輸電損耗

配電變壓器分為鐵損(空載損耗)和銅損(負載損耗)兩部分。鐵損對某一型號變壓器來說是固

定的，與負載電流無關。銅損與變壓器負載率的平方成正比。

配電網(wǎng)電能損失理論計算方法

配電網(wǎng)的電能損失，包括配電線路和配電變壓器損失。由于配電網(wǎng)點多面廣，結(jié)構(gòu)復雜，客

戶用電性質(zhì)不同，負載變化波動大，要起模擬真實情況，計算出某一各線路在某一時刻或某

一段時間內(nèi)的電能損失是很困難的。因為不僅要有詳細的電網(wǎng)資料，還在有大量的運行資料。

有些運行資料是很難取得的。另外，某一段時間的損失情況，不能真實反映長時間的損失變

化，因為每個負載點的負載隨時間、隨季節(jié)發(fā)生變化。而且這樣計算的結(jié)果只能用于事后的

管理，而不能用于事前預測，所以在進行理論計算時，都要對計算方法和步驟進行簡化。 為簡化計算，一般假設:

(1)線路總電流按每個負載點配電變壓器的容量占該線路配電變壓器總?cè)萘康谋壤?，分?/p>

到各個負載點上。(2)每個負載點的功率因數(shù)cos 相同。 這樣，就能把復雜的配電線路利

用線路參數(shù)計算并簡化成一個等值損耗電阻。這種方法叫等值電阻法。

等值電阻計算

設:線路有m個負載點，把線路分成n個計算段，每段導線電阻分別為R1，R2，R3，…，

Rn，

1.基本等值電阻Re

3.負載電流附加電阻ReT

在線路結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化時，Re、ReT、Rez三個等效電阻其值不變，就可利用一些運行參數(shù)

計算線路損失。

均方根電流和平均電流的計算

利用均方根電流法計算線損，精度較高，而且方便。利用代表日線路出線端電流記錄，就可

計算出均方根電流IJ和平均電流IP。

在一定性質(zhì)的線路中，K值有一定的變化范圍。有了K值就可用IP代替IJ。IP可用線路供

電量計算得出，電能損失計算

(1)線路損失功率△P(kW)

△P=3(KIP)2(Re+ReT+ReI)×10-3

如果精度要求不高，可忽略溫度附加電阻ReT和負載電流附加電阻ReI。

(2)線路損失電量△W

(3)線損率

(4)配電變壓器損失功率△PB

(5)配電變壓器損失電量△WB

(6)變損率 B

(7)綜合損失率為 + B。

另外，還有損失因數(shù)、負荷形狀系數(shù)等計算方法。這些計算方法各有優(yōu)缺點，但計算誤差較

大，這里就不再分別介紹了。

低壓線路損失計算方法

低壓線路的特點是錯綜復雜，變化多端，比高壓配電線路更加復雜。有單相供電，3×3相

供電，3×4相供電線路，更多的是這幾種線路的組合。因此，要精確計算低壓網(wǎng)絡的損失

是很困難的，一般采用近似的簡化方法計算。

簡單線路的損失計算

1.單相供電線路

(1)一個負荷在線路末端時:

(2)多個負荷時，并假設均勻分布:

