建筑电气实用技术100问
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23. 线路电压降如何计算?

关于供电电压偏差的限值GB/T 12325—2008中有如下要求:

1)35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%。

注:如供电电压上下偏差同号(均为正或负)时,按较大的偏差绝对值作为衡量依据。

2)20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。

3)220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%,-10%。

4)对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户,由供、用电双方协议确定。

解读如下:

第1)条是35kV及以上供电电压偏差限值的要求,要求正负绝对值之和不超过标称电压的10%,同时注意如果偏差同号,按较大偏差绝对值作为衡量依据。也就是说,电压偏差必须在-10%~+10%,同时两个偏差的绝对值之和不超过10%,意味着线路任何一个点的电压偏差不能超过10%,同时整个线路电压降不能超过10%(如35kV线路电压降不能超过3.5kV)。

第2)条是20kV及以下三相供电电压偏差限值的要求,要求不超过±7%。意味着线路任何一个点的电压偏差不能超过7%,当最前端为+7%,最末端为-7%时,线路最大电压降是14%(如10kV线路电压降不能超过1.4kV,380V线路电压降不能超过53.2V)。

第3)条是220V单相供电电压偏差限值的要求,要求为+7%,-10%,线路最大电压降是17%(如220V线路电压降不能超过37.4V,注意220V比380V允许偏差比例大,但允许电压降幅值小)。

第4)条是说供电点容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户,由供、用电双方协议确定。这条主要是对之前几款要求的补充,考虑一些较为特殊的情况,如用电设备允许电压偏差较大,容量小,距离长,线路电压降可适当放宽,当末端电压偏差不满足时,可以考虑其他措施。如500~1000m、1kW这种远距离小负荷,不必完全按第三款要求,但应满足使用,线路电压降可以大一些。

关于线路电压降计算,可以参考《配四》第6章。

电压偏差计算:

如果在某段时间内线路或其他供电元件首端的电压偏差为Δuo,线路电压降为Δul,则线路末端电压偏差为

当有变压器或其他调压设备时,还应计入该类设备内的电压提升,即

在图10a所示的电路中,其末端的电压偏差为

以上式中 Δuo——线路首端的电压偏差(%);

ΣΔu——回路中电压降总和(%);

Δul1、Δul2——高压线路和低压线路的电压降(%);

ΔuT——变压器电压降百分数(%);

e——变压器分接头设备的电压提升(%);常用配电变压器分接头与二次空载电压和电压提升的关系见表27。

图10 网络电压偏差计算电路

a)计算电路 b)电路沿线的电压偏差曲线

注:实线表示最大负荷时的电压偏差;虚线表示最小负荷的电压偏差。

表27 10(20或6)±5%/0.4kV变压器分接头与二次侧空载电压和电压提升的关系

① 对应于变压器一次端子电压为系统标称电压时的电压。

如果用户负荷不变,地区变电站供电母线电压也不变,则电路沿线各点的电压偏差也是固定不变的。但实际上用户和地区变电站的负荷是在最大负荷和最小负荷之间变动的,电路沿线电压偏差曲线也相应地在图10b所示的实线和虚线之间变动。电路某点电压偏差最大值与最小值的差额称为电压偏差范围。由图10b可见,用户负荷变化引起网络电压降的变化,从而引起各级线路电压偏差范围逐级加大,形成喇叭状。

例1:某10kV/0.4kV变电站,高压侧最大负荷时电压偏差为-1%,最小负荷时电压偏差为+4%,变压器最大负荷时电压损失为3%,最小负荷时电压损失为1%,近端线路最小电压损失为1%,远端线路最大电压损失为8%,当变压器在0抽头时低压线路电压偏差是否满足规范要求的±7%?

(A)满足

(B)近端满足

(C)远端满足

(D)都不满足

答案:A

解析:根据式(11)和表27。

近端最大电压偏差为+4%+5%-1%-1%=7%

远端最大电压偏差为-1%+5%-3%-8%=-7%

例2:若从变电所低压母线至远端设备馈电线路的最大电压损失为5%,至近端设备馈电线路的最小电压损失为0.95%,变压器满负荷时电压损失为2%,用电设备允许电压偏差在±5%以内,计算并判断变压器分接头宜设置为下列哪一项?

(A)+5%

(B)0

(C)-2.5%

(D)-5%

答案:B

解析:根据式(11)和表27,假设采用高压母线恒调压,偏差为0%(见图11)。

图11 例2电压偏差计算图

最大负荷时远端设备电压降:

δumax=euTul1=e-2%-5%≥-5%⇒e≥2%

最小负荷时近端设备电压降(假设变压器电压损失忽略不计):

δumin=euTul2=e-0-0.95%≤5%,⇒e≤5.95%

综上e可取5%,即分接头设置为0。

知识点解析:本题有一个大前提,变电站高压侧电压为10kV,也就是说,只计算低压侧的电压降和电压偏差。正常运行时满足用电设备电压偏差为±5%,只需要校验最大负荷时末端电压偏差和最小负荷时近端电压偏差。