農(nóng)村低壓配網(wǎng)理論線損計(jì)算及影響因素分析

楊秀民

摘要：在計(jì)算農(nóng)村0.38kV低壓配電網(wǎng)的理論線損的時(shí)候，很多因素都會(huì)對(duì)其準(zhǔn)確程度造成影響，本文首先分析了與低壓配電網(wǎng)理論線損計(jì)算有關(guān)的問題，并一一探討了具體的計(jì)算方式，在此技術(shù)上對(duì)影響因素進(jìn)行了深入分析。

關(guān)鍵詞：弄尋電網(wǎng)；低壓電網(wǎng)；理論線損

在計(jì)算農(nóng)村0.38kV低壓配電網(wǎng)的理論線損的時(shí)候，很多因素都會(huì)對(duì)其準(zhǔn)確程度造成影響，一是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如供電方式為多種線制、幾種導(dǎo)線截面共同構(gòu)成同一回主干線、變壓器不處于負(fù)荷中心位置等，并且相關(guān)的線路參數(shù)和負(fù)荷資料往往不夠全面、準(zhǔn)確；二是三相負(fù)荷不平衡并且沿線負(fù)荷分布沒有規(guī)律可言，難以準(zhǔn)確的對(duì)因?yàn)椴黄胶庠斐傻木€損進(jìn)行描述；三是計(jì)算方法自身有不足之處存在，不完全符合實(shí)際情況；四是計(jì)算公式中需要用到的關(guān)系數(shù)和參數(shù)獲取難度大并且難以找到規(guī)律，影響其精準(zhǔn)性。目前三相負(fù)荷不平衡是對(duì)配電網(wǎng)線損產(chǎn)生影響的一個(gè)重要因素，也是農(nóng)村低壓配電網(wǎng)存在問題中最常見的一種，要對(duì)電網(wǎng)的理論線損進(jìn)行準(zhǔn)確而詳細(xì)的計(jì)算，就必須重點(diǎn)思考三相負(fù)荷不平衡帶來的影響，通過其類型的歸納來將三相負(fù)荷不平衡情況下的理論損耗計(jì)算出來。

1計(jì)算低壓配電網(wǎng)理論線損的相關(guān)問題

1.1原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和真實(shí)程度

農(nóng)村的電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且不斷的改造這些線路，供電部門往往不能提供非常準(zhǔn)確的線路結(jié)構(gòu)圖和相關(guān)資料，影響了理論線損計(jì)算的有效要求，所以在針對(duì)農(nóng)網(wǎng)低壓配電網(wǎng)計(jì)算其理論線損的時(shí)候，需要結(jié)合實(shí)際走訪工作，將線路結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的記錄下來，打下良好的基礎(chǔ)然后才能保證理論線損計(jì)算的可靠性。

1.2選取代表日，收集運(yùn)行數(shù)據(jù)

農(nóng)村用戶在用電的時(shí)候會(huì)有比較大的用電數(shù)量變化，負(fù)荷的谷峰值和季節(jié)之間的關(guān)聯(lián)比較明顯，在使用等值電阻法進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候負(fù)荷形狀系數(shù)就會(huì)隨之而變大，會(huì)影響到理論線損值，所以采集數(shù)據(jù)的代表日要恰當(dāng)選擇，在選擇的時(shí)候需要遵循以下幾個(gè)原則：首先是選擇的代表日不能是節(jié)假日，供電量和計(jì)算器的日平均供電量要基本相似；其二是代表日要選擇氣候正常的日期，氣溫和計(jì)算期的平均氣溫接近；其三是需要將代表日的負(fù)荷情況完整的記錄下來，然后選擇每小時(shí)整點(diǎn)的一系列數(shù)據(jù)包括電壓、電流、有功和無功電壓等；其四是選擇代表日的時(shí)候要將農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷變化的特點(diǎn)考慮進(jìn)去。

1.3合理的進(jìn)行計(jì)算方法的選擇

農(nóng)村低壓配電網(wǎng)具有很多的支路和節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)線的種類非常繁雜并且負(fù)荷方面沒有什么規(guī)律，在進(jìn)行理論計(jì)算的時(shí)候需要從多方面的因素出發(fā)考慮，在選擇計(jì)算理論線損的方法的時(shí)候一定要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行。

2對(duì)低壓配電網(wǎng)網(wǎng)理論線損進(jìn)行計(jì)算的幾種方法

2.1等值電阻法

這種方法的思路如下：假設(shè)在低壓配電線路的一頭有一個(gè)等值的線路電阻Req，電流在通過了線路首端的時(shí)候會(huì)有損耗在等值電阻上產(chǎn)生，同時(shí)線路各段也會(huì)有分段電流產(chǎn)生，在其通過相應(yīng)的分段電阻的時(shí)候也會(huì)有損耗產(chǎn)生，這些分段損耗的總和應(yīng)該與整體的損耗相等。

該方法中可以通過電能表的讀數(shù)來計(jì)算出線路首段的平均負(fù)荷電流，作為計(jì)算參數(shù)的電量比較容易并且精準(zhǔn)程度也比較高，難點(diǎn)在于計(jì)算形狀系數(shù)k，k的大小受到直線變化的持續(xù)負(fù)荷曲線的影響，當(dāng)負(fù)荷曲線出現(xiàn)了變化的時(shí)候形狀系數(shù)會(huì)隨之改變，所以計(jì)算k值的事要需要采集大量的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

