室内传播和路径损耗计算及实例
摘要：通过对传播路径损耗的估算来预测无线通信系统在其工作环境下的性能；解释了自由空间传播损耗的计算；电磁波在介质中的发射和反射系数的理论计算是预测反射和发射系数的工具。下面的一些实例和模型是在2.4GHz工作频率时给出的。
1.简介
大多数无线应用设计人员最关心的问题是系统能否正常工作在无线信道的最大距离。最简单的方法是计算和预测：a)系统的动态范围；b)电磁波的传播损耗。
动态范围对设计者而言是一个重要的系统指标。它决定了传输信道上(收发信机之间)允许的最大功率损耗。决定动态范围的主要指标是发射功率和接收灵敏度。例如：某系统有80dB的动态范围是指接收机可以检测到比发射功率低80dB的信号电平。传播损耗是指传输路径上损失的能量，传播路径是电磁波传输的路径(从发射机到接收机)。例：如果某路径的传播损耗是50dB，发射机的功率是10dB，那末接收机的接收信号电平是-40dB。
2．自由空间中电磁波的传播
如上所述，当电磁波在自由空间传播时，其路径可认为是连接收发信机的一条射线，可用Ferris公式计算自由空间的电波传播损耗：
式中Pr是接收功率，Pt是发射功率，Gt和Gr分别是发射和接收天线的增益，R是收发信机之间的距离，功率损耗与收发信机之间的距离R的平方成反比。公式2.1可以对数表示为：
PL=-Gr-Gt+20log(4πR/λ)=Gr+Gt+22+20log(R/λ) （2.2）
式中Gr和Gt分别代表接收天线和发射天线增益（dB）,R是收发信机之间的距离，λ是波长。
当λ=12.3cm时(f=2.44GHz)可得出：
PL2.44=-Gr-Gt+40.2+20log(R)（2.3） R的单位为米。
图2-1表示了信号频率2.44GHz，天线的增益为0dBi时的自由空间的损耗曲线。
注意：在此公式中收发天线的极化要一致（匹配），天线的极化不同会产生另一损耗系数。一般情况下对于理想的线极化天线，极化损耗同两个天线的极化方向的夹角的余弦的平方成正比。例如：两个偶极天线的方向夹角为45°时，极化损耗系数为-3dB左右。
当收发信机之间的距离很近时，自由空间的传播模型同实际传播相近似。例：在室外环境中天线间的距离远小于它们距地面的高度时，反射波不会对其构成干扰。
3．室内无线电波的传播
今天很多应用都着眼于室内环境（居民小区和办公大楼）。室内环境中的传播损耗预测很复杂，主要问题是要有特定场景的模拟工具。作为模型输入数据的一部分，它们需要地点和结果的物理描述，因此就有了一个更通用更简单的模型方式。
预测室内环境传播损耗的最常用方法是经验公式法。经验公式是基于某一特定环境下的实际测量结果。在实际中发射机和接收机在特定环境中置于不同的距离和位置，测量其功率损耗，通过收集大量的数据导出功率损耗曲线及其函数。
平均值结果显示其功率衰落要远大于自由空间的传播公式所得出的结果。在自由空间模型中，功率衰落同收发信机的距离的平方成反比。室内传播经验公式显示在室内环境中的功率衰落同距离的3或4次方成反比。这是因为通过不同路径到达接收天线的电磁波产生的多径效应对主信号产生严重干扰的结果。
图3-1显示了以色列RF实验室中的实验结果。实验室内墙由石膏板构成，发射和接收天线放置在室内不同的位置（天线高度均为1米），当工作频率为2.4GHz时测量其功率损耗的结果是收发信机间距离R的对数的函数（3.1）。用最小均差法算出传播损耗的近似值。
PLindoor-2.4ghz=40+31log(R)+8 （3.1）
式中R是收发信机之间的距离，单位米。
根据对自由空间公式2.3的讨论，当动态范围已知时，从式3.1可计算出R，即为系统在室内环境中传播的最大距离。
从图3-1中可看出，在第一米的功率损耗为40dB（同自由空间中结果一样），这是因为天线的高度为1米而天线间的距离也为1米，所以适用于自由空间的公式（天线的高度问题第6节将进一步讨论）。当距离增加到10米时功率损耗增加了31dB，比自由空间要多11dB （自由空间10米时功率损耗为60dB）。假设系统的动态范围为80dB，由式3.1可解出R
为19.5米，而在自由空间公式2.3导出的距离为80米。由此可见式3.1中的系数31指示随距离增加功率损耗比自由空间中要快的多（自由空间的系数为2）。在不同环境中，不同条件下可作相同实验得出不同的系数值。
读者应注意到上式中有8dB的误差值，在使用经验公式推导传播损耗时应考虑到此误差，这种误差现象有三个原因引起：
1．在室内环境中不同的地点测量时尽管距离相同会得出不同的结果。这是因为不同的环境结构和不同的物理特性使得传播路径各不相同而引起的。
2．空间衰落效应：通过观察可知道收发信机在空间中的坐标发生微小的变化（波长的几分之几），就可导致接收功率发生明显的变化（10dB范围）。当电波经过“寂静区”时就发生传播路径间相消干扰，接收机功率减小；而当经过相长干扰区时接收机功率增加。波峰和波谷分别在半波长处，这种现象叫快衰落。图3-2显示了基于经验公式导出的模拟曲线。这种自然现象可描述成信号功率在空间上围绕一平均值上下波动，即围绕某一值的统计分布。
3．时间衰落效应：当接收机和发射机的位置在空间上不变时，接收信号就会随时间而发生变化。此波动有一个典型的时间常数叫人工时间常数，即由于人为的运动自然环境的动态变化而引起。人为的运动影响了传播路径和传播损耗。
概括本节，室内传播的经验公式是室内环境中估算传播损耗的实用方法。尽管这种方法经常使用，但切记这只是一种通用的方法，可能并不完全反映现实问题。
3．当需要更精确的结果时，即用主要路径法来计算传播损耗。在室外环境中主要路径是直线路径和地面反射路径。
各主要路径的场强包括不同路径到达接收机的幅度和相位,由公式3.2给出:
En是路径n电波场强的幅度，jn是电波的相位。
用此方法为了计算通过各路径后的损耗,必须知道通过各介质的反射波和透射波引起的传播损耗。
4.介质中电波的透射和反射
电磁波在通过介质时,会有一部分反射回来,根据能量守恒定律,反射波和透射波的能量和应等于入射波的能量。另外电磁波通过介质时会由于极化引起的耗散产生能量损耗。
一般地,当在复杂环境中估算传播损耗时,有必要计算来自和通过各种物体的反射波和透射波的能量。如前一节所讲,在用主要路径法估算传播损耗时很有用。一个常见的例子：当电磁波穿过墙时会产生能量损失,第5节将进一步讨论。另一种例子：电磁波到达地面时会产生反射波能量损失,第6节将详细讨论。
为了计算反射和透射能量,必须计算场强或功率的反射和透射系数。该系数由介质的特性决定,定义为介电常数。此常数以复数的形式表示,其中虚数部分代表电波穿过介质时的能量损耗。
εr=εr’+ iεr” (4.1）
反射和透射系数取决于入射波的入射角度和入射波的极化。
表4-1不同材料的介电常数
假设一平行波穿过空气(ε=1)进入一水平边界的介质(介电常数为ε图4-1所示)。众所周知,为满足麦克斯韦尔方程的边界条件，入射角必须等于反射角。由斯内尔定律得出下式:θ是入射角,θT是透射角
电磁波沿某一特定方向传播,并描述为周期性同相位同方向的电场和磁场。入射的电场有两种可能的极化。TE（横电场）极化电场垂直于入射面（由入射，反射和透射波确定的截面），磁场平行于入射面；TM(横磁场)极化与之相反。
