1、第六章 電力系統無功功率的平衡和電壓調整,6.1 電壓調整的必要性 6.2 電力系統中無功功率的平衡 6.3 電力系統的電壓管理 6.4 電力系統的幾種調壓措施 6.5 電力線路導線截面的選擇,本章提示,1.調壓的意義及電壓的允許波動范圍；,2.電力系統的無功功率平衡及無功補償裝置的應用；,3.電壓中樞點的概念及中樞點的調壓方式；,4.調壓的措施。,時間是世界上一切成就的土壤。時間給空想者痛苦，給創(chuàng)造者幸福麥金西,6.1 電壓調整的必要性,6.1.1 電壓偏移對用電設備的影響,白熾燈電壓偏低時，發(fā)光效率低，發(fā)光不足；電壓偏高時，燈泡壽命縮短。,異步電動機,電壓降低過多時，帶額定負載的電動機可能

2、停轉，帶重載的電動機可能啟動不了。,電壓過低將導致電動機電流顯著增大，使電動機繞組的溫度升高，加速絕緣老化甚至燒毀電動機。,6.1 電壓調整的必要性,6.1.2 用戶允許的電壓偏移值,一般規(guī)定節(jié)點電壓偏移不超過電力網額定電壓的5%,220kV用戶為-10% +5%,10kV及以下電壓供電的用戶為7%,35kV及以上用戶為010%,一.無功功率負荷和無功功率損耗 .無功負荷： 以滯后功率因數運行的用電設備所吸收的無功功率。,6.2 電力系統中無功功率的平衡,異步電動機等值電路,異步電動機所消耗的無功功率,P11,異步電動機無功功率電壓靜態(tài)特性如圖,在額定電壓附近，電動機消耗的無功功率隨著電壓的升

3、高而增加，隨電壓的降低而減少,當電壓低于臨界電壓時，漏磁電抗中的無功損耗其主導作用，隨著電壓的下降，QM反而增大,P11,異步電動機無功功率電壓靜態(tài)特性如圖,.電力系統的無功損耗： 電力線路無功損耗,消耗QL（感性）,提供QC（充電功率）,消耗,發(fā)出,變壓器無功損耗,消耗QL,二、無功功率電源 電力系統的無功功率電源包括同步發(fā)電機、同期調相機、并聯電容器和靜止補償器（無功補償裝置）等。,討論：非額定功率因數下發(fā)電機可能發(fā)出的無功功率,1、同步發(fā)電機 發(fā)電機在額定狀態(tài)下運行時，可發(fā)出無功功率：,假定隱極發(fā)電機連接在恒壓母線，母線電壓VN，發(fā)電機等值電路,向量圖,A,C,O,AC長正比于SGN,空

4、載電勢正比于ifN,改變發(fā)電機的功率因數時，發(fā)電機要受到下列條件的限制：,可發(fā)視在功率,以A為圓心，AC為半徑做弧CF表示視在功率保持額定值的軌跡,轉子勵磁電流,以O為圓心，OC為半徑做弧CD,可發(fā)有功功率,以直線EC表示額定功率軌跡,發(fā)電機的P-Q極限,當系統中無功電源不足，而有功備用容量又較充足時，可將負荷中心的發(fā)電機降低功率因數運行，多發(fā)無功以提高系統的電壓水平。,2、同步調相機,(只能發(fā)出無功功率的發(fā)電機),過激運行時向系統輸送其額定容量的無功功率，做無功電源；,欠勵運行時從系統吸取0.50.65倍額定容量的無功功率，做無功負載,既可以過勵運行，也可以欠勵運行，其運行狀態(tài)取決于系統電壓

