毕业设计---电网线损分析及降损措施的研究

毕业设计---电网线损分析及降损措施的研究内容摘要：

方面的因素造成的电能流失等等。 线损是电能在电力网传 输 、分配过程中客观存在的物理现象。 线损的定义 在电力网传输和分配过程中产生的功率损失和电能损失统称为线路损失，简称线损或网损。 线损的种类 线损的种类可分为统计线损、理论线损、管理线损和定额线损。 统计线损也叫实际线损，是根据电能表的抄见电量计算出来的，即供电量和售电量两者之间的差值，它是各级电力部门考核线损完成情况的唯一依据。 理论线损是依据电网的结构参数 (导线的规格型号、长度；设备的额定容量等 )和运行参数（电压、电流、电量等）从理论计算中得出的损耗电量。 管理线损是由于管理方面的因素而产生的损耗电量，它等于统计线损（实际线损）与理论线损的差值。 定额线损也叫目标线损，是根据电网实际损失，结合下一考核期内电网结构和负荷变化及降损措施安排所制定的线损指标，是须经过努力才能争取和达到的目标。 线损率 线损率是指线损电量占供电量的百分数，线损率一般分为理论线损率和实际线损率两类。 其计算公式如下：  = 1 0 0 % 1 0 0 %  可 变 损 耗 固 定 损 耗理 论 线 损 电 量理 论 线 损 率 供 电 量 供 电 量石家庄铁道学院四方学院毕业设计 4  = 1 0 0 % 1 0 0 %  供 电 量 售 电 量实 际 线 损 电 量实 际 线 损 率 供 电 量 供 电 量 线损率是电力 行业一项重要的经济技术指标，降低线损率是贯彻节约用电的方针政策，实现经济运行，提高经济效益的主要途径。 线损产生的原因 电能在传输过程中产生损耗的原因有以下几方面： (1)电阻作用 线路的导线、变压器、电动机的绕组，都是铜或铝材料的导体，当电流通过时，对电流呈现一种阻力，此阻力称为导体的电阻。 电能在电力网传输中，必须克服导体的电阻，从而产生了电能损耗，这一损耗见之于导体发热。 由于这种损耗是由导体的电阻引起的，所以称为电阻损耗，它能与电流的平方成正比，用式子Δ P=I2R 表示。 电阻损耗随导体中电流的大小 变化而变化，故又称为可变损耗。 变压器，电动机等绕组中的损耗，又习惯称之为铜损。 (2)磁场作用 变压器需要建立并维持交变磁场，才能升压和降压。 电动机需要建立并维持旋转磁场，才能运转而带动生产机械做功。 电流在电气设备中建立磁场的过程，也就是电磁转换过程。 在这一过程中，由于交变磁场的作用，在电器设备的铁芯中产生了磁滞和涡流，使铁芯发热，从而产生了电能损耗。 由于这种损耗是在电磁转换过程中产生的，所以称之为励磁损耗，它造成铁芯发热，通常又称为铁损。 励磁损耗与电气设备通过的电流大小无关，而与接入电器设备的电网电压有关 ，当电网电压一定时，这种损耗为固定值，故又把励磁损耗称为固定损耗。 (3)管理方面的原因 由于供用电管理部门和有关人员管理不够严格，出现漏洞，造成用户违章用电和窃电，电网元件漏电，电能计量装置误差以及抄表人员漏抄、错抄等而引起的电能损失，由于这种损耗无一定规律，又不易测算，故称为不明损耗。 不明损耗是在供电营业过程中产生的，所以又称为营业损耗。 (4)其他原因。 如 110kV及以上输电线导线因电晕放电产生的电晕损耗等。 线损的构成与分类 综上所述，线损分为可变损耗、固定损耗和不明损耗三类，其构成分类情 况石家庄铁道学院四方学院毕业设计 5 见表 21 表 21 线损的构成与分类 项目 分类 构成 电能总损耗 （实际线损、 统计线损） 理论线损 （技术线损 可变损耗 (1)线路导线中的电能损耗。 (2)变压器、电动机绕组中的损耗（铜损）。 (3)电能表电流线圈中的损耗。 管理线损 （营业损失） 不明损耗 (1)用户违章用电和窃电损失。 (2)电网漏电损失。 (3)超表的错抄、漏抄损失。 (4)电能计量装置误差损失。 固定损耗 (1)变压器铁损耗（空载损耗）。 (2)线路导线电晕损耗。 (3)电容器的介质损耗。 (4)电能表电压 线圈和铁芯中的损耗。 农村配电网线损的构成比例 线损的构成比例，就是指各种损耗在总损耗中所占的百分数，如理论线损、管理线损在总损耗中所占的百分数；可变损耗、固定损耗、不明损耗在总损耗中所占的百分数等。 由于电网中各种损耗是随着电网结构状况、负荷变化情况、电网运行状况，以及管理单位和个人的经营管理水平、技术管理水平、降损措施的执行情况等不同而不同的，所以线损的构成比例不是固定不变的，也就是说，单位之间、村与村之间、月份（或季度、年度）之间的线损比例是各不相同的。 在农村配电网中，由于多数配电变压器负荷 率较低，变压器的铁损所占的比重较大，根据一些单位对电网线路而言，理论线损的构成比例如表 22所示。 表 22 农村配电网理论线损构成比例参考表 配电网理论线损（ kWh） 构成比例（ %） 总理论线损电量： (1)线路导线线损 (2)变压器铜损 (3)变压器铁损 100 15~20 平均为 18左右 10~15 平均为 12左右 55~85 平均为 70左右 从表 22可以看出，在目前的农村配电网中，配电变压器铁损所占比重较大，是配电网线损的主要组成部分，也是降损的主攻方向。 石家庄铁道学院四方学院毕业设计 6 第 3 章 电网理论线损计算 理论线损计算的方法 最大负荷电流最大负荷损耗时间法 计算公式为 233 t 10 ( )z d dzA I R k W h    31 式中 zdI —— 线路首段最大负荷电流， A； t —— 最大负荷损耗时间， h； dzR —— 线路总等值电阻， 。 