用電阻RT：由于所以（Ω）

電抗XT：由于對(duì)小容量變壓器，則所以（Ω）

電阻RT：由于所以電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。電納BT：變壓器的電納是用來(lái)表征變壓器的勵(lì)磁特性的。由得：

因此（S）

說(shuō)明：以上各式中，U

、S、P、Q、的單位分別為kV、kVA、kW和kvar。所以（S）

電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。電納BT：變壓二．三繞組變壓器三繞組變壓器的等效電路如圖2-6所示。圖2-6三繞組變壓器的等效電路a）勵(lì)磁回路用導(dǎo)納表示b）勵(lì)磁回路用功率表示二．三繞組變壓器三繞組變壓器的等效電路如圖2-6所示。圖2電阻RT1、RT2、RT3三繞組變壓器容量比有三種不同類型：100/100/100：三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量；100/100/50：第三個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%；100/50/100：第二個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%。通過(guò)短路試驗(yàn)可得到任兩個(gè)繞組的短路損耗、、，則每一個(gè)繞組的短路損耗為

對(duì)100/100/100的變壓器：電導(dǎo)GT與電納BT：同雙繞組變壓器,這里不再重復(fù)。電阻RT1、RT2、RT3三繞組變壓器容量比有三種不同類由得：

所以由得：所以短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按50%容量的繞組達(dá)到額定容量時(shí)測(cè)量的值。因此，應(yīng)先將各繞組的短路損耗按變壓器的額定容量進(jìn)行折算，然后再計(jì)算電阻。如對(duì)容量比為100/100/50的變壓器，其折算公式為式中，、為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）；、為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。對(duì)100/100/50和100/50/100的變壓器：短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按50%容量的繞組達(dá)到電抗XT1、XT2、XT3所以由得：說(shuō)明：1）廠家給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)已歸算到變壓器的額定容量，因此在計(jì)算電抗時(shí)，不論變壓器各繞組的容量比如何，其短路電壓百分?jǐn)?shù)不必再進(jìn)行折算。2）參數(shù)計(jì)算時(shí)，要求將參數(shù)歸算到哪一電壓等級(jí)，則計(jì)算公式中的UN為相應(yīng)等級(jí)的額定電壓。電抗XT1、XT2、XT3所以由2.4輸電線的等值電路短距離輸電線路

：用于長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路（35kV及以下）和線路不長(zhǎng)的電纜線路（10kV及以下）。中距離輸電線路：（110～220kV）和長(zhǎng)度不超過(guò)100km的電纜線路（10kV以上）。用于長(zhǎng)度為100～300km的架空線路圖2-7短距離輸電線路圖2-8中距離輸電線路a）π型b）T型2.4輸電線的等值電路短距離輸電線路：用于長(zhǎng)度不超一、電壓降落的計(jì)算電壓降落:是指線路首末端電壓的相量差，即圖2-9a中，阻抗中流過(guò)的電流為

，相量圖如圖2-9b所示。圖2-9輸電線路的π型等效電路及相量圖a）等效電路b）相量圖2.5電力網(wǎng)的電壓計(jì)算一、電壓降落的計(jì)算電壓降落:是指線路首末端電壓的相量差，當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)，因此其中：——電壓降落的縱分量

——電壓降落的橫分量

線路首端電壓有效值為：首末端電壓的相位差為：則說(shuō)明：上述公式是按感性負(fù)荷下推出的，若為容性負(fù)荷，公式不變，無(wú)功功率Q前面的符號(hào)應(yīng)改變。當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)，因此其中電壓損耗:是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即將按二項(xiàng)式定理展開(kāi)并取前兩項(xiàng)得：因此幾點(diǎn)說(shuō)明:

對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，可忽略電壓降落的橫分量，此時(shí)，電壓損耗就等于電壓降落的縱分量，即

二、電壓損耗的計(jì)算電壓損耗:是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即將P2、Q2、U2的單位分別為kW、kvar

和kV

，且所有參數(shù)必須是線路上同一點(diǎn)的參數(shù)。電壓損耗通常以線路額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即如果已知線路首端的參數(shù)

P1、Q1、U1，則三、電壓偏移的計(jì)算電壓偏移:是指網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際電壓與額定電壓的數(shù)值差。且常用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。P2、Q2、U2的單位分別為kW、kvar和kV，且所有首端電壓偏移（%）末端電壓偏移（%）

從保證電壓質(zhì)量的觀念出發(fā)，電壓偏移的大小是值得令人關(guān)注的。首端電壓偏移（%）末端電壓偏移（%）從保2.6電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓調(diào)節(jié)