5、調整的要求,作無功電源時，調相機輸出無功功率與電壓之間的關系,（X為發(fā)電機電抗Xd與線路電抗XL之和）,3、電力電容器,只能作為無功電源向系統輸送無功功率，一般采用三角形或星形接法組成電容器組。,電力電容器提供的無功功率與其安裝處的電壓平方成正比，即：,電力電容器是電力系統中廣為使用的一種無功補償裝置,優(yōu)點：維護方便，有功損耗?。ㄕ计漕~定容量的0.3%0.5%），單位容量投資小，既可集中使用，又可以分散安裝,缺點：1) 無功功率調節(jié)性能差。由(6-4)可見，電壓下降時，電容器不但不能增發(fā)無功以提高運行電壓，而是按電壓的平方減少無功功率輸出。 2）階躍性的調整電壓，電力電容器組的投入或切除與負荷

6、運行方式有關，一般為最大負荷運行時，電容器組全部投入；最小負荷運行時，電容器組全部或部分切除。這種調壓方式不是平滑的。,4、靜止補償器(Static Var Compensator,SVC),兼有電容器投資小和調相機可連續(xù)調節(jié)無功功率的優(yōu)點。,可以迅速按負荷的變化改變無功功率輸出的大小和方向，調節(jié)或穩(wěn)定電壓，尤其適合做沖擊性負荷的無功補償裝置。,常見的靜止無功補償器：,是一種動態(tài)無功補償裝置，其特點是將可控的電抗器與靜止電容器并聯使用，電容器可發(fā)出無功功率，可控電抗器則可吸收無功功率?？砂凑肇摵勺儎忧闆r進行調節(jié)，從而使母線電壓保持不變。,自飽和電抗器靜止補償器SR,固定連接電容器加可控硅控制電

7、抗器 FC-TCR,可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器 TSC-TCR,高次諧波調諧電感，與C串聯 濾波,1）自飽和電抗器型（Saturated Reactors）,不需要外加控制設備，自飽和電抗器的特性：,a.電壓低于額定電壓時，鐵心不飽和，呈現大感抗值，基本上不消耗無功功率，整個裝置由并聯電容器組發(fā)出無功，使母線電壓回升；,b.電壓達到或超過額定電壓時，鐵心急劇飽和，感抗接近零，從外界大量吸收無功功率，使母線電壓降低；,c.在額定電壓，電抗器吸收的無功功率隨電壓變化從而達到穩(wěn)壓目的。,2）固定連接電容器（Fixed Capacitor）加可控硅控制電抗器 （Thyristor Contro

8、lled Reactors）,通過控制晶閘管的導通來改變L吸收的無功功率，調節(jié)供電系統進線無功功率的大小，以達到調壓目的。,3）可控硅控制電容器（Thyristor Switched Capacitor）加可控硅控制電抗器(TCR),可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器 TSC-TCR,TSC的主要缺點是不能吸收無功，且是階梯性調節(jié)，若分組較少，在投入時會對系統有較大的干擾。因此在超高壓線路上通常與TCR組合運行。,三.無功功率平衡,TCR,TSC,電力系統無功功率平衡的基本要求：系統中的無功電源可以發(fā)出的無功功率應該大于或至少等于負荷所需的無功功率和網絡中的無功損耗。,電源提供的無功功率之和,

9、無功負荷之和,網絡無功損耗之和,表示系統中無功功率可以平衡且有適量的備用； 表示系統中無功功率不足，應考慮加設無功補償裝置。,無功備用,系統無功電源的總輸出功率包括發(fā)電機發(fā)出的無功功率和各種無功補償設備的無功功率,總無功功率損耗包括變壓器無功損耗、線路電抗無功損耗和線路電納的無功損耗,四.無功功率平衡和電壓水平的關系,1.負荷的無功電壓靜態(tài)特性,2.發(fā)電機的無功電壓靜態(tài)特性,圖為隱極發(fā)電機等值電路圖，設,則向量圖為,當有功功率不變時，發(fā)電機送至負荷點的無功功率為,當E為一定值時，Q同U的關系如 圖中曲線2所示,3.電力系統的無功電壓靜特性,QLD,QG,設系統初始運行于A點,若無功負荷增加到

