下面以实例计算的方式阐述环形电网为了有较好的降损节能效果,在均一的结构下应采取合环的运行方式,而在非均一的结构下应采取开环的运行方式之内涵,以及如何选择确定开环运行的合理开环点。

【例5-4】 图5-18为一个35kV输电网,B、C两负荷点分别由电源A供电分列运行。当第Ⅲ#线路投入运行时,形成线路Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#环形网络,线路导线电阻及最大负荷标于图中,负荷损失因数为0.64。试计算求解该环形电网的开环与合环运行的降损节能效果。

图5-18　[例5-4]输电网图

解 在环形电网中,当电网内的电流(或功率)按各线段(或线路)的电阻分布时,其电能损耗最小,这种电流(功率)分布一般称为经济电流(功率)分布,其表示式见式(5-180),即

电流(功率)分布求出之后,便可以求出各线段的功率损耗和电能损耗。

按照式(5-180)可求取该环形电网的功率分布,即

(1)当Ⅲ#线路未投入时,即分列运行时,其功率损耗为

(2)当Ⅲ#线路投入运行即环网运行时,其功率损耗为

环网运行后一个月的降损节电量为

一年降损节电量达

可见环形电网合环运行降损节电效果相当可观。

【例5-5】 如图5-19所示,有两条35kV线路向一座35kV变电站供电,其中Ⅰ#线路是电缆线路,Z.1=0.92+j0Ω(其电抗很小,可忽略不计)；另一条Ⅱ#线路是架空线路,Z.2=0.92+j0.72Ω。该变电站有两段母线,其中Ⅰ段母线负荷S.jf.1=10000-j5000kVA,Ⅱ段母线负荷S.jf.2=10000-j4000kVA,两段母线装有母线联络开关B,试计算分析合环与开环两种运行方式哪一种经济?

图5-19　[例5-5]线路图

解 若联络开关B合上,两回线路并列运行,则两回线路中的功率分布分别为

两回线路总功率损耗为

若联络开关B断开,两回线路成环形运行,则其总功率损耗为

开环运行可减少功率损耗

一年可节电(www.daowen.com)

可见其降损节电效果相当可观,但是开环运行供电可靠性较差。

从合环运行时的电流分布可以看出

而开环运行时的电流分布为：

显然,合环运行时总电流大于开环运行时总电流。对于非均一结构电网,合环运行将出现循环电流,因而使线损增加,即其运行为不经济合理。

【例5-6】 如图5-20所示,为单相两线制环形低压配电线路,假设三个负荷点的电流不变,其功率因数为1.0,图中所标出的电阻为各段往返线路的总电阻。现在需要将该配电线路于某一线段解环,并要使开环后的线路总线损为最小,请问应在哪一线段解环?

解 假设在线路AB段解环,就可获得如图5-21所示电流分布。

由该图可计算求得AB间电压为

图5-20　[例5-6]某环形低压配电线路示意图

根据戴维南定理,可计算求得环路电流为

故得该环形低压配电线路合环后的电流分布如图5-22所示。

图5-21　某环形低压配电线路在AB段解环后电流分布示意图

图5-22　某环形低压配电线路合环后电流分布示意图

欲求解在哪一线段解环,使开环后的线路总线损为最小,不妨将图中4个线段逐一解环后的线路总线损都计算出来,以便对比分析,从中悟出一个规律,或总结出一个原理,以后遵循或者直接使用。

AB线段解环后线路的总线损为

DE线段解环后线路的总线损为

BC线段解环后线路的总线损为

CD线段解环后线路的总线损为

比较上述4个断开点的线路总线损,是ΔPBC＜ΔPCD＜ΔPAB＜ΔPDE,这就是说该环形低压配电线路,欲使开环后的线路总线损为最小,就应该在BC线段解环。

从图5-21和图5-22的电流分布情况可以看出：①电网(或线路)合环运行和开环运行时,BC线段的电流比其它线段的电流相应为最小；②BC线段开环运行电流与合环运行电流之间的值差比其它线段这两个电流之间的值差亦为最小(前者值差仅为52A,而后值差同为100A)；这就是说,BC线段开环运行电流与合环运行电流最接近。这两个特点,特别是第二个特点,就是环形电网(或线路)解环运行使电网(或线路)的总线损为最小的原则或原理。反过来说,如果欲使解环之后的环形电网运行经济,必须找到具有上述特点(或规律)的一个断开点,在这一点开环。