2.2均方根電流法

均方根電流法是一種比較常見的對(duì)配電網(wǎng)線損進(jìn)行計(jì)算的方法，它的原理是線路上有負(fù)荷均方根電流所以有電能的消耗，這個(gè)電能與同一時(shí)期中線路上實(shí)際負(fù)荷所消耗的電能是相等的。

式中Iif表示的為線路首端的日均方根電流，單位為A，R表示原件電阻，單位為Ω，T表示線路的運(yùn)行時(shí)間，單位為小時(shí)。

均方根電流法的優(yōu)點(diǎn)在于方法簡單，電能損耗的計(jì)算只需要計(jì)算出均方根電流就可以實(shí)現(xiàn)了，而均方根電流的計(jì)算依據(jù)則是代表日每小時(shí)的整點(diǎn)負(fù)荷電流，這種計(jì)算方法的適用情況是供電比較平衡并且沒有明顯谷峰差的配電網(wǎng)。但是也有三點(diǎn)局限性，分別是（1）臺(tái)區(qū)代表日的線損率不能完全的將臺(tái)區(qū)長時(shí)間的線損率反映出來；（2）計(jì)算干線或者直線的均方根電流的時(shí)候，沒有將不同段線路上不同的負(fù)荷曲線形狀和功率因數(shù)之間的區(qū)別考慮進(jìn)去，而是直接通過加減負(fù)荷均方根電流代數(shù)的方法計(jì)算，如果支路比較多的話也會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性；（3）因?yàn)橐话闱闆r下變壓器容量會(huì)大大超過實(shí)際的負(fù)荷量，所以計(jì)算均方根電流的時(shí)候如果使用變壓器容量進(jìn)行，與實(shí)際的負(fù)荷情況是有出入的。

2.3最大負(fù)荷電流法

最大電流法又稱為耗損因數(shù)法，將最大電流和均方根電流之間的等效關(guān)系利用起來，從而計(jì)算線損，計(jì)算公式如下：

其中F代表的是負(fù)荷損耗系數(shù)，Izd代表的是一日之內(nèi)負(fù)荷最大電流，單位為A。

計(jì)算損耗因數(shù)的公式如下：

公式中Ipj為代表日當(dāng)天的電流平均值，單位為A，已知負(fù)荷率為f，那么可以計(jì)算出一般配電網(wǎng)的F值為：

該方法的優(yōu)勢在于計(jì)算電能損耗只需要有代表日電流的最大值和平均值等數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行，但是F的值在不同的負(fù)荷曲線、負(fù)荷特性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下是不同的，所以F值的計(jì)算必須從負(fù)荷曲線的實(shí)際情況出發(fā)。并且最大電流法的計(jì)算基礎(chǔ)是三相負(fù)荷平衡，所以針對(duì)低壓配電網(wǎng)來說它的計(jì)算精度與計(jì)算要求是不向滿足的。

2.4潮流法

潮流法是對(duì)配電網(wǎng)理論線損進(jìn)行計(jì)算的方法中精度比較高的一種，其基本單元是饋線，計(jì)算出電力系統(tǒng)中的狀態(tài)變量，也就是每一條母線在饋線上的電壓或者功率。潮流法具有良好的計(jì)算精度，但是需要收集大量配電網(wǎng)相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，很多方面的因素都會(huì)導(dǎo)致潮流法無法使用，例如沒有收集完全表記或者運(yùn)行參數(shù)、整理運(yùn)行數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)比較困難、網(wǎng)絡(luò)中有太多的節(jié)點(diǎn)數(shù)和電氣元件等，所以如果是具有繁雜的元件、節(jié)點(diǎn)數(shù)并且結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的農(nóng)網(wǎng)低壓配電網(wǎng)，潮流法是不適合使用的。

3三相不平衡為計(jì)算帶來的影響

公式（1）為等值電阻法的計(jì)算公式，但是并沒有將理論線損受到的三相負(fù)荷不平衡的影響考慮進(jìn)去，實(shí)際情況中農(nóng)村低壓配網(wǎng)中具有比較大的三相不平衡程度，在不同的時(shí)段各項(xiàng)不平衡度甚至?xí)霈F(xiàn)變化，對(duì)三相負(fù)荷電流不平衡度進(jìn)行定義的公式如下：

公式中Ipjh為Iah、Ibh與Ich之和除以3，Iah、Ibh與Ich分別是代表日每個(gè)小時(shí)的三相電流，而各代表日平均三相電流不平衡度值為

在實(shí)際工作中于當(dāng)?shù)氐娜嘭?fù)荷曲線圖相結(jié)合進(jìn)行補(bǔ)平衡類型的確定，不平衡以后的線損可以看做是平衡線損與增量系數(shù)的乘積，也就是7）。在應(yīng)用公式（7）的時(shí)候有兩個(gè)問題存在，一是因?yàn)楹茈y確定農(nóng)網(wǎng)某臺(tái)區(qū)的三相負(fù)荷不平衡屬于哪種類型的情況，所以在計(jì)算理論線損的時(shí)候使用某段時(shí)間內(nèi)計(jì)入三相負(fù)荷不平衡的K1也就是線損增量，與實(shí)際情況不相符合；二是式（7）獲得的結(jié)果還可能小于式（1），也就是說將三相負(fù)荷不平衡考慮進(jìn)去以后的理論線損還要比三相負(fù)荷平衡時(shí)的理論線損還小，造成這種情況的原因是“3×K1<3.5”，所以三相平衡時(shí)候的理論線損還要比三相不平衡時(shí)的理論線損要高。

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