10、，無功電源不變，則系統重新運行于B點。,此時電壓降低。,這是因為在A點時電源不能向負 荷提供所需的無功功率，系統被迫降 壓運行，以取得較低電壓下的無功平 衡,若系統增發(fā)無功到2，則新交點C對應的電壓接近原電壓,結論：,當系統有足夠的無功電源時，就有較高的運行電壓水平；當系統無功電源不足時，就只能維持較低的運行電壓水平。因此，電力系統的無功功率必須保持平衡,一.電壓調整的必要性,6.3 電力系統的電壓管理,1.電壓偏移對負荷的影響 照明、電熱爐、電動機,2.電壓偏移對電力系統的影響 功率損耗、電能損耗、設備絕緣、運行穩(wěn)定性,二.中樞點電壓管理,1.什么是電壓中樞點,電壓中樞點是指某些可以反映系統

11、電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線。,區(qū)域性發(fā)電廠和樞紐變電所的高壓母線 樞紐變電所二次母線 有大量地方負荷的發(fā)電廠母線 城市直降變電所二次母線,2、調壓的基本思想,3、中樞點的調壓方式 逆調壓、順調壓和恒調壓三類。 1) 逆調壓：在大負荷時升高中樞點電壓，小負荷時降低中樞點電壓。,很多負荷都由這些中樞點供電，如能控制住這些點的電壓偏移，也就控制住了系統中大部分負荷的電壓偏移。于是，電力系統電壓調整問題也就轉變?yōu)楸ＷC各中樞點的電壓偏移不超出給定范圍的問題。,適用范圍：中樞點到各負荷點線路長、負荷變化較大且變化規(guī)律大致 相同。,具體要求：最大負荷方式運行時，中樞點電壓高于線路額定電壓5； 在最

12、小負荷方式運行時，中樞點的電壓等于線路額定電壓。,順調壓：大負荷時允許中樞點電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5；小負荷時允許其電壓高一些，但不超過線路額定電壓的107.5的。,適用范圍：多用于供電距離較近，負荷變動不大的電壓中樞點。,恒調壓：即在任何負荷下，中樞點電壓保持為大約恒定的數值，一般較線路額定電壓高25。,三、電壓調整的基本原理 電力系統實際運行中，要使所有用戶的電壓質量都符合要求，還必須采用各種調壓手段。,適用范圍：常用于向負荷波動小的用戶供電的電壓中樞點。,（1）調節(jié)發(fā)電機勵磁電流以改變發(fā)電機機端電壓UG； （2）改變變壓器的變比k1、k2； （3）改變網絡無功功率Q的

13、分布； （4）改變網絡參數R+jX（主要是X）,電壓調整的措施：,6.4 電力系統的幾種調壓方式,一、改變發(fā)電機端電壓調壓 負荷增大時，會造成用戶端電壓降低，此時增加發(fā)電機勵磁電流以提高發(fā)電機電壓；負荷降低時，減小發(fā)電機勵磁電流，以降低發(fā)電機電壓逆調壓 主要適用于發(fā)電廠不經升壓直接供電的小型電力系統，供電線路不長，線路上電壓損耗不大，基本可以滿足負荷點要求的電壓質量。,對線路較長，供電范圍較大，由發(fā)電機經多級變壓的電力系統，從發(fā)電廠到最遠處的負荷之間的電壓損耗和變化幅度都很大。這時，單靠發(fā)電機調壓是不能解決問題，必須配合其它調壓方式。,對有若干發(fā)電廠并列運行的大型電力系統，發(fā)電機調壓只作為一種

14、輔助的調壓措施，這是因為,1）提高發(fā)電機的電壓時，該發(fā)電機會增發(fā)無功，這就要求進行電壓調整的電廠有充足的無功容量儲備；,2）在并聯運行的發(fā)電廠中，調整個別電廠的母線電壓，會引起系統中無功功率的重新分配，還可能同無功功率的經濟分配發(fā)生矛盾。,二、改變變壓器變比調壓,1、降壓變壓器分接頭的選擇,為了達到調壓的目的，雙繞組變壓器在高壓側、三繞組變壓器在高壓側和中壓側都裝有分接頭開關。,容量在6300kVA及以下的雙繞組變壓器高壓側一般有3個分接頭，即1.05UN、UN、0.95UN，調壓范圍為5%。,容量在8000kVA及以上的雙繞組變壓器高壓側一般有5個分接頭，即1.05UN、1.025UN、UN

