线路电能损耗计算方法

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发布时间 2009-02-09

A1 线路电能损耗计算的基本方法是均方根电流法,其代表日的损耗电量计算为:
ΔA=3 Rt×10-3 (kW•h) (Al-1)
Ijf = (A) (Al-2)
式中ΔA——代表日损耗电量,kW•h;
t——运行时间(对于代表日t=24),h;
Ijf——均方根电流,A;
R——线路电阻,n;
It——各正点时通过元件的负荷电流,A。
当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时:
Ijf= = (A) (Al-3)
式中Pt ——t时刻通过元件的三相有功功率,kW;
Qt——t时刻通过元件的三相无功功率,kvar;
Ut——t时刻同端电压,kV。
A2 当具备平均电流的资料时,可以利用均方根电流与平均电流的等效关系进行电能损耗计算,令均方根电流Ijf与平均电流Ipj(代表日负荷电流平均值)的等效关系为K(亦称负荷曲线形状系数),Ijf=KIpj,则代表日线路损耗电量为:
ΔA=3K2 Rt×10-3 (kW•h) (A2-1)
系数K2应根据负荷曲线、平均负荷率f及最小负荷率α确定。
当f >0.5时,按直线变化的持续负荷曲线计算K2:
K2=[α+1/3(1-α)2]/ [1/2(1+α)]2 (A2-2)
当f <0.5,且f >α时,按二阶梯持续负荷曲线计算K2:
K2=[f(1+α)-α]/f 2 (A2-3)
式中f——代表日平均负荷率,f=Ipj/ Imax,Imax为最大负荷电流值,Ipj为平均负荷电流值;
α——代表日最小负荷率,α=Imin/ Imax,Imin为最小负荷电流值。
A3 当只具有最大电流的资料时,可采用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算,令均方根电流平方与最大电流的平方的比值为F(亦称损失因数),F= / ,则代表日的损耗电量为:
ΔA=3 FRt×10-3 (kW•h) (A3-1)
式中F——损失因数;
Imax——代表日最大负荷电流,A。
F的取值根据负荷曲线、平均负荷率f和最小负荷率α确定。
当f >0.5时,按直线变化的持续负荷曲线计算F:
F=α+1/3(1-α)2 (A3-2)
当f <0.5,且f >α时,按二阶梯持续负荷曲线计算:
F=f (1+α)-α (A3-3)
式中α——代表日最小负荷率;
f——代表日平均负荷率。
A4 在计算过程中应考虑负荷电流引起的温升及环境温度对导线电阻的影响,具体按下式计算:
R=R20(1+β1+β2) (Ω) (A4—1)
β1=0.2(Ipj / I20)2 (A4—2)
=α(Tpj-20) (A4—3)
式中 R20——每相导线在20℃时的电阻值,可从手册中查得单位长度值,Ω
β1——导线温升对电阻的修正系数;
β2——环境温度对电阻的修正系数;
I20——环境温度为20℃时,导线达到容许温度时的容许持续电流,A;其值可通过有关手册查取,如手册给出的是环境温度为25℃时的容许值时, I20应乘以1.05;
Ipj——代表日(计算期)平均电流,A;
Tpj——代表日(计算期)平均气温,℃;
α——导线电阻温度系数,对铜、铝、钢芯铝线,α=0.004。
A5 对于电缆线路,除按计算一般线路的方法计算线心中的电能损耗外,还应考虑绝缘介
质中的电能损耗,三相电缆绝缘介质损耗电量为:
ΔAj=U2ωCtgαLt×10-3 (kW•h) (A5-1)
C=ε/[18lg(γw /γn)] (A5-2)
式中ΔAj——三相电缆绝缘介质损耗电量,kW•h;
U——电缆运行电压,kV;
ω——角速度,ω=2πf,f为频率,Hz;
C——电缆每相的工作电容,μF/km;
tgα——介质损失角的正切值,按表A5选取;
L——电缆长度,km;
t——计算时段,h;
ε——绝缘介质的介电常数,按表A5选取;
γw——绝缘层外半径,mm;
γn——线心半径,mm。
表A5 电缆常用绝缘材料的ε和tgα值
电缆型式 ε tgα
油浸纸绝缘
粘性浸渍不滴流绝缘电缆
压力充油电缆 4.0
3.5 0.0100
0.0100
O.0045
丁基橡皮绝缘电缆
聚氯乙烯绝缘电缆
聚乙烯电缆
交联聚乙烯电缆 4.0
8.0
2.3
3.5 0.050
0.100
0.004
0.008
注:tgα值为最高允许温度和最高工作电压下的允许值。
附录A 线路电能损耗计算方法
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A1 本条是关于在线路等元件电阻损耗计算中采用均方根电流法计算的规定。电阻元件上
的电能损耗为:
ΔA=3R∫t0 dt
由于I(t)是一随机变量,一般不能以解析式表示,所以依近似积分原理,对计算期均分
为n个时段,设每个时段Δt内的负荷电流不变且等于其正点小时的电流,则:n•Δt=t 。
( Δt)/t = ( )/n =
Ijf =
式中Ij f——计算期各时段电流的均方根值。
由上可知采用均方根电流法计算,实际上考虑了计算期的负荷特性,当Δt愈小时愈符合客观实际。
A2 本条是关于采用计算期平均最大电流计算时的有关问题的说明。
因为计算期(一般为一日即代表日)平均电流未能反映负荷曲线的形状,所以应以负荷曲线形状系数反映负荷曲线形状对电能损耗计算的影响。负荷形状系数应建立在概率统计方法上,根据负荷曲线的特征值,如平均负荷率、最小负荷率、功率或负荷电流的最大值、平均值、最小值等确定。对于一些难以获得每时段实测资料的情况或为了减少实测工作量,可以用计算期平均电流或最大电流来代替。
计算期平均电流和均方根电流以及最大电流之间的等效关系为:
= K2= F
K=Ijf/Ipj
F= /
式中K——负荷曲线形状系数;
F——损失因数。
又因平均负荷率为:
f =Ipj / Imax
所以,F=K2f2 ,将K、F的表达式代人用均方根电流计算电能损耗的表达式得:
平均电流: ΔA=3 K2Rt×l0-3 (kW•h)
最大电流: ΔA=3 FRt×10-3 (kW•h)
关于负荷曲线形状系数K2和损失因数F的确定,可将日负荷曲线概化归结为按直线变化或按二阶梯变化两种类型的负荷曲线,见图A2。
图A2中α=Imin / Imax为最小负荷率,ε为最大负荷持续时间。根据上述简化,可得出按直线变化和按二阶梯变化负荷曲线的负荷曲线形状系数K2及损失因数F的计算式。对于工业用户比重大的负荷用按直线变化的负荷曲线计算较合理;对于照明、农电、单班生产用户为主的负荷曲线,则按二阶梯变化负荷曲线计算较合理。

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