2.3×3供電線路

(1)一個負荷點在線路末端

(2)多個負荷點，假設均勻分布且無大分支線

3.3×4相供電線路

(1)A、B、C三相負載平衡時，零線電流IO=0，計算方法同3×3相線路。

由表6-2可見，當負載不平衡度較小時，a值接近1，電能損失與平衡線路接近，可用平衡

線路的計算方法計算。

4.各參數(shù)取值說明

(1)電阻R為線路總長電阻值。 (2)電流為線路首端總電流。可取平均電流和均方根電流。取平均電流時，需要用修正系

數(shù)K進行修正。平均電流可實測或用電能表所計電量求得。

(3)在電網(wǎng)規(guī)劃時，平均電流用配電變壓器二次側(cè)額定值，計算最大損耗值，這時K=1。

(4)修正系數(shù)K隨電流變化而變化，變化越大，K越大;反之就小。它與負載的性質(zhì)有關。

復雜線路的損失計算

0.4kV線路一般結(jié)構(gòu)比較復雜。在三相四線線路中單相、三相負荷交叉混合，有較多的分

支和下戶線，在一個臺區(qū)中又有多路出線。為便于簡化，先對幾種情況進行分析。

1.分支對總損失的影響

假設一條主干線有n條相同分支線，每條分支線負荷均勻分布。主干線長度為欏£

則主干電阻Rm=roL

分支電阻Rb=roé

總電流為I，分支總電流為Ib=I/n

(1)主干總損失△Pm

(2)各分支總損失△Pb

(3)線路全部損失

(4)分支與主干損失比

也即，分支線損失占主干線的損失比例為/nL。一般分支線小于主干長度，/nL<1/n

2.多分支線路損失計算

3.等值損失電阻Re

4.損失功率

5.多線路損失計算

配變臺區(qū)有多路出線(或僅一路出線，在出口處出現(xiàn)多個大分支)的損失計算。

設有m路出線，每路負載電流為I1，I2，…，Im

臺區(qū)總電流I=I1+I2…+Im

每路損失等值電阻為Re1，Re2，…，Rem

則

△P=△P1+△P2+…+△Pm=3(I21Re1+I22Re2+…+I2mRem)

