農村低壓配網理論線損計算及影響因素分析

楊秀民

摘要：在計算農村0.38kV低壓配電網的理論線損的時候，很多因素都會對其準確程度造成影響，本文首先分析了與低壓配電網理論線損計算有關的問題，并一一探討了具體的計算方式，在此技術上對影響因素進行了深入分析。

關鍵詞：弄尋電網；低壓電網；理論線損

在計算農村0.38kV低壓配電網的理論線損的時候，很多因素都會對其準確程度造成影響，一是復雜的結構，例如供電方式為多種線制、幾種導線截面共同構成同一回主干線、變壓器不處于負荷中心位置等，并且相關的線路參數(shù)和負荷資料往往不夠全面、準確；二是三相負荷不平衡并且沿線負荷分布沒有規(guī)律可言，難以準確的對因為不平衡造成的線損進行描述；三是計算方法自身有不足之處存在，不完全符合實際情況；四是計算公式中需要用到的關系數(shù)和參數(shù)獲取難度大并且難以找到規(guī)律，影響其精準性。目前三相負荷不平衡是對配電網線損產生影響的一個重要因素，也是農村低壓配電網存在問題中最常見的一種，要對電網的理論線損進行準確而詳細的計算，就必須重點思考三相負荷不平衡帶來的影響，通過其類型的歸納來將三相負荷不平衡情況下的理論損耗計算出來。

1計算低壓配電網理論線損的相關問題

1.1原始數(shù)據的準確和真實程度

農村的電網線路結構比較復雜，并且不斷的改造這些線路，供電部門往往不能提供非常準確的線路結構圖和相關資料，影響了理論線損計算的有效要求，所以在針對農網低壓配電網計算其理論線損的時候，需要結合實際走訪工作，將線路結構準確的記錄下來，打下良好的基礎然后才能保證理論線損計算的可靠性。

1.2選取代表日，收集運行數(shù)據

農村用戶在用電的時候會有比較大的用電數(shù)量變化，負荷的谷峰值和季節(jié)之間的關聯(lián)比較明顯，在使用等值電阻法進行計算的時候負荷形狀系數(shù)就會隨之而變大，會影響到理論線損值，所以采集數(shù)據的代表日要恰當選擇，在選擇的時候需要遵循以下幾個原則：首先是選擇的代表日不能是節(jié)假日，供電量和計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，氣溫和計算期的平均氣溫接近；其三是需要將代表日的負荷情況完整的記錄下來，然后選擇每小時整點的一系列數(shù)據包括電壓、電流、有功和無功電壓等；其四是選擇代表日的時候要將農網負荷變化的特點考慮進去。

1.3合理的進行計算方法的選擇

農村低壓配電網具有很多的支路和節(jié)點，導線的種類非常繁雜并且負荷方面沒有什么規(guī)律，在進行理論計算的時候需要從多方面的因素出發(fā)考慮，在選擇計算理論線損的方法的時候一定要根據實際情況來進行。

2對低壓配電網網理論線損進行計算的幾種方法

2.1等值電阻法

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

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

2.2均方根電流法

均方根電流法是一種比較常見的對配電網線損進行計算的方法，它的原理是線路上有負荷均方根電流所以有電能的消耗，這個電能與同一時期中線路上實際負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表示線路的運行時間，單位為小時。

均方根電流法的優(yōu)點在于方法簡單，電能損耗的計算只需要計算出均方根電流就可以實現(xiàn)了，而均方根電流的計算依據則是代表日每小時的整點負荷電流，這種計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。但是也有三點局限性，分別是（1）臺區(qū)代表日的線損率不能完全的將臺區(qū)長時間的線損率反映出來；（2）計算干線或者直線的均方根電流的時候，沒有將不同段線路上不同的負荷曲線形狀和功率因數(shù)之間的區(qū)別考慮進去，而是直接通過加減負荷均方根電流代數(shù)的方法計算，如果支路比較多的話也會影響計算結果的準確性；（3）因為一般情況下變壓器容量會大大超過實際的負荷量，所以計算均方根電流的時候如果使用變壓器容量進行，與實際的負荷情況是有出入的。

2.3最大負荷電流法

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系利用起來，從而計算線損，計算公式如下：

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

計算損耗因數(shù)的公式如下：

公式中Ipj為代表日當天的電流平均值，單位為A，已知負荷率為f，那么可以計算出一般配電網的F值為：

該方法的優(yōu)勢在于計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)據就可以進行，但是F的值在不同的負荷曲線、負荷特性和網絡結構下是不同的，所以F值的計算必須從負荷曲線的實際情況出發(fā)。并且最大電流法的計算基礎是三相負荷平衡，所以針對低壓配電網來說它的計算精度與計算要求是不向滿足的。

2.4潮流法

潮流法是對配電網理論線損進行計算的方法中精度比較高的一種，其基本單元是饋線，計算出電力系統(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算精度，但是需要收集大量配電網相關的數(shù)據資料，很多方面的因素都會導致潮流法無法使用，例如沒有收集完全表記或者運行參數(shù)、整理運行數(shù)據以及結構參數(shù)比較困難、網絡中有太多的節(jié)點數(shù)和電氣元件等，所以如果是具有繁雜的元件、節(jié)點數(shù)并且結構非常復雜的農網低壓配電網，潮流法是不適合使用的。

3三相不平衡為計算帶來的影響

公式（1）為等值電阻法的計算公式，但是并沒有將理論線損受到的三相負荷不平衡的影響考慮進去，實際情況中農村低壓配網中具有比較大的三相不平衡程度，在不同的時段各項不平衡度甚至會出現(xiàn)變化，對三相負荷電流不平衡度進行定義的公式如下：

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

在實際工作中于當?shù)氐娜嘭摵汕€圖相結合進行補平衡類型的確定，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）。在應用公式（7）的時候有兩個問題存在，一是因為很難確定農網某臺區(qū)的三相負荷不平衡屬于哪種類型的情況，所以在計算理論線損的時候使用某段時間內計入三相負荷不平衡的K1也就是線損增量，與實際情況不相符合；二是式（7）獲得的結果還可能小于式（1），也就是說將三相負荷不平衡考慮進去以后的理論線損還要比三相負荷平衡時的理論線損還小，造成這種情況的原因是“3×K1<3.5”，所以三相平衡時候的理論線損還要比三相不平衡時的理論線損要高。

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