15、、0.975UN、0.95UN，調壓范圍為22.5%。,改變變壓器變比調壓，實質上就是如何根據低壓側的調壓要求合理選擇變壓器的分接頭電壓U1t,降壓變壓器,高壓側運行電壓,歸算到高壓側后的電壓損耗,變壓器低壓側按調壓要求的實際運行電壓U2為,高壓側分接頭電壓,低壓繞組額定電壓,得高壓側分接頭電壓為,當變壓器通過不同的負荷時，分接頭電壓有不同的計算值 然后求取它們的算術平均值，即 選擇一個與它最接近的標準分接頭電壓作為公用分接頭，然后根據所選取的分接頭校驗最大負荷和最小負荷時低壓母線的實際電壓是否符合要求,最大負荷方式下變壓器低壓母線要求的運行電壓,最小負荷方式下變壓器低壓母線要求的運行電壓,【

16、例6.1】,2、升壓變壓器分接頭的選擇,升壓變壓器,分接頭電壓的選擇同降壓變壓器相同。注意：升壓變壓器中功率方向從低壓側指向高壓側，因此式中UT為正,上面各式中U2N的取值同式(1)(2)中不同，通常為發(fā)電機的額定電壓。,【例6.2】,3、三繞組變壓器分接頭的選擇, 將高低繞組看作雙繞組，根據低壓母線對調壓的要求，確定高壓側分接頭電壓； 根據中壓側所要求的電壓和選定的高壓側分接頭電壓，確定中壓側繞組分接頭位置。,4、有載調壓變壓器,有載調壓變壓器可以在帶負荷的條件下切換分接頭而且調節(jié)范圍也比較大，一般在15%以上。,目前我國暫定，110kV級的調壓變壓器有7個分接頭，即UN32.5%；220k

17、V級的有9個分接頭即UN42.5%。,采用有載調壓變壓器時，可根據最大負荷運行方式算出的U1tmax和最小負荷運行方式下算出的U1tmin，分別選擇各自合適的標準分接頭電壓，然后按調壓要求校驗。,有載調壓變壓器接線圖,調節(jié)分接頭時，先切斷Ja，移動Ka到選定的分接頭上，然后再接通Ja,其次切斷Jb，移動Kb到Ka所在的分接頭，再接通Jb。,為了限制兩個可動觸頭處于不同分接頭時產生的短路電流，切換裝置中還裝有電抗器,注意：在無功有?；驘o功平衡的電力系統中，改變變壓器變比有很好的調壓效果。但在無功不足的系統中，不宜采用改變變比調壓。,由負荷電壓特性知，當改變變比提高用戶端電壓后，設備從系統中吸收的

18、無功功率就相應增大，使得電力系統的無功缺額進一步增加，導致電壓繼續(xù)下降，最終發(fā)生“電壓崩潰”，造成系統大面積停電。在無功不足的電力系統中，應在適當地點采用無功功率補償裝置補償無功缺額，這樣也就改變了電力網中無功功率的分布。,三、改變網絡中無功功率分布調壓,已知電力網絡中電壓損耗,當網絡參數R、X和運行電壓給定時，影響電壓損耗的因素就是兩個，即通過網絡的有功功率P和無功功率Q。顯然，為了減小電壓損耗而改變有功功率的分布是不合理的，,改變網絡功率分布調壓，即指改變網絡的無功功率分布調壓。可在負荷點裝設無功補償裝置。,如圖所示系統中，不計電壓降落橫分量,補償前變壓器低壓側折算到高壓側的電壓,補償前,

