供电系统供电损耗的计算

3I =

3I 2

jf = ∑ U 2

2 2

供电系统供电损耗的计算

（一）前言

供电系统供电损耗的计算范围:1、代表日供电量的计算。2、包括下列各元件中损耗电能量的计算，一 般为：（1）线路损耗；a.供电线路；b.电力电缆线路；c.电力电容器；（2）配电线路损耗.（3）低压线 路损耗；（4）接户线损耗；（5）变压器损耗；a.变电所的主变压器（降压主变器）；b.配电所配电变压器； c.配电变压器的代表日的损失等。

（二）线路损耗电量计算

1．供电线路损耗

当电流通过三相供电线路时，在线路导线电阻上的功率损耗为：

（1－1）

式中

I ——线路的相电流（安）；

R －—线路每相导线的电阻（欧） 若通过线路的电流是恒定的不变的。（1－1）式的功率损耗乘上通过电流的时间就是电能损耗（损耗电 量）。由于通过线路的电流经常变化，要算出某一时段（一个代表日）内线路电阻中的损耗电量，必须掌握 电流随时间变化的规律。在以实测负荷电流为基础的代表日线路损耗电量的计算中，一般每小时记录一次 电流值，近似地认为每小时内电流不变，则全日 24 小时线路电阻中的损耗电量 △W 为：

（1—2） 式中

I 1、I 2、……I 24——代表日每小时的电流（安）；

I jf ——代表日均方根电流（安）

。

I jf =（1—3）

如果测得的负荷的数据是有功功率和无功功率，则因 2

P 2

+ Q 2

U 2

所以， 1 24 P 2 + Q 2 24 1

（1—4）

式中

P 、Q ——每小时的有功功率和无功功率（千瓦、千乏）； U ——每小时对应的电压（千伏）。

当导线的材料和截面一定时，（1—2）式中线路每相导线的电阻值 R 与导线的温度有关，而导线温度是 由通过导线的负荷电流及周围空气温度决定的。考虑这个因素，可认为导线电阻由三个分量组成：

1）.基本恒定分量 R 20——它是线路每相导线在 20 摄氏度时的电阻值。这个电阻值可根据线路所用导线 的型号从产品目录或有关手册中查出。

2）当电流通过导线时，由于导线发热，使导线温度升高，因而使导线电阻增加的部分电阻值 V R i ：

V R i = R 20α (T yx - 20) I jf I yx

= β1R 20 （1—5）

式中

α ——导线电阻的温度系数，对铜，铝及钢芯铝线，一般取α =0.004；

T yx ——线路导线最高允许温度，一般取 70 摄氏度；

关手册。如果给出的是相当于空气温度为 25 摄氏度时的持续允许电流，，则可乘上修正系数 R ，换算成空气 温度为 20 摄氏度时的持续允许电流。修正系数为：

将 、T yx 值代入（1—5）式，得出：

（1—6）

3）当周围空气温度不是 20 摄氏度时，导线电阻变化的那部分数值为：

（1—7）

式中 T a ——代表日的平均空气温度（摄氏度）。 因此，供电线路在代表日的损耗电量可写成：

（1—8）

或

（1—9）

2.电力电缆线路损耗

电缆线路的电能损耗由导体电阻损耗、介质损耗、铅包损耗和钢铠损耗四部分所组成。因为电缆的铅 包、钢带及钢丝铠装中的涡流损耗，敷设方法、土壤或水底温度以及集（肌）肤效应和邻近效应等 对电缆 的可变电能损耗、都有影响，所以要精确计算电缆线路的电能损耗是很复杂的。在一般情况下，介质损耗 约为导体电阻损耗的 1～3%，铅包损耗约为 1.5%，钢铠损耗在三芯电缆中，如导线截面不大于 1852㎜（平 方毫米），可忽略不计。电力电缆的电阻损耗，一般根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算：

（1—10）

式中

r 0——电力电缆线路每相导体单位长度的电阻值（欧/千米）； L ——电力电缆线路长度（千米）。

3. 电力电容器损耗

电力电容器损耗，主要是介质损耗，可根据制造厂提供的绝缘介质损失角 δ 的正切值来计算。我国生 产的电力电容器，介质损失角 δ 的正切值可取 0.004，则电能损耗为：

（1—11）

式中 Q C ——电力电容器的容量（千乏）

。

（三）配电线路损耗电量计算

从企业总降压变电所到车间配电所的 6～10 千伏配电线路，它们的导线截面、长度以及沿线的配电变 压器容量是有差别的。在变电所的各线上一般都装有电流表，但由于各配电变压器的负荷功率因数不同， 所以线路分段中的电流不是代数和差关系，而是向量和差关系。这些多变的因素，给准确计算配电线路的 损耗带来很大困难。为了掌握线损，可用简化的方法。其计算步骤如下：

1、确定线路分段中的电阻值

按图 1—1 所示的配电线路接线图，并根据本节例题，确定分段后，由各中分段导线的长度和型号算出 它们的电阻值。并画出图 1—2 的计算线损用单线图，

∑

I '

2、实测线路代表日的负荷

根据实测负荷的记录，确定线路出口的最大电流 I max 、平均电流 I pj 、均方根电流 I jf 、负荷率 K fz 及损 失因数 F 。

3．确定线路上各负荷点的计算用最大电流

如果各负荷点为专用或共用配电变压器都有负荷电流的实测记录，则可以找出它们各自的最大电流。 但是，线路始端的最大电流不是这些最大电流的代数和，它们之间的比值为同时率 K Φ：

K φ = I max n m ax ∙k k =1

（1—16）

式中

I max ——线路始端的实测最大电流；

I max.k —— 第 K 个负荷点的实测最大电流； n ——线路上的负荷点数。

一般 K Φ≤1。

各负荷点的计算用最大电流 I 1max.k 可按下式算出：

I m

ax ∙k = K φ I m ax ∙k

（1—17）

如果各专用或共用配电变压器没有实测的电流记录，则可用如下方法和步骤推算各负荷点的计算用最 大电流。