唐明琪

（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院后勤總公司，四川 廣漢 618307）

準(zhǔn)確合理的理論線損計(jì)算是電力部門分析線損構(gòu)成、指定降損措施的有力工具。輸電線路和變壓器是電力網(wǎng)中重要元件，其損耗是電力網(wǎng)電能損耗的主要部分。因此，準(zhǔn)確計(jì)算出線路在實(shí)際運(yùn)行中的電能損耗有著重要的意義。

理論線損是基于出口負(fù)荷的算值（損耗率），主要包含輸電線路的損耗率和變壓器損耗率兩部分。理論線損在應(yīng)用中的問(wèn)題主要表現(xiàn)為混用損耗率和分?jǐn)偮?、以及?duì)專供線路重復(fù)收費(fèi)。損耗率表示線路或設(shè)備上所損失的電能占線路或設(shè)備首端輸出電能的百分?jǐn)?shù)；分?jǐn)偮时硎揪€路或設(shè)備上所損失的電能占線路或設(shè)備末端電能的百分?jǐn)?shù)。對(duì)在用戶側(cè)裝表計(jì)量再加收損耗電量的收費(fèi)方式，如果將輸電線路的損耗率用于線路末端表計(jì)電量分?jǐn)?，將?dǎo)致分?jǐn)偟膿p耗小于實(shí)際損耗，供電方少計(jì)了電量；如果將理論線損率用于線路末端表計(jì)電量來(lái)分?jǐn)倱p耗，則供電方重復(fù)計(jì)收了變壓器損耗電量，因末端表計(jì)電量已含變壓器損耗電量。以上關(guān)系如圖1所示。

圖1

例如某供電局計(jì)算的理論損耗率情況為變壓器損耗率1.1648%、輸電線路損耗率3.48%，總線損率為4.6482%（即1.1648%+3.48%）。在對(duì)用戶收費(fèi)時(shí)就出現(xiàn)了以上兩個(gè)錯(cuò)誤：先是將4.64%用于線路末端分?jǐn)倱p耗，顯然重復(fù)收了變壓器損耗，犯了重復(fù)收費(fèi)的錯(cuò)誤；后來(lái)糾正為用3.48%分?jǐn)偰┒藫p耗，又犯了少收電量的錯(cuò)誤，最后才改為了3.6%的正確分?jǐn)?。這種很明顯的常識(shí)性錯(cuò)誤在該單位就存在了幾十年，因此也是值得同行借鑒和反思的。

目前，基于電源端出口負(fù)荷的理論線損的各種算法都有一定的局限性[1]，而基于電源末端負(fù)荷的算法研究幾乎是空白。對(duì)用戶來(lái)講，電表安裝在線路首端不需要計(jì)算損耗，只有當(dāng)電表安裝在線路末端或變壓器的低壓側(cè)時(shí)，為了分?jǐn)偩€路或變壓器的損耗才需要計(jì)算損耗率。但現(xiàn)實(shí)情況是，末端用戶即用電環(huán)節(jié)較發(fā)電、供電環(huán)節(jié)缺乏專業(yè)技術(shù)人員，不少用戶對(duì)損耗的計(jì)算不是很懂也不夠重視，對(duì)付費(fèi)發(fā)票中的損耗疑問(wèn)不了了之，造成的較大經(jīng)濟(jì)損失難以彌補(bǔ)。如上述單位線損率長(zhǎng)期以來(lái)高于4.64%，截止2007年由4.64%糾正為3.6%后，每年節(jié)約經(jīng)費(fèi)約16 萬(wàn)元，這顯然不是筆小數(shù)目。過(guò)去的經(jīng)濟(jì)損失已成歷史，要消除供電行業(yè)吃網(wǎng)損的現(xiàn)象存在一定難度。

為了解決理論損耗率用于線路末端分?jǐn)倱p耗存在的問(wèn)題以及用戶核算損耗的困難，需要找到一種對(duì)用電環(huán)節(jié)大眾化的簡(jiǎn)單快速準(zhǔn)確的算法。目前公式法是最準(zhǔn)確的，公式法適用于專用供電線路的損耗電量計(jì)算。本文以10kV 專用供電線路作為研究對(duì)象，介紹用倒推法把基于高壓側(cè)的公式法應(yīng)用于基于低壓側(cè)計(jì)算損耗電量的演變過(guò)程、以及“線損自動(dòng)計(jì)算模塊”和“線損動(dòng)態(tài)管理模塊”的建立方法；闡述了公式法的具體應(yīng)用、以及在公式法的基礎(chǔ)上建立的“線損動(dòng)態(tài)管理模塊”對(duì)實(shí)際工作的指導(dǎo)意義。

