平均电流法计算10kv线损

1、目目 录录 摘要2 关键词2 1. 电网线损产生的原因2 2. 配电网理论线损计算方法研究的目的和意义2 2.1. 研究目的2 2.2. 研究意义3 2.3. 配电网理论线损计算方法3 3. 配电网理论线损计算方法研究的主要内容3 4. 配电网理论线损计算的研究4 4.1. 配电网理论线损计算的相关概念4 4.3. 配电网用平均电流法计算理论线损分析7 4.4. 影响配电网理论线损计算准确度的主要因素9 4.5. 本章小结9 5. 10KV 配电网理论线损计算10 5.1 平均电流法11 5.2. 算例分析12 5.3. 本章小结12 6. 配电网降损措施分析13 6.1. 降低配电网线损的管

2、理措施13 6.2. 本章小结14 结束语15 致 谢16 参考文献17 平均电流法计算 10kV 线损 朱朱军军 摘要摘要: :线损是供电企业重要的考核指标之一，他直接影响着企业的经济效益，线损率是衡量线损 高低的指标。配电网线损是电力部门一项综合性的经济、技术指标。准确合理的配电网线损理论 计算是电力部门分析线损构成、制定降损措施的有力工具，对促进供电企业降低能耗，内部挖潜， 提高经济效益，优化电网规划设计方案，加强运行管理具有重要意义。目前，由于配电网结构的 复杂性、参数多样性和资料不完善以及缺乏实时监控设备，准确计算配电网理论线损比较困难， 一直是个难题。配电网理论线损计算的主要目的是

3、通过对电能在输送和分配过程中各元件产生的 电能损耗及各类损耗所占比例的计算，来确定配电网线损的变化规律。 关键词关键词: 理论线损 平均电流法 降压措施 1. .电网线损产生的原因电网线损产生的原因 从发电厂发出来的电能，在电力网的输送、变压、配电各环节中所造成的损耗。 称为电力网的电能损耗，称为线损。既电力网的线损是发电厂（站）发出来的输入 电网的点能量与电力用户用电时所消耗的电能量之差。线损在理论上的特点，是电 能以热能和电晕的形式散失于电网元件的周围空间，这就是说电力网的线损是一种 自然的物理现象；也是线损电量中不可避免的部分，因此各个电网的线损大小是有 区别的，管理部门只要采取适当措施

4、，是可以把它降低到合理值或控制在国家规定 值之内。 2.配电网理论线损计算方法研究的目的和意义配电网理论线损计算方法研究的目的和意义 2.12.1 研究目的研究目的 电力网的理论线损计算，是指根据电网的结构参数和运行参数，运用一定的方 法把电网元件的理论线损电量以及它在总损耗中所占的比例电网的理论线损率，经 济线损率等数值计算出来并进行定性和定量分析，通过理论线损计算可以达到一下 目的： （1）坚定电网结构及运行方式的经济性。 （2）查明电网中损耗过大的元件及损耗大的原因。 （3）考核实际线损是否真实、准确、合理，以及实际线损和理论线损的差值，确定 不明损耗的程度，来衡量营业管理的好坏。 （4

5、）根据理论线损中，各导线损耗和变压器损耗所占的比重，针对性的对电网中损 耗过大环节采取降损措施。 （5）为电网发展、改进及规划提供科学依据。 （6）为合理下达线损考核指标提供科学的理论数字依据。 （7）理论线损计算所提供的各种资料，是电力企业的技术管理和基础工作的重要组 成部分。 2.22.2 研究意义研究意义 配电网线损是电力部门一项综合性的经济、技术指标。准确合理的配电网线损 理论计算是电力部门分析线损构成、制定降损措施的有效工具对促进电力企业降低 能耗，内部挖潜提高经济效益优化电网规划设计方案，加强运行管理具有重要意义。 2.32.3 配电网理论线损计算方配电网理论线损计算方法法 由于配

