配網線損測算裝置在臺區線損計算中的應用

摘要：利用配網線損測算裝置作為線損管理的工具，實時地快速獲得理論線損計算結果，掌握第一手的低壓臺區線損現狀資料，摸清不同類型低壓臺區線損的分布規律，對進一步開展低壓臺區承包管理及降損工作有著非常積極的意義。同時也為測算農村合表電價取消后，農村低壓損失對地區整體線損所產生的影響，提供重要的實測依據。

關鍵詞：線損管理 理論線損計算 配網線損測算裝置

1 低壓臺區線損傳統計算法

低壓電網配電結構非常復雜，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不同，沿線負荷分布沒有嚴格的規律，同一干線可能有幾種導線截面。同時又缺乏完整、準確的線路參數和負荷資料。要詳細、精確計算低壓電網線損比計算高壓配網困難的多。在實際低壓線損理論計算中一般采用選擇典型臺區進行實測計算。

主要方式有：

①統計法計算

在實際低壓線損理論計算中采用選擇典型臺區進行實測（代表日總表與各分表計量數據差），并計算出線損率，然后利用典型代表日所在月低壓系統總售電量，計算得到低壓系統天平均線損損耗。

△A=月低壓售電量×（實測低壓線損率/（1-實測低壓線損率））÷月歷天數

②分段計算接戶線和電表的電能損失

接戶線按100m長每月0.5kw*h，進行估算，即：

△A=5L（kW*h）

式中：L——接戶線長度，km

電能表按單相表每月1kw*h，三相三線表每月2kw*h，三項四線表每月3kw*h進行估算。

③電壓損失率法：計算方法和步驟如下：

確定低壓電網的干線及其末端。凡從干線上接出的線路稱為一級線路，從上線支線支出的線路稱為二級支線。以下步驟均指一個計算單元。

在低壓電網最高負荷時測出配變出口電壓U（max），末端電壓U'max計算最大負荷時，首、末端的電壓損失率△U（max）%：

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

式中：U（Max）——最大負荷時配變出口電壓（V）

U'（max）——最大負荷時干線末端電壓（V）

按下式計算最大負荷時的功率損耗率：

△P（max）%=Kp×△U（max）%

式中：

Kp=■

式中：x——導線電抗（Ω）

R——導線電阻（Ω）

φ——電流與電壓間的相角

按下列公式計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——負荷率，各單位根據實際情況確定

F——損失因數（一般查表得到）

A——代表日配變供電量（kwh）

若配變出口無電度表，可按下式計算損失電量

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

式中：IMax——最大負荷時測錄的首端電流（A）

對于負荷較大，線路較長的一級支線，測錄支接點及支線末端電壓，然后按上述步驟計算支線的電能損耗。

一個單元的損耗電量=（干線的損耗電量+主要一級支線的損耗電量）/K

其中：K為干線及一級支線占計算單元的損耗電量百分數

一臺配變電壓器的低壓網絡的總損耗電量為其各計算單元總損耗電量之和。

2 配電線損測算裝置簡介

由于傳統的理論線損采集、計算和統計方法涉及環節多、數據來源不可靠、數據不完整、工作量大、人為因素較多，已不能適應企業向精細化管理發展的要求。因此，對獲取準確的真實值以進行配網線損理論計算的技術創新提出了更高、更緊迫的要求。

配電線損測算裝置的應用就是要整合配電網現有各種方法，通過對配網線路的運行參數進行實測，實現在線計算10KV線路及臺區的理論線損，更好地解決上述的問題。提供一個快速、有效的管理工具。同時，在保證理論線損更加準確性前提下，減少線損管理人員的勞動強度，提高工作效率。

2.1 配電線損測算裝置的設計與實現

配網線損測算裝置是以單片微處理器為核心及其相應接口組成的小型智能化監測儀器。是一種采用過采樣技術采集交流信號，用數字濾波、Mcu控制處理，根據《線損計算導則》規定的方法，實時計算配網理論線損的新型終端設備。它由電流互感器檢測出三相電流的大小，通過由放大器組成的信號調理單元，變換成能被模數轉換單元接受并與電流互感器一次側輸入電流成比例大小的電壓信號，經單片微處理器的采集、模數轉換、特定的軟件計算處理得到所需要的數據，進一步送給顯示單元和串口通訊單元。

