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摘要：高压输电线路在输送负荷取得更好的效率以及经济效益的同时，无功功率也对功率因数产生了一定的影响，本文分析了有功功率的消耗，对高压输电线路的利弊做出了讨论。针对高压输电线路无功功率对高压输电线路的影响做出了论述，并且提出了解决方案。最后对线路容性无功在高压输电线路的检测维护方法进行了分析，阐述了此方法在线路检测领域的优点。
关键词：高压输电线路；负荷功率；影响因素
中图分类号： TM723 文献标识码： A 文章编号：
1、关于高压输电线路及其实际应用
按照输电电压大小，输电线路一般分为三种，输电电压在1000千伏以上的称为特高压输电电路，330到765千伏的输电电压叫做超高压输电，我们一般称输电电压在220千伏以下的输电电路为高压输电线路。在我国，用电压为220伏特，这已经足够满足了人们的日常生活，那么高压输电线路这么高的电压有何应用。对于电力，我们知道，并不是只有普通居民在使用，工厂、大型公共设施同样需要电力，例如北京奥运会供电，采用的高达550千伏的高压输电线路，巨大的供电量保障了整个奥运会的正常运转以及电力的消耗。
为什么要采用高压输电线路呢？这与输电线路上电功率的损耗有关，当电流通过导线时，就会有一部分电能由于导线本身的电阻转化为热能而消耗掉了。目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上的电功率损耗为：
P耗＝3I²R
式中R为输电线的电阻，I为输电线中的电流。如果需要输送的电功率为P，输电线路的线电压为U，每相负载的功率因数为COSφ，那么输电电流还可以表示为：
I=P/（1.732U*COSφ）
假设送电距离为l，所用输电线的电阻率为ρ，输电线的截面积为S，于是有R＝ρ（l／S）。那么电功率损耗可以写成：
P耗=3*（P/1.732U*COSφ）²ρ*（l/S）=C/（U²*S）
在这个式子中，在输送的电功率、输电距离、输电导线材料及负载功率因数都是确定值的时候，C是一个常数。
由此，就可以推出，输电线截面积S为一定值时，输电电压U越高，式子中的P耗值越小，那就表示电路的电功率损耗越小；如果P耗的值是定值，U值越大，输电导线的截面积就越小，这大大的减少了架筑高压输电线路所需要的材料。所以在远距离输电的时候，采用高压输电，更符合经济利益，也很好的节约了能源。
2、高压输电线路的弊端以及无功功率的分析
高压输电线路虽然很好的解决了自身能源消耗和经济效益的问题，但是并不代表它是完美无缺的最优方案，例如，高压输电线路一般采用架空的方法，但是所产生的电磁场辐射是不可避免的，采用设备和线路上的改良可以有效的减少电磁场辐射的排放，但是就目前阶段来讲，这依然是一个不可忽视的问题。另外，就本身线路和设备而言，高压输电线路在输送电能的同时，自身还要消耗有功功率转化为无功功率，线路无功会对功率因数产生很大的影响。
对于无功功率，设有功功率为P，视在功率为S，它们的比值设为COSφ称为功率因数，其计算公式为：Q=U×ISinφ，其中φ指的是电压和电流的相位差。在电网的运行的时候，功率因数是衡量电源输出的视在功率被有效利用程度的重要指标，功率因数越大就表明利用程度越高，我们当然希望功率因素越大越好。这样电路中的无功功率尽可能的降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的效率。在高压输电线路中无功功率的危害主要体现在以下几点：（1)视在功率为定值时，无功功率的增加就意味着需要降低输、变电设备的供电能力。(2)在电网内，线路电压和电能损耗会因为无功功率流动而增加(3)系统无功功率的却反会造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备无法充分发挥电气设备容量。
3、输电线路容性无功对电功率因素的影响
一般情况下，线路的无功功率对电功率的影响不会太大，在输电线路较短时，自然功率或者特性阻抗是线路的固有参数，它不会随着线路长度和负荷的大小而改变，但负荷大小是可以随着用电量而改变的，理论上，在一般正常情况下，在线路正常负载时候，由于线路无功功率远远的大于线路的无功功率，所以线路对电功率因素的影响可以忽略不计。但是当输电线路较长的时候而负荷又较小的时候，线路容性无功的问题就体现了出来，这个时候线路容性无功对功率因素的影响将是非常大的。下面举个例子：
