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什么是输电线路的自然功率,和波阻抗有什么关系?为什么线路输送自然功率是最合理的?

 pgl147258 2016-06-24

【芝士喵的回答(26票)】:

这是两个很普通的概念,随手百度一下就知道的东西。希望题主养成这个习惯!

所以,概念我就不说了,主要说明下高压输电线路到选择怎样的运行方式!

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1、为什么线路输送自然功率是最合理的?

输电线路自然功率时的特性是: 输电线路自然功率时的特性是:

1)沿全线的电压和电流值均保持不变,即送端和受端的电压和电流相等;

2)其次,线路产生的无功和消耗的无功相互抵消。(即在忽略电阻的情况下,上图的电感消耗的无功与线路对地电容产生的无功刚好相等。)

3)线路的输电功率大于自然功率时,线路消耗的无功需要系统供给。当输送功率小于自然功率时,送端电压低于受端电压,线路产生无功供给给系统。

资料参考[电力工程高压送电线路设计手册]

由此可见,当输电线路运行在自然功率状态时,无需额外进行无功补偿或者调压。固然是很合理的一种运行状态!

2、但是,最合理并不代表最经济!因此,实际中,都不会让高压输电线路运行在自然功率下。

为了达到最经济,电网宁愿在受端采取相应的无功补偿。

为了更有依据说明这点,下面做了一个比较:

以LGJ-400/50,100km,110kV 架空导线的输电量为例

查电力工程高压送电线路设计手册得线路参数

x1=0.398Ω/km,b1=2.87×10e-6/Ω*km。

X1,b1---分别为线路正序电抗和电纳

Pn=U2/Zn,MW

所以代入公式可得Zn=372.4Ω,

自然功率为:P=(110×10e3)2/372.4=32.5MW.

这个即为自然功率下,输电线输送功率为32.5MW

上面提到例子用经济电流密度选择的截面时:

S---导线截面积(mm平方)

J---经济电流密度(A/mm2)

P--输送功率(kW)

Ue--线路电压(kV)

取J=1.15(A/mm2)

代入得P=400×1.732×1.15×110×0.8=70.1MW.

这个功率为在线路末端采取相应的无功补偿时,并按照经济电流密度选择导线时,导线可以传输的功率为70.1MW

通过这;两个数据比较不难看出,按照经济电流密度计算出来可输送的功率超过自然功率的两倍即采用同一条导线,采用无功补偿运行方式,是自然功率下运行方式的送电量的两倍。谁更经济就一目了然了!

因此,一般在电力系统中,不会因为自然功率最合理,就采用它;

更多时候是按照技经电流密度选择,达到最经济的效果

原文地址:知乎

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