6、电网结构的复杂性、参数多样性和资料不完善以及缺乏实时监控设备，准 确计算配电网理论线损比较困难，一直是一个难题。配电网理论线损计算的主要目 的是通过对电能在输送和分配过程中各元件产生的电能损耗及各类损耗所占比例的 计算，来确定配电网线损的变化规律。配电网理论线损计算方法，主要分为两类： 一类是依据网络主要损耗元件的物理特征建立的各种等值模型算法；另一类是根据 馈线数据建立的各种统计模型和神经网络模型等算法。传统计算方法，如均方根电 流法、平均电流法等，计算结果精度不高，不便于降损分析。针对这种情况，近几 年来，部分学者将遗传算法(GA)、人工神经网络(ANN)和模糊识别等理论应用于配电 网理论

7、线损计算，研究计算速度快、计算结果精度高的数学模型，丰富和发展了理 论线损计算方法，拓宽了研究思路。 3.配电网理论线损计算方法研究的主要内容配电网理论线损计算方法研究的主要内容 目前，对于配电网理论线损计算方法，结合配电网实际情况，国内外进行了大 量的理论研究，达到了较高的水平，部分计算方法已投入实际应用，并取得了较好 的结果。因此，研究探讨配电网理论线损计算方法，不仅具有重要的理论意义，而 且还具有十分显著的工程实用价值，这也是推动配电网理论计算方法不断深入研究 和发展的主要原因。 因此，本论文的主要研究内容如下： a) 了解电力线损率对电力系统运行的影响； b) 分析影响配电网理论线损计

8、算的因素； c) 对现有常用的配电网理论线损计算方法进行研究，并分析其特点； d) 配电网理论线损计算的算例题分析，确定方法的可行性，并对技术指标进行 误差分析； e) 降损措施方案的探讨与分析。 4.配电网理论线损计算的研究配电网理论线损计算的研究 4.1.4.1. 配电网理论线损计算的相关概念配电网理论线损计算的相关概念 配电网理论线损计算是在已知配电网结构和负荷功率性质等数据条件下，研究 或选择一种计算方法来进行数据处理，在满足一定精度要求的条件下，计算一段时 间内配电网的理论线损值。 4.1.14.1.1 线损电量的定义线损电量的定义 发电机发出来的电能输送到用户，必须经过输电、变电、

9、配电设备，由于这些 设备存在阻抗，因此电能通过时，就会产生电能损耗，并以热能的形式散失在周围 介质中，这个电能损耗称为线损电量，简称线损。按照国家电力公司电力工业生产 统计规定，线损电量是用供电量与售电量相减计算得到的，它反映了一个电力网的 规划设计、生产技术和运营管理水平。 4.1.24.1.2 线损率线损率 电力网中的线损电量对电网购电量(或供电量）之百分比，就是线损率，亦称供 电损失率。即 %100% 电网购电量 电网线损电量 线损率 式中，电量的单位为 kW/、万 kW/ h 或亿 kW/h 在实际工作中，线损电量有两个值，即实际线电损电量与理论线损电量，因此， 线损率也有两个对应值，

10、即实际线损率与理论线损率。且 %100% 电网购（供）电量 实际线损电量 实际线损率 %100 电网购（供）电量 售电量购电量 %100% 电网购（供）电量 理论线损电量 理论线损率 %100 电网购（供）电量 可变损耗固定损耗 由于线损率不同于线损电量，它是一个用百分比表示的相对值，因此线损率是 表征电网结构与布局是否合理，运行是否经济的一个重要参数，也是国家考核供电 企业经验管理和技术管理水平是否先进，所采取的措施是否得力有效的一项重要技 术经济指标。 4.1.34.1.3 电力网线损产生的原因电力网线损产生的原因 从线损实际组成上分，整个电力网线损电量可分为固定损耗、可变损耗、其 他损耗

11、三部分。 （1）固定损耗 主要包括变压器的铁损及表计电压线圈损耗。 固定损耗功率一般不随负荷变化而变化，只要设备带有电压，就有电能损耗。但实 际上固定损耗功率也不是固定不变的，因为它与电压及电网频率有关，而电网电压 及电网频率变动又不大，所以才认为它是固定不变的。 其中包括： a）发电厂，变电站变压器及配电变压器的铁损。 b）电晕损耗。 c）调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铁损，及绝缘子的 损耗。 d）电容器和电缆的介质损耗。 e）电能表电压线圈损耗。 （2）可变损耗 只要包括导线损耗、变压器铜损。 可变损耗功率是随着负荷变化而变化的，它与电流的平方成正比，电流越大则损耗 功率

