CN108512214A - 一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力系统在线监测技术领域，尤其涉及一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，本发明充分考虑了线损的影响因素，结合实际的采集数据和国标参数，在目前的线损计算方法中，引入了负荷系数，克服了原计算方法结果偏小的问题，得到了更准确的线损值，方法简单，为使用者提高电缆容量的利用率提供了参考，对电缆的可靠、安全、经济运行具有重要的实际意义，具有很好的应用前景。

Description

一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法
技术领域
本发明属于电力系统在线监测技术领域，尤其涉及一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法。
背景技术
在工厂的电力线路运作过程中，线损问题能够很大程度上反映电力线路运行的故障率，因此，线损计算和降损方法研究，是电力系统重点研究的内容，线损研究是一门复杂的课题，其中架空线路受自然条件的影响比较大，比如：雨水、冰雹，都会导致线路的损耗比较大；电力电缆与架空电线不同，受自然条件影响比较小，但是与线缆电阻、线路介质、护套、钢带恺装都存在一定的关系。
我国颁发的《评价企业合理用电技术导则》中规定，企业内部电网总线损率(企业受电端至用电设备)应达到的指标为：一次变压3.5％以下，二次变压5.5％以下，三次变压7％以下。但我国工厂企业内部电网的总线损率远高于国家标准的要求，有的高达10％,严重的达14～15％，因此，对厂区进行线损监测、研究与分析,采取降损措施十分必要。
目前的线损主要是指电力电缆线路有功损耗部分，线路上的电能损失叫线路损失，线路损失在全部输送电能中所占的百分数叫线损率，它是衡量企业内供电的经济指标。企业一般采用交流供电方式，通过交流电的导线容易产生趋肤效应和邻近效应。趋肤效应使导线截面中心部分的电流密度比靠近导线边缘的电流密度小,这相当于导线的有效截面减小,使导线电阻提高。
传统的方法一般在进线端和设备侧安装测量仪表，系统读取测量仪表的数据再进行简单的差值计算即视为此线路的损耗，但是用电设备比较多，企业不可能对每个用电设备都安装仪表，一般只对部分用电量较多的设备安装仪表进行检测从而避免过高的成本。主要根据进线端的电流和线缆的长度、介质、参考国标标准来计算线损，但是由于线路电阻与导线温度有关，导线之间还存在邻近效应，而且电流是随着时间而发生变化的，因此，这种方法存在一定的偏差。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，能够更精确的反应线路的损耗。
为解决上述技术问题，一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，包括如下步骤：
步骤1：使用电度表采集电力线路的功率P和电流I；
步骤2：通过计算获取电力线路的最大有功功率PMax、最大电流IMax、最小有功功率PMin、最小电流IMin、平均电流I和平均有功功率PAvg，然后通过公式(1)和公式(2)进行计算，得到负荷率f和最小负荷率fMin；
fMin＝PMin/PMax＝IMin/IMax 公式(1)
f＝PAv/gPMa 公式(2)
步骤3：根据公式(3)或公式(4)计算负荷系数k；
当负荷率f>0.5时
当负荷率f<0.5时
k2＝(f(1+fMi)n-fMi)n/f2 公式(4)
步骤4：根据公式(5)计算基于负荷系数的电力线路的功率损耗ΔP’，根据公式(6)计算时间t内基于负荷系数的电力线路的电能损耗ΔW’，
ΔW’＝ΔP’t 公式(6)
其中， I为线路电压(A)，UN为线路电压(V)，R为线电阻(Ω)，L为电力线路电缆的长度(Km)，P为电力线路的有功功率(KW)，Q为电力线路的无功功率(KVar)， 为负荷功率因数。
作为本发明的进一步改进，线路电压I和电力线路的有功功率P均为时间t的函数。
作为本发明的进一步改进，电度表安装在电力线路的首端，电度表采集电力线路数据的时间至少为1天。
