【10kV配电网线损分析及计算方法选择分析案例5900字】

附录PAGE2510kV配电网线损分析及计算方法选择分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u1232310kV配电网线损分析及计算方法选择分析案例 142361.110kV配电网线损分类 1210801.1.1管理线路损失 1283701.1.2技术线路损失 148571.210kV配电网线损影响因素分析 272191.2.110kV配电网络设计不合理 2143781.2.2无功功率 2131261.2.3验电质量因素 2130851.3传统的主要的配电网理论线损计算方法 214151.3.1均方根电流法 2266651.3.2平均电流法 49151.3.3最大电流法 5134581.3.4等值电阻法 6287551.3.5潮流法 619251.3.6最大负荷损耗小时法 7323801.3.7模型法统计 7205131.410kV配电网线损研究方法的选择 8130661.5小结 8线损是指输配过程中产生的功率损耗。根据各级电源损耗的比例，10kV线路的电源损耗约占总损耗的27%，在各电压等级中占比相对较高。10千伏配电网络是城市电力系统的重要组成部分，对人民生活和各行各业都有重大影响。配电网线损对电力企业的生产技术，运行管理和经济效益影响深远，是电力企业的综合指标。线路损耗的管理水平不但对电力单位的经济利益有着很大的影响，并且在某些方面也表明了电力单位在管理上的水准。我们通过分析影响10kV配电网线损的若干主要因素，提出降低线损的措施。1.110kV配电网线损分类1.1.1管理线路损失管理线损的原因主要包括：漏电，窃电现象；配网10kV日常维护及运行中出现的问题；电能计量装置误差及误差不在合理范围内；输电线路安装不规范等。1.1.2技术线路损失技术方面的电能损失主要可以分为两个方面，即由固定测量产生的电能损失和非固定测量产生的电能损失。在10kV电力线路里，固定测量损耗包括全部电力设备在电能上的损失。变压器铜损以及铁损，线路在传输过程中产生的功率损失以及其空载电能损耗和有联系的无功补偿设备的损耗。非固定测量损耗通常包括由变压器线圈的电阻的通过电流时产生的电能损失和输电线路中电阻产生热量造成的消耗。固定测量损耗的特征为线损的容量是电力设备能够接受的电压值来确定的，而非固定测量损耗的特征为线损的容量大小与电力设备流经的电流绝对值在数学上是平方正相关的关系。1.210kV配电网线损影响因素分析1.2.110kV配电网络设计不合理因为配电网络在某段线路上的设计和整体布局的搭建上有不合适的地方，供电线路距离过长，线路阻抗随之增大，线路损耗呈指数增长。此外，电路中通电导线的横截面积以及变压器内部的容量过于小，10kV的输配电网上的不均匀分布等也能够导致配电网络电能的损失变大。如果配电网设计规划不合理，往往导致单辐射供电网与其他输配电分支的连接，电能传输线路太长，负荷供电的能力水平低下，从而使线路中电能的损失增大，供电的质量降低。1.2.2无功功率如果配电网络中无功功率的大小发生非常大的变动，将对线路中的电压产生很大的影响，波动电压会使电网中的固定测量产生损耗以及非固定测量产生损耗发生改变。假设在电路网络中不能对无功功率进行有用的补偿，就会导致无功不能满足需要，最终导致输配电网电压波动，增加线路损耗。1.2.3验电质量因素拿窃电来说明，由于社会的科学水平不断的进步，如今大部分窃电者会运用高水平的技术逃脱电能表的计数，从而以违反法律的形式侵占盗取电能，这样做不但会增大线损率的统计值。也能够对相关的电力企业造成很大的危害。如今，偷电的方式越来越隐蔽，手段越来越精良。由于窃电，10kV的配电系统经常会发生停电以及跳闸等现象，给配电线路的安全性和稳定性造成了很大的影响。1.3传统的主要的配电网理论线损计算方法1.3.1均方根电流法均方根电流法是基本的计算方法。均方根电流法的物理概念是，流过线路的电流产生的功率损耗相当于实际负载同时产生的功率损耗。该方法的基本思想是，通过导线的均方根电流产生的电量损失相当于所有用电负荷同时产生的电量损失。计算公式为：（4-1）公式里R是电力器件的电阻值，ΔΑ是这一段线路损失的电量(KWh)，Iijf是线路中的均方根电流，t是运行的时间。均方根电流Ijf的公式是：（4-2）公式里Ii是日负荷电流，Ijf表示均方根电流。若Pi，Qi，Ui为实测值，均方根电流Ijf是：（4-3）Qi是电力设施在一天中产生的无功功率(kvar)，Pi是电力设施在一天中产生的无功功率，Ijf是平均平方根电流，Ui是和Pi、Qi同时的线路电压值。