放置一单极天线同平面边界垂直，产生TM极化波。放置一偶极天线与边界平行，产生TE极化波。图4-2表示了TE和TM极化之间的区别。
TE极化波的反射系数由下式得出：
TE极化波的透射系数由下式得出：
图4-3表示了TE极化波在各种介质常数时反射系数同入射角的函数关系曲线。
TM极化波的反射系数由下式得出：
TM极化波的透射系数由下式得出：
图4-4表示了TM极化波在各种介质常数时反射系数同入射角的函数关系曲线。
上面各式中（4.3-4.6）θ是入射角，θT是透射角，ε是介电常数。
从图4-4中TM极化波的反射率可看出，当入射角达到一定值时不再有反射波，这个角度值就叫布里斯特角。
以上的反射系数反映了入射波和反射波的电场强度的幅度之比，由它可算出反射的部分功率：
透射功率由下式算出：
反射功率的对数表示由下式给出：
|ΓdB| = 20log |Γ| （4.10）
上式计算出的反射传播损耗（dB）可与自由空间的对数传播公式的值相加。从反射系数的表述中可知对于直射波（入射角为零）而言，TM和TE极化波没有区别，是平衡的。图4-5显示了反射和投射功率各自所占的平均比例。
图4-5可知，介电常数越小，投射功率越大，反射功率越小。介电常数越大，透射功率越小，反射功率越大。介电常数为3时（湿地），只有一半能量透射（3dB），而另一半能量反射。
图4-6显示了一些常见材料室内环境的反射系数（dB）。图中可看出,石膏板墙不反射直射波时有10dB左右的损耗，而大理石对直射波只有5dB的损耗。上图中的情况有很多示例：带金属框的玻璃，钢筋水泥或湿木地板有不同的反射系数。
上述分析假设介质层是相对大的空间，即当介质层很厚或当能量通过墙时的损耗很大时，通过以上方法算出反射系数结果。而当电磁波通过薄介质层时，其反射系数和透射系数的计算方法就更复杂了，这种情况下我们还要考虑墙内侧的反射对主反射波造成的干扰。
综上所述，我们通过反射材料的介电品质和反射系数，就能计算出反射波的传播损耗；也可计算出电磁波通过很厚的介质层时的透射能量和最小传播损耗。
5．墙和地板对电磁波的影响
在室内环境中当收发信机之间有墙和地板分隔时要计算其路径损耗。理论上墙和地板可认为是一层或几层互相平行的介质材料，每一层有一定的厚度和复杂的介电常数。当电磁波穿过墙时，就会在墙内产生驻波。
根据斯内尔定律（4.2）可知，电磁波穿过墙进入空气的透射角与其到墙的入射角相等。透射和反射系数是入射角的函数，计算方法在此不作详述。
图5-1和图5-2分别代表了2.44GHz电磁波信号通过0.3米厚的墙（介电常数为4-0.1I）时的反射和透射系数的模拟曲线。
从图中可看出，这一特定情况下当入射角小于60°时通过砖墙的透射功率损耗不大于2dB。而当入射角大于60°时，TM极化波衰减变快。另外需要指出的是当入射角为65°时，TE极化波的透射功率损耗为零。
6．天线高度的影响—2-ray模型
当接收天线和发射天线置于同一发射面上时接收信号明显变差。这种现象描述成
“2-ray”模型。接收功率是直射波和反射波互相干扰后得出的功率，如图6-1所示。这就是第3节中所讲的主要路径法的简单应用。
直射波可认为是自由空间的传播波形，传播损耗可由第2节公式计算出；反射波损耗可由第4节的公式计算出。反射波的入射角与天线高度和天线间的距离有关，反射系数由入射角，反射角的介电特性和入射波的极化决定。
直射波和反射波之间的干扰是由于两束波到达接收点时的相位不同引起的。
图6-2和图6-3代表了胶木表面（ε=4）2-ray模型的传播损耗。这相当于天线置于办公桌面或光滑的木地板上的实际情况。传播损耗是收发信机之间距离的函数。
图6-2 天线高度为0.5米，图6-3天线高度为0.05米。
从图6-3可明显看出，由于两路径不同相移而产生相长干扰和相消干扰区。为了保证系统不间断通信，应保证系统有足够的动态范围。
我们可以证明当接收机距离大于某一值时接收信号功率以1/R4衰落(自由空间是
1/R2),此距离我们称之为“破坏距离”，由下式算出。
Rbreakpoint=(4h1h2)/λ (6.1)
举例说明：当频率为2.4GHz时，天线高度都是0.5米，由式(6.1)可算出R=8米；当天线高度0.05米时，可得出R=0.08米，图6-3显示当通信距离大于R时，TM极化波传播损耗要小于TE极化波。
总之，2-ray模型预测R之前的峰值和谷底，当距离大于R时信号衰落很快，因此，天线离地面越近，R越小，信号衰落越快。
7．总结
非理想介质环境中电波传播相当复杂，但总有一行之有效的办法来计算传播损耗，由此来判断通信系统的性能。
理想的自由空间传播模型中传播损耗计算有理论公式；而室内环境下计算传播损耗的方法是经验公式。距离越远信号衰落越快（用平均值的方法计算有相对误差）。反射和透射损耗可根据反射系数和透射系数算出。反射和透射系数主要取决于介质特性，电波极化方式和入射角。图中所示的模拟曲线显示了传播损耗和通过一定厚度的介质层（墙或地板）时的反射损耗情况，墙的厚度和内部结构影响其结果。最后讨论了“2-ray”模型，显示了天线高度对传播损耗的影响。其结果显示反射波同直射波之间的干扰可引起严重的信号衰落。
简化的路径损耗模型 信号传播的复杂性使得用一个单一的模型准确描述信号穿越一系列不同的环境的路径损耗的特征非常困难。准确的路径损耗模型可以通过复杂的射线追踪模型或者经验测量获得，其中必须满足严格的系统规范，或者基站和接入点的布局必须在最佳的位置。然而，出于对不同系统设计的通用权衡分析，有时候最好的方式是用一个简单的模型抓住信号传播的本质特征，而不是求助于复杂的路径损耗模型，后者也仅仅是真实的信道的近似。这样，下面这个路径损耗（以距离为自变量的函数）的简单模型成为系统设计的常用方法。 (2.20) 如果用dB衰减的形式表达，则为： (2.21) 在这个近似公式中，K是无单位常数，取值取决于传播、天线参数和阻塞引起的平均衰减，d0是天线远场的参考距离，γ是路径损耗指数。由于在天线近场存在散射现象，模型（2.20）通常只适用于传播距离d＞d0，其中室内环境下假设d0的范围是1-10米，室外环境下假设d0的范围是10-100米。K的值小于1，而且通常被设定为在距离d0处的自由空间路径损耗（这个设定已经被经验测试数据证实）： (2.22) 或者K也可以由在d0处的测量数据决定，并且进行进一步的优化，以便模型或者经验数据之间的均方误差（MSE）能够最小化。γ的值取决于传播环境：对于近似遵循自由空间模型或者双路径模型的传播来说，γ值相应地取为2—4。在更复杂的环境中，γ值可以通过拟合经验测试数据的最小均方误差（MMSE，Mimimum Mean Square Error）来取得（如下面的例子所示）。或者γ值也可以由考虑了载频和天线高度的经验模型（如Hata模型、Okumura模型等）来取得。表格2.1概括了900MHz下不同的室内环境和室外环境下的γ值。如果载频更高，则路径损耗指数γ也会更高。主要指出的是，室内环境下γ的取值范围变化比较大，这是由地板、隔墙和物体引起的信号衰减导致的。
