配網(wǎng)線損測(cè)算裝置在臺(tái)區(qū)線損計(jì)算中的應(yīng)用

摘要：利用配網(wǎng)線損測(cè)算裝置作為線損管理的工具，實(shí)時(shí)地快速獲得理論線損計(jì)算結(jié)果，掌握第一手的低壓臺(tái)區(qū)線損現(xiàn)狀資料，摸清不同類(lèi)型低壓臺(tái)區(qū)線損的分布規(guī)律，對(duì)進(jìn)一步開(kāi)展低壓臺(tái)區(qū)承包管理及降損工作有著非常積極的意義。同時(shí)也為測(cè)算農(nóng)村合表電價(jià)取消后，農(nóng)村低壓損失對(duì)地區(qū)整體線損所產(chǎn)生的影響，提供重要的實(shí)測(cè)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：線損管理 理論線損計(jì)算 配網(wǎng)線損測(cè)算裝置

1 低壓臺(tái)區(qū)線損傳統(tǒng)計(jì)算法

低壓電網(wǎng)配電結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，有三相四線、單相、三相三線等供電方式，且各相電流也不平衡，各種容量的變壓器供電出線數(shù)不同，沿線負(fù)荷分布沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)律，同一干線可能有幾種導(dǎo)線截面。同時(shí)又缺乏完整、準(zhǔn)確的線路參數(shù)和負(fù)荷資料。要詳細(xì)、精確計(jì)算低壓電網(wǎng)線損比計(jì)算高壓配網(wǎng)困難的多。在實(shí)際低壓線損理論計(jì)算中一般采用選擇典型臺(tái)區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)計(jì)算。

主要方式有：

①統(tǒng)計(jì)法計(jì)算

在實(shí)際低壓線損理論計(jì)算中采用選擇典型臺(tái)區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)（代表日總表與各分表計(jì)量數(shù)據(jù)差），并計(jì)算出線損率，然后利用典型代表日所在月低壓系統(tǒng)總售電量，計(jì)算得到低壓系統(tǒng)天平均線損損耗。

△A=月低壓售電量×（實(shí)測(cè)低壓線損率/（1-實(shí)測(cè)低壓線損率））÷月歷天數(shù)

②分段計(jì)算接戶線和電表的電能損失

接戶線按100m長(zhǎng)每月0.5kw*h，進(jìn)行估算，即：

△A=5L（kW*h）

式中：L——接戶線長(zhǎng)度，km

電能表按單相表每月1kw*h，三相三線表每月2kw*h，三項(xiàng)四線表每月3kw*h進(jìn)行估算。

③電壓損失率法：計(jì)算方法和步驟如下：

確定低壓電網(wǎng)的干線及其末端。凡從干線上接出的線路稱(chēng)為一級(jí)線路，從上線支線支出的線路稱(chēng)為二級(jí)支線。以下步驟均指一個(gè)計(jì)算單元。

在低壓電網(wǎng)最高負(fù)荷時(shí)測(cè)出配變出口電壓U（max），末端電壓U'max計(jì)算最大負(fù)荷時(shí)，首、末端的電壓損失率△U（max）%：

△U（max）%=（U（max）-U'（max））/（U（max））*100%

式中：U（Max）——最大負(fù)荷時(shí)配變出口電壓（V）

U'（max）——最大負(fù)荷時(shí)干線末端電壓（V）

按下式計(jì)算最大負(fù)荷時(shí)的功率損耗率：

△P（max）%=Kp×△U（max）%

式中：

Kp=■

式中：x——導(dǎo)線電抗（Ω）

R——導(dǎo)線電阻（Ω）

φ——電流與電壓間的相角

按下列公式計(jì)算代表日電能耗損率及耗損電量

△A%=F/f×△P（max）%

△A=A×△A%

式中：f——負(fù)荷率，各單位根據(jù)實(shí)際情況確定

F——損失因數(shù)（一般查表得到）

A——代表日配變供電量（kwh）

若配變出口無(wú)電度表，可按下式計(jì)算損失電量

△A=3Imax（△U（max）-Imax×sinφ×x）F×t×（kWh）

式中：IMax——最大負(fù)荷時(shí)測(cè)錄的首端電流（A）

對(duì)于負(fù)荷較大，線路較長(zhǎng)的一級(jí)支線，測(cè)錄支接點(diǎn)及支線末端電壓，然后按上述步驟計(jì)算支線的電能損耗。

一個(gè)單元的損耗電量=（干線的損耗電量+主要一級(jí)支線的損耗電量）/K

其中：K為干線及一級(jí)支線占計(jì)算單元的損耗電量百分?jǐn)?shù)