计算功率损耗的式子是：（4-4）公式里Qi是电力设施在一天中产生的无功功率，Ui是与Pi、Qi同时的线路电压值，Pi是一天中通过电力设施的有功功率，t是设备运行的时间，R是组件的阻值。如果测量为电压，无功功率，有功功率，线路中均方根电流可以改写为：（4-5）Ari是代表日无功电量，Aai是代表日有功电量，Ui是与Aai、Ari同时的线路电压值。电量的损失计算公式是：（4-6）其中Ari是一天全部时间流经电力设施的无功电量(kvarh)，Aai是在一天的全部时间流经电力设施的有功电量(kWh)，Ui是和Pi、Qi同时的线路电压值，T是线路运行的时间，R是电力器件的电阻值。均方根电流法广泛应用于供电平衡和电网负载的峰谷差值小的情况。但是在现实生活的使用之中也有很多的限制。例如所选代表日之中的线损率的值与月度，季度，年度线损率的要求不同；如果需要计算支线和干线的均方根电流，只会采用代数加减负的方法，考虑不到负荷曲线的形态以及不相同的负荷功率因数的区别。均方电流法的最大优势是：计算方式简便，可以根据每天的负荷的电流或者有功功率，无功功率，电压，配变额定容量，参数等数据计算均方电流值，便于使用电脑进行计算。缺点是不一样的代表日选择会有不一样的结果，计算得到的结果和实际值相比存在很大的差异。因此，通过对均方根电流的进一步改进，形成了容量共享均方根电流法和功率共享均方根电流法两种方法。如果配网表装置配备齐全，每台配变均可计量用电量。适用于采用第二种方法根据配电变压器的实际功耗分配均方根电流。这避免了均方根电流根据额定容量分配的第一种情况。1.3.2平均电流法平均电流法也能够被称之为形状系数法，是一种由上述电流法和平均电流在数学上的的等效联系，在均方根电流法的基础上形成的损耗计算方式。平均电流法的物理概念为，流过线路的平均电流同时产生与实际负载相同的功率损耗。平均电流法的基础思路为电网中的平均电流同时消耗与所有电力负荷损失相同的电量。式中：（4-7）公式里ΔA是电路中能量的损失，R是电力器件的电阻值，t是传输线路运行的小时数，Iar是网络中的平均电流，K是形态系数。计算形状系数K的方式是：（4-8）其中Iif是所选日一天内通过电流的均方根的数值，Iar是在选定一天的时间内电流的的平均值。假设有无功，无功电量和电压值，公式也可以写成：（4-9）公式里Aa是选取的代表日里产生的有功电量，Ar选取的代表日里产生的无功，Uar是选定日的电压平均值。计算输电线路电量损失的式子是：（4-10）公式里Aa是流经电路器件等效电阻的有功电量加在一起的总和，Ar则是无功电量，R是电力器件的阻值，Uar是电路中电压的平均值，t是线路运转的小时数，形状系数k按负荷曲线f和最小负荷率进行计算。平均电流法的优点是在现实生活中可以获取准确的电量，在参数的获取上更加的方便，得出的数据相对来说比较正确，精确度很高。缺点是形状系数不易确定，没有测量记录的配电变压器计算误差较大。1.3.3最大电流法我们在生活中也可以把最大电流法叫做为损耗因子法，这种方法是由均方根电流法导出的功率损耗计算方法。其中应用了均方根电流与最大电流值在数学上的等效关系。它的物理概念为，流过线路的最大电流同时产生与实际负载相同的功率损耗。最大电流法的基础思路为电网中的最大电流消耗的电量与所有电力负荷在同一时间内的损失相同。式为：（4-11）公式里ΔA是在电能传输线路上消耗的功率，t是传输线路运行的小时数，Imax是通过传输线的最大电流，R是传输线电力器件的电阻值，F是传输线路的损耗因数。由下列公式可得F：（4-12）其中：Iif是所选取的代表日子的均方根电流，Iar在选取的那一天负载电流的平均值。损耗因数F的值与配电线路中中负载的大体构成情况，损耗的种类以及负荷曲线形状有较大的的差别，特别是负载率f，通过对大量数值的分析，我们可以得知损耗因子F与呈抛物线和直线之间的关系，即：（4-13）其中：β是与配电网中负荷的曲线及其特性有关的确定的数值，一般在0.1-0.4之间。计算损失因子F的方式有三种类型.一为采取数学中统计的方式来得到F(f)相近的公式，二为用理想中的负荷曲线的特点性质推导出F(f)，三为利用积分的方法积分的方式获得F(f)。关于第一种方式，国内的科学家以两条理想中负载曲线为极限情况，通过不断的探究发现了以下的公式：（4-14）其中，F为损失因数，f为负载率，β为常数。关于第二种方式，F损耗因子采用二项式进行近似计算。利用二项式，法曼·詹森得到（4-15）其中，F是输电线路损耗系数，f是负载率。1928年，美国布勒由二项式得：（4-16）其中，F是输电线路损耗系数，f是负载率。