一条110KV的高压输电线路全长24千米，电厂从供电大网倒用负荷功率假设为100KW，线路容性无功的影响就会在这种情况下体现出来了。
设负荷功率因素COSφ为0.8，那么Sinφ就等于0.6，负荷无功功率Q0=75Kvar，I0=0.7A。
实测线路参数：电抗X1=0.42Ω/Km，单位KM电容C=9700pf/Km 计算出线路无功，得：
Qc=U²ωC=885Kvar；Q1=I²ωL=15var
其中Qc为线路容性无功功率，Q1为线路感性无功功率。
由这个例子的数据可以看出，线路感性无功功率远远小于线路容性无功功率，所以，线性感性无功功率可以忽略不计。又因为负荷感性无功远远小于线路容性无功，所以负荷容性无功对整体起决定作用。经过計算和实际测量，从电源侧看，COSφ=0.12，以此功率因数为条件，力率调整电费高达121%，常此以往，会造成数目巨大的经济损失。在这个例子中，如果所接的负荷的功率跟线路容性无功大小一致，那么整条线路的功率因素将会在0.7以上，那么相应的力率调整电费也会大大减少。所以，负荷功率大于线路容性无功的时候，是符合经济利益的。
总而言之，负荷大小对功率因数起到了决定性的作用，线路容性无功的作用在长距离小负荷输电时不容忽视，而且难以消除的。所以在日常的供电工作中要认真的注意线路的运行状态，尽量将损失降到最小。
4、解决线路容性无功对功率影响的措施
4.1降压运行
由公式：Qc=U²ωC我们可以得到，线路容性无功Qc与线路电压等级的平方成正比，而且受线路电压等级的影响比较大，同时与线路分布电容的大小成正比，所以当有条件时，若能保证电压降在允许的范围内，其次，输电线路的线路三相之间的几何均距和输电线路的导线线径决定了线路的分布电容，也就是说，线路架设完成之后基本上是保持不变的。于是可以用降压运行来解决问题，那么线路的容性无功对整体功率的影响就大大的减少了。当然，线路的损耗会随着输电线路的电压等级降低而增大，但是相对于力率调整所花费的电费而言，它的损失就显得不微不足道了。
4.2安装无功功率仪表
无功功率仪表可以通过监控和平衡线路容性无功，关键在于平衡线路容性无功。我们可以把高压输电线路的容性作用就类似于一种无功补偿装置，所以一方面，电厂可以少发无功或者吸收无功，另外，无功补偿装置的投入可以要求直供企业来安装以达到吸收无功的目的，总而言之，平衡吊线路的容性无功，以达到减小整体功率因素的目的。从而从根本上解决利率调整电费的问题。
4.3设计时候对各种情况要综合考虑
在建设专用输变电工程的过程中，对于工程的设计要认真分析，综合考查，要对负荷性质、供电电压等级、负荷大小、供电距离等了解全面，避免小驴拉大磨现象。此外，为了保证电压的稳定与合格创造条件，可以大规模的影魔有载自动调压设备。再者，设计无功设备时要考虑线路容性无功，防止运行后，补偿设备长期闲置。
4.4防患于未然
归根究底，力率调整电费的增高时由于功率因数的恶化，而功率因数的恶化时由于线路容性无功处于小负荷的状态下。那么只有防患于未然，尽量避免这种运行状态时唯一的措施。
5、关于线路容性无功的其它应用
我们一般用六角图法对继电保护装置和电能计量装置做投运前的向量检测，以此来判断接线的正确与否。但是，此方法为了保证测试精度的要求，需要在一定的负荷下进行。其实空载状态下，用现在普遍使用的电能表现场校验仪完全可以进行测量，而条件只需要二次侧电流在0.1A以上。这种校验仪功能全，灵敏度比较高，将校验仪像校验电能表一样接入二次回路，就能将相位大小、电压、无功功率、电流以及向量图都显示在显示屏上。笔者对几条较长的线路进行过向量检测，结果令人满意。
6、结语
高压输电线路的无功功率在输电线路一旦建设好以后，自然功率是确定值，由于负荷的变化会有时处于感性状态有时处于容性状态。对于长线路，用户应该采取切实有效的措施，以解决由于长线路容性无功占比重大，因为负荷功率因数变小，而导致的力率调整电费增大的问题，从而减小经济损失。
在用户用电大负荷形成前，输电线路容性无功功率测试可以保证输电线路的可靠，行之有效。
参考文献：
[1] 李瑞祥.高压输电线路设计基础. 1994年01期
