供电系统供电损耗的计算.doc

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供电系统供电损耗的计算

（一）前言

供电系统供电损耗的计算范围:

1、代表日供电量的计算。

2、包括下列各元件中损耗电能量的计算，一般为：

（1）线路损耗；a.供电线路；b.电力电缆线路；c.电力电容器；

（2）配电线路损耗.（3）低压线路损耗；（4）接户线损耗；（5）变压器损耗；a.变电所的主变压器（降压主变器）；b.配电所配电变压器；c.配电变压器的代表日的损失等。

（二）线路损耗电量计算

1．供电线路损耗

当电流通过三相供电线路时，在线路导线电阻上的功率损耗为：

（1－1）

式中I——线路的相电流（安）；

R－—线路每相导线的电阻（欧）

若通过线路的电流是恒定的不变的。

（1－1）式的功率损耗乘上通过电流的时间就是电能损耗（损耗电量）。

由于通过线路的电流经常变化，要算出某一时段（一个代表日）内线路电阻中的损耗电量，必须掌握电流随时间变化的规律。

在以实测负荷电流为基础的代表日线路损耗电量的计算中，一般每小时记录一次电流值，近似地认为每小时内电流不变，则全日24小时线路电阻中的损耗电量△W为：

（1—2）

式中I1、I2、……I24——代表日每小时的电流（安）；

——代表日均方根电流（安）。

（1—3）

如果测得的负荷的数据是有功功率和无功功率，则因

所以，（1—4）

式中P、Q——每小时的有功功率和无功功率（千瓦、千乏）；

U——每小时对应的电压（千伏）。

当导线的材料和截面一定时，（1—2）式中线路每相导线的电阻值R与导线的温度有关，而导线温度是由通过导线的负荷电流及周围空气温度决定的。

考虑这个因素，可认为导线电阻由三个分量组成：

1）.基本恒定分量R20——它是线路每相导线在20摄氏度时的电阻值。

这个电阻值可根据线路所用导线的型号从产品目录或有关手册中查出。

2）当电流通过导线时，由于导线发热，使导线温度升高，因而使导线电阻增加的部分电阻值：

（1—5）

式中——导线电阻的温度系数，对铜，铝及钢芯铝线，一般取=0.004；

Tyx——线路导线最高允许温度，一般取70摄氏度；

Iyx——周围空气温度为20摄氏度时，导线达到最高允许温度时所通过的持续电流，此值可查阅有关手册。

如果给出的是相当于空气温度为25摄氏度时的持续允许电流，，则可乘上修正系数R，换算成空气温度为20摄氏度时的持续允许电流。

修正系数为：

将、Tyx值代入（1—5）式，得出：

（1—6）

3）当周围空气温度不是20摄氏度时，导线电阻变化的那部分数值为：

（1—7）

式中Ta——代表日的平均空气温度（摄氏度）。

因此，供电线路在代表日的损耗电量可写成：

（1—8）

或（1—9）

2.电力电缆线路损耗

电缆线路的电能损耗由导体电阻损耗、介质损耗、铅包损耗和钢铠损耗四部分所组成。

因为电缆的铅包、钢带及钢丝铠装中的涡流损耗，敷设方法、土壤或水底温度以及集（肌）肤效应和邻近效应等对电缆的可变电能损耗、都有影响，所以要精确计算电缆线路的电能损耗是很复杂的。