上世纪70年代，在沈阳被广泛使用：（4-17）其中，F是输电线路损耗系数，f是负载率。在20世纪70年代，在上海被广泛使用：（4-18）其中，F是输电线路损耗系数，f是负载率。用多项式可得：（4-19）其中，F是输电线路损耗系数，f是负载率。。最大电流法的优势是需求的数据量较少，只要有最大日电流以及损耗因数的数据就可以计算功率损耗，便于计算机编程计算。这种方法的缺点也比较明显缺点：损耗因数的获取比较困难，负荷曲线也不是完全相同的，配电线路的构成以及负荷特征不一样，得到的损耗因数也不同，这种状况下一般不能够使用。所以，当采用这种方法时，需要依据现实的状况算取损耗因数，计算精度低。1.3.4等值电阻法等值电阻法也是以均方根电流法作为它的基本运算。等值电阻法的物理概念为，在配电网络的源头，假设一个等值线电阻，线路出口总电流产生的电能损耗等于配电网络每一段中，分段的电流流经分段的电力器件电阻在电能上的消耗之和。等值电阻法在理论上来说是相对完整的的，与均方根电流法相比。它解决了很多均方根电流法解决不了的问题。在不采集运行数据的情况下，通过计算机编程容易计算功率损耗，只和电力变压器的额定容量和分段线电阻有关。它的缺点为：必须假定条件，这对结果的精准程度会有较大的影响。本文之后对此方法进行了深度的探究，在此不多赘述。1.3.5潮流法潮流法是传统线路损耗计算方法中精度最高的方式。配电线路潮流法的基础单元为馈线，推导配电线路的状态变量，即馈线上每一条母线上的有功值或者电压值是其最基础的。常规潮流方法包括损耗加法，方法，等效节点功率法，迭代法，PQ分解法，正向法等。随着电网结构的复杂性，电路节点的量非常大，采集全部的数据是非常困难的，所以传统的线损计算的方法已经不适合现在的状况了，需要对现有的方法进行改良，需要探索出一种新的潮流计算方式。改良后的潮流计算方式采用前推回代法，基于间隔算法的三相潮流计算法，改进迭代法以及匹配潮流法等等。新的计算方法需要进一步的研究和逐步的实际应用。由于牛顿一拉夫逊潮流算法几乎在所有配电线路中都着很好区间收敛性，所以，从理论上讲，该方法的精确程度相对较高。潮流法是已知电路中的功率大小，然后推算出电流以及电压，因此，如果知道配电线和变压器的损耗，以及电力变压器的空载时的能量损失，可以得到整个配电网的功率损耗。其中的某个时间段的功率损失计算可归因于每日能量损失计算。一天内线路电量损失的计算方式包含两个类型：（1）功率法，依凭每个小时发电机产生的电压的数值、电流通过负载时产生的有功以及无功的数值、网络顶部结构和电路器件的参数对潮流进行计算，得到每一个节点处的电压值，进而计算各个支路上产生的电能损失。增加分支所产生的损失相加就是整个网络的损失。在24小时内的损失之和即是一天的线路电能损失。（2）电量法，因为电能表的精确程度与功率表相比精准的多，所以如果可以用电量进行计算的话，获得结果的准确程度就会有很大的提高。它的基础思想是，把每天24小时中配电网络节点处的负荷依据对应的总功率转换成负荷以及分配的系数，然后把具有代表性的天数的产生的电量和对应的负载和分配系数相乘，得到24个小时里每一处节点上负载通过电流后产生的有功和无功，用潮流法对这些数据进行运算。其它的计算过程与功率法基本一致。在实际应用中，如果可以采集到一个月内详细的数据，则把一个月分为31×24=744个分开的时间段落，每一段再使用潮流方法运算一次，即选取得代表是整个月份，可以称之为一个完全的潮流计算方式。假如一个月内数据采集的不够充足，可使用具有代表日的潮流计算方式。潮流法的优势是为拥有较高的精确度，缺陷是必须采集到大量的足够多的数据，如果网络有太多的组件和节点，或者表格不完整，都会对运算结果造成较大的影响。1.3.6最大负荷损耗小时法这种线路损耗计算的的物理概念为，在一个计算周期T中，最大负载电流的功率耗损与时间T内负载电能的损耗相同。该算法可以综合考量配电线路设计中的很多主要因素，从而挑选出最适合，最具有经济性的方法。线损并不是它考虑的主要因素。因此，其缺陷是精度不高。1.3.7模型法统计统计模型法又称回归分析。该方式是取线损值中有代表性的那一部分和特征参数当做回归分析的案例，并在数学上建立方程。此方法可以在不计算线路损耗的情况下，如果电网的构成和运转过程中参数产生了改变，就可以快速计算线路损耗。这样可以尽量少用原始数据，达到一定的线损计算精度，并且回归方程可以清楚地指出损失减少的方向。1.410kV配电网线损研究方法的选择线路损耗计算的方式分为很多不同的类别，如平均电流法、等效电阻法和潮流算法等等。由于10kV配电台区多条支线的影响及配电变压器二次侧负荷波动，理论线路损