【正文】 .................... 33 配電變壓器線損計(jì)算 ........................................ 35 系統(tǒng)線損分析 ................................................... 37 結(jié)束語(yǔ) ................................................................ 39 參考文獻(xiàn) .............................................................. 40 致謝 .................................................................. 41 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題研究的背景及意義 在輸配電過(guò)程中，電能傳送和電磁能量轉(zhuǎn)換都是通過(guò)電流實(shí)現(xiàn)的，電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)會(huì)產(chǎn)生損耗。配電網(wǎng)線損的算法主要有：均方根電流法、最大電流法、平均電流法、等值電阻法等。 本文詳細(xì)介紹了線損和線損率的基本概念。隨著我國(guó)電力體制改革的進(jìn)一步深化，如何在新的市場(chǎng)體系和電價(jià)機(jī)制之下，有效降低電網(wǎng)電能損耗、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，是各級(jí)電力企業(yè)迫切需要解 決的共同問(wèn)題。 本文討論了電力系統(tǒng)線損的產(chǎn)生原因和分析方法，并研究了線損分析計(jì)算的相關(guān)理論。 最后，本文從管理和技術(shù)兩個(gè)層面詳細(xì)地提出了一些降損措施，包括 完善線損管理的激勵(lì)機(jī)制， 加強(qiáng)營(yíng)銷(xiāo)稽查、普查工作 , 加強(qiáng)電能計(jì)量管理，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造，應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)等。技術(shù)線損電量又稱為理論線損電量。 另外，在電力網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中，還有各種不明損失，例如對(duì)計(jì)費(fèi)表的漏抄錯(cuò)算；計(jì)費(fèi)表的負(fù)誤差；帶 電設(shè)備由于絕緣不良而漏電以及無(wú)表用電和竊電等。追求盡可能低的線損率是電力企業(yè)的目標(biāo)之一，也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段， 線損率的高低對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響巨大。該項(xiàng)法規(guī)的制定是為了推進(jìn)全社會(huì)節(jié)約能源，提高能源利用率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)環(huán)境，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展以滿足人民的生活需要。 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 線損的理論計(jì)算目前國(guó)內(nèi)外己有許多比較成熟的計(jì)算方法，現(xiàn)有配電網(wǎng)的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集方式?jīng)Q定了其理論線損計(jì)算只能采用近似和簡(jiǎn)化的方法，如平均電流法等。其中等值模型算法應(yīng)用較為廣泛。但是，原始資料不準(zhǔn)確所帶來(lái)的誤差依舊是不能忽視的問(wèn)題。元件參數(shù)一般比較準(zhǔn)確也較容易獲得，但在分析計(jì)算的線路段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓和負(fù)荷曲線、有功功率、無(wú)功功率隨時(shí)間而變化，補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行方式也經(jīng)常發(fā)生變化，隨機(jī)性很大，使得線損問(wèn)題一直未能得到很好的解決。近年來(lái)提出的一些新方法主要有模糊理論逼近法、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的聚類法等。 線損不止損耗電能，它還與工礦企業(yè)的電費(fèi)開(kāi)支，電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，國(guó)家的能源利用等息息相關(guān)。