12、越大。 其包括： a）发电厂、变电站变压器及配电变压器的铜损，即电流流经线圈的损耗。 b）输、配电线路的铜损，即电流通过导线的损耗。 c）调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损。 d）接户线的铜损。 e）电能表电流线圈的铜损。 （3）其他损耗 其他损耗是指由于管理工作不善，以及其他不明因素在供用电过程中造成的各 种损失，因此它也称为管理损耗或不明损耗。 其主要包括： a ) 用户窃电及违章用电。 b ) 计量装置误差、错误接线、故障等。 c ) 营业和运行工作中的漏抄、漏计、错算及倍率差错等。 d ) 带电设备绝缘不良引起的泄露电流等。 e ) 变电站的支流充电、控制及保护、信号

13、、通风冷却等设备消耗的电量，以及 调相机辅机的耗电量。 f ) 供、售电量抄表时间不一致。 g ) 统计线损与理论线损计算的统计口径不一致，以及理论计算误差等。 4.2.4.2. 配电网理论线损计算的特点配电网理论线损计算的特点 配电网理论线损计算是根据配电网结构参数和运行数据来计算配电网理论线损， 所以配电网理论线损计算工作研究的对象是网络结构基本固定、负荷实时变化的配 电网，根据配电网的结构和负荷类型需要采用适当的计算方法和计算模型，计算出 配电网理论线损。因此其特点如下： 4.2.14.2.1 条件性条件性 传统的配电网理论线损计算方法，由于配电网网络结构的复杂，各节点没有监 测设备，在

14、计算理论线损过程中，都要假设一定的条件来简化计算，在假设条件的 基础上，确定计算模型。由于假设条件的存在，使计算结果误差大，精度低或高于 实际值，或低于实际值。但这种假设条件并不是没有实际意义、毫无根据的凭空假 设，而是建立在一定理论基础之上的，是必要的。 4.2.24.2.2 多方案性多方案性 正是由于配电网理论线损计算的近似性和条件性，所以在进行配电网理论线损 计算过程中，结合配电网的网络结构和负荷情况以及假设条件，对同一配电网进行 理论线损计算可以有不同的计算方案，选择不同的计算模型。 4.2.34.2.3 不准确性不准确性 由于配电网网络结构的复杂性，负荷功率性质的多样性，负荷功率实时

15、变化性， 外部环境条件不确定性，要完全准确计算出配电网理论线损实际是不可能的，无论 采用哪种计算方法和计算模型，只能是尽力作到理论运行状态尽可能接近实际运行 状态，使计算结果尽可能准确，近似于实际值。 4.34.3 配电网用平均电流法计算理论线损分析配电网用平均电流法计算理论线损分析 电力网电能损耗是指一定时间段内用电网络个元件上的功率损耗对时间积分值的 总和。从这个意义上讲，准确的线损计算比在电力系统确定的运行方式下稳态潮流 计算还复杂，这是因为表征用户用电特性曲线具有很大的随机性，各元件上的损耗 对时间的解析函数很难准确的表达出来，因此只能用数理统计的方法解决，有些电 力网络由于表计不全，

16、运行数据无法收集，或者网络的元件和节点数太多，譬如 10(6)kV 配电网和低压电网，运行数据和结构参数的收集整理很困难，无法才用潮流 计算，则要简化计算方法，以便减少人力、物力而又能表达出一定的准确性。 均方根电流算法是线损理论计算的基本方法，在此基础上根据计算条件和计算 资料，可以采用平均电流法来计算线损已达到计算目的一下介绍平均电流法的计算 方法。 4.3.14.3.1 平均电流法（形状系数法平均电流法（形状系数法） 平均电流法也称形状系数法，是利用均方根电流法与平均电流的等效关系进行 电能损耗计算的，由均方根电流法派生而来。平均电流法的基本思想是，线路中流 过的平均电流所产生的电能损耗