电缆损耗计算公式 如果从材料上计算,那需要的数据比较多,那不好算,而且理论与实际差别较大。嗯,是比较正常的。常规电缆是5-8%的损耗。一般常用计算损耗的方法,就是通过几个电表的示数加减计算的。因为理论与实际的误差是比较大的,线路老化,会造成线路电阻变大,损耗增大。7%的损耗,是正常的。还需要你再给出一些数据…如电阻率等… 185的铜线,长度200米,电 缆损耗是多少。 电缆线路损耗计算一条500米长的240铜电缆线路损耗怎么计。 首先要知道电阻: 截面1平方毫米长度1米的铜芯线在20摄氏度时电阻为0.018 欧,R=P*L/S(P电阻系数.L长度米.S截面平方毫米) 240平方毫米铜线、长度500米、电阻:0.0375欧姆假定电流100安培,导线两端的电压:稀有金属3.75伏。耗功率:37.5瓦。 急求电缆线电损耗的计算公式? 线路电能损耗计算方法A1 线路电能损耗计算的基本方法是均方根电流法,其代表日的损耗 电量计算为:ΔA=3 Rt×10-3 (kW·h) (Al-1)Ijf = (A) (Al-2)式中ΔA——代表日损耗电量,kW·h;t——运行时间(对于代表日t=24),h;Ijf——均方根电流,A;R——线路电 阻,n;It——各正点时通过元件的负荷电流,A。当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时:Ijf= = (A) (Al-3)式中Pt ——t时刻通过元件的三相有功功率,kW;Qt——t时刻通过 元件的三相无功功率,kvar;Ut——t时刻同端电压,kV。A2 当具备平均电流的资料时,可以利用均方根电流与平均电流的等效关系进行电能损耗计算,令均方根电流Ijf与平均电流 Ipj(代表日负荷电流平均值)的等效关系。 3*150+1*70电缆300米线路损耗如何计算 300*0.01=3米也就是说300米的主材消耗量是3米.如果工作量是300米的工程,那么造价时的主材应申请303米.但如果是300米的距离敷设电缆时,需考虑波形弯度,弛度和交叉的附加长度,那么就应该是(水平长度+垂直长度)*1.025+预留长度,算完得数后再乘以1.01就是主材的最后消耗量。 一般电缆的损耗怎样计算 理论上只能取个适当的系数,如金属1.01~1.02,非金属1.04~1.05。要确切的得称重收集数据并总结归纳可得。 电缆线用电损耗如何计算?如现用YJV22-3*150+1*70 电缆线。 电缆电阻的计算: 1、铜导线的电阻率为:0.0175hexun1 Ω·m, 根据公式:R=P*L/S(P电阻系数.L长度米.S截面平方毫米),电缆的电阻为:R=0.0175*260/70=0.065Ω; 2、根据用公式P=I2R计算功率损耗。
ITU-R P. 1791建议书* 用于评估超宽带设备影响的传播预测方法 （ITU-R 第211/3号课题） （2007年） 范围 本建议书提供适用1-10 GHz频率范围的方法，以计算视距（LoS）和障碍路径环境下室内和室外超宽带（UWB）系统的路径损耗，并评估传统窄带接收机从UWB发射机接收功率的情况。 国际电联无线电通信全会， 考虑到 a) 超宽带（UWB）技术是一项迅速发展的无线技术； b) 采用UWB技术的设备使用多个高速数据流，并覆盖广泛带宽； c) 了解传播特性对于评估UWB设备的影响至关重要； d) 人们既需要了解有关干扰评估的实验（即适用各站址）模型和意见，又需要了解进行详细传播预测所需的确定性（或针对具体站址的）模型， 注意到 a) ITU-R P. 525建议书提供有关自由空间衰减的计算方法； b) ITU-R P. 528建议书提供VHF、UHF和SHF频段航空移动和无线电导航业务的传播曲线； c) ITU-R P. 618建议书提供地对空链路的传播数据和预测方法； d) ITU-R P. 452建议书阐述约0.7 GHz至30 GHz频率范围内地球表面台站之间微波干扰的评估程序； e) ITU-R P. 1238建议书提出有关900 MHz至100 GHz频率范围的室内传播指导； f) ITU-R P. 1411建议书提供约300 MHz至100 GHz频率范围室外短路径的传播方法； *应提请无线电通信第1研究组注意本建议书。
g) ITU-R P.1546建议书提出有关30 MHz至3 GHz频率范围距离为1公里或1公里以上系统的传播指导； h) ITU-R P. 530建议书提供地面视距（LoS）系统设计的传播数据和预测方法， 建议 1应采用本建议书附件1提供的信息和方法计算1 GHz至10 GHz频率范围内UWB设备的路径损耗； 2应采用本建议书附件2提供的信息评估传统窄带接收机从UWB发射机接收的功率。 附件 1 1 引言 UWB视距传输损耗对频率的依赖主要由天线特性决定。因此，通常用于窄带信号传播建模的传统路径损耗模型对于计算UWB信号的路径损耗十分有益。 迄今为止，人们已在复杂多样的环境条件下对UWB传播进行了广泛研究和实验，从而建立了UWB的传播模型及其参数。 UWB设备既可能用于室内，也可能用于室外。在进行传播研究时，人们需要详细了解室内站址的具体情况，包括其几何图形、材料和家具等。对于室外传播，有关建筑物和树木的信息对传播计算至关重要。这些因素往往造成UWB接收机能够解决的、多径效应的产生。因此，UWB传播模型应当容纳UWB设备将运行其中的、典型环境的路径损耗和多径特性。能够广泛代表相关环境传播特性的模型更有助于人们实现上述目标。通常而言，这些模型不需要用户获得大量输入信息即可以进行计算工作。 本建议书确定相关的运行环境和路径损耗类别，并提供估算此类条件下UWB路径损耗的方法。应在确定UWB链路预算工作中采用本建议书。 2 实际运行环境 本建议书仅从无线电传播的角度对环境加以分类。本建议书确定两种不同的室内传播环境和一种室外传播环境。人们认为，这些环境是最具代表性的环境。表1列出了上述三种环境。由于认识到在各类别中存在多种不同的环境，因此本建议书并非旨在对每一种可能的情况都进行建模，而是给出能够代表人们通常遇到的环境的传播模型。
Power loss：这个名词，出现在11及之前的版本。指的是感应电流对应的铜耗。比如鼠笼式异步电机转子导条铜耗，永磁体涡流损耗等。在12及更高版本中，该名词已更名为Solidloss。 Solidloss：如上解释，出现在12及更高版本中，指的是大块导体中感应电流产生的铜耗。Coreloss：铁耗。指的是根据硅钢片厂商提供的损耗曲线，求得的铁耗。 Ohmic_loss：感应电流产生的损耗的密度分布。也就是Powerloss或Solidloss的密度。Stranded Loss R：电压源（非外电路中的）对应的绞线铜耗。 Stranded Loss：电流源，外电路中的电压源或电流源，对应的绞线铜耗。 铜耗问题，阐述如下。 铜耗分为2部分，一是主动导体产生的，比如异步和同步电机定子绕组；二是被动导体产生的，比如鼠龙式异步电机转子导条。主动导体一般是多股绞线（也就是stranded），被动导体一般是大块导体（solid）。它们分别对应stranded loss(R)和solid loss。 主动导体损耗：需要设置导体为stranded，并施加电压源，电流源或外电路。