大学生创新创业训练计划结题报告

1、 吉林省大学生创新创业训练计划结题报告推 荐 学 校 东北电力大学 项 目 名 称 三相负荷不平衡对线损影响的实验分析 项 目 类 型 创新训练项目创业训练项目创业实践项目 所属一级学科名称 电气工程 所属二级学科名称 电气工程及其自动化 项 目 负 责 人 李岸琦 申 报 日 期 二O一三年四月八日主持人李岸琦学号0901011117项目组成员学号分 工李岸琦0901011117设计、文档撰写满洪洋0901011123实现 唐玉0901011106实现、文档撰写 董沛沣0901011112实现联系人李岸琦 E-mailwalkman-laq-7qq 科研训练实施情况总结：电网损耗有约50%消

2、耗在低压线路中，特别是用户分散的区域，线路相对较长。目前低压线路中的损耗电量已占各县（市）电网损耗电量的60%以上，而国内虽有多套用于低压电网理论线损计算的软件，均满足电力网电能损耗计算导则的要求，但不同软件对计算基础数据的要求和所采用的数学模型有所区别，使计算结果不尽一致。线损率是供电企业重要技术经济指标，随着企业管理的不断深入，降损节能引起各级领导的高度重视，并得到了职工的自觉参与。切合实际的节能措施，能起到有效的降损效果。近几年随着经济的快速发展，特别是农村经济的发展，负荷大幅度上升，线路、配变超载运行较多，三相不平衡现象突出，系统损耗日趋增大。同时，三相不平衡度的估算是贯彻国家标准、提

3、高电能质量的基础,故现有越来越多的人们提出了三相配电系统中由不对称负荷引起的三相不平衡度的计算方法。而现有的计算方法多为推演仿真得到，并且计算方式的繁多杂乱无法满足现今多情况的要求，故我立项小组准备开展一系列的实验，以实验数据来验证各理论分析方式的误差，从而得到计算线损众多方式中的最佳方案。1、电路由多块功率表及3个可变负荷以及一个三相变压器组成，分别记为W， WA，WB，WC，负荷A，负荷B，负荷C。如图功率表W接变压器高压总侧，功率表WA，WB，WC分别接低压侧三相各相调节负荷A、负荷B、负荷C三相负载大小，制造不平衡状态，记录W及WA、WB、WC、的数值，确定线损关系，验证理论。保持AB

4、C总负载不变，调分配关系，观察W变化，考察电能浪费。2、电路由多块功率表及电路由多块功率表及3个可变负荷以及一个三相变压器组成，分别记为W1，W2，W3， WA，WB，WC，负荷A，负荷B，负荷C。如图功率表W1，W2，W3分别接变压器高压侧三相各相，功率表WA，WB，WC分别对应接低压侧三相各相调节负荷A、负荷B、负荷C三相负载大小，使得不平衡状态同于实验1，记录W1，W2，W3及WA、WB、WC、的数值，确定线损关系，验证理论。保持ABC总负载不变，调分配关系，观察W1，W2，W3变化，考察电能浪费。验证三相不平衡对计量的影响定线损关系，验证理论。保持ABC总负载不变，调分配关系，观察W1

5、，W2，W3变化，考察电能浪费。验证三相不平衡对计量的影响农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化，电网结构薄弱环节基本上已经解决，低压电网的供电能力大大增强，电压质量明显提高，大部分配电台区的低压线损率降到了11以下，但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下，给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失，下面针对这些情况进行分析和探讨。一、原因分析在前几年的农网改造时，对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量，新增和改造配电屏，配电变压器放置在负荷中心，缩短供电半径，加大导线直径，建设和改造低压线路，新架下户线等一系列降损技术措施，也收到了很好的效果。但是

6、个别台区线损率仍然很高，针对其原因，我们做了认真的实地调查和分析，发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。从理论和实践上分析，也会引起线路损耗增大。二、理论分析低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗。因此，在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流，做好三相负荷电流的平衡工作，是降低电能损耗的主要途经。假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW，中性线电流为IN，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为P1=（I2UR I

7、2VR I2WR 2I2NR）×10-3（1）当三相负荷电流平衡时，每相电流为（IU IV IW）/3，中性线电流为零，这时线路的有功损耗为P2=2R×10-3（2）三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为P=P1-P2=（I2U I2V I2W-I2UI2V-I2VI2W I2WI2U 3I2N）R×10-3（3）同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷电流进行计算。由此可见三相不平衡负荷电流愈大，损耗增加愈大。三相负荷电流不平衡率按下式计算K=×100（4）一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10，低压干线及主要支线