線損主端的具體結構設計如下圖所示，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，同步動態隨機存儲器）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，其采用工業級別高速單片處理器，主要進行數據計算處理、采集和對外圍器件的控制，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接線端子與配電網的各相電壓和CT連接，實現與配電網的連接。該交采及通訊通道模塊中集成了交采芯片和通訊芯片，交采芯片能夠對配電網的三相電壓、電流等信號進行采集，即基于交流電進行采集，采用ADI公司的AD77系列；通訊芯片主要提供交流參數采集的信號調理和轉換通道，同時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據存儲和臨時存儲的器件，SDRAM和NandFlash電路的容量較大，保證了線損主端運行復雜程序時所需的硬件資源，顯示界面和簡潔的按鍵適合工業現場的常規人機交互工作。

另外，該線損主端還包括點陣LCD模塊202e、無線模塊202f、6鍵鍵盤模塊202g、本地調試串口202h、USB數據接口202i和電源管理單元202j，該點陣LCD模塊、無線模塊、6鍵鍵盤模塊、USB數據接口、本地調試串口和電源管理單元也都與32位嵌入式處理器進行交互電連接。

點陣LCD模塊202e是液晶顯示屏，用于提供本地操作和數據顯示。用戶可以根據該點陣LCD模塊輸入參數，在線損主端完成對線損的計算后，該點陣LCD模塊線損值顯示出來。

無線模塊202f是遠程通訊的模塊，包括GPRS和短消息。線損主端通過無線模塊能夠將當前獲得的線損值傳輸到后臺中心，使后臺中心的工作人員能夠快速獲取計算出的線損值。

預留的本地調試串口202h，用于現場調試和程序更新工作，方便維護。

預留的USB數據接口202i，用于存儲數據的輔助手段而預留的接口，方便在大容量的數據本地存儲可擴展性，以及現場數據的實時記錄。

電源管理單元202j采用三相供電，不會因為缺相導致斷電，也承擔提供實時時鐘的后備電源的功能，即使外部電源掉電，時鐘電路也會有后備電源繼續工作。

6鍵鍵盤是本地輸入、查看、修改的操作按鍵，用戶也可以根據6鍵鍵盤輸入參數，并對線損主端進行按鍵操作。

2.2 測算裝置主要功能

根據配網線路的結構和運行參數，通過實測有功功率、無功功率、電流、電壓等參數，計算6-10kV線路和低壓臺區的理論線損，包括導線損耗、變壓器繞組銅損、變壓器鐵損、供電臺區電表損耗。并根據變壓器的銘牌參數，準確計算變壓器的銅損和鐵損。

3 華北電網低壓臺區線損實測情況

京津唐電網線損理論計算在執行了多年的“三統一”原則當中，380V系統邊界條件取值：城區線損率為6%，近遠郊線損率為7.5%。各個地區利用線損理論計算程序，按照兩類地區供電量比例，計算出380V系統綜合線損率值。多年采用給定值計算，對一些地區不夠公平。京津唐電網線損計算從開始采用實測值計算低壓線損，北京、天津、冀北分別在城網、農網、城鄉結合部選擇典型臺區及部分10KV線路，共選取9個臺區，其中城區臺區3個、城郊結合部臺區3個、郊區臺區3個，使用配網線損測算裝置進行負荷實測和理論線損計算。通過現場實際勘測、基礎資料準備等一系列工作，取得了大量實測數據，試點結果比較真實地反映了大部分臺區的理論線損狀況。

通過不同類型的臺區實測值和實際統計值的加權平均，得出各單位低壓380V電網實測線損率取值。

4 結束語

配網線損測算裝置的問世，不僅提供了更新的管理工具，也是傳統理論線損獲取和管理方法的基礎上，具有創新意義的實測方法。通過對線損儀的應用，在低壓配網線損管理工作中，建立起與分線路、分臺區線損管理相適應的、新的實測方法，即利用配網線損測算裝置獲取理論線損的直接方法，將更加趨近實際的線損值。該方法真正實現了負荷實測與線損理論計算相結合，使配網線損管理更符合供電企業集約化、精細化管理的發展需要。

使用配網線損測算裝置，只需一次性輸入參數即可隨時直接讀取數據，把繁瑣的理論線損計算工程變成了簡單的日常抄表工作，大大減少了數據準備和數據處理的工作量。這不但使理論線損計算的組織、實施工作大幅度簡化，從一年到兩年一次組織理論線損計算的會戰，變為可以隨時隨地根據實際情況獲取理論線損數據；也使得基層線損管理人員能將更多精力用于數據結果的分析和使用，因而提高了管理效率，推動了分線分臺區線損管理工作向集約化發展，將進一步推動分線分臺區線損管理工作的精細化。

參考文獻：

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