19、裝設無功補償容量QC后，電壓由U2提高到U2C，則,按照補償前后U1不變的假設，則有,第二項很小,如果降壓變壓器的變比,補償后其低壓側實際電壓為U2C 則,1、選用并聯電容器 電容器只能發(fā)出無功功率提高電壓，不能吸收無功功率來使電壓降低。為了充分利用補償容量，在最大負荷時電容器應全部投入，在最小負荷時全部退出。, 最小負荷方式運行時，按無補償情況計算變壓器分接頭電壓，選擇標準分接頭，確定其變比,設最小負荷時低壓側歸算到高壓側的電壓為U2min，低壓側要求的電壓為,則高壓側分接頭電壓,（6-20）, 校驗實際電壓是否滿足要求,選擇最接近U1tmin的標準分接頭電壓為U1t，則實際變比為, 按最大

20、負荷計算無補償時低壓側歸算到高壓側的電壓U2max，若最大負荷時低壓側應保持的電壓為 ，依式6-20，應裝設的無功補償容量,（6-22）,2、選用同期調相機 調相機在最大負荷時可以過勵運行，作為無功電源發(fā)出額定容量的無功；在最小負荷可以欠勵磁運行，作為無功負載從系統吸取其額定容量50%65%的無功功率,同步調相機容量選擇, 最大負荷過勵運行時的調相機容量, 最小負荷欠勵運行時調相機的容量,最小負荷時變壓器低壓側要求保持的電壓,最小負荷無補償時變壓器低壓側歸算到高壓側的電壓, 聯立上兩式，解出變比k, 按計算變比確定分接頭電壓Ut,選擇最接近Ut的標準分接頭U1t，則實際變比為, 計算調相機容量

21、：將k0值帶入(6-22),四、改變電力網參數調壓串聯電容器,分析電壓損耗公式,當輸送功率不變時，改變電力網參數R和X也能改變電壓損耗達到調壓目的。,改變網絡參數常用方法有：,按允許電壓損耗選擇合適的導線截面；,在高壓電力網中串聯電容器以容抗補償線路的感抗等最常用,【例6.3】,1、串聯電容器調壓,如圖，設串聯電容器前線路末端電壓U2，則電壓損耗,串聯電容器后末端電壓為U2C,末端電壓提高量為,串聯電容的容抗,串聯電容的補償容量,實際系統中三相電容器組的總容量,實際系統中串聯電容器是若干個標準電容器串、并聯組成的，設每相電容器的串聯個數為n，并聯串數為m,設每個所選電容器,額定容量QNC,額定

22、電壓UNC,額定電流INC,額定容抗XNC,則每個電容器額定電壓和額定電流應滿足,通過電容器組的最大工作電流,式中m、n應取稍大于計算值的正整數,三相電容器組的實際容量為,串聯電容器安裝的一般原則是應使沿電力線路的電壓分布盡可能均勻，且各負荷點的電壓都在允許范圍內。,當負荷集中在線路末端時，電容器應串聯在末端；當沿線路有多個負荷時，可將電容串接在補償前產生二分之一線路電壓損耗處（見圖6-11）。,補償度用來衡量串聯電容補償性能,kc1，過補償； kc=1全補償,若串聯電容主要用于低壓電網調壓，通常采用過補償或全補償；若主要用于提高電力網的輸送容量和穩(wěn)定性，通常采用欠補償。,2、串聯電容與并聯電

23、容在不同條件下的補償效果,(1) 調壓要求相同時，兩種補償方式容量大小比較,并聯補償時，線路電壓損耗,串聯補償時,由于調壓要求相同，即,考慮到串聯電容的補償容量,線路無功損耗,可得,為減少同樣大小的電壓損耗，需設置串聯電容器的容量僅為并聯電容器的容量的17%-25%,(2) 調壓效果比較,(3) 適用場合比較,(4) 降低功率損耗方面比較,參見課本120頁,【例6.4】,（5）在超高壓輸電線路中串聯電容器補償可以提高輸送容量和改善系統運行穩(wěn)定性。,長距離交流輸電線路輸送容量通常受其穩(wěn)定極限的限制，長距離輸電線路的感抗對限制輸電能力起到決定性作用。在輸電線路中間加入串聯補償電容，利用串聯電容器的