一、簡(jiǎn)單系統(tǒng)的電壓與無(wú)功功率的關(guān)系

在第五節(jié)中，曾推導(dǎo)出簡(jiǎn)單電網(wǎng)首、末端電壓與電壓降落的縱橫分量的關(guān)系為

其中：

為電壓降落的縱分量

為電壓降落的橫分量2.6電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓調(diào)節(jié)

一、簡(jiǎn)單系統(tǒng)的電壓與無(wú)如忽略橫分量的影響，則有

對(duì)一般的高壓輸電線路而言，由于R《X，因而可以近似認(rèn)為首末端的電壓降落，主要決定于線路上的無(wú)功功率。

二、系統(tǒng)的無(wú)功電源、無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功平衡電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平取決于無(wú)功功率的平衡。

電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡是指在運(yùn)行中的任意時(shí)刻，電源供給的無(wú)功功率與系統(tǒng)中需求的無(wú)功功率相平衡。

同時(shí)，為了適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展，保證運(yùn)行的可靠性和電能質(zhì)量，還需要具備一定的無(wú)功備用容量。如忽略橫分量的影響，則有對(duì)一般的高壓輸電線路而言，由于R《（一）系統(tǒng)的無(wú)功電源電力系統(tǒng)的無(wú)功電源包括同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、電力電容器和靜止補(bǔ)償器。

1、同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)是惟一的有功功率電源，同時(shí)也是最基本的無(wú)功功率電源。同步發(fā)電機(jī)在額定有功功率條件下運(yùn)行時(shí)，所能提供的最大無(wú)功出力與發(fā)電機(jī)的額定功率因素有關(guān)。

發(fā)電機(jī)的額定有功功率，額定無(wú)功功率，額定視在功率以及額定功率因素之間有如下關(guān)系：（一）系統(tǒng)的無(wú)功電源電力系統(tǒng)的無(wú)功電源包括同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)從同步發(fā)電機(jī)的原理可知，當(dāng)過(guò)勵(lì)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)可發(fā)出感性無(wú)功功率；而欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，將要吸收感性無(wú)功功率。即發(fā)電機(jī)可以作為正或負(fù)的無(wú)功功率電源而發(fā)揮其作用。

從同步發(fā)電機(jī)的原理可知，當(dāng)過(guò)勵(lì)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)可發(fā)出感性無(wú)功功率2、同步調(diào)相機(jī)（補(bǔ)償機(jī)）它是專門(mén)用來(lái)生產(chǎn)無(wú)功功率的一種同步電機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)可發(fā)出感性無(wú)功功率；而欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，要吸收感性無(wú)功功率。而且，只要改變它的勵(lì)磁，就可以平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率的輸出，單機(jī)容量也可以做得較大。通常，它可以直接裝設(shè)在用戶附近就近供應(yīng)無(wú)功功率，從而減少輸送過(guò)程中的損耗。

但是由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，故有功功率損耗較大。加之運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜，運(yùn)行噪聲較大，目前調(diào)相機(jī)的使用正日益減少，取而代之是性能更為優(yōu)越的靜止補(bǔ)償器。2、同步調(diào)相機(jī)（補(bǔ)償機(jī)）它是專門(mén)用來(lái)生產(chǎn)無(wú)功功率的一種同步電3、電力電容器

電力電容器只能向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率。它一般單臺(tái)容量不大，使用時(shí)可將電容器連接成若干組，按需要成組地投入或切除，因而它的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，具有較大的靈活性。由于電容器組價(jià)格較低，損耗較小，維護(hù)方便，還可以提高負(fù)載的功率因素，故為目前系統(tǒng)中使用最廣的無(wú)功電源（或無(wú)功補(bǔ)償裝置）之一。但是，電容器供給的無(wú)功功率與所在節(jié)點(diǎn)的電壓U的平方成正比，即這樣一來(lái)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓下降時(shí)，它所供給系統(tǒng)的無(wú)功功率也將減少，結(jié)果將導(dǎo)致電網(wǎng)電壓繼續(xù)下降，這是電力電容器的主要缺點(diǎn)。3、電力電容器電力電容器只能向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率。它一4、靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)，70年代開(kāi)始在生產(chǎn)實(shí)際中采用而后發(fā)展較快的一種無(wú)功補(bǔ)償裝置。它由電容器組與可調(diào)電抗器組成，既可向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率，也可向系統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率。目前常用的有飽和電抗器型（SR型）、晶閘管控制電抗型（TCR型）。電壓變化時(shí)，靜止補(bǔ)償器能快速地、平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿足動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男枰?。因它由靜止元件組成，運(yùn)行維護(hù)方便，并且有功損耗較小，在國(guó)外已被大量使用，在我國(guó)電力系統(tǒng)中也將得到日益的應(yīng)用。4、靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)，70年代（二）系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗1、系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷

