浅析高压配电线路缺相供电的线损与实施条件张海波

浅析高压配电线路缺相供电的线损与实施条件张海波

张海波

（国网洛阳供电公司河南洛阳471000）

摘要：由于高压配网线路点多、线长、面广的特点，不同区域的气候、地理环境差异、线路设备运维管理手段不足等因素，导致高压配网线路设备在运行过程中容易发生各种故障，不仅影响电力系统运行的稳定，并且容易造成用电设备损坏。为满足日益增长的用电需求和优质电力服务，本文结合实际案例对高压配网线路缺相供电的线损进行重点分析，并提出相应的实施条件。

关键词：高压；配电线路；线损；实施条件

前言

高压配电线路缺相运行时，其低压侧单相输出电压降低到原线电压的二分之一，使本来就压降严重的高压线路的电压状况更是雪上加霜，严重影响人们的正常用电，因此，本文主要对高压配电线路缺相供电的线损与实施条件进行详细的分析与探讨。

1高压配电线路缺相供电的线损分析

高压线路缺相运行往往会引起变电所主变压器负荷严重不均衡，影响主变压器的正常运行；高压线路缺相运行在相同的供电量下会大大增加线损；此外，变压器缺相使得运行中的电动机处于故障状态，容易损坏电动机。为了分析方便，电压、电流、功率因数等参数取每相之值，。即设线路的相电压为U（kV）、相电流I（A）、每相导线电阻为Rd（ft），每相负荷功率因数为cos，线路输送的总功率为P（kw）。则线路在三相全相运行时的功率损耗为△P3=31Rd×10=3fPJ3Uc0s中12RdX10=P23Rd×l0∞UcosR，线路在缺相（两相）运行的功率损耗为△P2=2IRd×100=2（P3Ucos12RdX100=Rd×10-3／3UTq）cos2cI）（kW），当P3=P2=P（kW）时，则可得△P2，△P3=P22Rd×10-3／3UkI~coskI）／P2cRd×lO_3，3Ucos=1．5这就是说，高压线路在缺相（两相）运行时的线损是三相运行时的1．5倍，即增加了50％[1]。

此外，缺相供电时的变压器损耗线路上挂接的配电变压器的损耗。主要由铜损（负载损耗）和铁损（空载损耗）两部分所组成。变压器的铜损（负载损耗）变压器的铜损随着负荷电流的变化而变化，它与负荷电流的平方值成正比。设变压器每相绕组的电阻为Rd（n），同理可得AP2／AP3=P22Rd×10=3Ucosqp2~Rd×l0，即，3Uc0s=1．5，这就是说，高压配电线路在缺相（两相）运行时，线路上的配电变压器的铜损是三相运行时的1．5倍。即也增加了5O％。

可见，高压配电线路在缺相（两相）运行时的可变损耗（线路导线线损与配变铜损之和）是三相运行时的1．5倍，即增加了50％。变压器的铁损（空载损耗）在一定的电网和变压器[2]。电网的频率、变压器的铁芯系数等参数也一定，则变压器的铁损与铁芯总重量、磁通密度的平方、电网电压的平方成正比。由此可得：（1）线路缺相（两相）运行时，线路上的配电变压器的三个铁芯柱中的一个理论上是不应该有磁通存在的，但实际上仍然会有少量的不平衡磁通存在。这就是说，变压器铁损的减少量不足I／3，故可得△PI2／△P03≥2，又因线路在缺相（两相）运行时，断开相的相电压理论上将为零值或有一较小值，未断开相的两相的相电压将减少至原来的x／3／2倍。因而变压器的铁损将随着电压的平方比例关系而减少．故可得△PO2，△P03=（X／3／2）2=3／4=0.75（3），综合上述两点情况（磁通和电压的变化）。可得△P0P03~>2／3X3／4=0．5，考虑缺相一铁芯柱有少量不平衡磁通的存在，以及断开相有10％、20％的电压存在，对线路上的配电变压器的铁损起着加大的作用．可近似确定△P02，这就是说，高压配电线路在缺相（两相）运行时，线路上配电变压器的铁损是三相运行的0．6倍，即减少了40％[3]。

