线损理论计算

Ⅰ.问题的提出？•节能减排是我国的基本国策，也是建设节约型、生态环保型社会的重要举措。有利于推动电网发展向更加智能、高效、可靠、绿色方向转变。•南网公司“十二五“节能减排的总体目标：到“十二五”末期，努力实现线损率降至6.12%，比2010年下降0.16个百分点；万元产值综合能耗（2010年可比价）降至0.133吨标煤，比2010年下降2.2%。•线损“四分”管理是公司节能降耗的根本，是实现公司“十二五”节能降耗目标的有效保证，是促进配网精细化管理的重要手段。Ⅱ.何谓线损“四分管理”？2分压管理按不同电压等级进行线损统计、分析及考核的管理方式分区管理按供电区域划分为若干个行政管理单位进行管理分线管理对各电压等级主设备的单个元件电能损耗进行管理分台区管理对各个公变的供电区域电能损耗进行管理•线损理论计算得到的技术线损数值是电力网线损分析和指导降损的科学依据。所以，线损理论计算是节能管理的一项重要工作。与实际线损对比，反映管理水平高低。确定经济运行方式。查找薄弱环节，确定降损关键措施为合理下达线损指标奠定基础Ⅲ.开展理论线损计算的意义供电局线损管理相关标准Ⅳ.供电局线损管理相关标准线损四分管理标准（修编）供电企业线损四分管理达标评价标准（修编）1线损理论计算软件技术标准24线损理论计算技术标准3目的：学习宣贯南方电网公司《线损理论计算技术标准（试行）》所规定的内容及要求。范围：电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。重点：介绍电网中常规的交流电元件的损耗及其计算数学模型。熟悉各电压等级的线损计算方法。掌握：通过原理分析，理解损耗元件的均方根电流Ijf是计算“可变（负荷电流）损耗”的基础,了解各种数学模型的近似手段和可能达到计算准确度。第一部分线损理论计算技术标准内容提要Ⅰ适用范围及引用标准Ⅱ线损计算的几个基本概念Ⅲ降损的原则和方法Ⅳ线损计算的基本原理Ⅴ各种电网元件的线损计算Ⅵ不同电压等级的线损计算Ⅶ理论线损计算结果分析与评价7•DL/T686－1999电力网电能损耗计算导则（1999）•IEC61803：《DeterminationofPowerLossesinHigh-VoltageDirect-Current(HVDC)ConverterStations》1.2遵循的相关标准一、线损理论计算技术标准1.1适用范围•本技术标准给出了电力网电能损耗的定义、分类及具体计算方法。•本技术标准适用于中国南方电网有限责任公司（以下简称南方电网公司）线损理论计算及线损分析，也适用于电力网规划、设计工作中所涉及的相关计算。内容提要Ⅰ适用范围及引用标准Ⅱ线损计算的几个基本概念Ⅲ降损的原则和方法Ⅳ线损计算的基本原理Ⅴ各种电网元件的线损计算Ⅵ不同电压等级的线损计算Ⅶ理论线损计算结果分析及评价2.线损计算的几个基本概念2.1技术线损电网线损是供售电过程中损失的电量。是考核供电部门的经济指标之一。从本质来说，电能传送过程中不可避免地发生电能损耗。这部分客观存在的损耗,称之为技术线损。2.2管理线损由于对广大用户的抄表不同期，同一时段内，抄见电能与电网关口供出的电能不相符。计量误差、经营环节可能产生的差错、未被发觉处理之前的窃电，都被统计为“线损”。就形成为所谓管理线损。所以：实际线损=管理线损+技术线损2.3理论线损率100本网理论线损电量理论线损率＝％计算供电量计算供电量=网内电厂供电量+外网输入电量+购入电量-过网电量无损电量是指趸售电量和无损用户（其专供线路损耗由用户承担）的供电量。将包含无损电量在内的全部供电量的统计汇总称为无损汇总结果；将供电量中不包含无损电量的统计汇总称为有损汇总结果。在线损理论计算中推荐采用有损汇总结果进行上报与汇总！理论线损率是指各省、地区供电部门对其所属输、变、配电设备根据其设备参数和实测运行数据计算得出的线损率。