24、容抗抵消部分感抗，減小線路兩端的相角差，相當于縮短了線路的電氣距離，從而達到提高系統的穩(wěn)定極限和輸電能力的目的。,要求在變壓器的低壓母線采用順調壓方式，選擇變壓器分接頭電壓。,【例6.1】,解：1）變壓器阻抗中的功率損耗,2）變壓器環(huán)節(jié)首端功率,return,3）最大最小負荷下變壓器阻抗的電壓損耗,4）計算變壓器分接頭電壓,選最接近Ultav的標準分接頭為112.75KV。,return,5）校驗,由計算結果可見，所選分接頭電壓滿足調壓要求。,return,解：1）計算最大最小負荷下 變壓器的電壓損耗,return,2）計算變壓器分接頭電壓,3）選最接近Ultav的標準分接頭為124.025K

25、V。,4）校驗,由計算結果可見，所選分接頭電壓滿足調壓要求。,return,例【6.3】簡單系統接線如下圖所示。降壓變電所低壓側母線要求常調壓,保持10.5kV。試確定無功補償設備的容量：()補償設備采用電容器;(2)補償設備采用調相機,解:補償前最大、最小負荷時變電所低壓側歸算至高壓側的電壓為,(1)補償采用電容器,選用 110+2.5即112.75kV的接頭,最小負荷時補償設備全部退出,高壓側分接頭電壓為,按最大負荷時的調壓要求確定補償容量,校驗：最大負荷時補償設備全部投入,低壓母線實際電壓為,最小負荷時補償設備全部退出，已知,可得低壓側實際電壓為,最大負荷時電壓偏移為,最小負荷時電壓偏移

26、為,可見選擇的電容器容量能滿足常調壓的要求,return,(2)補償設備采用調相機時,首先確定應選用的變比(6-24),解得k=9.91,選用主接頭110kv,按最大負荷時調壓要求確定QC,選用容量為7.5Mvar的調相機.,校驗:最大負荷時調相機過激運行,輸出7.5Mvar無功功率,低壓母線實際電壓為,最小負荷時,調相機欠激運行,吸取3.75Mvar無功功率,低壓母線實際電壓為,return,最大及最小負荷時的電壓偏移分別為,可見選用的調相機容量是恰當的.最小負荷時適當減小吸取的無功功率就可使低壓母線電壓達到 10.5kv .換言之,選用的調相機容量還有一定的裕度.,例【6.4】阻抗為R+j

27、X=13.5+j12()的35kV電力線路，輸送功率4MW，功率因數0.7，線路末端電壓為30.4kV，要將其提高為32kV。試求：串聯電容器組的容量；為達到同樣調壓要求所需設置的并聯電容器容量，并比較兩種補償方案的功率損耗。,解：已知串聯電容的容抗,查表，選用UNC=0.6KV，QNC=20kvar的單相串聯電容器,電容器組的最大工作電流,取m=4 n=3,三相電容器組的實際容量為,校驗：,電容器組的實際容抗,末端電壓實際升高,大于1.6，滿足要求。,采用并聯電容器,依（6-19）,return,并聯電容器后線路功率損耗,串聯電容器后線路功率損耗,6.5 輸電線路導線截面的選擇,導線截面選擇

28、的基本原則,1發(fā)熱條件：,導線在通過正常最大負荷電流（計算電流）時產生的發(fā)熱溫度不超過其正常運行時的最高允許溫度。,2電壓損失條件：,導線或電纜在通過正常最大負荷電流時產生的電壓損失應小于要求的電壓損失，以保證供電質量。,3機械強度條件：,在正常工作條件下，導線應有足夠的機械強度以防止斷線，故要求導線截面不應小于最小允許截面。,4 經濟條件：,選擇導線截面時，即要降低線路的電能損耗和維修費等年運行費用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消耗量，通?？砂磭乙?guī)定的經濟電流密度選擇導線截面。,5電暈條件：,高壓輸電線路產生電暈時，不僅會引起電暈損耗，而且還產生噪聲和無線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導