[2] 王向臣 电网无功补偿实用技术 . 2009年03期
[3] 夏新民 工厂常见高压控制电路解析. 2009年02期
[4] 史永刚;电力电子负载下电网无功功率计算及分析[D];华南理工大学;2011年;35-36
关键词：高压输电线路；负荷功率；影响因素
中图分类号： TM723 文献标识码： A 文章编号：
1、关于高压输电线路及其实际应用
按照输电电压大小，输电线路一般分为三种，输电电压在1000千伏以上的称为特高压输电电路，330到765千伏的输电电压叫做超高压输电，我们一般称输电电压在220千伏以下的输电电路为高压输电线路。在我国，用电压为220伏特，这已经足够满足了人们的日常生活，那么高压输电线路这么高的电压有何应用。对于电力，我们知道，并不是只有普通居民在使用，工厂、大型公共设施同样需要电力，例如北京奥运会供电，采用的高达550千伏的高压输电线路，巨大的供电量保障了整个奥运会的正常运转以及电力的消耗。
为什么要采用高压输电线路呢？这与输电线路上电功率的损耗有关，当电流通过导线时，就会有一部分电能由于导线本身的电阻转化为热能而消耗掉了。目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上的电功率损耗为：
P耗＝3I²R
式中R为输电线的电阻，I为输电线中的电流。如果需要输送的电功率为P，输电线路的线电压为U，每相负载的功率因数为COSφ，那么输电电流还可以表示为：
I=P/（1.732U*COSφ）
假设送电距离为l，所用输电线的电阻率为ρ，输电线的截面积为S，于是有R＝ρ（l／S）。那么电功率损耗可以写成：
P耗=3*（P/1.732U*COSφ）²ρ*（l/S）=C/（U²*S）
在这个式子中，在输送的电功率、输电距离、输电导线材料及负载功率因数都是确定值的时候，C是一个常数。
由此，就可以推出，输电线截面积S为一定值时，输电电压U越高，式子中的P耗值越小，那就表示电路的电功率损耗越小；如果P耗的值是定值，U值越大，输电导线的截面积就越小，这大大的减少了架筑高压输电线路所需要的材料。所以在远距离输电的时候，采用高压输电，更符合经济利益，也很好的节约了能源。
2、高压输电线路的弊端以及无功功率的分析
高压输电线路虽然很好的解决了自身能源消耗和经济效益的问题，但是并不代表它是完美无缺的最优方案，例如，高压输电线路一般采用架空的方法，但是所产生的电磁场辐射是不可避免的，采用设备和线路上的改良可以有效的减少电磁场辐射的排放，但是就目前阶段来讲，这依然是一个不可忽视的问题。另外，就本身线路和设备而言，高压输电线路在输送电能的同时，自身还要消耗有功功率转化为无功功率，线路无功会对功率因数产生很大的影响。
对于无功功率，设有功功率为P，视在功率为S，它们的比值设为COSφ称为功率因数，其计算公式为：Q=U×ISinφ，其中φ指的是电压和电流的相位差。在电网的运行的时候，功率因数是衡量电源输出的视在功率被有效利用程度的重要指标，功率因数越大就表明利用程度越高，我们当然希望功率因素越大越好。这样电路中的无功功率尽可能的降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的效率。在高压输电线路中无功功率的危害主要体现在以下几点：（1)视在功率为定值时，无功功率的增加就意味着需要降低输、变电设备的供电能力。(2)在电网内，线路电压和电能损耗会因为无功功率流动而增加(3)系统无功功率的却反会造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备无法充分发挥电气设备容量。
3、输电线路容性无功对电功率因素的影响
一般情况下，线路的无功功率对电功率的影响不会太大，在输电线路较短时，自然功率或者特性阻抗是线路的固有参数，它不会随着线路长度和负荷的大小而改变，但负荷大小是可以随着用电量而改变的，理论上，在一般正常情况下，在线路正常负载时候，由于线路无功功率远远的大于线路的无功功率，所以线路对电功率因素的影响可以忽略不计。但是当输电线路较长的时候而负荷又较小的时候，线路容性无功的问题就体现了出来，这个时候线路容性无功对功率因素的影响将是非常大的。下面举个例子：
