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1、第二章 电力网理论线损计算电力网理论线损计算，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，并进行定性和定量的分析。通过理论线损计算可以达到以下目的：(1) 鉴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) 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 大的环节采取降损措施。(5) 为电网的发展、改进及规划提供科
2、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。电力网理论线损计算的基本方法是潮流计算法，但是由于某些原因(下面具体介绍)不同 电压等级的具体处理方法是不同的。本章我们首先介绍潮流计算的基本原理，然后再介绍不同 电压等级电网的理论线损计算方法。第一节 潮流计算基本原理与步骤潮流计算是从电力网的末端开始，从下而上对电网中各元件的功率损耗、电压损耗，以及 电网各段的功率、电压、电流的分布进行计算。一、基本原理(一)线路参数准备(1) 线路电阻电流通过导线时受到的阻力，称为电阻。电阻的存在不仅会使导线
3、消耗有功功率并发热， 而且还会造成电压降落。R r L( 2-1 )0其中：r为导线单位长度的电阻，L为导线长度。0(2) 线路电抗 导线中通过交流电流，在其内部和外部产生交变磁场，而引起电抗，以下将分情况对不同的导线介绍电抗的计算。1) 三线制线路电抗当三相线路对称排列时，每相每公里导线的电抗 x 为：0x = 2兀 fL = 2兀 f 4.6lg 0(D cpI r丿+ 0.5 卩X 10 -42-2)其中： f 为交流电频率， Hz；r 为导线的半径， cm 或 mm；卩为导线材料相对导磁系数，对铜、铝等有色金属，卩=1;D 为三相导线的几何均距， cm 或 mm 。 cp2）分裂导线线
4、路电抗超高压输电线路通常采用分裂导线，这种导线方式改变了导线周围的磁场分布，等效地增 大了导线半径，降低了线路电抗， 提高了输送容量。分裂导线线路每相每公里电抗计算公式如 下：2-3)X 二 0.14451g(cp+ 0.01513e 丿 n其中： r为每相导线的计算半径，cm或mm； n为每相导线中导线分裂根数; ed 为一相中分裂导线间的几何均距， cm 或 mm cp（3）电导和电纳电导（G）表示架空线路与空气电离有关的有功功率损耗（电晕损耗），与沿绝缘子泄露电 流所致的有功功率损耗及绝缘子介质中的有功功率损耗。通常35KV以下的架空线路不考虑电晕损耗、绝缘子泄露和介质损耗。对于 110
5、KV线路电 晕损耗不考虑，但对绝缘子产生的泄露损耗一般按线路损耗的2计算。线路电纳是由导线间的电容及导线对地电容所决定的，用B表示。线路电纳在110KV及以上超高压电力网中才考虑，在35KV以下电力网中忽略不计。二）变压器参数准备（1）双绕组变压器参数计算1）双绕组变压器电阻RT2-4)APU 2R 二 k_N X 103TS 2其中：APk为变压器短路损耗，kW；U为归算侧变压器额定电压，kVS 为变压器额定容量， kVAN2）双绕组变压器电抗 XTU %U 2X =kn X10 （ 2-5）TSN其中： UN 为变压器额定电压， kVSN 为变压器额定容量， kVAU % 为短路电压占额定
6、电压的百分比； k（2）三绕组变压器参数计算1）三绕组变压器电阻rt各绕组电阻的计算公式为：RT1其中：AP U 24S2NcN X 103 ； RT2AP U 2k2 N X 103 ； RS2NT3AP U 2_N X 103 S2N2-6)APk12AP 二-(AP2 k 12k1APk2+ APk13 AP )k23二1(AP+AP2k12k 23 AP )k131二一(AP+AP AP )2 k13 k 23k12AP、 AP为三个绕组两两短路损耗k13 k 23APk32-7)kW；仏为归算侧变压器额定电压，2SN为变压器额定容量，kVA2）三绕组变压器电抗 X 各绕组归算到高压侧
7、额定电压 U 的等值电抗为1NX = X = XT1T 2T32-8)其中：U % 二-(U % + U % U %)k12 k12k13k 23U % 二 i(U % + U % U %)k 22 k 12k 23k 13U % 二 (U % + U % U %)k32k13k 23k122-9)UJ、J/、Uk 23%为变压器三个短路电压百分比，沙；仏为归算侧变压器额定电压2为变压器额定容量，kVA三）导线电压损耗、功率损耗的计算（1）功率损耗为:AP 二 312 R x 10 -3 二AQ 二 312 X x 10 -3R X 10 -3 二 2 + Q 2 R X10-3U22-10)