采用下式计算：统计线损率=统计线损电量/计算供电量*100%2.4理论线损（技术线损）组成•35kV及以上电力网（包括交流线路及变压器）的电能损耗；•6~20kV配电网（包括交流线路及公用配电变压器）的电能损耗；•0.4kV及以下低压网的电能损耗；•并联电容器、并联电抗器、调相机、电压互感器的电能损耗和站用变所用的电能等；•高压直流输电系统（直流线路，接地极系统，换流站）的电能损耗。内容提要Ⅰ适用范围及引用标准Ⅱ线损计算的几个基本概念Ⅲ降损的原则和方法Ⅳ线损计算的基本原理Ⅴ几种电网元件的线损计算Ⅵ不同电压等级的线损计算Ⅶ理论线损计算结果分析与评价3.降损的原则与方法通过努力，管理线损可以，而且也应该减到很小。多年线损理论计算证明，供电部门的管理线损占的比重并不高。所以，实际线损和技术线损的差异，可以作为衡量供电部门管理水平的指标之一。而技术线损，技术上也可以将它降到很低。然而结合电网经济效益，就只应该降低到一个合理的水平。到底怎样才算合理，则取决于当时的社会条件和电网结构。类别发生的设备降损途径电流型损耗(可变损耗)1）负荷电流通过送﹑配电线路，电流通过变压器初次级线圈。以及因线圈电流引起邻近导线，结构金属体的涡流损耗。2）架空导线负荷电流在避雷线上感应的接地环。3）负荷电流通过接头发热1）减流。合适的无功补偿，减少全电流。2）减阻。选合理的导线电流密度。3）减少感应电流：500kV线路架空地线间隙接地。4）降低大电流接头接触电阻。电压型损耗(固定损耗)1）变压器空载损耗，PT损耗。2）电容器介损3）电晕，绝缘子漏电损耗4）电缆介损1）采用低耗变，非晶铁芯配变。2）运行中避免过激磁(尤其是OLTC的准确位置。3）减少变压器空载运行的机会。在配置设备和运行时，尽量避免变压器‘大马拉小车’。4）减小电容器介损(复合纸膜）。5）减小导线电晕放电。采用直径大于临界起晕值或分裂导线。高电场部位均压屏蔽。6）减小绝缘子泄漏。保持绝缘子表面清洁。使用合成绝缘子。内容提要Ⅰ适用范围及引用标准Ⅱ线损计算的几个基本概念Ⅲ降损的原则和方法Ⅳ线损计算的基本原理Ⅴ几种电网元件的线损计算Ⅵ不同电压等级的线损计算Ⅶ理论线损计算结果分析与评价4.线损计算的基本原理4.1为什么计算线损要用均方根电流Ijf？ΔtiTIjfIpjItrIiT=Δt1+Δt2+…+Δtn=niit1ΔE=nntrItrItrI2222121=niiitrI12=niiitIr12=定义：或TjfdtITI021TIrjf2niiijftITI122于是有niiijftITI121（当Δt→0）4.线损计算的基本原理4.2电流形象系数kIjf≥IpjIjf=kIpj(k≥1)ImaxIpjIminIt平均负荷率：maxIIfpj最小负荷率maxminII电流形状系数是负荷率的函数k=F(f,α)22)21()1(31k(f0.5)；2)1(ffk(f0.5且fα)4.3.用T时段内的有功电能P和无功电能Q计算均方根电流Ijf4.3.1T时段内的平均根电流Ipj4.3.2T时段内的均方根电流Ijf(考虑到利用T时段内的负荷曲线，已经得到电流形状系数k。)UTQEIpj322Ijf=kIpj=UTQEk322内容提要Ⅰ适用范围及引用标准Ⅱ线损计算的几个基本概念Ⅲ降损的原则和方法Ⅳ线损计算的基本原理Ⅴ各种电网元件的线损计算Ⅵ不同电压等级的线损计算Ⅶ理论线损计算结果分析与评价5．各种电网元件的损耗5.1送电线路（包括10kV配线）5.1.1计算条件（考虑已经得到均方根电流IJF）线路挂1，2，…i…n种导线；第i种导线长度为li，分裂条数为Nci，电阻为Ri（Ω/km,20℃），许用载流为Ipi（环温20℃）；线路两端共挂1，2，…j…m个阻波器或串联电抗器。第j个阻波器或串抗的额定电流为Irj，额定损耗为prj。