当施加的是电压源时，并且给定电机相电阻和端部漏电感（此处针对二维模型）值，则后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss R就是主动导体的损耗，比如异步或同步电机的定子铜耗。当施加的是电流源，外电路中的电压源或电流源时，后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss就是主动导体的损耗。建议选用电压源方法计算铜耗，因为电阻值是由用户指定的，而不是软件根据截面积和长度自动计算出来的，这样可以算得比较准确。 被动导体损耗：只需要给定被动导体的电导率，并且set eddy effect，则后处理中solidloss 即是被动导体的损耗，比如鼠龙式异步电机转子导条。这有点类似于涡流损耗的计算方法，因为涡流损耗和被动导体损耗，都是在非零电导率的导体上产生的。 以上方法，基于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并且适用于任何电机。 铁耗分析 对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。注意，B-P曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。 再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。现以永磁电机为例，具体阐述。对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。
电力线路线损计算方法 线路电能损耗计算方法 A1线路电能损耗计算的基本方法是均方根电流法，其代表日的损耗电量计算为： ΔA=3Rt×10-3(kW?h)(Al-1) Ijf=(A)(Al-2) 式中ΔA——代表日损耗电量，kW?h； t——运行时间(对于代表日t＝24)，h； Ijf——均方根电流，A； R——线路电阻，n； It——各正点时通过元件的负荷电流，A。 当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时： Ijf==(A)(Al-3) 式中Pt——t时刻通过元件的三相有功功率，kW； Qt——t时刻通过元件的三相无功功率，kvar； Ut——t时刻同端电压，kV。 A2当具备平均电流的资料时，可以利用均方根电流与平均电流的等效关系进行电能损耗计算，令均方根电流Ijf与平均电流Ipj(代表日负荷电流平均值)的等效关系为K(亦称负荷曲线形状系数)，Ijf=KIpj，则代表日线路损耗电量为： ΔA=3K2Rt×10-3(kW?h)(A2-1) 系数K2应根据负荷曲线、平均负荷率f及最小负荷率α确定。 当f>0.5时，按直线变化的持续负荷曲线计算K2： K2=[α 1/3(1－α)2]/[1/2(1 α)]2(A2-2) 当f<0.5，且f>α时，按二阶梯持续负荷曲线计算K2： K2=[f(1 α)－α]/f2(A2-3) 式中f——代表日平均负荷率，f＝Ipj/Imax，Imax为最大负荷电流值，Ipj为平均负荷电流值； α——代表日最小负荷率，α=Imin/Imax，Imin为最小负荷电流值。 A3当只具有最大电流的资料时，可采用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算，令均方根电流平方与最大电流的平方的比值为F(亦称损失因数)，F=/，则代表日的损耗电量为： ΔA=3FRt×10-3(kW?h)(A3-1) 式中F——损失因数； Imax——代表日最大负荷电流，A。 F的取值根据负荷曲线、平均负荷率f和最小负荷率α确定。 当f>0.5时，按直线变化的持续负荷曲线计算F： F＝α 1/3(1－α)2(A3-2) 当f<0.5，且f>α时，按二阶梯持续负荷曲线计算：
在农村用电管理工作中，低压配电网理论线损的计算和实际线损的考核是一个薄弱环节。 笔者推荐一种简单实用的计算方法，以供广大城乡电工参考。 1低压线路理论线损的构成 1.1低压线路本身的电能损耗。 1.2低压接户线的电能损耗。 1.3用户电能表的电能损耗。 1.4用户电动机的电能损耗。 1.5用户其他用电设备的电能损耗。 以上所有供电设备的电能损耗之和，即构成低压线路的理论线损电量，其线损电量与线路供电量之比百分数，即为线路的理论线损率。 要说明的是，在实际线损计算中，只计算到用户电能表，用户的用电设备不再参与实际线损计算。但在理论计算中，凡连接在低压线路上的用电设备的电能损耗，均应计算在内。 2低压线路理论线损计算通用公式 △A=NKI pjR dzt×10 式中N——配电变压器低压侧出口电网结构系数； ①单相两线制照明线路N=2； ②三相三线制动力线路N=3； ③三相四线制混合用电线路N=3.5；
K——负荷曲线形状系数，即考虑负荷曲线变化而采用的对平均电流(I pj)的修正系数，K值按推荐的理论计算值表1选用； 表1负荷曲线形状系数k 值表 最小负荷率 Ｋ值0.20.30.4 1.050.5 1.030.6 1.020.7 1.010.8 1.000.8 1.001.0 1.00。2。2。。－3 1.171.09 (最小负荷率a=最小负荷/最大负荷) t——线路月供电时间，h；Rdz——线路导线等值电阻，Ω。 等值电阻可按下式计算： Rdz=ΣN KI zd。 kR k/N×I
zd 式中I zd——配电变压器低压出口实测最大电流，A； 22KI pj——线路首端负荷电流的月平均值，A。可根据以下不同情况计算选用。 ①配电室装有电流表，并有记录的，可直接计算月平均负荷电流值。 ②如装有电流表，但无记录的，可选取代表性时段读取电流值，然后计算平均负荷电流值。 ③如未装电流表时，可选取代表性时段，直接用钳形电流表读取负荷电流值。 ④配电室装有有功电能表和无功电能表时，可按下式计算。 式中U pj——线路平均运行电压值，kV，也可近似地用额定电压(Un)代替；AP——线路月有功供电量，kW。h；AQ——线路月无功供电量，kvar。h； t——线路月供电量时间，h。 ⑤如配电室装有有功电能表和功率因数表时，可按下式计算： 式中cosφ pj——线路负荷功率因数的平均值。 3低压接户线的理论线损计算 从低压线路至用户电能表，从电能表到用电器具的连接线称接户线(或下户线)，其理论线损电量可按每10m月损耗为0.05kW。h计算，当接户线长度为L 时，月损耗电量为：