17、相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗。 其计算公式如下： (4.1) 223 310 ar AI K Rt 式中，为损耗电量（kwh） ；R 为元件电阻（） ；t 为运行时间（h） ；为平A ar I 均电流（A） ；K 为形状系数。 因为用平均电流计算出来的电能损耗是偏小的，因此公式中乘以了大于 1 的修 正系数。令均方根电流与平均电流之间的等效系数为 K，称为形状系数，关系式为: (4.2) eff ar I K I 式中，为代表日均方根电流（A） ；为代表日负荷平均电流(A)。 eff I ar I 形状系数 K 值的大小与直线变化的持续负荷曲线有关，可按下式计算: 当 f0.5

18、时，计算: 2 K (4.3) 2 2 2 1 (1) 3 1 () 2 K 当 f0.5 时，计算: 2 K (4.4) 2 2 (1)f K f 式中，为最小负荷率，它等于最小电流与最大电流的比值。 由于 K 不易计算，在实际计算可按推荐的理论计算值选用，推荐值如下:最小负 荷率取 0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 时分别对应的 K 值为 1.17、1.09、1.05、1.03、1.02、1.01、1.00、1.00、1.00。 若实测为有功电量、无功电量和电压，平均电流也可以使用以下公式计算： (4.5) 22 2 3 ar ar ar AA I U

19、 式中，为代表日的有功电量（kwh） ；为代表日的无功电量(kvarh)；为 a A r A ar U 代表日的电压平均值。 电能损耗计算公式如下： (4.6) 22 23 2 10 ar ar AA Ak Rt U 式中，为代表日通过元件电阻的总有功电量(kwh)；为代表日通过元件电 a A r A 阻的总无功电量(kvarh)；为平均线电压(kV)；R 为元件电阻()；t 为运行时间 ar U (h)。 平均电流法的优点是:用实际中较容易得到并且较为精确的电量作为计算参数， 计算结果较为准确，计算出的电能损耗结果精度较高；按照代表日平均电流和计算 出形状系数等数据计算就可以进行电能损耗计算

20、。缺点是:形状系数 K 不易计算，在 实际使用中其值存在计算简化，与直线变化的持续负荷曲线有关，对没有实测负荷 记录的配电变压器，不能记录实际负荷曲线；需改进负荷分配因子；配电网电压假 设为平均低压后，计算精度受到了一定影响。 4.4. 影响配电网理论线损计算准确度的主要因素影响配电网理论线损计算准确度的主要因素 开展配电网理论线损计算，可以优化电网结构、调度运行方式和降损分析、提 高经济效益等。在实际工作中，供电企业追求计算速度快、计算结果精度高的配电 网理论线损计算方法，但影响配电网理论线损计算精度的因素较多，比较复杂、多 样，例如原始数据的准确性、数学模型的准确性和数学方法的精确性等因素

21、，其中 原始数据的准确性占绝对主要地位。但由于配电网实际情况，要准确计算出配电网 理论线损，需要考虑这些因素的影响。当然，在这些影响因素中，有些影响较大， 有些影响较小。因此，在配电网理论线损计算研究中，在保证一定精度要求的条件 下，为使研究问题的方便，往往只计及主要因素，忽略次要因素。 除了上述的影响因素之外，人为差错、采用的测量仪表和计算工具计算精确性 等因素也都对配电网理论线损计算的精度产生影响。对于这些影响因素，有些在计 算模型中无法考虑其影响，需要制定标准及根据实际情况予以考虑。 总之，配电网理论线损计算精度的高低，是各种因素共同作用的结果。只有正 确地分析影响配电网理论线损计算的各