1 線路損耗的科學(xué)算例

1.1 利用公式法（基于線路首端出口電量求損耗）

算例：已知一條10kV 線路，導(dǎo)線為L(zhǎng)J-70，P= 400kW，COS=0.8，L=2km，求：每小時(shí)的⊿W以及損耗率和分?jǐn)偮省?/p>

1）求線路損失電量⊿W

解：查功率損失系數(shù)表得

⊿PO=7.20kW/千千瓦2.km，⊿P=⊿PO*P2*L= 7.20*0.42*20=23.04kW，則每小時(shí)電能損失：⊿W= ⊿P*t=23*1=23.04 kW·h。

2）求損耗率和分?jǐn)偮?/p>

損耗率：線路首端輸入的每度電量在20km 的線路上消耗電量為23.04/400=0.0576，即損耗率5.76%。

分?jǐn)偮剩壕€路末端每度電量應(yīng)分?jǐn)倱p耗電量為0.0576/(1-0.0576)=0.0611 或23.04（/400-400*5.76%）=0.0611，即分?jǐn)偮蕿?.11%。

1.2 錯(cuò)誤算法（基于線路尾端表計(jì)電量求損耗）

算例：已知一條10kV 線路，導(dǎo)線為L(zhǎng)J-70，線路末端負(fù)荷P=377kW，COSθ=0.8，L=20km，求：每小時(shí)的⊿W以及損耗率和分?jǐn)偮省?/p>

1）求線路損失電量⊿W

解：查功率損失系數(shù)表得：

⊿PO=7.20 千瓦/千千瓦2.km，⊿P=⊿PO*P2*L= 7.20*0.3772*20=23kW，則每小時(shí)電能損失：⊿W= ⊿P*t=23*1=20.47kW·h。

2）求損耗率和分?jǐn)偮?/p>

損耗率：每度電量在20km 的線路上消耗電量為20.47/(20.47+377)=0.052，即損耗率5.2%。

分?jǐn)偮剩壕€路末端每度電量應(yīng)分?jǐn)倱p耗電量為20.47/377=0.054，即分?jǐn)偮蕿?.2%。

結(jié)論：與例一的計(jì)算結(jié)果不相等，這樣的計(jì)算是錯(cuò)誤的。造成錯(cuò)誤的原因是將線路末端電量帶入公式計(jì)算了。

1.3 倒推法（基于線路尾端表計(jì)電量求損耗）

上例的正確算法可用公式法倒推求解損耗，算法如下。

解：設(shè)線路的損失功率為XkW，則線路首端功率為（377+X）kW。

查功率損失系數(shù)表：⊿PO=7.20kW/千千瓦2.km，則

⊿P=⊿PO*P2*L=7.20*[(377+X)/1000]2*20=X

解該方程：7.20*(377+X)2/10002*20=X

X2+2*377X+3772=(X*10002)/(20*7.2)

X2+[2*377-10002/(20*7.2)]X+3772=0

X2-6190.4444X+142129=0

得X1=6167(不合實(shí)際舍去），X2=23.04

2 算例分析和應(yīng)用

上述三例的實(shí)際意義：如果供電方以出口負(fù)荷電流測(cè)算線路損耗率，則應(yīng)先換算為分?jǐn)偮?，用分?jǐn)偮蕦?duì)線路末端各用電負(fù)荷進(jìn)行損耗電量的分?jǐn)?。例如某供電局按出口?fù)荷電流測(cè)算5.3km 輸電線路的損耗率為3.48%，如果用3.48%對(duì)線路末端表計(jì)電量分?jǐn)倱p耗則是錯(cuò)誤的；應(yīng)先將損耗率換算到分?jǐn)偮?.6%，按3.6%分?jǐn)倱p耗量才是正確的。這個(gè)錯(cuò)誤就相當(dāng)于例二將線路末端負(fù)荷帶入公式來(lái)計(jì)算損耗的錯(cuò)誤。

在供電局計(jì)收用戶電量的實(shí)際工作中，更具有實(shí)際應(yīng)用的是例三。因?yàn)槿绻姳戆惭b在線路首端則不需要計(jì)算損耗，而大多情況是在用戶側(cè)安裝電表并分?jǐn)偩€路損耗，所以作為用戶應(yīng)按例三的倒推法來(lái)核算線路損耗才是正確的。

3 兩種公式法的應(yīng)用

3.1 用“excel”建立線損自動(dòng)計(jì)算模塊

將算例一的公式⊿w=⊿PO*P2*L*T和廣泛使用的均方根電流計(jì)算線路損耗電量的公式⊿w=n*I2jfg*R*T*10-3，編入“Excel”，利用常用的“Excel”的自動(dòng)計(jì)算功能完成線路損耗的復(fù)雜計(jì)算，表現(xiàn)形式見(jiàn)下面公式法一和公式法二兩個(gè)自動(dòng)計(jì)算模塊。