变压器损耗 分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1、变压器损耗计算公式 （１）有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ-------（１） （２）无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ-------（２） （３）综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ----（３） Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ 式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ） Ｐ０——空载损耗（ｋＷ） ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ） ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ） Ｉ０％——变压器空载电流百分比。 ＵＫ％——短路电压百分比 β——平均负载系数 ＫＴ——负载波动损耗系数 ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ） ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ） 上式计算时各参数的选择条件： （１）取ＫＴ＝１.０５； （２）对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ； （３）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％； （４）变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ； （５）变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗； 磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。 涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。 ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。 负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。 变压器的全损耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC 变压器的损耗比=ＰC/Ｐ０ 变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。一、变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算：不同型号和容量的铁损电量，计算公式是：
ITU-R P.1238-5建议书 用于规划频率范围在900 MHz到100 GHz内的室内无线电 通信系统和无线局域网的传播数据和预测方法 （ITU-R第211/3号课题） （1997-1999-2001-2003-2005-2007年） 范围 本建议书介绍了在900 MHz 至100 GHz频率范围内的室内传播的指导原则，主要内容如下： –路径损耗模型； –时延扩展模型； –极化和天线辐射图的效应； –发射机和接收机选址的效应； –建材装修和家具的效应； –室内物体移动的效应。 考虑到 a）正在开发将在室内工作的许多短距离（工作范围短于1 km）的个人通信应用； b）正如许多现有产品和热门的研究活动所表明的那样，无线局域网（RLAN）和无线专用交换机（WPBX）需求很旺盛； c）希望设立无线局域网标准，可与无线和有线通信都兼容； d）采用非常低功率的短距离系统在移动和个人环境下提供业务有许多优点； e）在建筑物内的传播特性和在同一区域内许多用户引起的干扰这两方面的知识，对系统的有效设计是非常重要的； f）用于系统初步规划和干扰估算的通用（即与位置无关）模型和用于某些细致评估的定型（或具体地点）模型都是需要的； 注意到 a）ITU-R P.1411建议书为频率范围在300 MHz到100 GHz的室外短距离电波传播提供了指导，并且该建议也应该作为同时存在室内和室外传播条件的那些情况下的参考文件。 建议 1 对工作于900 MHz到100 GHz之间的室内无线电系统的传播特性进行评估时，采用附件1中的资料和方法。
附件 1 1 引言 室内无线电系统的传播预测在某些方面是与室外系统有区别的。跟室外系统中一样，根本目的是保证在所要求的区域内有效覆盖（或在点对点系统情况下保证有可靠的传播路径）和避免干扰，包括系统内的干扰以及其他系统的干扰。然而，在室内情况下，覆盖的范围是由建筑物的几何形状明确地限定的，而且建筑物本身的各边界将对传播有影响。除了一建筑物的同一层上的频率要重复使用外，经常还希望在同一建筑物的各层之间要频率共用。这样就增添了三维干扰问题。最后，距离很短，特别是使用毫米波频率的场合，意味着无线电路径附近环境的微小变化可能会对传播特性有重大的影响。 由于这些因素的复杂性，若要着手室内无线电系统的具体规划，就需要知道特定位置的详细情况，如几何形状、材料、家具、预期的使用模型等。但是，为了进行系统初步规划，必须估计出覆盖该区域内所分布的移动站所需要的基站数目以及要估计与其他业务的可能干扰或系统之间的潜在干扰。对这些系统规划的情况而言，通常必须要有代表该环境中的传播特性的模型。同时，为了完成计算，该模型不应该要求使用者提供许多输入信息。 本附件主要说明了在室内无线电环境中遇到的传输损伤的通用的、与位置无关的模型和定性的建议。如有可能，也给出与位置有关的专用模型。在许多情况下，基本模型可用的数据受限于频率或试验环境。当可以取得更多的数据时，希望将附件中的建议加以扩充。同样，要根据使用这些模型过程中取得的经验来改善这些模型的精度。但是，本附件代表了目前可以使用的最佳建议。 2 室内无线电系统中的传播损伤和质量的度量标准 室内无线电信道的传播损伤主要由下列因素所造成： —来自房间内的物体（包括墙和地板）的反射和物体附近的衍射； —穿过墙、地板和其他障碍物的传输损耗； —高频情况下能量的通道效应，特别时走廊中这个效应更明显； —房间中人和物体的运动，包括在无线电链路的一端或两端可能的运动，而引起的传播损伤如下： —路径损耗——不仅有自由空间损耗，还有由于障碍物以及穿过建筑物材料传输引起的附加损耗，并且由于通道效应，自由空间损耗可能会减小； —路径损耗随时间和空间的变化； —从波的反射分量和衍射分量而引起的多径效应； —由于移动终端的随机位置变化而引起的极化失配。 室内无线通信业务可以由如下特性来表征： —高/中/低数据速率；
