低压线路损耗理论计算

中低压直流配电网线损计算与分析Zheng Zhiyu;Li Shidong;Ling Yuchang;Cai Chong;Li Zhengjia【摘要】伴随着功率半导体器件、电力电子器件的发展与成熟,直流技术应用在电力系统配电网中受到越来越多的关注.文中建立了直流配电网各元件损耗的数学模型,利用PSCAD仿真技术分析元件模型的可行性并选定元件损耗的计算参数,分析交、直流配电网及其元件在不同比例直流负荷、轻重负载下的损耗情况,提出交、直流配电网线损拐点的预测区间,从能耗的角度给出直流配电网替代交流配电网的可能性.研究表明,直流配电网线损率在直流负荷比例为50％～ 60％区间内低于交流配电网,且直流负荷比例越重,直流配电网较于交流配电网具有更好的节能效果.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2019(056)003【总页数】6页(P23-28)【关键词】直流配电网;线损率;节能;PSCAD【作者】Zheng Zhiyu;Li Shidong;Ling Yuchang;Cai Chong;Li Zhengjia【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TM730 引言近年来，随着高压直流输电技术的诸多优势被人们所熟识，其在电力系统中的应用越来越广泛，加之大功率半导体器件以及电力电子技术的发展，直流技术逐渐引起人们的关注，其中低压直流配电技术特别受到国内外学者的重视［1-3］。

现有的柔性直流输电网络都是高电压等级的电能输送网络，在末端使用换流站进行配电。

但若使用直流配电，配电母线可直接通过直流变压器与主网连接，省略变换环节及交流网的过渡，也可在交流主网末端加入换流站等电力装置即可实现交流配电网的改造，形成交、直流混输的配电网络。

柔性直流输电在主网侧的迅猛发展，大大的促进了直流技术在配电侧的应用［4］。

且现代配电系统的变化也为直流技术的应用提供了平台，如风机和太阳能等分布式电源接入配网、电动汽车等直流负荷的出现等［5-6］，相比交流配电，采用直流配电技术，不存在相位和频率同步问题。

配电网中理论线损计算方法及降损措施的研究设计方案1 配电网理论线损计算简介配电网理论线损计算是对电能在输送和分配过程中各元件产生的电能损耗进行计算及各类损耗所占比例，确定配电网线损的变化规律。

配电网线损是电力部门一项综合性的经济、技术指标，是国家考核电力部门的一项重要指标。

多年来，随着配电网理论线损计算理论、方法和技术的不断丰富，人们研究出各种不同的计算方法，计算精度达到较高水平。

但由于配电网结构的复杂性、参数多样性和资料不完善以及缺乏实时监控设备等因素，准确计算配电网理论线损比较困难，一直是个难题。

为解决这一难题，众多科研工作者从理论到实践不断深入研究配电网理论线损计算方法，希望研究出更加适合配电网理论线损计算的新方法，更加快速、准确地计算配电网理论线损，满足电力部门配电网线损的分析和管理需要。

1.1国内外研究动态和趋势配电网理论线损计算方法从二十世纪三十年代就有国外学者开始研究，研究电能在配电网络传输的过程中产生的损耗量，分析各元件产生电能损耗的原理，建立数学模型。

随着计算机技术的快速发展，以计算机为辅助工具，加速各种计算方法的研究和发展，计算精度逐步提高，逐步应用于工程实际。

到二十世纪后期，各种配电网理论线损计算方法已经成熟，开始广泛应用于各级配电网理论线损计算实际工作中，取得了很好的效果。

近几年来，随着配电网系统的迅速发展，配电网络结构更加趋于复杂化，为配电网理论线损计算增加了难度；配电网自动化系统逐步应用，加强配电网的监控，各种数据采集变得容易，为配电网理论线损计算提供丰富的运行数据资料，正是由于以上两个方面，需要研究新的更加适合于目前配电网实际情况的理论线损计算方法，从而推动计算方法研究不断深入。

目前，国内外发表的配电网理论线损计算方法的文献很多，其采用的计算方法和计算结果的精度也各有不同，综合起来主要有以下几种类型。

1.2传统的配电网理论线损计算方法传统的配电网理论线损计算方法，主要分为两类，一类是依据网络主要损耗元件的物理特征建立的各种等值模型算法；一类是根据馈线数据建立的各种统计模型。