主要指以滯后功率因素運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的感性無(wú)功功率，其中，主要是異步電動(dòng)機(jī)，特別是輕載時(shí)，所吸收的無(wú)功功率較多。一般情況下，系統(tǒng)綜合負(fù)荷的功率因素大致為0.6~0.9，異步電機(jī)的比例愈大，則綜合負(fù)荷的功率因素愈低，負(fù)荷吸收的無(wú)功功率也愈多。系統(tǒng)的無(wú)功功率損耗主要是輸電線路與變壓器的無(wú)功功率損耗。

2、系統(tǒng)的無(wú)功損耗（二）系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗1、系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷主要指以滯（1）輸電線路的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部分為輸電線路的電抗所產(chǎn)生的無(wú)功功率損耗，它與線路電流的平方成正比；另一部分為線路電容的充電功率，其大小與線路電壓的平方成正比，這部分線路的充電無(wú)功功率，如看作無(wú)功損耗，則應(yīng)帶負(fù)號(hào)。它的存在將引起一種所謂“長(zhǎng)線的電容效應(yīng)”而導(dǎo)致電壓升高，使得線路的末端電壓反而超過(guò)首端電壓。為了減弱這種現(xiàn)象，常在遠(yuǎn)距離輸電線路的中途或末端裝設(shè)并聯(lián)電抗器，依靠電抗器的感性無(wú)功來(lái)補(bǔ)償線路上的容性充電功率。（1）輸電線路的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部（2）變壓器的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部分為勵(lì)磁無(wú)功功率損耗，常稱為不變損耗。這部分損耗所占額定容量的百分?jǐn)?shù)基本上等于空載電流的百分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)代的低損耗的電力變壓器，這部分的損耗所占比例是很小的；另一部分無(wú)功損耗是由于變壓器的漏電抗所產(chǎn)生的，其大小與負(fù)荷電流的平方成正比，稱為可變損耗。（2）變壓器的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗由兩部分組成：一部分（三）系統(tǒng)的無(wú)功平衡電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡可表示為：其中，為系統(tǒng)中總無(wú)功電源容量；為系統(tǒng)的總無(wú)功負(fù)荷與無(wú)功損耗之和。為了運(yùn)行可靠及適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，還要求有一定的無(wú)功備用容量，否則，當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，電壓質(zhì)量無(wú)法保證，備用容量一般取系統(tǒng)總無(wú)功負(fù)荷的8%~10%。（三）系統(tǒng)的無(wú)功平衡電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡可表示為：其中，四電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有以下幾種方法：（一）改變發(fā)電機(jī)的端電壓調(diào)壓

改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流就可以調(diào)節(jié)它的端電壓，一般情況下發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)范圍為±5%。這種調(diào)壓措施不需要另外增加設(shè)備，是一種最經(jīng)濟(jì)的調(diào)壓方式，應(yīng)優(yōu)先考慮。這種調(diào)壓方式的實(shí)質(zhì)就是使發(fā)電機(jī)的端電壓隨負(fù)荷的大小而調(diào)節(jié)。

這種方式主要用于孤立運(yùn)行的小容量電廠或供電范圍不大、用戶性質(zhì)相似的電廠才能有效地發(fā)揮作用。

四電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施有以下幾種方法：（（二）改變變壓器的分接頭或采用專門(mén)的調(diào)壓變壓器來(lái)調(diào)壓改變變壓器的分接頭，即改變變壓器的變比，就可以改變其二次側(cè)的輸出電壓。一種是在停電的情況下改換分接頭，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓（或無(wú)載調(diào)壓）。由于無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器只能在停電的情況下改換分接頭，因此，對(duì)每一臺(tái)變壓器應(yīng)在考慮運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之后，事先選擇一個(gè)分接頭，以保證運(yùn)行中電壓偏移不致超過(guò)容許范圍。通常，改變變壓器分接頭的方式有兩種：這種方法適用于任何電壓等級(jí)，是目前廣泛采用的一種調(diào)壓方式。（二）改變變壓器的分接頭或采用專門(mén)的調(diào)壓變壓器來(lái)調(diào)壓改另一種是在不停電的情況下改換分接頭，稱為有載調(diào)壓，從而使調(diào)壓變得很方便。有載調(diào)壓變壓器的關(guān)鍵部件是有載調(diào)壓的分接開(kāi)關(guān)。有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓范圍比較大，分接頭也比較多。