8、始端的三相电流不平衡率不大于20。可见若不平衡，线损可能增加数倍。据了解，目前农村单相负荷已成为电力负荷的主要方面，农村低压线路虽多为三相四线，但很多没有注意到把单相负荷均衡的分配到三相电路上，并且还有一定数量的单相两线、三相三线制供电。按一般情况平均测算估计，单相负荷的线损可能增加24倍，由此可知，调整三相负荷平衡用电是降损的主要环节。三、现场调查分析、试验情况实践是检验真理的标准，理论需要在实践中验证。2004年我们在庄寨供电所检查分析个别台区线损率高的原因,发现庄寨供电所杨小湖配电台区损耗严重,我们重点进行了解剖分析:该台区配电变压器容量为100kV·A，供电半径最长550m，

9、由上表得该配变台区267户用电量12591kW··h，低压线损一直17左右，用钳流表测量变压器出口侧24h电流平均值为：IU=9A,IV=15A,IW=35A,IN=21A。三相负荷电流不平衡率计算为：K=×100=×100=35.59（5）由（5）式看出三相不荷严重不平衡，超出规定范围的25。为此,我们组织农电工用两天时间（5人2天）对该台区三相电流负荷进行调整，调整后在变压器出口侧进行测量,用钳流表测量24小时电流平均值为：IU=18A,IV=21A,IW=24A,IN=4A。此时三相负荷电流不平衡率为：K=×100=×100=6

10、.34（6）由（6）式得出配电变压器出口三相负荷电流不平衡率已经降低10以下，不平衡率已达到合理范围之内。在运行10天后计算线损率降为9.35，降低8.55个百分点，效果之佳令人震惊！从上表可以看出,该村自调平三相负荷电流后，线损率明显下降，到目前已稳定在9左右。此后，陆续对几个配电台区负荷进行调整,也都收到了较好的降损效果。四、结论综上所述，根据对配电台区进行三相负荷电流调整实地调查分析情况来看，个别配电台区低压线损较高的原因主要是由于三相负荷电流不平衡所引起。从实验结果表明，以前没有搞过三相负荷电流平衡的配电台区，粗调可现有基础上降损2030，细调降损4050，不需花钱仅费几天功夫能取得如

11、此好的效果，目前此方法已得到推广应用，并取得了很大的经济效益。 线损率是供电企业的重要经济技术指标，也是衡量企业综合管理水平的重要标志。而现有计算线损率的理论分析方法多为推演仿真得到，故本立项小组开展一系列实验，用实验数据综合论述多种线损理论分析方式的有效性，从而分析三相不平衡线路的线损，可直接用于三相不平衡时的线损计算，大大简化了分析计算工作。本次项目创新之处在于首次利用实验数据，以理论可行性为切入点，大胆尝试构建的新方法，从过程的调控出发来得到有效的手段，综合论述现有理论分析方式。项目成果（发表论文、申请专利、制作实物、参加竞赛、研究报告等）：研究现状：线损率是供电企业重要技术经济指标，电

12、网损耗有约50%消耗在低压线路中，特别是用户分散的区域，线路相对较长。目前低压线路中的损耗电量已占各县（市）电网损耗电量的60%以上，而国内虽有多套用于低压电网理论线损计算的软件，均满足电力网电能损耗计算导则的要求，但不同软件对计算基础数据的要求和所采用的数学模型有所区别，使计算结果不尽一致。随着企业管理的不断深入，降损节能引起各级领导的高度重视，并得到了职工的自觉参与。切合实际的节能措施，能起到有效的降损效果。近几年随着经济的快速发展，负荷大幅度上升，线路、配变超载运行较多，三相不平衡现象突出，系统损耗日趋增大，三相不平衡度的估算也成为贯彻国家标准、提高电能质量的基础,故越来越多的人提出三相

13、配电系统中由不对称负荷引起的三相不平衡度的计算方法。例如采用均方根电流法计算低压电网理论线损,通过分析三相不平衡线路的线损,推导出线损与不平衡度的关系公式,并将该公式用于三相不平衡配电线路的理论线损计算，但至今为止，还未曾有人通过实验来分析三相不平衡对线损及其计量的影响，也未曾真正通过实验数据综合论述多种线损理论分析方式的有效性。趋势：随着电力系统的发展，三相负荷不平衡现象日益突出。当三相负荷分布不对称时，除可能导致旋转电机转子发热损坏、继电保护误动作、大负荷相设备过负荷等危害外，还将引起配电网线损的严重增加，这种增加有时数倍于三相负荷对称分不断线损，同时对计算也会产生一定的影响。当前，国内外对配电网三相负荷分布不对称对线损影响的研究，有的用严格的对称分量法；有的只考虑数量的不对称，没有考虑角度的不对称。而在实际配电系统的运行过程中，三相负荷分配的不对称式不仅存在着数量的不对称，而且A,B,C三相之间的相角差也往往不是120度。这样三