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= R204）线路实际电阻为R=R20+Rt+Rl（4）线路电压降△U为△U=U1－U2=LZ2．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。

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= R204）线路实际电阻为R=R20+Rt+Rl（4）线路电压降△U为△U=U1－U2=LZ2．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。

线路电压损耗计算公式
发布时间：2007年7月25日
由于线路存在着阻抗，所以在负荷电流流过时要产生电流损耗。

按规定，高压供电线路电压损耗一般不超过线路额定电压7%，从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压线路的电压损耗一般不超过用电设备额定电压的7%，对视觉要求较高的照明电路则为2-3%，如线路的电压损耗超过了允许值，则应适当增加导线的截面。

使之满足电压损耗要求。

电压损耗计算公式：u%=LU%P30
u%——电压损耗的百分数可根据导线截面和负荷功率因数查表求出，
P——线路负荷（KW）
L——线路长度（KM）
还有一个更好用的公式：
ΔU=Σ（pR+qX）/Ue
式中负荷为p+jq R为线路阻抗，X为线路电抗
线路损耗的百分值为：ΔU%=100ΔU/Ue。

低压台区线损的理论计算一、低压台区线损的概念与影响因素低压台区线损是指从高压变压器所在的配电站到低压用户的输电过程中，电能的实际损耗。

它主要由两部分组成：固定损耗和可变损耗。

固定损耗是指不随电量变化而产生的线路过程中的损耗，主要与线路长度、导线材料、拐角处的导线支架、接头及连接处的接触导电质量有关；可变损耗是指随电流大小而变化的损耗，主要与线路上的负载功率有关。

二、低压台区线损的计算方法1.功率矩法：这种方法是根据功率和电流之间的关系，利用功率因数来计算线损。

具体步骤如下：a.记录台区的感应电力表示数、电压表示数、电流示数和功率因数。

b.根据感应电度表示数计算有功电能损耗。

c.根据电流示数计算线路电流。

d.根据功率因数计算视在功耗。

e.根据有功电能损耗和视在功耗计算无功电能损耗。

f.累计计算结果即可得到总线损。

2.功率因数法：这种方法是根据功率因数的变化来计算线损。

具体步骤如下：a.记录台区的感应电力表示数、电流示数和功率因数。

b.根据感应电度表示数计算有功电能损耗。

c.根据电流示数计算线路电流。

d.根据功率因数计算视在功耗。

e.累计计算结果即可得到总线损。

3.电流、电压法：这种方法是根据电流和电压的变化来计算线损。

具体步骤如下：a.记录台区的感应电力表示数、电流和电压的示数。

b.根据感应电度表示数计算有功电能损耗。

c.根据电流示数计算线路电流。

d.根据电压示数计算线路电压。

e.累计计算结果即可得到总线损。

三、降低低压台区线损的措施为了减少低压台区线损，可以采取以下几方面的措施。

1.提高变压器容量：合理提高变压器容量，以满足用户需求，减少输电过程中电能的损耗。

2.优化线路规划：合理规划线路，避免线路长度过长，减少进一步导致的电能损耗。

3.选用优质导线材料：选择导线电阻较小、传输效率较高的优质导线材料，减少线路本身的线损。

4.改善线路连接质量：提高线路连接处接触的导电质量，减少接触电阻，降低电流的损耗。

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，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，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。

电费电量中各种损耗电量的计算和分摊摘要《供电营业规则》第七十四条规定：用电计量装置原则上应装在供电设施的产权分界处。

如产权分界处不适宜装表的，对专线供电的高压用户，可在供电变压器出口装表计量；对公用线路供电的高压用户，可在用户受电装置的低压侧计量。

当用电计量装置不安装在产权分界处时，线路与变压器损耗的有功与无功电量均须由产权所有者负担。

在计算用户基本电费、电度电费及功率因数调整电费时，应将上述损耗电量计算在内。

这就对计量点没有设在产权分界处和高压供电在低压侧计量的用电户在计算用电量时，提出了计量点以外，属用户产权的各种受电设备的损耗电量计算问题。

关键词：电费电量；损耗；计算对公用线路供电的高压用户，其用电性质不可能是单一的，可能存在生产用电、非居民用电、居民照明用电等。

用电性质不同，执行的电价不同，电费计算结果也必然不同。

这就涉及在电费电量的计算中，损耗电量的分摊问题。

如何正确计算电费电量，严格按不同性质电量计算电费，就要求电费电量计算人员能熟悉和掌握损耗电量的计算及分摊计算过程。

当用电客户对损耗电量的计算及分摊有疑问时，做好解释和解答，消除客户用电疑虑，增强供电企业声誉，促进电费回收，提高供电企业经济效益，以免给我们供电企业造成不良影响。

