輸電損耗

輸電損耗

輸電損耗是指當負荷電流通過線路時,線上路電阻上會產生功率損耗。

基本介紹

  • 中文名:輸電損耗
  • 外文名:Transmission losses
  • 含義:輸電線路損耗
  • 單一線路:△P=I2R
  • 三相電力線路:△P=△PA十△PB十△PC=3I2R
損耗信息,算法,配電變壓損耗,簡單線路的損失計算,複雜線路的損失計算,損失估算,降損方法,

損耗信息

當負荷電流通過線路時,線上路電阻上會產生功率損耗。

算法

(1) 單一線路
有功功率損失計算公式為
△P=I2R
式中△P--損失功率,W;
I--負荷電流,A;
R--導線電阻;
(2)三相電力線路
線路有功損失為
△P=△PA十△PB十△PC=3I2R
(3)溫度對導線電阻的影響:
導線電阻R不是恆定的,在電源頻率一定的情況下,其阻值隨導線溫度的變化而變化。
銅鋁導線電阻溫度係數為a=0.004。
在有關的技術手冊中給出的是20℃時的導線單位長度電阻值。但實際運行的電力線路周圍的環境溫度是變化的;另外;負載電流通過導線電阻時發熱又使導線溫度升高,所以導線中的實際電阻值,隨環境、溫度和負荷電流的變化而變化。為了減化計算,通常把導線電阻分為三個分量考慮:
1)基本電阻20℃時的導線電阻值R20為
R20=RL
式中R--電線電阻率,/km,;
L--導線長度,km。
2)溫度附加電阻Rt為
Rt=a(tP-20)R20
式中a--導線溫度係數,銅、鋁導線a=0.004;
tP--平均環境溫度,℃。
3)負載電流附加電阻Rl為
Rl= R20
4)線路實際電阻為
R=R20+Rt+Rl
(4)線路電壓降△U為
△U=U1-U2=LZ

配電變壓損耗

配電變壓器分為鐵損(空載損耗)和銅損(負載損耗)兩部分。鐵損對某一型號變壓器來說是固定的,與負載電流無關。銅損與變壓器負載率的平方成正比。
配電網電能損失理論計算方法
配電網的電能損失,包括配電線路和配電變壓器損失。由於配電網點多面廣,結構複雜,客戶用電性質不同,負載變化波動大,要起模擬真實情況,計算出某一各線路在某一時刻或某一段時間內的電能損失是很困難的。因為不僅要有詳細的電網資料,還在有大量的運行資料。有些運行資料是很難取得的。另外,某一段時間的損失情況,不能真實反映長時間的損失變化,因為每個負載點的負載隨時間、隨季節發生變化。而且這樣計算的結果只能用於事後的管理,而不能用於事前預測,所以在進行理論計算時,都要對計算方法和步驟進行簡化。 為簡化計算,一般假設:
(1)線路總電流按每個負載點配電變壓器的容量占該線路配電變壓器總容量的比例,分配到各個負載點上。(2)每個負載點的功率因數cos 相同。 這樣,就能把複雜的配電線路利用線路參數計算並簡化成一個等值損耗電阻。這種方法叫等值電阻法。
等值電阻計算設:線路有m個負載點,把線路分成n個計算段,每段導線電阻分別為R1,R2,R3,…,Rn,線上路結構未發生變化時,Re、ReT、Rez三個等效電阻其值不變,就可利用一些運行參數計算線路損失。
均方根電流和平均電流的計算利用均方根電流法計算線損,精度較高,而且方便。利用代表日線路出線端電流記錄,就可計算出均方根電流IJ和平均電流IP。
在一定性質的線路中,K值有一定的變化範圍。有了K值就可用IP代替IJ。IP可用線路供電量計算得出,電能損失計算
(1)線路損失功率△P(kW)
△P=3(KIP)2(Re+ReT+ReI)×10-3
如果精度要求不高,可忽略溫度附加電阻ReT和負載電流附加電阻ReI。
(2)線路損失電量△W
(3)線損率
(4)配電變壓器損失功率△PB
(5)配電變壓器損失電量△WB
(6)變損率 B
(7)綜合損失率為 + B。
低壓線路損失計算方法
低壓線路的特點是錯綜複雜,變化多端,比高壓配電線路更加複雜。有單相供電,3×3相供電,3×4相供電線路,更多的是這幾種線路的組合。因此,要精確計算低壓網路的損失是很困難的,一般採用近似的簡化方法計算。