在一般情况下，介质损耗约为导体电阻损耗的1～3%，铅包损耗约为1.5%，钢铠损耗在三芯电缆中，如导线截面不大于1852㎜（平方毫米），可忽略不计。

电力电缆的电阻损耗，一般根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算：

（1—10）

式中r0——电力电缆线路每相导体单位长度的电阻值（欧/千米）；

L——电力电缆线路长度（千米）。

3.电力电容器损耗

电力电容器损耗，主要是介质损耗，可根据制造厂提供的绝缘介质损失角δ的正切值来计算。

我国生产的电力电容器，介质损失角δ的正切值可取0.004，则电能损耗为：

（1—11）

式中——电力电容器的容量（千乏）。

（三）配电线路损耗电量计算

从企业总降压变电所到车间配电所的6～10千伏配电线路，它们的导线截面、长度以及沿线的配电变压器容量是有差别的。

在变电所的各线上一般都装有电流表，但由于各配电变压器的负荷功率因数不同，所以线路分段中的电流不是代数和差关系，而是向量和差关系。

这些多变的因素，给准确计算配电线路的损耗带来很大困难。

为了掌握线损，可用简化的方法。

其计算步骤如下：

1、确定线路分段中的电阻值

按图1—1所示的配电线路接线图，并根据本节例题，确定分段后，由各中分段导线的长度和型号算出它们的电阻值。

并画出图1—2的计算线损用单线图，

2、实测线路代表日的负荷

根据实测负荷的记录，确定线路出口的最大电流Imax、平均电流Ipj、均方根电流Ijf、负荷率Kfz及损失因数F。

3．确定线路上各负荷点的计算用最大电流

如果各负荷点为专用或共用配电变压器都有负荷电流的实测记录，则可以找出它们各自的最大电流。

但是，线路始端的最大电流不是这些最大电流的代数和，它们之间的比值为同时率KΦ：

（1—16）

式中Imax——线路始端的实测最大电流；

Imax.k——第K个负荷点的实测最大电流；

n——线路上的负荷点数。

一般KΦ≤1。

各负荷点的计算用最大电流I1max.k可按下式算出：

（1—17）

如果各专用或共用配电变压器没有实测的电流记录，则可用如下方法和步骤推算各负荷点的计算用最大电流。

1）对专用变压器，可以参照过去的用电记录，以全月电量（千瓦小时）和平均功率因数COSΦ，推算出平均负荷电流Ipj.k

（1—18）

式中U——变压器高压侧平均电压（伏）；

W——全月用电铃电量（千瓦小时）；

T——全月实用的小时数。

2）假设各专用变压器的负荷率与全线路的负荷率相同，则按下式算出各专用变压器的计算用最大电流。

（1—19）

3）把线路始端的最大电流减去各专用变压器的计算用最大电流，剩下的电流按各共用配电变压器的容量比例分配，可确定各共用配电变压器的计算用最大电流。

4）把以上计算结果标明在计算线损用的单线图上。

4．确定线路各分段中的计算用的最大电流

有了各负荷点的计算用最大电流，就可利用计算线损的单线图，从线路始端开始依次减去各分段中的计算用最大电流，或从各分支线路的末端开始，用加法依次算出各分段中的计算用最大电流。

5．确定线路的等值电阻和代表日的损耗电量

线路的等值电阻Raz可按下式确定：

（1—20）

式中I′max.n——线路第n分段中的计算用最大电流；

Rn——线路第n分段的电阻；

M——线路的总分段数。

求得线路的等值电阻后，按下式计算线路在代表日的损耗电量（△W）为：

（1—21）

或（1—22）

（四）低压线路损耗电量计算

在企业供电系统中，低压线路较多，负荷电流较大，线路损耗不能忽视。

但是，低压线路错综复杂，分布面广，往往缺乏完整、准确的线路参数和负荷资料。

所以，要精确的计算低压线路的总损耗电量更困难，一般采用近似的计算法。

按每台配电变压器的低压线路，逐抬进行计算。

每台配电变压器低压侧出口的最大电流，可用配电变压器的计算用最大电流乘以变压器的变比。

对一台配电变压器的低压线路来说，影响损耗电量的因素很多，如：

1）一般配电变压器的容量越大，低压线路的供电路数也越多。

如果低压线路的供电路数为N，则低压线路每一路始端的最大电流平均值为。

2）低压线路每一路始端的最大电流并不相等，因此，在计算低压线路的损耗电量时，需要乘以修正系数K1。

3）低压线路的接线方式对损耗也有影响。

如单相两线制线路，相线和中性线的截面一般相同，电流也相等，单相线路的损耗电量是一根导线损耗电量的2倍。

如果是三相四线制，则中性线截面比相线截面小，电流也小，线路的损耗电量约为一根相线损耗电量的3.5倍。

4）低压线路的损耗电量又与各低压线路的负荷分布有关。

如果按每一路平均的始端电流和每一路的线路电阻计算损耗电量时，还应加以修正，即乘以修正系数K2。

修正系数K1和K2，可以根据平时对各种容量配电变压器的低压线路进行实测的负荷数据，通过计算来确定。

（1--23）

式中Kbp——配电变压器各供电的低压线路电流实测数据所确定的不平衡系数

其中、及是配电变压器各供电低压线路始端电流的最大值、最小值和平均值。

修正系数K2一般可取0.3～0.5。

当低压线路始端线段上的负荷较末端线段上的负荷为重时，取0.3；反之，取0.5。

由上所述，一台配电变压器所属低压线路的日损耗电量△W为：

（1--24）

式中M——决定了低压线路接线方式的常数，对单相两线制，M=2，对三相四线制，M=3.5；

N——低压线路的供电路数；

——配电变压器低压侧的计算用最大电流；

——配电变压器低压线路每相导线总电阻（按低压线路各分段的长度和导线电阻算出的总电阻）的平均值；

K1——各供电线路始端电流不等的修正系数；

K2——各个供电线路上负荷不均匀分布的修正系数；

F——配电变压器低压线路的损失因数，根据实测负荷数据确定。

求得各台配电变压器所属低压线路的日损耗电量后，就可以算出全部低压线路的日损耗电量。

（五）接户线损耗电量计算

接户线是从用户电度表开始值户外支线第一棵电杆为止的引入线。

接户线的损耗电量占电网总线损失电量很小一部分（通常小于1%），所以可粗略计算。

接户线的损耗电量和所用的导线型号、长度及通过的电流有关。

为了简化计算，往往把接户线分成单相两线和三相四线两类，通过各类接户线的典型实测、计算和统计，可得出每百米或每公里接户线单位长度的平均损耗电量。

例如每一百米单线长的接户线，平均每月损耗电量为0.5～1千瓦小时。

利用这个典型数据和接户线单线总长度的统计资料，即可推算出接户线的总损耗电量。

上述配电线路、低压线路及接户线的线损电量计算，对于农业供电系统基本上适用。

（七）结束语

就线损管理而言我认为：

实施节能降损措施首先从准确计算出各系统供电损耗方面入手、以实际测算出的数据与行业标准对比后进行改善、更新、调整，才是供电企业经营管理中的重点，使系统运行更加科学合理、达到预期节能效果，真正实现节能降耗向管理要效益、建立节约高效企业的有效途径。

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