如果各出線結(jié)構(gòu)相同，即I1=I2=…=Im

Re1=Re2=…=Rem

6.下戶線的損失

主干線到用各個用戶的線路稱為下戶線。下戶線由于線路距離短，負載電流小，其電能損失

所占比例也很小，在要求不高的情況下可忽略不計。

取:下戶線平均長度為椋?沖個下戶總長為L，線路總電阻R=roL，每個下戶線的負載電流

相同均為I。

(1)單相下戶線

△P=2I2R=2I2roL

(2)三相或三相四線下戶

△P=3I2R=3I2roL

電壓損失計算

電壓質(zhì)量是供電系統(tǒng)的一個重要的質(zhì)量指標，如果供到客戶端的電壓超過其允許范圍，就會

影響到客戶用電設備的正常運行，嚴重時會造成用電設備損壞，給客戶帶來損失，所以加強

電壓管理為客戶提供合格的電能是供電企業(yè)的一項重要任務。

電網(wǎng)中的電壓隨負載的變化而發(fā)生波動。國家規(guī)定了在不同電壓等級下，電壓允許波動范圍。

國電農(nóng)(1999)652號文對農(nóng)村用電電壓做了明確規(guī)定: (1)配電線路電壓允許波動范圍為標準電壓的±7%。

(2)低壓線路到戶電壓允許波動范圍為標準電壓的±10%。

電壓損失是指線路始端電壓與末端電壓的代數(shù)差，是由線路電阻和電抗引起的。

電抗(感抗)是由于導線中通過交流電流，在其周圍產(chǎn)生的高變磁場所引起的。各種架空線

路每千米長度的電抗XO(/km)，可通過計算或查找有關資料獲得。表6-3給出高、低壓配

電線路的XO參考值。

三相線路僅在線路末端接有一集中負載的三相線路，設線路電流為I，線路電阻R，電抗為

X，線路始端和末端電壓分別是U1，U2，負載的功率因數(shù)為cos 。

電壓降△ù=△ù1-△ù2=IZ

電壓損失是U1、U2兩相量電壓的代數(shù)差△U=△U1-△U2

由于電抗X的影響，使得ù1和ù2的相位發(fā)生變化，一般準確計算△U很復雜，在計算時可

采用以下近似算法:△U=IRcos +閄sin

一般高低壓配電線路

該類線路負載多、節(jié)點多，不同線路計算段的電流、電壓降均不同，為便于計算需做以下簡

化。

1.假設條件

線路中負載均勻分布，各負載的cos 相同，由于一般高低壓配電線路阻抗Z的cos Z=0.8~

0.95，負載的cos 在0.8以上，可以用ù代替△U進行計算。

2.電壓損失

線路理論計算需要大量的線路結(jié)構(gòu)和負載資料，雖然在計算方法上進行了大量的簡化，但計

算工作量還是比較大，需要具有一定專業(yè)知識的人員才能進行。所以在資料不完善或缺少專

業(yè)人員的情況下，仍不能進行理論計算工作。下面提供一個用測量電壓損失，估算的電能損

失的方法，這種方法適用于低壓配電線路。

1.基本原理和方法

(1)線路電阻R，阻抗Z之間的關系

(2)線路損失率

由上式可以看出，線路損失率 與電壓損失百分數(shù)△U%成正比，△U%通過測量線路首端和

末端電壓取得。k為損失率修正系數(shù)，它與負載的功率因數(shù)和線路阻抗角有關。表6-4、表

6-5分別列出了單相、三相無大分支低壓線路的k值。

在求取低壓線路損失時的只要測量出線路電壓降△U，知道負載功率因數(shù)就能算出該線路的

電能損失率。

2.有關問題的說明

(1)由于負載是變化的，要取得平均電能損失率，應盡量取幾個不同情況進行測量，然后

取平均數(shù)。如果線路首端和末端分別用自動電壓記錄儀測量出一段時間的電壓降?？傻玫捷^

準確的電能損失率。

(2)如果一個配變臺區(qū)有多路出線，要對每條線路測取一個電壓損失值，并用該線路的負

載占總負載的比值修正這個電壓損失值，然后求和算出總的電壓損失百分數(shù)和總損失率。

(3)線路只有一個負載時，k值要進行修正。

(4)線路中負載個數(shù)較少時，k乘以(1+1/2n)，n為負載個數(shù)。

剩余損耗指除了渦流損耗和磁滯損耗以外的其他所有損耗。它是由具有不同機制的磁弛豫過程所導致的。在低頻和弱磁場中，剩余損耗主要是磁后效損耗，且與頻率無關。高頻下剩余損耗主要包括尺寸共振、疇壁共振和自然共振等引起的損耗。在鐵氧體中剩余損耗占優(yōu)勢。

磁后效引起的剩余損耗與頻率、疇壁位移和磁化矢量轉(zhuǎn)動的阻尼系數(shù)成比例。這種損耗大致有兩類:里希特型和約旦型損耗。前者與溫度和頻率有關;后者對溫度和頻率的依賴性甚小。里希特型損耗主要是由雜質(zhì)擴散產(chǎn)生的感生各向異性引起的。約旦型損耗則主要是由熱漲落引起的。鐵氧體的里希特損耗是由于價電子在離子間擴散引起的。

在10赫以上的高頻和超高頻區(qū)，鐵氧體磁譜與磁損耗有關的磁導率虛分量μ″在不同頻率區(qū)域可能出現(xiàn)幾個吸收峰，它們對應著共振損耗，也是一種弛豫損耗。隨著頻率升高，這些吸收峰分別是由尺寸共振、疇壁共振、自然共振和自然交換共振引起的。

磁性導體在交變磁場中，由于電磁感應而產(chǎn)生渦電流，這就引起磁場強度H和磁感應強度B的振幅和相位在材料內(nèi)部的不均勻分布，并使B的相位落后于H的相位而增加一部分能量損耗，稱為渦流損耗。對一些金屬磁性材料的實驗研究表明:測得的磁損耗要比理論計算的渦流損耗和準靜態(tài)損耗之和大得多。實驗與理論之差的額外損耗稱為反常損耗。反常損耗部分來源于疇壁移動時通過電磁感應在疇壁附近感生的微渦流;另一部分則是由于疇壁的釘扎或疇壁的變形。值得注意的是，反常損耗在一些金屬磁性材料(如硅鋼片)總損耗中占很大部分。

磁滯損耗是由于磁性材料中存在不可逆的磁化過程(疇壁的不可逆位移，磁疇的不可逆轉(zhuǎn)動)。在準靜態(tài)磁化情形下，磁滯損耗與磁滯回線的面積成正比。在中等和強交變磁場下，一些金屬磁性材料的磁滯損耗適合施泰因梅茨型經(jīng)驗公式。