电力网功率损耗的优化措施

电力网在传输功率过程中要产生功率损耗。功率损耗可以分为两部分：一是在输电线路和变压器的串联阻抗上产生的损耗，随传输功率的增大而增大，属于变动损耗，是电力网损耗的主要部分；二是产生在输电线路和变压器并联导纳上的损耗，和电压平方成正比，属于固定损耗。

图3-3　计算电力线路功率损耗的等值电路

1.线路的功率损耗

电力线路的等值电路如图3-3所示。线路电阻为R，电抗为X，电纳为B，电导G忽略不计。已知线路末端电压为，末端负荷为＝P2+jQ2，则线路的功率损耗包括以下三部分：

（1）线路末端电纳中的功率损耗。线路末端电纳中的功率损耗计算公式为

图中负号表示该支路消耗负的无功功率。实际上，线路电纳支路是一个无功电源，发出无功功率。ΔQC2又称为线路末端电容的充电功率。

（2）电路阻抗中的功率损耗。线路阻抗中的功率损耗为

式中 I——流过阻抗环节的电流；

P2、Q2——流过阻抗环节末端的有功、无功功率；

U2——阻抗环节末端的电压大小。

（3）线路首端电纳中的功率损耗。

线路首端电纳中的功率损耗计算公式为

式中 U1——阻抗环节首端的电压大小。

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2.变压器的功率损耗

变压器的功率损耗包括串联阻抗上的功率损耗和并联导纳上的功率损耗。

变压器串联阻抗上的功率损耗可参见上述电力线路阻抗功率损耗的计算。

变压器并联导纳上的功率损耗近似等于变压器的空载损耗。因其大小只与电压与变压器容量有关，变化不大。

变压器空载功率为

式中 I0%——变压器空载电流百分数；

SN——变压器的额定容量。

近似计算中，可用变压器额定电压代替实际运行电压。将U≈UN的条件下，将RT及XT的公式代入式（3-6）、式（3-9），可得到直接利用变压器特性数据求功率损耗的表达式为

上二式中 ΔPS——变压器的短路损耗；

US%——变压器的短路电压百分数；

S——通过变压器的负荷视在功率。

当有n台同型号同容量的变压器并联对功率为S的负荷供电时，其总功率损耗为

对于三绕组变压器，功率损耗为