在輸送和分配電能的過(guò)程中，電網(wǎng)中各元件（變壓器、輸電線路、補(bǔ)償設(shè)備以及測(cè)量和保護(hù)裝置等）都要消耗一定的能量。降低線損的工作主要通過(guò)對(duì)這些特點(diǎn)、性質(zhì)及其變化規(guī)律來(lái)研究分析，然后采取積極有效的技術(shù)和管理措施，來(lái)降低線路損耗。 可變損耗隨負(fù)荷電流的變動(dòng)而變化，與電流的平方成正比，電流越大，損耗越大。 2) 按損耗的性質(zhì)分類 供電企業(yè)線損種類分為統(tǒng)計(jì)線損、技術(shù)線損和管理線損。技術(shù)線損可以通過(guò)理論計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)，可以通過(guò)采取技術(shù)措施達(dá)到降低損耗的目的。 2) 電壓 供電電壓高，線損中的可變損失減小，但不變線損隨著電壓的升高而增加，總的線損隨著電壓的升高是降低還是升高，還要看線損中鐵損在總線損中所占比例而定，當(dāng)鐵損在總線損中所占比重小于 50%時(shí)，供電電壓提高，線損中的可變損耗減少多，總線損將下降。但對(duì)于輕載運(yùn)行線路，其電壓往往偏高，配電變壓器的鐵損占主要地位，約占 70%以上，功率因數(shù)提高，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，鐵損將進(jìn)一步加大。線損有多種分類方法，本文主要按照損耗的特點(diǎn)和性質(zhì)進(jìn)行了分類和介紹，但兩種分類方法也有內(nèi)在聯(lián)系。但是，也有一個(gè)事實(shí)無(wú)需質(zhì)疑，那就是即使采用了十分先進(jìn)的技術(shù)手段和管理措施，線損還是必然存在。 線損理論計(jì)算的方法很多，不同的方法適用于不同的電網(wǎng)或場(chǎng)合。 均方根電流法 10kV 及以下電壓配電網(wǎng)中電能損耗的計(jì)算，比 35kV 及以上電壓的配電網(wǎng)中電能損耗的計(jì)算復(fù)雜很多。 配 電網(wǎng)具有閉環(huán)設(shè)計(jì)，開(kāi)環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn)，因此實(shí)際運(yùn)行中的配電網(wǎng)多呈輻射狀，而配電網(wǎng)中要詳細(xì)收集和整理各負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷資料及元件運(yùn)行數(shù)據(jù)是非常困難的，也缺乏進(jìn)行潮流分析所需的負(fù)荷數(shù)據(jù)。由于 配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)多，負(fù)荷在不同時(shí)段的變化又比較大，運(yùn)行數(shù)據(jù)根本無(wú)法全面收集。 當(dāng) 24h 實(shí)測(cè)量值是小時(shí)有功電量、無(wú)功電量以及測(cè)量點(diǎn)平均線電壓時(shí)，則： 24 221272p t QtijfavAAI U??? ? (38) 式中： ptA 為小時(shí)有功電量（ kWh）； QtA 為小時(shí)無(wú)功電量（ kvarh）； avU 為平均電壓 (kV)。因?yàn)橛闷骄娏饔?jì)算出來(lái)的電能損耗是偏小的，因此要乘以大于 1 的修正系數(shù)。與平均電流法相反，用最大電流法計(jì)算出的損耗是偏大的，要乘以小于 1 的修正系數(shù)。因此，在滿足實(shí)際工程計(jì)算精度的前提下，使用等值電阻法計(jì)算配電網(wǎng)絡(luò)的電能損耗具有可行性和實(shí)用性。 式 (317)可簡(jiǎn)化為： ? ?? ?2 2 2111 2 2 22 21122()mmi i i i iiiemmi N i i N i iiiNNP Q R S RRP Q SK S R S RK S S??? ? ???? ? ????????????? (318) 式中： iS 為第 i 段線路上通過(guò)的視在功率 (kVA)； NiS 為第 i 段線路的配電變壓器額定容量 (kVA)； NS? 為該段配電線路總的配電變壓器額定容量 (kVA)； iK 為各配電變壓器的負(fù)荷系數(shù)； K? 為該段配電線路總配電變壓器的負(fù)荷系數(shù)。這些方法各具特色，其中，平均電流法和最大電流法是利用相應(yīng)平均電流、最大電流與均方根電流的等效關(guān)系來(lái)進(jìn)行能耗計(jì)算的，雖然只需收集平均電流或最大電流，但利用形狀系數(shù)和損失因數(shù)進(jìn)行修正時(shí)存在一定誤差，不能保證計(jì)算的精度要求，所以多見(jiàn)于手工計(jì)算中。 若負(fù)荷不變，在不同線路電阻條件下年減少的電能損失為： ? ?2 12= 3 8 .7 6L I R R? ? ? ? (323) 式中： L? 為年 減少的電能損失 (kWh)； I 為負(fù)荷電流 (A)； 1R 為改造前線路電阻(? )； 2R 為改造后線路電阻 (? )。 4) 變壓器型號(hào)對(duì)線損的影響 新型變壓器的短路損耗和空載損耗己經(jīng)大大降低，更新老舊變壓器成為降低線損的重要措施制之一。 