電力線路線損計算方法

-.z.電力線路線損計算方法線路電能損耗計算方法

A1線路電能損耗計算的根本方法是均方根電流法，其代表日的損耗電量計算為：

ΔA=3Rt×10-3(kW?h)(Al-1)

Ijf=(A)(Al-2)

式中ΔA——代表日損耗電量，kW?h；

t——運行時間(對于代表日t＝24)，h；

Ijf——均方根電流，A；

R——線路電阻，n；

It——各正點時通過元件的負荷電流，A。

當負荷曲線以三相有功功率、無功功率表示時：

Ijf==(A)(Al-3)

式中Pt——t時刻通過元件的三相有功功率，kW；

Qt——t時刻通過元件的三相無功功率，kvar；

Ut——t時刻同端電壓，kV。

A2當具備平均電流的資料時，可以利用均方根電流與平均電流的等效關(guān)系進展電能損耗計算，令均方根電流Ijf與平均電流Ipj(代表日負荷電流平均值)的等效關(guān)系為K(亦稱負荷曲線形狀系數(shù))，Ijf=KIpj，則代表日線路損耗電量為：

ΔA=3K2Rt×10-3(kW?h)(A2-1)

系數(shù)K2應根據(jù)負荷曲線、平均負荷率f及最小負荷率α確定。

當f>0.5時，按直線變化的持續(xù)負荷曲線計算K2：

K2=[α1/3(1－α)2]/[1/2(1α)]2(A2-2)

當f<0.5，且f>α時，按二階梯持續(xù)負荷曲線計算K2：

K2=[f(1α)－α]/f2(A2-3)

式中f——代表日平均負荷率，f＝Ipj/Ima*，Ima*為最大負荷電流值，Ipj為平均負荷電流值；

α——代表日最小負荷率，α=Imin/Ima*，Imin為最小負荷電流值。

A3當只具有最大電流的資料時，可采用均方根電流與最大電流的等效關(guān)系進展能耗計算，令均方根電流平方與最大電流的平方的比值為F(亦稱損失因數(shù))，F(xiàn)=/，則代表日的損耗電量為：

ΔA=3FRt×10-3(kW?h)(A3-1)

式中F——損失因數(shù)；

Ima*——代表日最大負荷電流，A。

F的取值根據(jù)負荷曲線、平均負荷率f和最小負荷率α確定。

當f>0.5時，按直線變化的持續(xù)負荷曲線計算F：

F＝α1/3(1－α)2(A3-2)

當f<0.5，且f>α時，按二階梯持續(xù)負荷曲線計算：

F=f(1α)－α(A3-3)

式中α——代表日最小負荷率；

f——代表日平均負荷率。

A4在計算過程中應考慮負荷電流引起的溫升及環(huán)境溫度對導線電阻的影響，具體按下式計算：

R＝R20(1β1β2)(Ω)(A4—1)

β1=0.2(Ipj/I20)2(A4—2)

=α(Tpj－20)(A4—3)

式中R20——每相導線在20℃時的電阻值，可從手冊中查得單位長度值，Ωβ1——導線溫升對電阻的修正系數(shù)；

β2——環(huán)境溫度對電阻的修正系數(shù)；

I20——環(huán)境溫度為20℃時，導線到達容許溫度時的容許持續(xù)電流，A；其值可通過有關(guān)手冊查取，如手冊給出的是環(huán)境溫度為25℃時的容許值時，I20應乘以1.05；

Ipj——代表日(計算期)平均電流，A；

Tpj——代表日(計算期)平均氣溫，℃；

α——導線電阻溫度系數(shù)，對銅、鋁、鋼芯鋁線，α=0.004。

A5對于電纜線路，除按計算一般線路的方法計算線心中的電能損耗外，還應考慮絕緣介

質(zhì)中的電能損耗，三相電纜絕緣介質(zhì)損耗電量為：

ΔAj=U2ωCtgαLt×10-3(kW?h)(A5-1)

C=ε/[18lg(γw/γn)](A5-2)