10KV电缆的线路损耗及电阻计算公式 线损理论计算是降损节能，加强线损管理的一项重要的技术管理手段。通过理论计算可发现电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。所以在电网的建设改造过程以及正常管理中要经常进行线损理论计算。 线损理论计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、负荷量大、数据多、情况复杂，这项工作难度更大。线损理论计算的方法很多，各有特点，精度也不同。这里介绍计算比较简单、精度比较高的方法。 理论线损计算的概念 1．输电线路损耗 当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。 (1)单一线路有功功率损失计算公式为 △P＝I2R 式中△P--损失功率，W； I--负荷电流，A； R--导线电阻，Ω (2)三相电力线路 线路有功损失为 △P＝△PA十△PB十△PC＝3I2R (3)温度对导线电阻的影响： 导线电阻R不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值 随导线温度的变化而变化。 铜铝导线电阻温度系数为a＝0.004。 在有关的技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的；另外；负载电流通过导线电阻时发热又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值，随环境、温度和负荷电流的变化而变化。为了减化计算，通常把导线电阴分为三个分量考虑：1）基本电阻20℃时的导线电阻值R20为 R20=RL 式中R--电线电阻率，Ω/km，; L--导线长度，km。 2）温度附加电阻Rt为 Rt=a（tP－20）R20 式中a--导线温度系数，铜、铝导线a=0．004； tP--平均环境温度，℃。 3）负载电流附加电阻Rl为 Rl= R20 4）线路实际电阻为 R=R20+Rt+Rl （4）线路电压降△U为 △U=U1－U2=LZ 2．配电变压器损耗(简称变损)功率△PB 配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。铜损与变压器负载率的平方成正比。 配电网电能损失理论计算方法 配电网的电能损失，包括配电线路和配电变压器损失。由于配电网点多面广，结构复杂，客户用电性质不
变压器空载损耗与负载损耗的计算方法及公式 电力变压器损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实际是铁芯所产生的损耗（也称铁芯损耗）,而铜损也叫负荷损耗。 1、电力变压器损耗计算公式 (1)有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ-------（１） (2)无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ-------（２） (3)综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ------（３） Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ 式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ） Ｐ０——空载损耗（ｋＷ） ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ） ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ） Ｉ０％——变压器空载电流百分比。 ＵＫ％——短路电压百分比 β——平均负载系数 ＫＴ——负载波动损耗系数 ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ） ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ） 上式计算时各参数的选择条件： (1)取ＫＴ＝１.０５； (2)对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ；
(3)变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％； (4)变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ； (5)变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品出厂资料所示。 2、电力变压器损耗的特征 Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗； 磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。 涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。 ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。 负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。 变压器的全损https://www.doczj.com/doc/6a6171721.html,/耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC 变压器的损耗比=ＰC /Ｐ０ 变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。 变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算：不同型号和容量的铁损电量，计算公式是： 铁损电量（千瓦时）=空载损耗（千瓦）×供电时间（小时）
电气相关计算公式 一电力变压器额定视在功率Sn=200KVA，空载损耗Po=0.4KW，额定电流时的短路损耗PK=2.2KW,测得该变压器输出有功功率P2＝140KW时，二次则功率因数2=0.8。求变压器此时的负载率和工作效率。 解：因P22×100% 2÷(Sn×2)×100% =140÷(200×0.8）×100%=87.5% =（P 2/P1)×100% P1=P2+P0K =140+0.4+(0.875)2×2.2 =142.1(KW) 所以 =（140×142.08）×100%＝98.5% 答：此时变压器的负载率和工作效率分别是87.5%和98.5%。
有一三线对称负荷，接在电压为380V的三相对称电源上，每相负荷电阻R＝16，感抗X L=12。试计算当负荷接成星形和三角形时的相电流、线电流各是多少？ 解;负荷接成星形时，每相负荷两端的电压，即相电压为U入Ph===220(V) 负荷阻抗为Z===20() 每相电流（或线电流）为 I入Ph=I入P－P===11(A) 负荷接成三角形时，每相负荷两端的电压为电源线电压，即＝＝380V 流过每相负荷的电流为 流过每相的线电流为 某厂全年的电能消耗量有功为1300万kwh，无功为1000万kvar。求该厂平均功率因数。 解：已知P=1300kwh,Q=1000kvar 则 答：平均功率因数为0.79。 计算： 一个2.4H的电感器，在多大频率时具有1500的电感？ 解：感抗X L＝则 =99.5(H Z) 答：在99.5H Z时具有1500的感抗。 某企业使用100kvA变压器一台(10/0.4kv),在低压侧应配置多大变比的电流互感器？ 解：按题意有 答：可配置150/5的电流互感器。 一台变压器从电网输入的功率为150kw，变压器本身的损耗为20kw。试求变压器的效率？ 解：输入功率 P i=150kw 输出功率 PO=150-20=130(KW)