簡單線路的損失計算

1.單相供電線路
(1)一個負荷線上路末端時:
(2)多個負荷時,並假設均勻分布:
2.3×3供電線路
(1)一個負荷點線上路末端
(2)多個負荷點,假設均勻分布且無大分支線
3.3×4相供電線路
(1)A、B、C三相負載平衡時,零線電流IO=0,計算方法同3×3相線路。
由表6-2可見,當負載不平衡度較小時,a值接近1,電能損失與平衡線路接近,可用平衡
線路的計算方法計算。
4.各參數取值說明
(1)電阻R為線路總長電阻值。
(2)電流為線路首端總電流。可取平均電流和均方根電流。取平均電流時,需要用修正係數K進行修正。平均電流可實測或用電能表所計電量求得。
(3)在電網規劃時,平均電流用配電變壓器二次側額定值,計算最大損耗值,這時K=1。
(4)修正係數K隨電流變化而變化,變化越大,K越大;反之就小。它與負載的性質有關。

複雜線路的損失計算

0.4kV線路一般結構比較複雜。在三相四線線路中單相、三相負荷交叉混合,有較多的分支和下戶線,在一個台區中又有多路出線。為便於簡化,先對幾種情況進行分析。
1.分支對總損失的影響
假設一條主幹線有n條相同分支線,每條分支線負荷均勻分布。主幹線長度為欏£
則主幹電阻Rm=roL
分支電阻Rb=roé
總電流為I,分支總電流為Ib=I/n
(1)主幹總損失△Pm
(2)各分支總損失△Pb
(3)線路全部損失
(4)分支與主幹損失比
也即,分支線損失占主幹線的損失比例為/nL。一般分支線小於主幹長度,/nL<1/n
2.多分支線路損失計算
3.等值損失電阻Re
4.損失功率
電壓損失計算
電壓質量是供電系統的一個重要的質量指標,如果供到客戶端的電壓超過其允許範圍,就會影響到客戶用電設備的正常運行,嚴重時會造成用電設備損壞,給客戶帶來損失,所以加強電壓管理為客戶提供合格的電能是供電企業的一項重要任務。
電網中的電壓隨負載的變化而發生波動。國家規定了在不同電壓等級下,電壓允許波動範圍。國電農(1999)652號文對農村用電電壓做了明確規定: (1)配電線路電壓允許波動範圍為標準電壓的±7%。(2)低壓線路到戶電壓允許波動範圍為標準電壓的±10%。
電壓損失是指線路始端電壓與末端電壓的代數差,是由線路電阻和電抗引起的。電抗(感抗)是由於導線中通過交流電流,在其周圍產生的高變磁場所引起的。各種架空線路每千米長度的電抗XO(/km),可通過計算或查找有關資料獲得。
三相線路僅線上路末端接有一集中負載的三相線路,設線路電流為I,線路電阻R,電抗為X,線路始端和末端電壓分別是U1,U2,負載的功率因數為cos 。
電壓降△ù=△ù1-△ù2=IZ
電壓損失是U1、U2兩相量電壓的代數差△U=△U1-△U2。

損失估算

線路電能損失的估算
線路理論計算需要大量的線路結構和負載資料,雖然在計算方法上進行了大量的簡化,但計算工作量還是比較大,需要具有一定專業知識的人員才能進行。所以在資料不完善或缺少專業人員的情況下,仍不能進行理論計算工作。下面提供一個用測量電壓損失,估算的電能損失的方法,這種方法適用於低壓配電線路。
1.基本原理和方法
(1)線路電阻R,阻抗Z之間的關係
(2)線路損失率
由上式可以看出,線路損失率 與電壓損失百分數△U%成正比,△U%通過測量線路首端和末端電壓取得。k為損失率修正係數,它與負載的功率因數和線路阻抗角有關。
2.有關問題的說明
(1)由於負載是變化的,要取得平均電能損失率,應儘量取幾個不同情況進行測量,然後取平均數。如果線路首端和末端分別用自動電壓記錄儀測量出一段時間的電壓降。可得到較準確的電能損失率。
(2)如果一個配變台區有多路出線,要對每條線路測取一個電壓損失值,並用該線路的負載占總負載的比值修正這個電壓損失值,然後求和算出總的電壓損失百分數和總損失率。
(3)線路只有一個負載時,k值要進行修正。
(4)線路中負載個數較少時,k乘以(1+1/2n),n為負載個數。

降損方法

減少輸電中的功率損失可以有兩種方法: 一種方法是: 減小電阻. 在電線長度L一定的情況下, 應當選用電阻率小、橫截面積大的導線。另一種方法是提高輸電的電壓U,減小電流I.減小輸電導線中的電流。

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