5.1.2在流过IJF电流时，第i种导线的‘增阻系数kri’（tm平均运行环温）)20(004.0)(2.012mpicijfritINIk理由：导线许用载流Ipi按70℃给出。流过Ipi的增阻贡献为：0.004（70-20）=0.25.1送电线路（包括10kV配线）5.1.3流过IJF时，整条线路一相导线的电阻nicipijficiiNIILNRR12)20(]04.0)(2.01[5.1.4流过IJF时，整条线路m台阻波器或串抗的损耗功率mjrjrjjfmjrjrjjfrpIIpIIp12212)1()(5.1.5整条线路流过电流Ijf的总损耗功率（MW）mjrjrjcipijfniiciijfrjflpINIILNRIpRIp1221)20(22})1(]04.0)(2.01[3{35.1.6在T时段内，送电线流过电流Ijf的总损耗电能（MWh）mjrjrjcipijfniiciijfllpINIILNRITTpE1221)20(2})1(]04.0)(2.01[3{5.1.7.电缆回路的损耗5.1.7.1.电缆介损功率pci(最好有厂家数据！)diDiiicitgCUp2Ci是电缆电容(F/km)。同芯电缆：（MW/km）（F/km）εi是电缆绝缘介质的相对介电常数。tgδi是电缆绝缘介质损耗角正切。di、Di是电缆缆芯内径和外径（mm）。ω是电流的角频率ω=2πf（f=50Hz）。610)ln(18iiiidDC5.1.7.电缆回路的损耗5.1.7.1.电缆介损功率pci(续)常用的电缆绝缘参数电缆主绝缘材质相对介电常数ε介损角正切tgδi油浸电缆粘性浸渍不滴流4.00.01压力充油3.50.0045固体绝缘丁基橡皮绝缘4.00.05电缆聚氯乙烯绝缘（PVC）8.00.1聚乙烯绝缘（PE）2.30.004交联聚乙烯绝缘（XLPE）3.50.004～0.008tgδi为最高容许运行温度和最高运行电压下的数值。5.1.7.电缆回路的损耗(续)5.1.7.2.电缆其它损耗功率集肤效应系数K3=0.016～0.022邻近效应系数K4=0～0.03对于三芯扇形截面电缆，两种效应作用下，电缆的单位电阻r20º(Ω/km)将增加5%。r’20º=r20º×(1+K3+K4)≈1.05×r20º其它诸如铠甲涡流等，不再考虑。5.1.7.电缆回路的损耗(续)5.1.7.3.串接电缆的送电线路的电能损耗（包括6～10kV配电线）线路采用了n种导线;第i种导线单位电阻为Ri(20);分裂条数为Nic；长度为Li；70℃的容许电流为Ipi。线路串接了nC种电缆;第i种电缆单位电阻为Ri(20);长度为LCi；的容许电流为Ipi。每km介损功率为pci。在T(h)时段内的电能损耗为：mjnicirjrjnicipijficiijfnicillCCpTpINIILNRTITppE11212)20(2111})1(]04.0)(2.01[3{)(5.1.8.架空送电线的避雷线的电能损耗双架空避雷线，且两边直接接地的线路（简称‘双地双接’）,感应电流电能损耗由两部分组成：避雷线和大地形成环流，造成电能损耗ΔED2d；两根避雷线之间的‘空中环流’ΔED2h。单避雷线，或双架空避雷线，单边直接接地（简称‘双/单地单接’），则只有避雷线和大地形成环流，造成电能损耗ΔED1d；d1Ad1Cd2Bd2Cd1Bd1CABCΔED2h1d1225.1.8.架空送电线的避雷线的电能损耗(续)5.1.8.1.‘双/单地单接’的电能损耗ΔED1dkmVddaddaIjECABAjfiD/)](lg)(lg[145.0{11211式中：Ijf是导线的均方根电流（A）。是复感应电动势。a是矢量的转角因子a=ej120º。d1A，d1B，……，d12是避雷线和导线之间的距离（m）。时段T内，‘双/单地单接’nD种避雷线的损耗电能：EMWhTLrDxRREEDniiDiDiDiDiDiDdD162iD0221