一臺(tái)配變電壓器的低壓網(wǎng)絡(luò)的總損耗電量為其各計(jì)算單元總損耗電量之和。

2 配電線損測(cè)算裝置簡(jiǎn)介

由于傳統(tǒng)的理論線損采集、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)方法涉及環(huán)節(jié)多、數(shù)據(jù)來(lái)源不可靠、數(shù)據(jù)不完整、工作量大、人為因素較多，已不能適應(yīng)企業(yè)向精細(xì)化管理發(fā)展的要求。因此，對(duì)獲取準(zhǔn)確的真實(shí)值以進(jìn)行配網(wǎng)線損理論計(jì)算的技術(shù)創(chuàng)新提出了更高、更緊迫的要求。

配電線損測(cè)算裝置的應(yīng)用就是要整合配電網(wǎng)現(xiàn)有各種方法，通過(guò)對(duì)配網(wǎng)線路的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)，實(shí)現(xiàn)在線計(jì)算10KV線路及臺(tái)區(qū)的理論線損，更好地解決上述的問(wèn)題。提供一個(gè)快速、有效的管理工具。同時(shí)，在保證理論線損更加準(zhǔn)確性前提下，減少線損管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

2.1 配電線損測(cè)算裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

配網(wǎng)線損測(cè)算裝置是以單片微處理器為核心及其相應(yīng)接口組成的小型智能化監(jiān)測(cè)儀器。是一種采用過(guò)采樣技術(shù)采集交流信號(hào)，用數(shù)字濾波、Mcu控制處理，根據(jù)《線損計(jì)算導(dǎo)則》規(guī)定的方法，實(shí)時(shí)計(jì)算配網(wǎng)理論線損的新型終端設(shè)備。它由電流互感器檢測(cè)出三相電流的大小，通過(guò)由放大器組成的信號(hào)調(diào)理單元，變換成能被模數(shù)轉(zhuǎn)換單元接受并與電流互感器一次側(cè)輸入電流成比例大小的電壓信號(hào)，經(jīng)單片微處理器的采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、特定的軟件計(jì)算處理得到所需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步送給顯示單元和串口通訊單元。

線損主端的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示，線損主端包括嵌入式處理器202a、交采及通訊通道模塊202b、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）芯片202c和NandFlash（閃存）電路202d。交采及通訊通道模塊202b、SDRAM芯片202c、NandFlash電路202d均與32位嵌入式處理器202a進(jìn)行交互電連接。

其中，嵌入式處理器為線損主端的核心，其采用工業(yè)級(jí)別高速單片處理器，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理、采集和對(duì)外圍器件的控制，可以為32嵌入式處理器、64位嵌入式處理器等。

交采及通訊通道模塊通過(guò)接線端子與配電網(wǎng)的各相電壓和CT連接，實(shí)現(xiàn)與配電網(wǎng)的連接。該交采及通訊通道模塊中集成了交采芯片和通訊芯片，交采芯片能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的三相電壓、電流等信號(hào)進(jìn)行采集，即基于交流電進(jìn)行采集，采用ADI公司的AD77系列；通訊芯片主要提供交流參數(shù)采集的信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換通道，同時(shí)也是外部供電的通道，更重要的是通訊的通道。

SDRAM芯片和NandFlash電路作為線損主端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和臨時(shí)存儲(chǔ)的器件，SDRAM和NandFlash電路的容量較大，保證了線損主端運(yùn)行復(fù)雜程序時(shí)所需的硬件資源，顯示界面和簡(jiǎn)潔的按鍵適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的常規(guī)人機(jī)交互工作。

另外，該線損主端還包括點(diǎn)陣LCD模塊202e、無(wú)線模塊202f、6鍵鍵盤(pán)模塊202g、本地調(diào)試串口202h、USB數(shù)據(jù)接口202i和電源管理單元202j，該點(diǎn)陣LCD模塊、無(wú)線模塊、6鍵鍵盤(pán)模塊、USB數(shù)據(jù)接口、本地調(diào)試串口和電源管理單元也都與32位嵌入式處理器進(jìn)行交互電連接。

點(diǎn)陣LCD模塊202e是液晶顯示屏，用于提供本地操作和數(shù)據(jù)顯示。用戶可以根據(jù)該點(diǎn)陣LCD模塊輸入?yún)?shù)，在線損主端完成對(duì)線損的計(jì)算后，該點(diǎn)陣LCD模塊線損值顯示出來(lái)。

無(wú)線模塊202f是遠(yuǎn)程通訊的模塊，包括GPRS和短消息。線損主端通過(guò)無(wú)線模塊能夠?qū)?dāng)前獲得的線損值傳輸?shù)胶笈_(tái)中心，使后臺(tái)中心的工作人員能夠快速獲取計(jì)算出的線損值。

預(yù)留的本地調(diào)試串口202h，用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和程序更新工作，方便維護(hù)。