29、線的外徑不能過小。,根據設計經驗，導線截面選擇的原則如下：,對區(qū)域電力網：先按經濟電流密度按選擇導線截面，然后再校驗機械強度和電暈條件。 對地方電力網：先按允許電壓損失條件選擇導線截面，以保證用戶的電壓質量，然后再校驗機械強度和發(fā)熱條件。 對低壓配電網：通常先按發(fā)熱條件選擇導線截面，然后再校驗機械強度和電壓損失。,通常將220kV及以上的電力線路稱為輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為配電線路。配電線路又分為高壓配電線路（110kV）、中壓配電線路（635kV）和低壓配電線路（380/220V）。,地方電力網：電壓等級在35kV及以下、供電半徑在2050km以內的 中壓電力網，又稱配電網;

30、 區(qū)域電力網：電壓等級在35kV以上、供電半徑在50300km的電力網：各省區(qū)的高壓電力網; 超高壓遠距離輸電網：電壓等級為330750kV、供電半徑在3001000km的電力網。,電力網的類型：根據電壓的高低和供電范圍的大小，分為地方電力網、區(qū)域電力網及超高壓遠距離輸電網三種。,一、按經濟電流密度選擇導線截面,1經濟電流密度的概念,導線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越?。茨赀\行費用越?。?，但是線路投資和有色金屬消耗量都要增加；反之，導線截面越小，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（即年運行費用越大）。,綜合以上兩種情況，使年運行費用達到最小、初投資費用又

31、不過大而確定的符合總經濟利益的導線截面，稱為經濟截面，用Aec表示。,對應于經濟截面的導線電流密度，稱為經濟電流密度，用jec表示。,如圖 是年運行費用F與導線截面A的關系曲線。,1年折舊費和年維修管理費之和與導線截面的關系曲線；,3為曲線1與曲線2的疊加，表示線路的年運行費與導線截面的關系曲線。,2年電能損耗費與導線截面的關系曲線；,由圖可知，曲線3的最低點（a點）的年運行費用最小，但從綜合經濟效益考慮，導線截面選Ab比選Aa更為經濟合理，即 Ab為經濟截面。,線路年運行費用與導線 截面的關系曲線,2按經濟電流密度選擇導線截面的方法,我國現行的經濟電流密度見書中表6-3。則,例6-5 有一條

32、長15km的35kV架空線路，計算負荷為4850kW，功率因數為0.8，年最大負荷利用小時數為4600h。試按經濟電流密度選擇其導線截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。,解：（1）按經濟電流密度選擇導線截面,說明：計算出經濟截面Aec后，應選最接近而又偏小一點的標準截面。,查附錄表II-1得LGJ-70的允許載流量（室外25） A，滿足要求。,線路的計算電流為：,由表6-3，查得jec=1.15A/mm2 ,因此，導線的經濟截面為,選LGJ-70型鋁絞線。,（2）校驗發(fā)熱條件：,（3）校驗機械強度：,查表6-4得，35kV鋼芯鋁絞線的最小允許截面為25mm2，因此所選LGJ-70滿足機械強度要求

33、。,表 經濟電流密度,二、按機械強度的要求選擇導線最小容許截面 為了保證電力線路在運行中安全，導線必須有必要的機械強度，這就要求導線截面不能太小。所以在規(guī)程中對各種不同電壓等級的電力線路和不同的導線材料，按機械強度的要求規(guī)定了導線最小容許截面。(書上表6-4),三、按發(fā)熱條件選擇導線截面,按發(fā)熱條件選擇三相系統中的相線截面的方法:應使導線的允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流I30，即,導線的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設條件有關。當敷設地點的環(huán)境溫度與允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時，則允許載流量應乘以溫度校正系數，即,此時，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為：,四、按電暈臨界電壓選擇導線截面 電力線路的運行電壓超過導線的電暈臨界電壓時，電力線路會出現電暈。這樣，一方面會產生電暈損耗，使網損增大，運行經濟性變差；另一方面電