室内传播和路径损耗计算及实例 RFWaves公司 Adi Shamir 摘要：通过对传播路径损耗的估算来预测无线通信系统在其工作环境下的性能；解释了自由空间传播损耗的计算；电磁波在介质中的发射和反射系数的理论计算是预测反射和发射系数的工具。下面的一些实例和模型是在工作频率时给出的。 ------------------------------------------------------------------------------------------- 1.简介 大多数无线应用设计人员最关心的问题是系统能否正常工作在无线信道的最大距离。最简单的方法是计算和预测：a)系统的动态范围；b)电磁波的传播损耗。 动态范围对设计者而言是一个重要的系统指标。它决定了传输信道上(收发信机之间)允许的最大功率损耗。决定动态范围的主要指标是发射功率和接收灵敏度。例如：某系统有80dB的动态范围是指接收机可以检测到比发射功率低80dB的信号电平。传播损耗是指传输路径上损失的能量，传播路径是电磁波传输的路径(从发射机到接收机)。例：如果某路径的传播损耗是50dB，发射机的功率是10dB，那末接收机的接收信号电平是-40dB。 2．自由空间中电磁波的传播 如上所述，当电磁波在自由空间传播时，其路径可认为是连接收发信机的一条射线，可用Ferris公式计算自由空间的电波传播损耗： Pr/Pt= . (λ/4πR)2 式中Pr是接收功率，Pt是发射功率，Gt和Gr分别是发射和接收天线的增益，R是收发信机之间的距离，功率损耗与收发信机之间的距离R的平方成反比。公式可以对数表示为： PL=-Gr-Gt+20log(4πR/λ)=Gr+Gt+22+20log(R/λ) （） 式中Gr和Gt分别代表接收天线和发射天线增益（dB）,R是收发信机之间的距离，λ是波长。 当λ=时(f=可得出： =-Gr-Gt++20log(R) （） R的单位为米。 图2-1表示了信号频率，天线的增益为0dBi时的自由空间的损耗曲线。
1．输电线路损耗 当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。 (1)单一线路有功功率损失计算公式为 △P＝I2R 式中△P--损失功率，W； I--负荷电流，A； R--导线电阻，Ω (2)三相电力线路 线路有功损失为 △P＝△PA十△PB十△PC＝3I2R (3)温度对导线电阻的影响： 导线电阻R不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值 随导线温度的变化而变化。 铜铝导线电阻温度系数为a＝0.004。 在有关的技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的；另外；负载电流通过导线电阻时发热又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值，随环境、温度和负荷电流的变化而变化。为了减化计算，通常把导线电阴分为三个分量考虑：1）基本电阻20℃时的导线电阻值R20为 R20=RL 式中R--电线电阻率，Ω/km，; L--导线长度，km。 2）温度附加电阻Rt为
Rt=a（tP－20）R20 式中a--导线温度系数，铜、铝导线a=0．004； tP--平均环境温度，℃。 3）负载电流附加电阻Rl为 Rl= R20 4）线路实际电阻为 R=R20+Rt+Rl （4）线路电压降△U为 △U=U1－U2=LZ 2．配电变压器损耗(简称变损)功率△PB 配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。铜损与变压器负载率的平方成正比。 配电网电能损失理论计算方法 配电网的电能损失，包括配电线路和配电变压器损失。由于配电网点多面广，结构复杂，客户用电性质不同，负载变化波动大，要起模拟真实情况，计算出某一各线路在某一时刻或某一段时间内的电能损失是很困难的。因为不仅要有详细的电网资料，还在有大量的运行资料。有些运行资料是很难取得的。另外，某一段时间的损失情况，不能真实反映长时间的损失变化，因为每个负载点的负载随时间、随季节发生变化。而且这样计算的结果只能用于事后的管理，而不能用于事前预测，所以在进行理论计算时，都要对计算方法和步骤进行简化。为简化计算，一般假设： （1）线路总电流按每个负载点配电变压器的容量占该线路配电变压器总容量的比例，分配到各个负载点上。 （2）每个负载点的功率因数cos 相同。 这样，就能把复杂的配电线路利用线路参数计算并简化成一个等值损耗电阻。这种方法叫等值电阻法。
室传播和路径损耗计算及实例 RFWaves公司 Adi Shamir 摘要：通过对传播路径损耗的估算来预测无线通信系统在其工作环境下的性能；解释了自由空间传播损耗的计算；电磁波在介质中的发射和反射系数的理论计算是预测反射和发射系数的工具。下面的一些实例和模型是在2.4GHz工作频率时给出的。 ------------------------------------------------------------------------------------------- 1.简介 大多数无线应用设计人员最关心的问题是系统能否正常工作在无线信道的最大距离。最简单的方法是计算和预测：a)系统的动态围；b)电磁波的传播损耗。 动态围对设计者而言是一个重要的系统指标。它决定了传输信道上(收发信机之间)允许的最大功率损耗。决定动态围的主要指标是发射功率和接收灵敏度。例如：某系统有80dB的动态围是指接收机可以检测到比发射功率低80dB的信号电平。传播损耗是指传输路径上损失的能量，传播路径是电磁波传输的路径(从发射机到接收机)。例：如果某路径的传播损耗是50dB，发射机的功率是10dB，那末接收机的接收信号电平是-40dB。 2．自由空间中电磁波的传播 如上所述，当电磁波在自由空间传播时，其路径可认为是连接收发信机的一条射线，可用Ferris公式计算自由空间的电波传播损耗： Pr/Pt= Gt.Gr. (λ/4πR)2 (2.1) 式中Pr是接收功率，Pt是发射功率，Gt和Gr分别是发射和接收天线的增益，R是收发信机之间的距离，功率损耗与收发信机之间的距离R的平方成反比。公式2.1可以对数表示为： PL=-Gr-Gt+20log(4πR/λ)=Gr+Gt+22+20log(R/λ) （2.2） 式中Gr和Gt分别代表接收天线和发射天线增益（dB）,R是收发信机之间的距离，λ是波长。 当λ=12.3cm时(f=2.44GHz)可得出： PL2.44=-Gr-Gt+40.2+20log(R) （2.3） R的单位为米。 图2-1表示了信号频率2.44GHz，天线的增益为0dBi时的自由空间的损耗曲线。 注意：在此公式中收发天线的极化要一致（匹配），天线的极化不同会产生另一损耗系数。一般情况下对于理想的线极化天线，极化损耗同两个天线的极化方向的夹角的余弦的平方成正比。例如：两个偶极天线的方向夹角为45°时，极化损耗系数为-3dB左右。