式中ΔAj——三相電纜絕緣介質(zhì)損耗電量，kW?h；

U——電纜運行電壓，kV；

ω——角速度，ω=2πf,f為頻率，Hz；

C——電纜每相的工作電容，μF/km；

tgα——介質(zhì)損失角的正切值，按表A5選?。?/p>

L——電纜長度，km；

t——計算時段，h；

ε——絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，按表A5選?。?/p>

γw——絕緣層外半徑，mm；

γn——線心半徑，mm。

表A5電纜常用絕緣材料的ε和tgα值

電纜型式εtgα

油浸紙絕緣

粘性浸漬不滴流絕緣電纜

壓力充油電纜4.0

3.50.0100

0.0100

O.0045

丁基橡皮絕緣電纜

聚氯乙烯絕緣電纜

聚乙烯電纜

交聯(lián)聚乙烯電纜4.0

8.0

2.3

3.50.050

0.100

0.004

0.008

注：tgα值為最高允許溫度和最高工作電壓下的允許值。

附錄A線路電能損耗計算方法

A1本條是關(guān)于在線路等元件電阻損耗計算中采用均方根電流法計算的規(guī)定。電阻元件上

的電能損耗為：

ΔA=3R∫t0dt

由于I(t)是一隨機變量，一般不能以解析式表示，所以依近似積分原理，對計算期均分

為n個時段，設(shè)每個時段Δt內(nèi)的負荷電流不變且等于其正點小時的電流，則：n?Δt=t。

〔Δt〕/t=()/n=

Ijf=

式中Ijf——計算期各時段電流的均方根值。

由上可知采用均方根電流法計算，實際上考慮了計算期的負荷特性，當Δt愈小時愈符合客觀實際。

A2本條是關(guān)于采用計算期平均最大電流計算時的有關(guān)問題的說明。

因為計算期(一般為一日即代表日)平均電流未能反映負荷曲線的形狀，所以應以負荷曲線形狀系數(shù)反映負荷曲線形狀對電能損耗計算的影響。負荷形狀系數(shù)應建立在概率統(tǒng)計方法上，根據(jù)負荷曲線的特征值，如平均負荷率、最小負荷率、功率或負荷電流的最大值、平均值、最小值等確定。對于一些難以獲得每時段實測資料的情況或為了減少實測工作量，可以用計算期平均電流或最大電流來代替。

計算期平均電流和均方根電流以及最大電流之間的等效關(guān)系為：

=K2=F

K=Ijf/Ipj

F=/

式中K——負荷曲線形狀系數(shù)；

F——損失因數(shù)。

又因平均負荷率為：

f=Ipj/Ima*

所以，F(xiàn)＝K2f2，將K、F的表達式代人用均方根電流計算電能損耗的表達式得：

平均電流：ΔA=3K2Rt×l0-3(kW?h)

最大電流：ΔA=3FRt×10-3(kW?h)

關(guān)于負荷曲線形狀系數(shù)K2和損失因數(shù)F確實定，可將日負荷曲線概化歸結(jié)為按直線變化或按二階梯變化兩種類型的負荷曲線，見圖A2。