一条110KV的高压输电线路全长24千米，电厂从供电大网倒用负荷功率假设为100KW，线路容性无功的影响就会在这种情况下体现出来了。
设负荷功率因素COSφ为0.8，那么Sinφ就等于0.6，负荷无功功率Q0=75Kvar，I0=0.7A。
实测线路参数：电抗X1=0.42Ω/Km，单位KM电容C=9700pf/Km 计算出线路无功，得：
Qc=U²ωC=885Kvar；Q1=I²ωL=15var
其中Qc为线路容性无功功率，Q1为线路感性无功功率。
由这个例子的数据可以看出，线路感性无功功率远远小于线路容性无功功率，所以，线性感性无功功率可以忽略不计。又因为负荷感性无功远远小于线路容性无功，所以负荷容性无功对整体起决定作用。经过計算和实际测量，从电源侧看，COSφ=0.12，以此功率因数为条件，力率调整电费高达121%，常此以往，会造成数目巨大的经济损失。在这个例子中，如果所接的负荷的功率跟线路容性无功大小一致，那么整条线路的功率因素将会在0.7以上，那么相应的力率调整电费也会大大减少。所以，负荷功率大于线路容性无功的时候，是符合经济利益的。
总而言之，负荷大小对功率因数起到了决定性的作用，线路容性无功的作用在长距离小负荷输电时不容忽视，而且难以消除的。所以在日常的供电工作中要认真的注意线路的运行状态，尽量将损失降到最小。
4、解决线路容性无功对功率影响的措施
4.1降压运行
由公式：Qc=U²ωC我们可以得到，线路容性无功Qc与线路电压等级的平方成正比，而且受线路电压等级的影响比较大，同时与线路分布电容的大小成正比，所以当有条件时，若能保证电压降在允许的范围内，其次，输电线路的线路三相之间的几何均距和输电线路的导线线径决定了线路的分布电容，也就是说，线路架设完成之后基本上是保持不变的。于是可以用降压运行来解决问题，那么线路的容性无功对整体功率的影响就大大的减少了。当然，线路的损耗会随着输电线路的电压等级降低而增大，但是相对于力率调整所花费的电费而言，它的损失就显得不微不足道了。
4.2安装无功功率仪表
无功功率仪表可以通过监控和平衡线路容性无功，关键在于平衡线路容性无功。我们可以把高压输电线路的容性作用就类似于一种无功补偿装置，所以一方面，电厂可以少发无功或者吸收无功，另外，无功补偿装置的投入可以要求直供企业来安装以达到吸收无功的目的，总而言之，平衡吊线路的容性无功，以达到减小整体功率因素的目的。从而从根本上解决利率调整电费的问题。
4.3设计时候对各种情况要综合考虑
在建设专用输变电工程的过程中，对于工程的设计要认真分析，综合考查，要对负荷性质、供电电压等级、负荷大小、供电距离等了解全面，避免小驴拉大磨现象。此外，为了保证电压的稳定与合格创造条件，可以大规模的影魔有载自动调压设备。再者，设计无功设备时要考虑线路容性无功，防止运行后，补偿设备长期闲置。
4.4防患于未然
归根究底，力率调整电费的增高时由于功率因数的恶化，而功率因数的恶化时由于线路容性无功处于小负荷的状态下。那么只有防患于未然，尽量避免这种运行状态时唯一的措施。
5、关于线路容性无功的其它应用
我们一般用六角图法对继电保护装置和电能计量装置做投运前的向量检测，以此来判断接线的正确与否。但是，此方法为了保证测试精度的要求，需要在一定的负荷下进行。其实空载状态下，用现在普遍使用的电能表现场校验仪完全可以进行测量，而条件只需要二次侧电流在0.1A以上。这种校验仪功能全，灵敏度比较高，将校验仪像校验电能表一样接入二次回路，就能将相位大小、电压、无功功率、电流以及向量图都显示在显示屏上。笔者对几条较长的线路进行过向量检测，结果令人满意。
6、结语
高压输电线路的无功功率在输电线路一旦建设好以后，自然功率是确定值，由于负荷的变化会有时处于感性状态有时处于容性状态。对于长线路，用户应该采取切实有效的措施，以解决由于长线路容性无功占比重大，因为负荷功率因数变小，而导致的力率调整电费增大的问题，从而减小经济损失。
在用户用电大负荷形成前，输电线路容性无功功率测试可以保证输电线路的可靠，行之有效。
参考文献：
[1] 李瑞祥.高压输电线路设计基础. 1994年01期
[2] 王向臣 电网无功补偿实用技术 . 2009年03期
[3] 夏新民 工厂常见高压控制电路解析. 2009年02期
[4] 史永刚;电力电子负载下电网无功功率计算及分析[D];华南理工大学;2011年;35-36