2高压配电线路缺相供电线损的影响

缺相运行对主变的差动、瓦斯、过电流、过负荷保护不会产生影响。高压配电线路一般采用过电流保护，缺相运行对线路不会产生影响。`对线路而言，A、C相短路时，保护灵敏度不会降低，但当AB或BC相碰线时，由于B相空接，保护不会动作，但A（或C）相电压将通过短接点加到B相线路，相当A、C、C运行方式。以BC碰线为例，此时，低压侧电压的变化为a，b相由0升至工33V。这将对电路造成严重影响。虽然这种故障的机率极少，但不能说绝对不会发生，可以说这是A、C一相运行方式的一大缺点。由缺相运行造成的零序和负序电流对线路配置的零序电流保护和距离保护中负序电流元件将产生一些影响，但因不对称负荷的比重极低，且零序电流保护整定值一般是按接地故障电流进行计算，相比之下，差异悬殊，影响极微。同样对负荷电流元件的影响也不会大，目前负序电流元件一般采用增量式启动，影响就更微小了，通常均可予以忽略[4]。

此外，对绝缘监示装置的影响缺相运行时，变电所母线仍保持三相对称全电压运行，母线上电压互感器的开口三角处指示仍有效。对线路A（或C）相接地时与全相运行方式相同：开三角处出现零序电压；但当线路B相接地时，开口三角处则出现86.6V的零序电压，通常绝缘监示继电器的启动电压整定为15V，所以，同全相运行一样，缺相运行时，不论哪一相发生接地，均能正常报警。

变电所计量的影响缺相运行时，接于母线电压互感器二次回路上的相、线电压表均不能表示线路的运行状况。对限电运行线路A、C相接地时，相电压表反映与全相运行时单相接地情况相同。但对B相接地，与全相运行时大不相同，A、C两相电压表指针下跌，B相电压表指针反而上升到8.66kV。线路三相装设电流互感器，每相回路各串一电流表时，能反映线路运行状况。若线路只在A、C两相装电流互感器接电流表时，就不能反映线路运行状况，此时可在二次回路中接三只电流表（按V形接法）进行监视。各线路的有功、无功电度表，因三相电压始终对称，所以对计量影响不大，唯三相负荷不对称误差略大而已[5]。

3实施条件分析

具体的实施条件如下：①配网建设作为整个电网建设中的重要一环，直接影响到用户供电可靠性和用电质量。建设本质坚强电网必须从规划设计抓起，在加大项目投资力度的同时，应该提前做细远景规划，注重线路负载、网架的合理性；积极采用新型、可靠设备更新老旧、故障易发设备。②加强工程技术质量监督。严把工程建设中间查验和竣工验收关口，做好质量隐患的整改工作，防止线路设备带病投运。③强化配网运维管理。加强线路设备巡视、预试定检力度，多手段查找设备缺陷。严格执行设备缺陷管理规定，积极开展缺陷消缺工作。④全面推进配网自动化建设，有效提高设备故障隔离能力及故障查找效率。⑤加大用电安全知识的宣传力度，指导用户正确使用用电设备。

结论：

要想使高压线路实施缺相供电，从降损节能考虑，此线路必须是属于固定损耗占56％及以上的轻负荷线路；此时固定损耗的减少量大于可变损耗的增加量。

参考文献：

[1]陈雅芳.低压系统断零与缺相故障诊断技术及解决方案研究[D].广东工业大学，2016.

[2]许雄辉.10kV线路缺相运行影响问题探讨[J].企业技术开发，2015，34（35）：79-80.

[3]杨祥妹，徐明.浅析配电线路缺相对高速公路机电设备运行的影响及对策[J].中国交通信息化，2015，（11）：130-132.

[4]郑义清.解析连接点不规范的线路隐患[J].电气时代，2015，（10）：46-47.

[5]庞兴沛，徐欣慰，岑建福.新型10kV配电线路缺相故障定位方法[J].科技创新与应用，2015，（01）：103.