本文通过对各种损耗电量的计算及不同性质电量的损耗分摊进行归纳和总结，供电费电量计算人员在损耗电量计算及分摊过程中借鉴应用。

一、不同计量点的损耗电量计算与分摊1. 计量点安装在产权分界点的损耗电量计算与分摊如图一所示，当总计量点安装在产权分界点时，一般在用电侧需要安装分类计量表计，计量分类电量。

其损耗电量计算与分摊可按下述方法进行计算。

图一为便于分析，我们均假设有三种不同性质的分类电量，分别是分类电量一、分类电量二、分类电量三。

△P=△P T+△P L=W-(W1-W2-W3)W1jf=W1+△P1W2jf=W2+△P2W3jf=W3+△P3式中：W、W1、W2、W3分别表示总电量、分类电量一、分类电量二、分类电量三。

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= R204）线路实际电阻为R=R20+Rt+Rl（4）线路电压降△U为△U=U1－U2=LZ2．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。

三相不平衡损耗计算农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化，电网结构薄弱环节基本上已经解决，低压电网的供电能力大大增强，电压质量明显提高，大部分配电台区的低压线损率降到了10%以下，但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下，给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失，下面针对这些情况进行分析和探讨。

一、原因分析在前几年的农网改造时，对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量，新增和改造配电屏，配电变压器放置在负荷中心，缩短供电半径，加大导线直径，建设和改造低压线路，新架下户线等一系列降损技术措施，也收到了很好的效果。

但是个别台区线损率仍然很高，针对其原因，我们做了认真的实地调查和分析，发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。

从理论和实践上分析，也会引起线路损耗增大。

二、理论分析低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗。

因此，在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流，做好三相负荷电流的平衡工作，是降低电能损耗的主要途经。

假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW，中性线电流为IN，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为ΔP1=（I2UR+I2VR+I2WR+2I2NR）×10-3 （1）当三相负荷电流平衡时，每相电流为（IU+IV+IW）/3，中性线电流为零，这时线路的有功损耗为ΔP2=■2R×10-3 （2）三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为ΔP=ΔP1-ΔP2=■（I2U+I2V+I2W-I2UI2V-I2VI2W+I2WI2U+3I2N）R×10-3（3）同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷电流进行计算。

由此可见三相不平衡负荷电流愈大，损耗增加愈大。

线损电量、线损率的计算和分析培训目的：1.了解线损电量和线损率的计算方法。

2.掌握引起线损率波动的各类因素分析和控制方法。

3.熟悉线损分析的常用方法。

目录一、线损电量和线损率计算......................................错误!未定义书签。

（一）35 kV及以上电压等级电网线损........................错误!未定义书签。

（二）10（6）kV电压等级电网线损..........................错误!未定义书签。

（三）及以下电压等级电网线损..............................错误!未定义书签。

二、线损分析经常采用的方法....................................错误!未定义书签。

（一）电能平衡分析........................................错误!未定义书签。

（二）线损与理论线损对比分析..............................错误!未定义书签。

（三）固定损耗与可变损耗比重对比分析......................错误!未定义书签。

（四）实际线损与历史同期比较分析..........................错误!未定义书签。

（五）实际线损与平均线损水平比较分析......................错误!未定义书签。

（六）实际线损与先进水平比较分析..........................错误!未定义书签。

（七）定期、定量统计分析..................................错误!未定义书签。

（八）线损率指标和小指标分析并重..........................错误!未定义书签。

（九）线损指标和其它营业指标联系在一起分析................错误!未定义书签。

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=NKIpjRdzt x 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0.20.30.41.050.51.030.61.020.71.010.81.000.81.001.01.00。

2。

2。

－31.171.09(最小负荷率a=M小负荷/最大负荷)t――线路月供电时间，h; Rd 线路导线等值电阻，Q。

等值电阻可按下式计算：Rdz=艺NKIzd。

kRk/N x Izd式中Izd――配电变压器低压出口实测最大电流，A;22KIpj ――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。