圖A2中α高壓配電網(wǎng)理論線損的精算和速算方法**省電力工業(yè)局廖學琦一、精算和速算同異理論線損的精算和速算的表達式同為：可變損失：可見，線路首端負荷電流均方根值Ijf(A)和線路綜合等值電阻Rd.Σ的求取是計算的關(guān)鍵，即線損理論計算根本是Ijf、Rd.Σ、的計算。對于Ijf的計算，不管是精算還是速算，其方法是一樣的。并為準確簡便起見，計算所用的數(shù)據(jù)，不應采用指示瞬時值儀表〔如V、A、W、等〕運行數(shù)據(jù)，而應采用指示累計值儀表〔如wh、varh等〕運行記錄數(shù)據(jù)，且這類儀表準確級別較高，又嚴格的較驗制度。這樣，便得Ijf計算方法如下：Ipj為線路首端負荷電流的平均值，當裝有無功電度表時，Ipj的計算，不僅準確度較高，而且簡便易行，其算式為：當未裝無功電度表時，因平均功率因數(shù)計算繁瑣，且取值不易做到足夠準確，故此時對Ipj的計算和結(jié)果不太理想的，其算式表為：式〔4〕中K*為負荷形狀系數(shù)，與負荷率，功率因數(shù)等有關(guān)，其式為：，考慮使用方便，可根據(jù)該式制成曲線和數(shù)表。下表系表示K*與負荷率，力率的關(guān)系對于Rd·∑計算，要比Ijf繁雜得多，根據(jù)不同的計算依據(jù)，其方法可分為：精算，近似計算，速算三種。二、Rd.Σ的精算〔按電量求阻法〕線路綜合等值電阻Rd.Σ是線路導線等值電Rd.d阻和就壓器等值電阻Rd.b的合成，即Rd.Σ=Rd.d+Rd.b(Ω);它的精算，是以配變實用電量為依據(jù)，即以各段負荷按配變實際用電量成正比分配為原則的一種計算，〔故謂按電量求阻法〕這種計算方法，要將線路按照一定的原則劃分計算線段，并逐段一一進展計算，相當繁瑣，但卻比擬確切，準確，其式為：三、Rd.Σ的近似計算〔按容求阻法〕這種計算與精算不同處是以配變額定容量為依據(jù)，即以各段負荷按配變?nèi)萘砍烧确峙錇樵瓌t的〔故謂按容求阻法〕此法當配變實際用電量與其額定容量成正比時，還是比擬確切、準確的，否則只是一近似值，但計算起來要比精算稍為簡便，其式表為：四、Rd.Σ的速算〔按線號截面，代變?nèi)萘壳笞璺ā尺@種計算，與精算，近似計算不同處，一是不需將線路分段，不按段〔點〕計算，而是按導線型號數(shù)計算。二是線路上的負荷是以按導線截面積分配為原則，即以導線截面積為計算依據(jù)，三是計算Rd.b時，亦不是逐臺計算，而是按一臺代表型配變計算求得，可見，此法不僅有據(jù)可信，簡便易行，而且比擬確切，具有滿足工作需要的準確度，其方法表為：式〔11〕中的Kf為負荷分布修正系數(shù)，其值按配變?nèi)萘吭诰€路上沿主干線掛接分布狀況而確定，漸增取0.53，漸減取0.20，均布取0.33，向首末端漸減取0.38據(jù)有關(guān)資料介紹，引用此系數(shù)，可使計算簡化，易行，所得結(jié)果與分段逐點法接近。式〔12、13〕中為線路上配變總?cè)萘恐骄怠睰VA〕，即Spj=Se·∑/m∑。而Se·d為線路上代表型配變額定容量，即設(shè)備標準表中與Spj最接近一配變的標稱容量。五、理論線損的曲線計算法計算還可進一步簡化，當電網(wǎng)構(gòu)造和布局不更改變動，線路設(shè)備采用銅鋁線材時，則Rd.Σ趨近一常數(shù)，所得準確之Rd.Σ值可永久使用，此時即有：此式為一元二次函數(shù)，可作成數(shù)表和曲線，供今后直接查取，即根據(jù)一月一季計算求得的可查得△PΣ,則又得△AΣ〔△AΣ=△PΣ·t〕。六、最后結(jié)果的計算，通過上述計算，求出電流，電阻后，即可求得可變損失，而固定損失由查表亦易求得，其兩者之和即是線路供電的總損失，最后，即可計算出線路的理論線損率，線路上配變鐵損在總損失中所占的百分數(shù)，線路的經(jīng)濟運行電流，其分別表為：七、建議和完畢語線損的精算方法，不僅適用于6~10KV配電網(wǎng)，亦適用于35KV線路，即35KV線路的線損計算，應采用精算方法，因其分支線較小、構(gòu)造較簡單，最后結(jié)果的準確度要求較高。線損的速算方法，對于分支線較多、構(gòu)造較復雜的6~10KV配電網(wǎng)的損計算，其優(yōu)越性愈顯著；而分支線較少、構(gòu)造較簡單時，應采用精算或近似計算方法。線損的速算方法還可用于電網(wǎng)〔新建和整改〕規(guī)劃的線損預測。速算與精算比擬，可提高工效15倍以上，曲線計算法可提高30倍以上，而誤差，經(jīng)大量的實例計算，一般△AL%不超過±1.5%，△AL%不超過±3%，Iji不超過±4A；故是完全能滿足工作需要的。文中符號、意義說明:〔文中已說明者從略〕t——計算線損期間，線路設(shè)備實際運行時間〔h〕;Ag·pAGq——線路有功供電量〔KWh〕、無功供電量〔Kvarh〕;△Po·k,△Pk·k·——各臺變壓器的空載損耗〔W〕，短路損耗〔W〕；Upj,Uie——線路平均運行電壓〔KV〕，變壓器一次額定電壓〔KV〕；T、τ——最大負荷利用小時〔h〕，損耗時間〔h〕；AY·K∑——凡負荷電流通過該線段之各臺變壓器電量之和〔Kwh〕；Se·K∑——凡負荷電流通過該線段之各臺變壓器額定容量之和〔KvA〕;AY·K——各臺變壓器的用電量，即二次側(cè)總表抄見電量(Kwh)；Se·K