（三）改變電力網(wǎng)無(wú)功功率分布來(lái)調(diào)壓當(dāng)無(wú)功電源不足時(shí)，就必須在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，這樣系統(tǒng)的無(wú)功功率的分布也就改變了。目前，并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置大體上可分為3大類，即并聯(lián)電容器或電容器與電抗器組合、調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器。另一種是在不停電的情況下改換分接頭，稱為有載調(diào)壓，從而使調(diào)壓三種無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2-9表2-9電容器電抗器組合、同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較指標(biāo)電容器電抗器組合同步調(diào)相機(jī)（補(bǔ)償機(jī)）靜止無(wú)功補(bǔ)償器過(guò)負(fù)荷能力無(wú)短時(shí)間1.5倍無(wú)有功損耗0.13%1.7%0.87%維護(hù)檢修維護(hù)工作量小，檢修不影響供電維護(hù)工作量大，需要專職維護(hù)人員，2～3年大修一次，每年平均停機(jī)20～30天維護(hù)工作量小附屬設(shè)備無(wú)附屬設(shè)備多，有油、水冷卻系統(tǒng)，補(bǔ)給水量大晶閘管有時(shí)需要水冷卻系統(tǒng)冷卻水量無(wú)需水量最多補(bǔ)水量為調(diào)相機(jī)的3%左右響應(yīng)時(shí)間普通斷路器為25Hz以上5～10Hz1～2Hz調(diào)壓精度階躍變化連續(xù)均勻調(diào)壓連續(xù)均勻調(diào)壓對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響出力受電壓影響，事故時(shí)出力降低，對(duì)維持電壓不利一般情況下，可維持電壓，提高靜態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。響應(yīng)時(shí)間快，對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定均有益。裝置的諧波量不計(jì)不大需裝設(shè)5、7次諧波器消除諧波相調(diào)節(jié)方式三相調(diào)節(jié)三相調(diào)節(jié)分相調(diào)節(jié)單位造價(jià)最低約為電容器的2倍與調(diào)相機(jī)大致相當(dāng)三種無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2-9表2-9電容一般來(lái)說(shuō)，在負(fù)荷點(diǎn)適當(dāng)?shù)匮b設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以減少線路上傳輸?shù)臒o(wú)功功率，使無(wú)功得以就地供給，從而降低了線路上的功率損耗和電壓損耗，相應(yīng)提高了負(fù)荷點(diǎn)的電壓水平。只要合理了在系統(tǒng)中布置無(wú)功補(bǔ)償電源，就既可改善電壓水平，又可使線路的有功功率損耗降低。因此，依靠補(bǔ)償裝置來(lái)調(diào)壓是目前廣泛采用的一種調(diào)壓方式。（四）改變輸電線路的參數(shù)來(lái)調(diào)壓從電壓損耗的計(jì)算公式可知，改變輸電線路電阻和電抗都可以達(dá)到改變電壓損耗的目的。

但是，減少電阻將增加導(dǎo)線材料的消耗，加之這一項(xiàng)對(duì)電壓損耗原影響更大，所以目前一般都著眼于減低電抗以降低電壓損耗。

減少線路電抗的一種有力的措施是采用串聯(lián)電容補(bǔ)償。串聯(lián)電容后，使輸電線路的電抗X減少，線路的電壓損耗減少，從而使串聯(lián)電容后線路末端電壓有所提高。

一般來(lái)說(shuō)，在負(fù)荷點(diǎn)適當(dāng)?shù)匮b設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以減少線路上傳2.10輸電線路導(dǎo)線截面的選擇

一、選擇導(dǎo)線截面時(shí)的技術(shù)條件（一）應(yīng)避免正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生電暈高壓輸電線路產(chǎn)生電暈會(huì)引起電能損耗和無(wú)線干擾。為了避免電暈的發(fā)生，架空線路的導(dǎo)線外徑不能過(guò)小，下表規(guī)定了各線電壓下導(dǎo)線的最小外徑。額定電壓63kV以下110kV220kV330kV380kV500kV750kV導(dǎo)線外徑不限制9.6mm21.3mm33.2mm2*21.3mm導(dǎo)線型號(hào)LGJ-50LGJ-240LGJ-600LGJ-240LGJQ-400*2LGJQ-400*3LGJQ-500*42.10輸電線路導(dǎo)線截面的選擇一、選擇導(dǎo)線截面時(shí)的技（二）應(yīng)保證一定的機(jī)械強(qiáng)度在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。架空線路按其重要程度可分為三個(gè)等級(jí)，35kV以上為Ⅰ類線路，1~35kV為Ⅱ類，1kV以下為Ⅲ類，下表規(guī)定了不同等級(jí)下導(dǎo)線的最小截面。導(dǎo)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)線材料線路等級(jí)ⅠⅡⅢ單股線鋁及其合金不允許不允許10mm2多股線鋁及其合金25mm216