接著，本章論述了一些基本的理論計(jì)算方法，并且對(duì)各方法進(jìn)行了對(duì)比分析。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 14 第四章 降低線損的管理措施研究 完善線損管理的激勵(lì)機(jī)制 對(duì)于線損管理，因涉及部門(mén)較多，激勵(lì)機(jī)制是保證積極性的重要手段。主要檢查工作有 : l) 實(shí)行《跟蹤檢查制度》。如：將某家屬院 8 月份的用電量與 6 月份比較，如果 8 月份的用電量比 6 月份少，就有可能存在計(jì)量故障或竊電現(xiàn)象。利用遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，多次定時(shí)抄錄客戶電量 ，通過(guò)每次抄見(jiàn)電量之間的對(duì)比分析，可發(fā)現(xiàn)調(diào)整接線使電能表倒轉(zhuǎn)進(jìn)行竊電的現(xiàn)象，以及在用電高峰期 (如夏季使用空調(diào)時(shí) )，使電能表停轉(zhuǎn)或倒轉(zhuǎn)等問(wèn)題。 加強(qiáng)電能計(jì)量管理 根據(jù)《電 能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》 (DL/T4482020)的要求，認(rèn)真做好計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的管理、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)、計(jì)量裝置檢定、運(yùn)行維護(hù)、周期輪換和故障處理等工作的閉環(huán)控制，達(dá)到電能計(jì)量管理的可控、在控。計(jì)量中心負(fù)責(zé)計(jì)量裝置臺(tái)帳的管理工作。經(jīng)試驗(yàn)室檢定的計(jì)量裝置由表庫(kù)工作人員分類存 放到待裝庫(kù)和待報(bào)廢庫(kù)，檢定不華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 16 合格的根據(jù)檢定結(jié)果進(jìn)行待修、報(bào)廢或返廠更換。計(jì)量中心每月統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)率和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格率。 7) 計(jì)量裝置輪換管理流程過(guò)程控制方法 計(jì)量中心根據(jù)工作計(jì)劃，制訂計(jì)量裝置的年、季、月輪換、抽檢計(jì)劃，報(bào)企管 部匯總后由分管副經(jīng)理審批，企管部對(duì)審批的計(jì)劃進(jìn)行下達(dá)，計(jì)量中心和供電所根據(jù)公司審批的輪換、抽檢計(jì)劃合理安排工作任務(wù)。供電企業(yè)對(duì)于線損的管理，很大程第四章 降低線損的管理措施研究 17 度地反應(yīng)了該企業(yè)的管理水平和內(nèi)部協(xié)調(diào)處理問(wèn)題的能力。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 18 第五章 降低線損的技術(shù)措施研究 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造 網(wǎng)絡(luò)改造屬 于技術(shù)降損措施的建設(shè)措施，建設(shè)措施是指需投資花錢(qián)來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的措施。 換線后降低百分率按下式計(jì)算： ? ?121231223121% 1 0 03 1 01003 1 01 1 0 0PPPPI R RIRRR??? ? ?? ? ?????????? ? ????? (53) 更換粗導(dǎo)線截面降低損耗百分比見(jiàn)表 51。 然后根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度 ecJ 選擇導(dǎo)線截面 S ，即 max / ecS I J? ，一般就能夠達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面考慮的最佳效果，在節(jié)省一次性投資的情況下，滿足線損率及電壓質(zhì)量的要求。 電網(wǎng)升壓后降低負(fù)載損耗百分率為： 2 2 21 2 2212111% 1 0 0 1 1 0 01N N NNNU U UPUU? ??? ? ? ? ? ????? (58) 電網(wǎng)升壓后降損節(jié)電量為 ? ?2 22 1 1NNUAA U??? ? ? ? ????? (59) 上式中： A? 為電網(wǎng)升壓前的 線路損失電量 (kwh)。通常采用以下方法： 1) 淘汰高損耗配電變壓器。在配電網(wǎng)絡(luò)中有些綜合臺(tái)區(qū)全年負(fù)荷是不平衡的，有時(shí)負(fù)荷很重，接近滿載或超載運(yùn)行；有時(shí)負(fù)荷很輕，接近輕載或空載狀態(tài)，如農(nóng)業(yè)排灌、季節(jié)性用電，通過(guò)采取停用或“子母變”的措施，達(dá)到降損節(jié)電的效果。