22、种因素，才能做到合理、准确、科学。 4.5. 本章小结本章小结 传统的配电网理论线损计算方法，如均方根电流法、平均电流法(形状系数法)、 最大电流法(损耗因数法)、等值电阻法、潮流法等计算方法，主要是依靠配电网结 构参数和历史运行数据资料进行计算，优点是计算方法简单，需要的数据资料少， 计算结果基本能够满足工程要求和实际工作需要，缺点是各种方法都是计算结果精 度主要取决于原始运行数据收集是否齐全和准确，假设条件与实际情况可能不符， 影响计算精度，计算精度低。 对于现代研究的配电网理论线损计算方法，如人工神经网络(ANN)算法、遗传算 法(GA)与人工神经网络(ANN)相结合算法、模糊识别算法等

23、，这一类算法优点是计算 精度有所提高，但这一类计算方法仍处于理论探索阶段，计算机理有待于进一步深 入研究，已研究的计算方法与实际应用还有差距。 5. 10 KV 配电网理论线损计算配电网理论线损计算 本章节收集了某 10kV 配电线路网络参数和运行数据，分别采用了不同的计算方 法对算例进行了理论线损计算，并对结果进行技术指标的分析，验证算法的可行性。 如图所示的某 10kV 线路，其各负荷点配电变压器容量见图 5.1，其线路各段电 阻、电流分布见表 5-1，配电变压器参数表如表 5-2。 图 5.1 某 10kV 线路各负荷点配电变压器容量 表 5-1 某 10kV 线路电阻、电流分布表 R0

24、.0650.220.40.0650.040.130.0650.40.020.065 L32.43025.6823.2820.8819.6815.3612.9610.560.72 表 5-2 配电变压器参数表 额定容量(KvA)数量空载损耗(Kw)负荷损耗(Kw)额定电流(A) 30 50 100 180 420 1 1 5 2 1 0.27 0.4 0.6 1.1 1.9 0.85 1.3 2.5 3.6 7.7 1.73 2.89 5.77 10.4 24.3 线路首端最大电流为29A，日平均电流为18.7A，日均方根电流为 max I ar I 19.7A，线路日供电量为6500kwh，全

25、月供电量为kwh，1 月份实际线损 eff I 1 w 2 w 率为 5%。计算线路全月(30 天)的电能损耗。 5.1. 平均电流法平均电流法 a) 线路基本参数 日平均电流为:18.7(A) ar I 日均方根电流:19.79(A) eff I 变压器总容量:=1360(kvA) N S 每 kvA 的平均电流=0.014(A/kvA) / 18.7 1360 ar av KVA N I I S b) 计算负荷率 f，形状因数 K =0.645 max ar I f I =1.05 19.7 18.7 eff ar I K I c) 计算线路的等值电阻 =2.05() 2 22 716 1

26、8.7 ii el av I R R I d) 计算电能损耗 1) 计算配电线路损耗 =1707.14(kwh) 223223 3103 18.71.052.05 720 10 Larel AI K R t 2) 计算配电变压器铁损 =5594.4(kwh) 00 (0.6 5 1.1 20.4 1.90.27) 720APt 3) 计算配电变压器铜损 =1378.53(kwh) 22 max () s TK N I APK t I 4) 总的电能损耗 =8680.07(kwh) 0LT AAAA 5) 线损率 总的线损率 =4.40 2 %100 A A w 其中:线路损失=0.87，占总线

27、损率的 20% 2 %100 L L A A w 配电变压器铜损=0.70，占总线损率的 16% 2 %100 T T A A w 配电变压器铁损=2.83，占总线损率的 64% 0 0 2 %100 A A w 5.2. 算例分析算例分析 本算例通过采用平均电流法对该 10kV 配电线路的理论电能损耗、理论线损率及 各部分电能损耗所占比例进行了计算，从运算结果上可以看出采用平均电流法计算 的配电线路理论总电能损耗、理论线损率及各部分理论电能损耗所占的比例更符合 实际，计算结果更加准确，比最大电流法提高 0.55 个百分点， 比等值电阻法提高 0.44 个百分点。 5.3. 本章小结本章小结