本发明具有积极的效果：本发明充分考虑了线损的影响因素，结合实际的采集数据和国标参数，引入了负荷系数k，克服了原计算方法结果偏小的问题，得到了更准确的线损值，方法简单，为使用者提高电缆容量的利用率提供了依据，对电缆的可靠、安全、经济运行具有重要的实际意义，具有很好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明使用电度表采集电力线路参数的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，包括如下步骤：
步骤1：使用电度表采集电力线路的功率P和电流I；
步骤2：通过计算获取电力线路的最大有功功率PMax、最大电流IMax、最小有功功率PMin、最小电流IMin、平均电流I和平均有功功率PAvg，然后通过公式(1)和公式(2)进行计算，得到负荷率f和最小负荷率fMin；
fMin＝PMin/PMax＝IMin/IMax 公式(1)
f＝PAv/gPMa 公式(2)
步骤3：根据公式(3)或公式(4)计算负荷系数k；
当负荷率f>0.5时
当负荷率f<0.5时
k2＝(f(1+fMi)n-fMi)n/f2 公式(4)
步骤4：根据公式(5)计算基于负荷系数的电力线路的功率损耗ΔP’，根据公式(6)计算时间t内基于负荷系数的电力线路的电能损耗ΔW’，
ΔW’＝ΔP’t 公式(6)
其中， I为线路电压(A)，UN为线路电压(V)，R为线电阻(Ω)，L为电力线路电缆的长度(Km)，P为电力线路的有功功率(KW)，Q为电力线路的无功功率(KVar)， 为负荷功率因数。公式(5)是ΔP’最终的计算公式，ΔP’＝k2×3I2RL×10-3。
实际情况证明，现有的电力线路的功率损耗计算方法，结果偏小，因此引入k进行校正，其中，k>1，负荷系数k是负荷与时间函数对应曲线的系数。
以上各公式中采集数据是从电度表中取得，电度表本身的准确级别较高，并且有严格的定期校验制度，因此，电度表采集的数据准确度较高。另外，电力线路本身的电阻参数是来自国标，可靠性比较高，线电阻R的值参考表1。
表1电缆国标电阻参考值
使用本发明进行线损计算包括如下步骤：
第一步：在电力线路的线缆首端安装一个电度表，主要负责采集电力线路的功率P和电流I等测量数据。
第二步：线缆的长度为线缆首端到线缆末端的长度，记为L。
第三步：每间隔1分钟读取电度表的采集数据，并把采集的数据保存到系统数据库DB的表中。
第四步：运行至少1天，采集并保存多条记录。
第五步：从保存的记录中计算分析获得最大有功功率PMax和最大电流IMax、最小有功功率PMin和最小电流IMin、平均电流I，并分别通过公式(1)和公式(2)进行计算，得到fMin和f。
第六步：根据f的大小，参考上面的公式(3)和(4)，计算得到权重因子k。
第七步：根据表1，找到此电缆的电阻R值。
第八步：根据公式(5)可计算得到线损值ΔP’。
第九步：选择某时间段t，根据公式(6)可计算得到线损的电能损耗ΔW’。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：使用电度表采集电力线路的功率P和电流I；
步骤2：通过计算获取电力线路的最大有功功率PMax、最大电流IMax、最小有功功率PMin、最小电流IMin、平均电流I和平均有功功率PAvg，然后通过公式(1)和公式(2)进行计算，得到负荷率f和最小负荷率fMin；
fMin＝PMin/PMax＝IMin/IMax 公式(1)
步骤3：根据公式(3)或公式(4)计算负荷系数k；
当负荷率f>0.5时
当负荷率f<0.5时
k2＝(f(1+fMin)-fMin)/f2 公式(4)
步骤4：根据公式(5)计算基于负荷系数的电力线路的功率损耗ΔP’，根据公式(6)计算时间t内基于负荷系数的电力线路的电能损耗ΔW’，
ΔW，＝ΔP’t 公式(6)
其中，I为线路电压(A)，UN为线路电压(V)，R为线电阻(Ω)，L为电力线路电缆的长度(Km)，P为电力线路的有功功率(KW)，Q为电力线路的无功功率(KVar)，为负荷功率因数。
2.根据权利要求1所述的一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，其特征在于：所述的线路电压I和电力线路的有功功率P均为时间t的函数。
3.根据权利要求1所述的一种基于负荷系数的电力线路的线损计算方法，其特征在于：电度表安装在电力线路的首端，电度表采集电力线路数据的时间至少为1天。
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