加強(qiáng)配電變壓器運(yùn)行管理，及時(shí)準(zhǔn)確掌握運(yùn)行資料，如日負(fù)載曲線、功率因數(shù)、運(yùn)行電壓、用電量等，為制定降低配電變壓器損耗提供科學(xué)依據(jù)。 在負(fù)荷的有功功率 P 保持不變的情況下，提高負(fù)荷的功率因數(shù)，可以減少負(fù)荷所需的無(wú)功功率 Q，因而可以減少通過(guò)線路或變壓器的無(wú)功功率，這樣可以減少通過(guò)線路或變壓器的電流，所以也將減少線路或變壓器的電能損耗。 4) 集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主。 7) 供電部門(mén)的無(wú)功補(bǔ)償要和用電戶的無(wú)功補(bǔ)償相結(jié)合。一般補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)以達(dá)到規(guī)定要求為準(zhǔn)。 無(wú)功補(bǔ)償裝置和補(bǔ)償?shù)闹饕绞? 電網(wǎng)中常用的幾種無(wú)功補(bǔ)償措施有： 1) 調(diào)相機(jī)補(bǔ)償 調(diào)相機(jī)是一種專門(mén)設(shè)計(jì)的無(wú)功功率發(fā)電機(jī)，是一種不帶機(jī)械負(fù)載的可以過(guò)勵(lì)磁或欠勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，一般裝設(shè)在樞紐變電站。 2) 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置 (SVC) 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置是七十年代發(fā)展起來(lái)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，是一種利用電容器、電抗器和電力電子裝置組合而成的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，也稱靜止無(wú)功補(bǔ)償器。 SVC 發(fā)展到今天，在技術(shù)上己經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)際國(guó)內(nèi)在 SVC 方面的研究范圍都相當(dāng)廣泛，研究?jī)?nèi)容也都相當(dāng)豐富。 電容器與調(diào)相機(jī)相比較，其優(yōu)點(diǎn)是：投資省，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，容量可任意選擇，適用性強(qiáng)。在降低網(wǎng)損及提高用戶的功率因數(shù)等方面，并聯(lián)電容器補(bǔ)償要比串聯(lián)電容器補(bǔ)償優(yōu)越的 多。 結(jié)合配電網(wǎng)的特點(diǎn)，為達(dá)到提高電壓合格率，提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)損，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)，迫切需要實(shí)施配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償。采用自動(dòng)投切跟蹤負(fù)荷變化進(jìn)行補(bǔ)償。 4) 變電站集中補(bǔ)償 將電容器組連接在 變電所二次母線上，同樣也分固定連接組和投切連接組，可實(shí)現(xiàn)較為完善的保護(hù)。 1) 從提高功率因數(shù)的需要確定補(bǔ)償容量 如果電力網(wǎng)最大負(fù)荷月的平均有功功率為 avP ，補(bǔ)償前的功率因數(shù)為 1cos? ，補(bǔ)償后的功率因數(shù)為 2cos? ，則補(bǔ)償容量可用下式計(jì)算： ? ?11221c a v a v tgQ P tg tg Q tg ??? ???? ? ? ????? (511) 或?qū)懗? 22121111c o s c o sc avQP ????? ? ? ????? (512) 式中， cQ 為所需的補(bǔ)償容量； avQ 為最大負(fù)荷日平均無(wú)功功率； avP 為最大負(fù)荷日平均有功功率。根據(jù)運(yùn)行電壓確定需要補(bǔ)償無(wú)功容量為： ? ?1 2 1c U U UQ X?? (516) 第五章 降低線損的技術(shù)措施 研究 25 其中 1U 為補(bǔ)償前的母線 電壓； 2U 為補(bǔ)償后的期望母線電壓， X 為電抗值。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，串接元件只考慮到上級(jí)電壓的母線，即： ? ? ? ?? ? ? ? 322 10cPQ i QC i R iUi ???? (519) 其中， ??Qi為第 i 元件的無(wú)功潮流； ??Ui為第 i 元件的 運(yùn)行電壓； ??Ri 為第 i 串接元件的