預(yù)留的USB數(shù)據(jù)接口202i，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的輔助手段而預(yù)留的接口，方便在大容量的數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)可擴(kuò)展性，以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄。

電源管理單元202j采用三相供電，不會(huì)因?yàn)槿毕鄬?dǎo)致斷電，也承擔(dān)提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘的后備電源的功能，即使外部電源掉電，時(shí)鐘電路也會(huì)有后備電源繼續(xù)工作。

6鍵鍵盤(pán)是本地輸入、查看、修改的操作按鍵，用戶也可以根據(jù)6鍵鍵盤(pán)輸入?yún)?shù)，并對(duì)線損主端進(jìn)行按鍵操作。

2.2 測(cè)算裝置主要功能

根據(jù)配網(wǎng)線路的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)實(shí)測(cè)有功功率、無(wú)功功率、電流、電壓等參數(shù)，計(jì)算6-10kV線路和低壓臺(tái)區(qū)的理論線損，包括導(dǎo)線損耗、變壓器繞組銅損、變壓器鐵損、供電臺(tái)區(qū)電表?yè)p耗。并根據(jù)變壓器的銘牌參數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算變壓器的銅損和鐵損。

3 華北電網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)線損實(shí)測(cè)情況

京津唐電網(wǎng)線損理論計(jì)算在執(zhí)行了多年的“三統(tǒng)一”原則當(dāng)中，380V系統(tǒng)邊界條件取值：城區(qū)線損率為6%，近遠(yuǎn)郊線損率為7.5%。各個(gè)地區(qū)利用線損理論計(jì)算程序，按照兩類(lèi)地區(qū)供電量比例，計(jì)算出380V系統(tǒng)綜合線損率值。多年采用給定值計(jì)算，對(duì)一些地區(qū)不夠公平。京津唐電網(wǎng)線損計(jì)算從開(kāi)始采用實(shí)測(cè)值計(jì)算低壓線損，北京、天津、冀北分別在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)、城鄉(xiāng)結(jié)合部選擇典型臺(tái)區(qū)及部分10KV線路，共選取9個(gè)臺(tái)區(qū)，其中城區(qū)臺(tái)區(qū)3個(gè)、城郊結(jié)合部臺(tái)區(qū)3個(gè)、郊區(qū)臺(tái)區(qū)3個(gè)，使用配網(wǎng)線損測(cè)算裝置進(jìn)行負(fù)荷實(shí)測(cè)和理論線損計(jì)算。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)、基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備等一系列工作，取得了大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，試點(diǎn)結(jié)果比較真實(shí)地反映了大部分臺(tái)區(qū)的理論線損狀況。

通過(guò)不同類(lèi)型的臺(tái)區(qū)實(shí)測(cè)值和實(shí)際統(tǒng)計(jì)值的加權(quán)平均，得出各單位低壓380V電網(wǎng)實(shí)測(cè)線損率取值。

4 結(jié)束語(yǔ)

配網(wǎng)線損測(cè)算裝置的問(wèn)世，不僅提供了更新的管理工具，也是傳統(tǒng)理論線損獲取和管理方法的基礎(chǔ)上，具有創(chuàng)新意義的實(shí)測(cè)方法。通過(guò)對(duì)線損儀的應(yīng)用，在低壓配網(wǎng)線損管理工作中，建立起與分線路、分臺(tái)區(qū)線損管理相適應(yīng)的、新的實(shí)測(cè)方法，即利用配網(wǎng)線損測(cè)算裝置獲取理論線損的直接方法，將更加趨近實(shí)際的線損值。該方法真正實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷實(shí)測(cè)與線損理論計(jì)算相結(jié)合，使配網(wǎng)線損管理更符合供電企業(yè)集約化、精細(xì)化管理的發(fā)展需要。

使用配網(wǎng)線損測(cè)算裝置，只需一次性輸入?yún)?shù)即可隨時(shí)直接讀取數(shù)據(jù)，把繁瑣的理論線損計(jì)算工程變成了簡(jiǎn)單的日常抄表工作，大大減少了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)處理的工作量。這不但使理論線損計(jì)算的組織、實(shí)施工作大幅度簡(jiǎn)化，從一年到兩年一次組織理論線損計(jì)算的會(huì)戰(zhàn)，變?yōu)榭梢噪S時(shí)隨地根據(jù)實(shí)際情況獲取理論線損數(shù)據(jù)；也使得基層線損管理人員能將更多精力用于數(shù)據(jù)結(jié)果的分析和使用，因而提高了管理效率，推動(dòng)了分線分臺(tái)區(qū)線損管理工作向集約化發(fā)展，將進(jìn)一步推動(dòng)分線分臺(tái)區(qū)線損管理工作的精細(xì)化。

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