28、平均电流法计算线损有自己的优点和缺点，我们必须根据实际情况选择各种计 算方法，着重从预测目标、期限、精确度和预测耗费等方面作出合理选择，在预测 成本允许的范围内，寻求能获取所需精度的降损方法，各种方法有各自的使用方法 随条件的变化而变化根据不同的条件来用最好的求线损方法来求的最准确的线损数 据。 线损管理是一项艰巨的工作，降低线损是供电企业提高经济效益的一条重要途 径，线损管理工作者要加强管理和技术降损结合，即在加强线损管理的同时还要根 据本地电网的实际需要，选择合适的技术措施，已取得更合理的降损措施更高的社 会和经济效益。 6.配电网降损措施分析配电网降损措施分析 6.1. 降低配电网线损的

29、管理措施降低配电网线损的管理措施 6.1.16.1.1 加强用电营业管理加强用电营业管理 据统计有不少供电企业的线损率居高不下，远远超过理论值，造成大量的电 能损失。究其原因，除了计量表计的误差外，绝大部分是由于一下三种情况造成的： 一是由用电单位（或用户）的非法窃电和违章用电；二供电企业对用电的监察和检 查不及时、不深入、出发力度不够；三是供电企业营业单位的工作存在较多漏洞， 抄表和核算不准确。甚至有遗漏的，未能按时把用户所耗用的电量如数全部抄回。 总而言之，主要是由于营业损失电量过大造成的。因此，加强用电营业管理，是降 低农网线损，特别是降低其管理线损的重要措施。 6.1.26.1.2 加

30、强电能计量管理加强电能计量管理 在电力系统发、供、用电的各个环节中，装设了必不可少的电能计量装置， 它是同各种类型电能表和其配合使用的互感器、电能计量柜（箱） ，以及电能表到互 感器的二次回路等组成；它是用来测量发电厂的发电量及厂用电量、电网的购入电 量和售出电量等这就是发电、供电企业制定的生产计划，搞好经济核算，合理计收 电费提供了依据；同时，在工农业生产用电中，为加强经营管理，考核单位产品耗 电量，制定电力消耗定额，节约能源，提高经济效益，电能计量装置也是必备的检 测，计算的重要工具。 6.1.36.1.3 合理安排检修合理安排检修 合理安排电网检修计划，推广带电作业当电网检修时，应尽量缩

31、短停电时间， 确保用户用电。一些重要用户为了确保供电，一般采用双回路供电。因此，应合理 安排检修计划缩短检修时间或实行带电作业，减小电网损耗。 6.1.46.1.4 推广电网无功补偿技术推广电网无功补偿技术 在电力系统中，无功电源一样重要，都是保证系统安全、经济、稳定、高效运 行的必备条件。在电力系统中应保持无功功率的平衡，否则将会导致系统电压降低、 设备损坏、电能质量下降、电网能耗显著增多，严重时，还会引起电压崩溃，系统 解裂，造成大面积停电事故。因此，保持电网无功容量的充足，对降低系统线损有 重要意义。 6.2. 本章小结本章小结 在农电系统中，有不少县级用电地域的线损率居高不下远远超过理

32、论值，造成 大量电能损失，造成能源的浪费，因此加强用电营业管理，推广无功补偿装置，是 降低农村线损，特别是降低管理线损的重要措施。 线损管理是一项艰巨的工作，降低线损是供电企业提高经济效益的一条重要途 径，线损管理工作者要加强管理和技术降损结合，即在加强线损管理的同时还要根 据本地电网的实际需要，选择合适的技术措施，已取得更合理的降损措施更高的社 会和经济效益。 结束语结束语 配电网理论线损计算方法研究的目的是如何让快速、精确地计算出配电网理论 线损是供电企业的一项重要工作。近年来，随着经济的高速发展，对电力的需求也 日益增加。在这种情况下，开展配电网理论线损计算工作，对于降低电能损耗，节 约资源，提高供电企业经济效益，保证电力的正常供应，优化配电网结构，电网规 划设计等方面有着重要意义。 在供电企业配电网理论计算工作中，根据配电网网络 结构和运行参数，建立适当的计算模型，或者对原有计算模型方法进行改进是获得 理想的配电网理论线损计算结果的关键。因此，本文在对平均电流法计算线损的基 础上，通过算例验证了平均电流法