理论线损计算软件

  本文阐述了现有电网线损计算的方法,并以秦皇岛港务局配电系统为例选用等值电阻法计算线损,分析计算了配电网的电能损耗.另外针对变电站在电量测试时变电站的进出电量不等的现象进行了分析.通过对电流互感器、电压互感器的测量误差进行分析找出电量误差的原因.

  1 概述

  在电能的输送和分配过程中,配电网中的变压器和线路元件都要损耗一定的电能,尤其在低压配电网中网损占了整个电网网损相当大的比例.在满足负荷的基础上,保证安全可靠的同时,降低网损,提高电能质量,最终提高企业效益和社会效益一直都是电力系统追求的目标.而实现这一目标的前提就是对电网进行线损计算.

  2 电力网线损理论计算

  电能从发电厂输送到用户的过程中产生的电能损耗,可以根据输、变、配电设备的参数、负荷特性用理论计算的方法求得,通常称为理论线损,其计算方法主要有均方根电流法、平均电流法、最大电流法和等值电阻法.

  2.1 等值电阻计算

  功率损耗计算公式为ΔP等于3∑mi-1l2iRi

  由于各段线路上的运行数据不容易采集到,因此,可以假想一个等值的线路电阻在通过线路出口的总电流产生的损耗,和各段不同的分段电流通过分段电阻产生损耗的总和等值,即

  ΔP等于3∑mi-1l2iRi等于3I2∑Rel(Rel为配电线路的等值电阻)

  计算线路的等值电阻,必须掌握线路各段的运行资料,要简化上式,即假设:

  (1)负荷的分布和节点装设的变压器额定容量成正比,即各变压器的负荷系数K相同.

  (2)各负荷点的功率因数相同.

  (3)各节点的电压Ui相同,不考虑电压降.

  Rel不必收集大量的资料,Rel只和SNi、Ri和线路出口的运行资料有关,而它们在技术资料档案中可查到,线路出口的运行资料可取代表日的均方根电流、平均电流或最大电流,则配电线路的电能损耗就可以按下式计算.

  ΔA等于3I2effReit

  3 降损分析

  3.1 功率因数分析

  在电网电压和负荷的有功率不变的条件下,提高负荷的有功功率就意味着减少了负荷所需的无功功率,因而可减少通过线路和变压器供给负荷的无功功率,也即减少了发电机送出的无功功率,所以就降低了线路和变压器中的有功功率损耗,电能损耗也就随着降低.

  3.2 负荷率分析

  对于多分支的6kV配电线路可以认为各分段的形状系数仅和负荷率有关.有功功率损耗和负荷率成反比,负荷率越大,线损率越小;负荷率越小,线损率越大.可以通过提高负荷率来降低线路的损耗.

  3.3 负荷分布的影响

  以秦皇岛港务局配电系统为例,负荷集中在线路末端,三相总损耗功率为ΔP等于3I2R.损耗功率较大,由于该配电系统的负荷大部分为电动机,且它们的容量相差不多,所以该配电系统负荷分布可改为负荷均匀分布的形式,此种负荷分布形式三相总损耗功率ΔP等于I2R.则若改为均匀分布的形式,有功功率降低的百分比为

  ΔP%等于3I2R-IR3I2R×100%等于66.7%

  由上式可见,系统改为均匀分布后,有功率百分比降低了66.7%,大大降低了系统损耗.

  4 电能测量的电压误差分析

  通常对高压线路进行测量和保护的装置不能直接接到高电压、大电流的电力线路上,而需要将这些高电平的电力参数按比例度换成低电平的参数或信号,以供给测量仪器、仪表、继电保护和其他类似电器的使用.进行这种变换的变压器通常称为互感器或仪用变压器.

  4.1 电流互感器的误差特性

  4.1.1 电流误差 电流互感器的电流误差是在测量电流时实际电流比和额定电流比有差别而引起的.从电流互感器工作的原理可知,只有当励磁电流等于零时,二次电流乘以额定电流比才等于实际一次电流,由于励磁电流或多或少总是存在,所以二次电流乘以额定电流比总小于实际一次电流,也就是说,电流误差总是负值,只有在采取了特殊误差补偿措施之后,才有可能出现正值电流误差.

  4.1.2 相位误差 互感器的相位误差是互感器实际一次电流相量和实际二次电流相量的相位差.主要有铁心材料和结构决定:铁心损耗小、导磁率高则角差的绝对值就小;在铁心材料相同的情况下,环形铁心的角差小,方框形铁心的角差绝对值大.

  4.2 电流互感器的误差调整

  没有补偿的电流互感器的电流误差是负值,通常采用减匝补偿;分数匝补偿;磁分路补偿和短路匝补偿;将二次绕组平均绕在“口”字方框形铁心的上、下柱上,减少漏抗,促使上、下柱磁通近似相等;在“口”字方框形铁心的上柱和下柱绕制平衡线圈,按同性端连起来,调整比差和相角差;在二次电流出线端钮并连一个相应的电阻,以改善角差和相角差等方法,调节电流互感器误差向正方向变化,误差的绝对值就可以减小,以补偿的目的.

  4.3 电压互感器的误差特性

  电压互感器的电压误差是由于实际电压比不等于额定电压比而造成的.从电压互感器的工作原理可知,只有当绕组阻抗等于零时,二次电压乘以额定电压比才等于实际施加的一次电压.由于互感器或多或少的存在阻抗压降,所以二次电压乘以额定电压比总是小于实际一次电压,即电压误差是负值,只有在采取了电压补偿措施之后,才有可能出现正值的电压误差.

  4.4 电压互感器的误差调整

  (1)可以选用较高磁密且磁导率高的冷轧硅钢片作电压互感器的铁心,缩短铁心的平均磁路长度,降低电压互感器的空载电流而减小误差的绝对值.

  (2)用较粗的优质漆皮铜线绕制一、二次绕组;选用较高磁密的铁心,减小每个绕组的匝数等方法减小阻抗.

  (3)在电压互感器的二次端子上并联点容或阻抗调整误差,以使容性和感性电流相抵消.

  (4)改变一、二次绕组的匝数可调整比差.当电压互感器的比差为负值时,可以减小一次绕组匝数或增加二次绕组匝数均可升高二次电压,从而使比差向零接近.由于二次绕组匝数较少,每增加一匝而引起的二次电压的变化较大,因此当要求增加二次电压值不大的情况下,通常是减小一次绕组的匝数来补偿比差负值.

  通过以上方法使电压互感器误差向正方向变化,误差的绝对值就可以减小,达到补偿的目的.

  5 结束语

  本文通过介绍几种典型的线路损耗计算方法,选择等值电阻法作为本论文的解题方法,对秦皇岛港务局配电系统进行降损分析,并对影响线路损耗的因素进行排序,掌握了降损分析方法.最后,对电能计量误差进行分析,找出引起电量误差的范围.