电缆电路功率损耗计算 公式： 电流等于电压除以电阻：I=U/R 功率等于电压与电流的乘积：P=U×I=U×U×I Db危化简大数字的计算，采用对数的方式进行缩小计算：db=10log p 电缆电阻等于电阻率与电缆长度的积再比上电缆的截面积 电阻率的计算公式为：ρ=RS/L ρ为电阻率----常用单位是Ω.m S 为横截面积----单位是㎡ R 为电阻值----单位是Ω L 是导线长度----单位是 M 电缆选择的计算顺序 例：允许损耗为 Xdb x=10log p 计算所损耗的功率 p （1）p=U×U/R 根据额定功率与额定电压计算负荷的等效电阻 （2）计算整个电路的电流 I=(p额—p负)/R负
（3）根据电流与损耗功率决定电缆电阻P=I×I×R (5) 根据电阻率与长度决定电缆截面积 ρ=RS/L 电阻率请询问电缆厂家 几种金属导体在20℃时的电阻率
已知电缆长度，功率，电压，需要多粗电缆 电压380V，电压降7％，则每相电压降=380×2= 功率30kw，电流约60A，线路每相电阻R=60=Ω 长度1000M，电阻 铝的电阻率是，则电缆截面S=1000×=131㎜2 铜的电阻率是，则电缆截面S=1000×=77㎜2 由于电机启动电流会很大，应选用150㎜2以上的铝缆或95㎜2以上的铜缆 电压降7％意味着线路损耗7％这个损耗实际上是很大的。如果每天使用8小时一月就会耗电500度， （农电规程中电一年就是6000度。 压380V的供电半径不得超过500米） 电缆选型表
基本含义：H—电话通信电缆 Y—实心聚氯乙烯或聚乙烯绝缘 YF—泡沫聚烯轻绝缘 YP—泡沫/实心皮聚烯轻绝缘 V—聚乙烯 A—涂塑铝带粘接屏蔽聚乙烯护套 C—自承式 T—石油膏填充 23—双层防腐钢带线包铠装聚乙烯外被层 33—单层细钢丝铠装聚乙烯外被层 43—单层粗钢丝铠装聚乙烯外被层 53—单层钢丝带皱纹纵包铠装聚乙烯外被层 553—双层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外被层
华润电力黔西、大方电厂线路损耗计算 根据《华润电力贵州煤电一体化毕节4×660MW新建项目送出工程可行性研究报告》，500kV大方电厂至黔西电厂送电线路长度约55km，导线截面为4×300mm2；500kV黔西电厂至南川送电线路长度约为330km，其中重庆段长度约为88km。毕节4×660MW送出工程潮流分布图如下图所示，各段线路损耗见表1。 图1 毕节4×660MW送出工程潮流分布图 根据《电力系统设计手册》，最大负荷利用小时数TMAX与损耗小时数τ对应关系见表2。 表2 最大负荷利用小时数TMAX与损耗小时数τ对照表
根据架空线路年电能损耗公式： τmax 8760P P A yp ?+??=? 其中由于yp P ?相对较小，在计算中忽略；max P ?为线路有功损耗最大值。 毕节4×660MW 新建项目送出工程各段线路年电能损耗见表3，其中功率因素取0.95。 （4500h ）计算方法如下： 大方电厂至黔西电厂年最大利用小时数（4500h ）电能损耗： 1134027002.4=?=?P MWh 即为0.1134亿kWh 黔西电厂至南川站（贵州段）年最大利用小时数（4500h ）损耗率%为： %2.0%1005616900 11340%10045001248.227002.4%=?=???=?P
黔西电厂至南川站（贵州段）年最大利用小时数（4500h ）电能损耗： 118800270044=?=?P MWh 即为1.188亿kWh 黔西电厂至南川站（贵州段）年最大利用小时数（4500h ）损耗率%为： %06.1%10011214000 118800%10045004922270044%=?=???=?P 黔西电厂至南川站（重庆段）年最大利用小时数（4500h ）电能损耗： 4212027006.15=?=?P MWh 即为0.4212亿kWh 黔西电厂至南川站（重庆段）年最大利用小时数（4500h ）损耗率%为： %38.0%10011016000 42120%1004500448227006.15%=?=???=?P 注：1、4000h 计算方法同4500h 不在重复计算； 2、刘工已经做得相当多了，基本上没有什么问题，就是在计算功率损耗的时候多乘以了3倍，导致数据偏大。因为功率对线路而言就是三相不是单相，刘工在计算的时候误乘以了3倍。
线路电能损耗计算方法 A1 线路电能损耗计算的基本方法是均方根电流法，其代表日的损耗电量计算为：ΔA=3R t×10-3(kW·h) (Al-1) I =(A) (Al-2) jf 式中ΔA——代表日损耗电量，kW·h； t——运行时间(对于代表日t＝24)，h； I ——均方根电流，A； jf R——线路电阻，n； I ——各正点时通过元件的负荷电流，A。 t 当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时： I = =(A) (Al-3) jf 式中P t——t时刻通过元件的三相有功功率，kW； ——t时刻通过元件的三相无功功率，kvar； Q t U t——t时刻同端电压，kV。 A2 当具备平均电流的资料时，可以利用均方根电流与平均电流的等效关系进行电能损耗计算，令均方根电流I jf与平均电流I pj(代表日负荷电流平均值)的等效关系为K(亦称负荷曲线形状系数)，I jf=KI pj，则代表日线路损耗电量为： ΔA=3K2Rt×10-3(kW·h) (A2-1) 系数K2应根据负荷曲线、平均负荷率f及最小负荷率α确定。 当f >时，按直线变化的持续负荷曲线计算K2：
K2=[α+1/3(1－α)2]/ [1/2(1+α)]2 (A2-2) 当f <，且f >α时，按二阶梯持续负荷曲线计算K2： K2=[f(1+α)－α]/f2 (A2-3) 式中f——代表日平均负荷率，f＝I pj/ I max，I max为最大负荷电流值，I pj为平均负荷电流值； α——代表日最小负荷率，α=I min/ I max，I min为最小负荷电流值。 A3 当只具有最大电流的资料时，可采用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算，令均方根电流平方与最大电流的平方的比值为F(亦称损失因数)，F=/，则代表日的损耗电量为： ΔA=3FRt×10-3(kW·h) (A3-1) 式中F——损失因数； I ——代表日最大负荷电流，A。 max F的取值根据负荷曲线、平均负荷率f和最小负荷率α确定。 当f >时，按直线变化的持续负荷曲线计算F： F＝α+1/3(1－α)2 (A3-2) 当f <，且f >α时，按二阶梯持续负荷曲线计算： F=f (1+α)－α (A3-3) 式中α——代表日最小负荷率； f——代表日平均负荷率。 A4 在计算过程中应考虑负荷电流引起的温升及环境温度对导线电阻的影响，具体按下式计算： (1+β1+β2) (Ω) (A4—1) R＝R 20 β =(I pj / I20)2 (A4—2) 1