公式法一如圖2所示。

圖2

該表反應(yīng)了上面1.1 的算例計(jì)算：只需要輸入左面的3 個(gè)已知參數(shù)（送電功率、線路長(zhǎng)度L 和功率損失系數(shù)⊿PO），便可自動(dòng)求得損耗電量、線損率和分?jǐn)偮省?/p>

公式法二如圖3所示。

圖3

該模塊編入的公式有：⊿w=n*I2jfg*R*T*10-3和R=p*L/S。其中

該表反應(yīng)的是線路首端24h 出口電流（小時(shí)電流值/每小時(shí)）的計(jì)算情況。實(shí)測(cè)的24h 出口電流值如圖4所示。

圖4

3.2 兩種公式法的比較

則平均每小時(shí)出口負(fù)荷=1333.33kw，再用公式法一計(jì)算損耗，見(jiàn)表2。

結(jié)論：針對(duì)同一實(shí)例，兩種算法的損耗率分別為3.48%和3.52%、分?jǐn)偮史謩e為3.60%和3.65%，忽略小數(shù)點(diǎn)的計(jì)算誤差，兩種算法的結(jié)果是一致的。

表1

表2

3.3 公式法的應(yīng)用

1）發(fā)票復(fù)核

方法一：用算例1.3 的倒推法對(duì)基于線路末端表計(jì)電量分?jǐn)倱p耗電量進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與發(fā)票中的理論線損值進(jìn)行比較。解方程的復(fù)雜計(jì)算可編程由電腦完成。

方法二：將表計(jì)電量加上發(fā)票中的損耗電量，再用算例1.1 的公式法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果應(yīng)基本等于發(fā)票中的損耗電量，如上例送電功率為1333.33kW，實(shí)際是末端表計(jì)電量1286.41 與分?jǐn)偟膿p耗46.92 之和。復(fù)核的快速計(jì)算只需利用公式法一的“Excel”自動(dòng)計(jì)算模塊便可實(shí)現(xiàn)。

2）損耗動(dòng)態(tài)管理

隨著供電線路改道和截面的改變，線路的參量和損耗將發(fā)生變化。用公式法一或公式法二的自動(dòng)計(jì)算模塊建立“損耗動(dòng)態(tài)管理模塊”，便可實(shí)現(xiàn)線路損耗情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和日常管理。例如對(duì)上面實(shí)測(cè)例子，日均方根電流 80A、日負(fù)荷或日均負(fù)荷32000 度，對(duì)不同截面或線芯的損耗情況，用公式法一可建立如下?lián)p耗動(dòng)態(tài)計(jì)算管理表。

損耗動(dòng)態(tài)計(jì)算管理表，見(jiàn)表3。

表3

表中清楚反應(yīng)了當(dāng)線路長(zhǎng)度、線芯和截面變化時(shí)，損耗也隨之改變的情況。如果用電單位建立了這樣的損耗動(dòng)態(tài)管理模塊，一是當(dāng)線路發(fā)生改變后，可及時(shí)報(bào)告供電方調(diào)整損耗率或分?jǐn)偮?，做到合理?jì)量和正確收費(fèi)；二是在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際損耗值遠(yuǎn)大于計(jì)算值時(shí)，可提前檢查是否有偷電或漏電現(xiàn)象，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，減少經(jīng)濟(jì)損失和保證用電安全。

4 結(jié)論

本文針對(duì)電力系統(tǒng)中傳統(tǒng)的基于電源端出口負(fù) 荷計(jì)算的理論損耗率用于電源末端用戶分?jǐn)倱p耗存在的問(wèn)題，以及用戶核算損耗的困難，對(duì)10kV 輸電線路的損耗算法進(jìn)行了研究。用倒推法把基于首端的公式法應(yīng)用于基于線路末端表計(jì)電量來(lái)計(jì)算線路的損耗電量。面對(duì)繁瑣的公式計(jì)算，利用現(xiàn)代辦公軟件“Excel”的自動(dòng)計(jì)算功能建立“線損自動(dòng)計(jì)算模塊”，便能對(duì)損耗進(jìn)行簡(jiǎn)單核算和動(dòng)態(tài)管理。隨著辦公現(xiàn)代化的普及，論文的簡(jiǎn)單算法對(duì)廣大用電戶復(fù)核和管理?yè)p耗將有一定的幫助作用，對(duì)電力系統(tǒng)降低損耗、提高電能質(zhì)量，做到公平、合理、經(jīng)濟(jì)的用電也具有一定意義。

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