8、X X 10 -3X X 10 -32-11)其中：(2)AP为有功功率损耗，MW；U为线电压，kV；X为线路每相的电抗，。； 线路电压损耗AQ为无功功率损耗，MW；R为线路每相的电阻，。；其中：PR+QXAU =U1P 为线路首端有功功率1MW；=U AU12-12)U 、U 分别为线路首、末端电压12Q为线路首端无功功率，M var；1kV；（四）（1）变压器功率损耗分为两部分，与负荷无关的损耗称为空载损耗，即变压器铁损，它与变压 器的容量和电压有关；随负荷变化的损耗称为负载损耗，即变压器铜损，它与负荷有关。1）双绕组变压器功率损耗变压器的功率及电压损耗变压器功率损耗有功损耗：AP =AP
9、 + P + Q RT 0 U 2 T2-13)I %P2 +Q2AQ = 0 S +T 100 N其中：AP为变压器空载有功损耗，KW；0I % 为变压器空载电流百分比；0X为变压器电抗，。；T2）三绕组变压器功率损耗P2 + Q 2 有功损耗：AP = AP + 11 RT 0U 2T 11I %P2 +Q2无功损耗：AQ = S +T 4 XT 100 N U 21其中：AP为变压器空载有功损耗，KW；0I % 为变压器空载电流百分比；0X为变压器电抗，。3）另外，可根据变压器的铭牌求功率损耗，无功损耗：U22-14)APT=AP + AP0kAQTI % U %S=S + kN100
10、N 100R为变压器电阻，。；S 为变压器的额定容量 NMVA丄 P2 + Q2丄 P2 + Q2+22 R +33 RU2 T2 U 2 T3 23P2 + Q2丄 P2 + Q2 vT 2X +T 4 XU 2 T2 U 2 23R为变压器电阻，。；S 为变压器的额定容量， MVANT3以双绕组变压器为例，计算公式如下：2-15)2-16)2-17)2-18)其中： AP 为变压器空载有功损耗， kW；0S为通过变压器的实际容量，MVA ；AP 为变压器短路损耗， kW；kS 为变压器的额定容量， MVA NI0 %为空载电流百分比Uk %为短路电压百分比。n 台参数相等的变压器并列运行时
11、的功率损耗APT=nAP + nAP0kr s,nSN2-19)AQTI % U % S ( S V 二 n S + n kn 100 N 100 I nS 丿 N2-20)其中： n 为并列变压器台数；AP为变压器短路损耗，kW； kS 为变压器的额定容量， MVA NU % 为短路电压百分比。 kAP 为变压器空载有功损耗， kW；0S为通过变压器的实际容量，MVA ；I % 为空载电流百分比； 0（2）变压器的电压损耗计算与线路的电压损耗计算方法基本相同，不再赘述。以上我们介绍了电网元件参数，以及单个电网元件的电压、功率损耗计算。接下来，我们 将开始计算电力网的理论线损潮流计算。电力网一
12、般分为开式网（辐射形电网） 、闭式网（环形 网）两种。首先介绍的是较为简单的开式网计算。其中变压器相关参数为：U % = 10.5 ； I % = 2.7 ； AP = 200KW ； AP = 86KW ；K0K0在只知道如图的参数的情况下，要求电网中每个元件的损耗，及全网总损耗，我们利用潮流计算法进行：1）首先作电网的等值电路图，以及元件参数准备（参数计算过程略，这里只给出结果）耳 =10+j6* 2=20+jl0R = r XL = 8.5Q ；L0R = 2.44 (归算到高压侧)；X = X XL= 20 Q ；L0X = 40.3 ；TT2）从网络末端开始，依次求出各元件的损耗，并
13、从末端向首端进行功率相加，求出功率的初分布；首先是最末端变压器的损耗：AP =AP +T0P2 + Q 2202 + 1022 U 2 2 R 厂 0086 +T X2.44 二 0.。86 + 0.1 二 0-186MWAQ = I0% S t 100 n+ P21QiX 二齧X31.5 +X40.3 = 0.85 + 1.665 = 2.515Mvar110U 2 T 100然后再累加变压器高、低压端的负荷出力，就得到导线末端的功率P =P +P +AP = 20 +10 + 0.186 = 30.186MWL 21 TQ = Q + Q + AQ = 10 + 6 + 2.515 = 17.66 MvarL 21 T接下来求导线的损耗：AQLAPL=PL + Ql2 RU 2 L30.1862 +17.662H02X8.5= 0.859MW=PL+QL xU 2 L30.1862 +17.662T10X 20 = 2.02M var导
