陶麗芬　劉淑瓊　曾祥勝

摘 要：電力系統(tǒng)線損主要表現(xiàn)在低壓配網(wǎng)部分，但35kV及以上復(fù)雜電網(wǎng)的線損理論計算，可用來進行代表日線損理論計算、全月線損估算和全年線損估算，又可用于線損預(yù)測，計算模型越精確的話，不僅考慮了電壓對變壓器空載損耗的影響，而且可計算輔助設(shè)備與電暈損耗，完全可滿足相關(guān)規(guī)定的要求。針對線損的計算，優(yōu)化負(fù)荷分配、提高電能質(zhì)量有很大的參考意義。

關(guān)鍵詞：線損；計算；預(yù)測；分析

中圖分類號：U665.12 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）23-0132-03

Abstract： The line loss of power system is mainly manifested in the low-voltage distribution network， but the theoretical calculation of line loss of 35 kV and above complex power network can be used for the theoretical calculation of representative day line loss， the estimation of full-month line loss and the estimation of annual line loss， and it can also be used for the prediction of line loss. If the calculation model is more accurate， not only the effect of voltage on transformer no-load loss is taken into account， but also auxiliary equipment and corona loss can be calculated， which can fully meet the requirements of relevant regulations. For the calculation of the line loss， it is of great reference significance to optimize the load distribution and improve the power quality.

Keywords： line loss； calculation； prediction； analysis

1 線損理論概述

線損理論計算是一項復(fù)雜的任務(wù)，特別是對于配電線路和低壓線路。由于支線數(shù)量多，負(fù)荷大，數(shù)據(jù)量大，情況復(fù)雜，這項任務(wù)更加困難。線損理論計算的方法很多，每種方法都有自己的特點和不同的精度。線損率是電氣中損失的電能（線損負(fù)載）的百分比網(wǎng)絡(luò)和提供給電網(wǎng)的電能（電源負(fù)載），線損率主要是用于評估電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。

2 線損計算的主要影響因素

計算線損在某一角度上是很復(fù)雜的。精確很難，目前最為準(zhǔn)確是前后裝表計量，前表減后表，差值即線損。我們在運行經(jīng)驗的角度上，廣義理論計算線損；（1）均方根電流法，（2）耗損因素法，（3）功率平均法。常見的理論計算線損公式；對稱負(fù)荷△P=（P2+Q2/U2）*R×10-3=（P2/U2*COSφ2）*R×10-3=3I2R。

3 計算方法介紹

代表日線損理論計算：

對于35kV及以上電網(wǎng)線損理論計算兩部分，第一部分對變壓器，線路，電抗器，電容器和主攝像機等在電網(wǎng)運行損耗計算中的調(diào)整，常見有兩種方法可以代表線路計算每日功率損耗：（1）冪律；（2）冪法則，但其本質(zhì)上原理都是采用均方根電流法，（1）電力法；（2）電量法是計算用的兩種方法可供選擇：下面分別介紹。

電力法：

（1）電力法

隨著電網(wǎng)調(diào)度自動化水平的提高，地區(qū)電網(wǎng)都具有SCADA功能，相應(yīng)具備24小時電網(wǎng)運行參數(shù)。為了最大限度反映電網(wǎng)發(fā)電出力及負(fù)荷曲線的變化對線損電量的影響，考慮代表日每小時內(nèi)負(fù)荷及發(fā)電出力基本不變，代表日損耗電量為：

式中：ΔAd-代表日線損電量（kWh）；n-電網(wǎng)線路及變壓器支路條數(shù)；k-電網(wǎng)變壓器臺數(shù)，以及其他并聯(lián)元件接地支路數(shù)；Rti-第j條支路t時電阻，不考慮溫度變化時，基本為常數(shù)（歐姆）；Gmj-第j臺變壓器鐵芯損耗或并聯(lián)電抗器、電容器的等值電導(dǎo)（西門）；Iti-第j條支路t時電流（安）；Vtj-第j個節(jié)點t時電壓（伏）；Iti、Vtj等運行參數(shù)通過潮流計算，用牛頓法求解節(jié)點及功率方程得到。

代表日線損率：ΔAd%=（ΔAd/Ad）×100%

（2）元件參數(shù)計算

線路：

在潮流計算中線路等值模型中電阻：

Rti=r0·l/n=？籽·l/（n ·s）

式中r0-導(dǎo)線每公里電阻 （Ω/km）。l-線路長度（km）。n-每相分裂導(dǎo)線數(shù)。ρ-導(dǎo)線的計算電阻率（Ω·mm2/km）。s-導(dǎo)線的標(biāo)稱截面（mm2）。

考慮溫度效應(yīng)時電阻Rti的計算公式如下：

Rti=R20[1+？琢×（Tpj-20）]（Ω）

式中：Tpj-代表日（或計算期）的平均氣溫（℃）；α-電阻溫度系數(shù)；R20-導(dǎo)線在20℃時的電阻值（Ω）。

由于正常情況下流過線路的均方根電流遠小于導(dǎo)線的持續(xù)允許電流，所以由于發(fā)熱使導(dǎo)線溫度升高導(dǎo)致的導(dǎo)線電阻增加的那部分電阻值很小，故在此忽略不計。