这种方法有两种原因造成精确度较低： (1)最大负荷电流取自于电流表读数，而电流表属于瞬时值指示仪表，准确级别低，且很 少作定期校验；再者最大负荷电流不一定恰好出现在 抄表那一瞬间，有可能提前或错后，因此，最大负荷电流与实际负荷电流误差较大。 (2)最大负荷损耗时间本身就是一个大概值。 适用场合：鉴于上述原因，由于这种方法精确度较低，因此适用于电网规划场合。 最大负荷电流损失因数法 计算公式为 233 10 ( )zd dzA I FR T k W h    32 式中 zdI 、 dzR —— 同式（ 31）。 F —— 损失因数。 T —— 电网运行时间， h。 适用场合：由于损失因数是在对当地负荷进行取样测算、综合分析得到的数值，适用于 35kV及以上电网的理论线损计算。 均方根电流法（代表日负荷电流法） 计算公式为 石家庄铁道学院四方学院毕业设计 7 233 10 ( )jf d zA I R T k W h    33 式中 jfI —— 均方根电流，其中 24 22 2 2 22 1 2 3 24 1jf+? +I24 24nII I I I   34 24 22 1jfI 24nI   35 dzR 、 T —— 同式（ 32） 适用场合：由于均方根电流取值于电流表，而电流表存在方法 1 所述不足之处，同时，在索取电流值时，为方便起见，一般都是运用预先选定的几个代表日的电流值计算确定均方根电流值。 所以这种方法适用于供用电较为均衡、日负荷曲线较为平坦（峰谷差较小）的电网的理论线损计算。 平均电流负荷曲线形状系数法 计算公式为 233 10 ( )p j d zA I KR T k W h    3 6  式中 pjI —— 线路首段平均负荷电流， A； K —— 负荷曲线形状系数； dzR 、 T —— 同式（ 32） 适用场合：当取值于电流表时（按选定的代表日负荷电流进行计算），适用场合同式（ 33）。 电量法 计算公式为    22 2 32 10dzPQpjKRA A A k W hUT      3 7  式中 PA —— 线路有功供电量， kWh； QA —— 线路无功供电量， kvarh； 石家庄铁道学院四方学院毕业设计 8 pjU —— 线路平均运行电压，可用额定电压代之， pj eUU (kV)； dzR 、 T —— 同式（ 32） 适用场合：由于此方法中的有功供电量和无功供电量取值于电能表，电能表属于指示累计仪表，准确级别比电流表高，且要求定期校验，加之抄表时很少发生估抄现象，所以这种方法简便易行，精确度较高，适用于农村配电网的理论线损计算。 输电线路理论损耗计算 三相输电线路理论线损计算 有功功率损耗的计算 总的有功功率损耗 233 10 ( )P I R k W    38 式中 I —— 流过输电线路一相的电流， A； R —— 线路一相的电阻， 。 无功功率损耗的计算 总的无功功率损耗 v a r )(103 32 kXIQ   93 式中 I —— 流过输电线路一相的电流， A； X —— 线路一相的电抗， 。 10（ 6） kV线路理论线损计算 由于 10（ 6） kV 线路配电线路的线路长，负荷点多，分支线多，配电变压器台数多，导线和变压器型号、容量不统一，运行资料不齐全，因此 10（ 6） kV配电线路的理论线损计算比 35kV及以上线路的理论线损计算复杂得多。 目前，变电站的 10（ 6） kV线路出口处（线路首端）都装有有功电能表和无功电能表，每月都要抄取有 功电量和无功电量。 因此，采用电量法计算理论线损是一种简便易行，精确度较高的适用方法。 10（ 6） kV 线路理论线损计算方法 (1)线路可变损耗    22 2 310k b P g Q gpjKRA A A k W hUT      3 10  石家庄铁道学院四方学院毕业设计 9 (2)线路固定损耗  31 10mg d o iiA P T k W h     3 11 (3)线路总损耗  k b g dA A A k W h      3 12  (4)线路理论线损率 % 1 0 0 % 1 0 0 %k b g dLP g P gAAAA AA         3 13  (5)线路最佳理论线损率 312 1 0% 1 0 0 %c o s mz j d o iieKA R PU        3 14  (6)线路中固定损耗所占百分比 % 1 0 0 % 1 0 0 %g d g dgdg d k bAAA A A A         315 (7)线路经济负荷电流 )(3 21 ARKPIdmioijj   3 16  (8)线路上配电变压器综合经济负载率 11% 1 0 0 %moieij mdeiiPURKS  3 17  以上各式中 PgA 、 QGA —— 线路首端有功供电量， kWh；无功供电量， kvar； K —— 线路负荷曲线形状系数； dR —— 线路总等值电阻，  ； pjU —— 线路平均运行电压， kV； T —— 线路在线损测算月份的实际运行时间， h； oiP —— 线路上投运的每台变压器的空载损耗， W； 1mi—— 求和符号，把相同的量加在一起； 石家庄铁道学院四方学院毕业设计 10 eU —— 线路额定电压， kV； cos —— 线路的功率因数； eiS —— 线路上每台配变额定容量， kVA。 有关参数的确定 从 10（ 6） kV 线路理论线损计算式可以看出， dR 、 K 等参数的计算与确定是关键，只要这些参数计算确定了 ,那么 ， kbA 、 A „„的计算就好办了。 (1) dR 的计算方法 d dd dbR R R   3 1。