淺析供電線路中的電壓損失

【摘要】由于配電發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器提供給負(fù)載的電能需經(jīng)過傳輸電纜，因而會消耗部分電能，降低電能的利用率。電壓損失是衡量電能在供電線路中的能耗指標(biāo)之一，本文通過分析線路中電壓損耗產(chǎn)生的原因，并建議性地提出改善供電線路中電壓損失情況，從而提高整個電網(wǎng)供電的性能，實現(xiàn)對電能的充分利用。

【關(guān)鍵詞】線路；電壓損失；功率

在供配電電網(wǎng)系統(tǒng)中，供電線路是實現(xiàn)將從經(jīng)變壓器輸出的電能輸送到用電設(shè)備的中間橋梁，然而由于其電纜實際上也相當(dāng)于負(fù)載，因而在傳輸過程中會損耗部分電能，進(jìn)而降低電能的有效利用率。電能在供電線路的損耗程度主要通過兩個參數(shù)表達(dá)，即線損率及電壓損失，本文主要圍繞線路中的電壓損失展開討論。

一、線路中電壓損失的基本定義及計算公式

二、電壓損失的主要影響因子及改善措施

1.電壓損失的影響因子

由上述公式可知，供電線路中的電壓損失來源于兩方面，即PR與QX，其表示有功功率在線路中電阻所產(chǎn)生的壓降及無功功率在電抗上所耗的壓降值。在高壓線路（110kV以上）中，無功功率在電抗上的壓降是電壓損失的主要組成，而在低壓電路及電纜線路中，線路中存在的電阻對電壓損失的影響較大。

若供電線路的有功及無功功率確定后，電壓損失大小則主要取決于線路中的電阻及電抗值的大小。電阻或電抗加大，則電壓損失增多；反之亦然。在電纜線路中，其電阻是與其長度成正比，而與橫截面積成反比，因而若從供電線路本身考慮，可從這些因素著手。

此外，若用電的功率因數(shù)選擇較低或是所驅(qū)動的負(fù)載沖擊性強(qiáng)、三相不平衡，也會造成線路中的電壓損失過多。

2.有效改善電壓損失的措施

（1）減少供電線路的阻抗值

上述公式中給出，供電線路中形成的電壓損失主要是源于供電系統(tǒng)中存在阻抗的電氣設(shè)備，包括變壓器裝置及線路電纜等。因而可通過降低電能在經(jīng)過變壓器的變壓次數(shù)，合理增加導(dǎo)線的橫截面積、或是調(diào)整線路的布局以盡量減少其所需長度等措施降低配電網(wǎng)系統(tǒng)中的阻抗值，從而達(dá)到降低電壓損失的目的。然而在進(jìn)行導(dǎo)線橫截面的加大及調(diào)整線路的布局時，需綜合考慮到實際情況及成本的投入，避免投資過高而運行效率不理想。

（2）調(diào)整供配電系統(tǒng)的工作方式

在發(fā)電廠的工作方式為一班制或是兩班制進(jìn)行時，因在工作時間范圍內(nèi)負(fù)載較重，而電壓較低，因而需將變壓器中高壓線圈的分接頭調(diào)整在-5%左右的地方，然而這種做法卻帶來另一種問題，因夜間工作時，所驅(qū)動的負(fù)載可能會減少，導(dǎo)致電壓過高。這種情況下，若能中斷變壓器裝置的運行，使用與之連接的低壓聯(lián)絡(luò)線執(zhí)行供電功能，如此可盡量降低變壓器裝置在電能上的消耗，同時因使用低壓聯(lián)絡(luò)線取代其工作而使得線路中的電壓損耗有所增加，從而減少過電壓的危害。變電所中若使用2臺變壓器同時并行工作，則在負(fù)載較少的情況下可停止其中1臺變壓器的運行，從而達(dá)到降低過電壓的效果。

（3）利用無功功率補(bǔ)償方式改善電壓損失

因在供配電系統(tǒng)中使用許多感性負(fù)載設(shè)備，如變壓器本身、感應(yīng)型電機(jī)、高頻爐等等，這些設(shè)備將在工作過程中產(chǎn)生無功功率，且使得相位發(fā)生滯后，從而造成系統(tǒng)用電功率因數(shù)的降低，增大其電壓損失值。故可使用一些設(shè)備如并聯(lián)式電容器及同步補(bǔ)償裝置產(chǎn)生在相位上比較超前的無功功率，從而抵消因感性負(fù)載形成的相位上滯后的無功功率的影響，這種方式即是無功功率補(bǔ)償。在實際應(yīng)用時發(fā)現(xiàn)，相比于同步補(bǔ)償裝置，使用并聯(lián)式電容器在無功功率補(bǔ)償上性能更佳，因而在供配電系統(tǒng)功率補(bǔ)償上并聯(lián)電容量的應(yīng)用較多。此外，若使用特定的無功功率補(bǔ)償裝置，不僅可有效改善線路中的電壓損失情況，同時也具備經(jīng)濟(jì)節(jié)約性，減少經(jīng)濟(jì)上的損失。

三、減少電壓損失的其他方法

若在供電線路中使用高壓輸電，降低流經(jīng)線路中的輸送電流，是對減少線路電壓損失最為經(jīng)濟(jì)且效果顯著的方法。然而在實際情況中，對供配電線路的輸電電壓值并不能一味地追求高壓值，因電壓越高，其對設(shè)備的各種性能要求也更為嚴(yán)格，因而可能會造成經(jīng)濟(jì)上投資成本的加大。若供配電線路的供電范圍較小，且用電設(shè)備所需的功率值較低，則盡量避免使用高壓輸電方式，滿足資源的合理分配利用。

綜上所述，在供配電線路中可通過增加導(dǎo)線截面積、減少線路長度及使用高壓輸電等多種方式降低電能在輸電線路中的損耗，達(dá)到降低電壓損失的目的。然而在實際應(yīng)用時，需根據(jù)其實際供電情況，并充分兼顧到成本投入、用電設(shè)備的使用等多種因素，從而選擇經(jīng)濟(jì)實用性高的方式。

四、結(jié)束語

因在供配電系統(tǒng)中，傳輸線路是必不可少的，因其阻抗的存在，電流在流經(jīng)電纜、母線等線路時，必然會消耗部分電能，轉(zhuǎn)為熱能或其他形式，造成能量的浪費。因而在實際采取措施改善電能損耗情況時，電壓損失并不能完全降到為零。因電壓損失受阻抗、輸電電壓、有功無功功率等制約，在實際應(yīng)用中，可合理調(diào)整這些參數(shù)，以實現(xiàn)輸電線路節(jié)能的經(jīng)濟(jì)、高效性。

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