電抗：

X=x0·l=[0.1445·1g（Dgh/r ）+0.0157/n]·l（Ω）

式中：x0-線路每公里電抗；rdx-每相導(dǎo)線的等效半徑 （cm）；Dgh-三相導(dǎo)線的幾何均距（cm）。

Dgh=

DAB、DBC、DCA-三相導(dǎo)線之間的距離（cm）。

電納：

B=b0·l=[7.58lg（D /r ）]·10-6l（S）

kr=1- x0b0l2

式中，b0-線路每相每公里的電納 （S/km）。其他同電抗公式說明。當(dāng)線路電壓在35kV及以下時，B可忽略不計。若線路長度超過300公里，并在1000公里以內(nèi)時，R、X、B應(yīng)自乘一修正系數(shù)kr、kx、kb。

kx=1- （x0b0-r ）

kb=1+x0b0

4 電暈與調(diào)相機輔機損耗計算

電暈損耗計算方法：

在線損理論計算中，對于110kV以上電壓等級的架空輸電線路，還要計算電暈損失電量。電暈損失的大小，與地理環(huán)境、氣候條件有關(guān)，目前尚沒有精確的計算模型。本軟件中，我們利用有關(guān)實測曲線，采用二元四點插值法計算代表日的電暈損耗。

根據(jù)我國大部分地區(qū)的氣象條件，可把天氣條件劃分為以下四類：（1）冰雪天-包括霧淞、雨淞、濕雪、干雪天氣。（2）雨天-包括毛毛雨和各種雨強的天氣。（3）霧天-包括各種大小霧天、下霜天和結(jié)露天。（4）好天-除了以上三種天氣以外，都屬于好天。

電力部電科院及高壓研究所，根據(jù)導(dǎo)線放電的物理特點，以及在海子頭、清河兩個實驗站實測的數(shù)據(jù)，繪制了各種天氣情況下的電暈損耗功率ΔPc（千瓦）的計算曲線：

ΔPc/n∽（Em/δ，δ·r）

其中，r為每根導(dǎo)線計算半徑（cm），n為每相導(dǎo)線的分裂根數(shù)，δ為空氣的相對密度，Em為導(dǎo)線表面的最大電場強度（kV/cm）。軟件包中，在某種天氣的計算曲線上，選取一定數(shù)量的點，按格式（δ·rEm/δΔPc/n），存入數(shù)據(jù)文件中，四個天氣數(shù)據(jù)文件分別為：VERGOOD.DAT、VERFOG.DAT、VERRAIN.DAT、VERSNOW.DAT。為了得到較準(zhǔn)確的計算結(jié)果，對于每一種天氣都取了足夠數(shù)量的點。

二元四點插值法說明：

設(shè)給定矩形域上的n×m個結(jié)點在兩個方向上的坐標(biāo)分別為：

x0

相應(yīng)的函數(shù)值為：

zij=z（xi，yj） i=0，1···n-1；j=0，1···m-1

選取最靠近插值點（u，v）的16個結(jié)點，其在兩個方向上的坐標(biāo)分別為：

xp

然后用二元四點插值公式：

計算插值點（u，v）處的函數(shù)近似值。

線損計算時段T內(nèi)（以好天為例）架空線路每公里的電暈損耗計算步驟如下：

計算A相線路每公里的電暈損耗：

（1）求出空氣的相對密度δ及導(dǎo)線表面的最大電場強度Em。

δ=0.386P/（273+t）

式中，P為大氣壓（mm汞柱），t為平均氣溫（℃）。

對于單根導(dǎo)線的輸電線路：

Em=0.0147CU/r （kV/cm）

對于分裂導(dǎo)線的輸電線路：

Em=λ×0.0147CU/r （kV/cm）

式中：U-線路的實際運行電壓（kV）；C-各相導(dǎo)線的工作電容（pF/M）；λ-計算分裂導(dǎo)線表面最大電場強度的系數(shù)；當(dāng)分裂導(dǎo)線成正多邊形排列時：

λ=1+

其中a為分裂導(dǎo)線間的幾何均距（cm）。

計算線路各相導(dǎo)線的工作電容Ca、Cb、Cc：

三相換位架空輸電線路的平均電容Cav：

Cav= （pF/M）

式中，Dm為三相導(dǎo)線的幾何均距（單位：cm）。

req為每根導(dǎo)線的等效半徑（cm）。

req=（r×an-1）1/n

其中n、r及a的定義與上同。

對導(dǎo)線水平排列的三相線路，考慮大地和架空線路的影響后，在三相對稱運行時，邊相導(dǎo)線工作電容Ca≈1.03Cav，Ca=Cc，中相導(dǎo)線工作電容Cb≈1.1Cav，當(dāng)三相導(dǎo)線成對稱三角形排列時，每相導(dǎo)線工作電容可近似認(rèn)為相等，等于Cav。

然后求出δ·r和Em/δ的值。取u=δ·r，v=Em/δ。

（2）利用二元插值法求u=δ·r，v=Em/δ時的電暈損耗ΔPc/n從好天電暈損耗數(shù)據(jù)文件VERGOOD.DAT中按格式（δ·rEm/δΔPc/n）找出最接近（u，v）處的16個點，然后利用二元四點插值法求出ΔPci/n。

5 結(jié)束語

如何有效的去降低線損，如何有效去規(guī)劃電力設(shè)計，有效的去減少電網(wǎng)的運行成本，對電力網(wǎng)節(jié)能降損工作提出了更高的要求，降低線損有著很長遠的路要走，要盡可能的找到更多的好的辦法，好的途徑去解決。

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