CN113447749B - 一种台区线损异常的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种台区线损异常的判断方法，台区网络简化后包括依次并联的n条支路，将未被电能表计量的设备作为负载与第n条支路并联；每条支路包括电能表，将支路中的线路等效成电阻；将每个等效电阻的电能消耗作为对应线路的电能传输损耗；计算所有等效电阻的电能消耗总和W1，如果W1与合理线损率中与负荷变换有关的线损值之间的差值在预设的线损差值范围之内，则台区中的线路正常，否则台区中的线路存在异常情况；计算负载的电能消耗W2，计算未被电能表计量的合理设备的电能消耗Wt，若W2和Wt的差值Wx在预设的损耗阈值范围之内，则设备接入正常；否则有异常设备接入台区。本发明为线损异常分析和现场治理提供了更具指导性的方法。

Description

一种台区线损异常的判断方法

技术领域

本发明属于低压台区线损分析领域。

背景技术

由于低压配网是面向最终用户的配电网路，而最终用户的线路形式多样，负载类型复杂，容易出现各种异常情况导致不合理的电量损失，当通过用电信息采集系统计算出来的某个台区在一定时间内的实测线损率超过目标值时，通常就判断该台区线损异常。但此线损值是多种因素综合的结果，目前用电信息采集系统无法给出主要构成因素的各自量化结果，因而对现场线损治理人员的治理工作缺乏具体指导作用。目前现场治理的方法是通过人工借助于电压电流测量仪器到现场排查，但由于涉及地域范围大、线路情况复杂，需要耗费大量的人力物力，根据过去的经验，绝大多数的人力没有产生直接价值，因此这样的方法是很不经济的。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种台区线损异常的判断方法。

技术方案：本发明提供了一种台区线损异常的判断方法，所述台区线损异常包括线路异常和设备接入异常；对台区网络进行简化，简化后的网络包括依次并联的第1～n条支路，将未被电能表计量的设备作为负载与第n条支路并联；第i条支路包括电能表，将第i条支路中的线路等效成电阻；将每个等效电阻的电能消耗作为对应线路的电能传输损耗，i＝1,2,...,n；

线路异常判断：计算所有等效电阻的电能消耗总和W1，计算台区合理线损率δ₀中与负荷变化有关的线损率δ，从而计算与负荷变化有关的线损值Wδ，将W1与Wδ进行比较，如果两者之间的差值在预设的线损阈值范围之内，则台区中的线路正常，否则台区中的线路存在异常情况；并根据两者之间的差值判断具体异常情况；

设备接入异常：计算负载的电能消耗W2，计算未被电能表计量的合理设备的电能消耗Wt，所述未被电能表计量的合理设备包括配电监测设备和电能表；计算W2和Wt的差值Wx，若该Wx在预设的损耗阈值范围之内，则设备接入正常；否则认定有异常设备接入台区，并根据Wx的值判断异常设备的类型。

进一步的，所述合理线损率δ₀中与负荷变化有关的线损率δ的计算方法为：

δ＝K*ρ

其中，K的表达式如下所示：

K＝δ₁*L*r

其中，

W为变压器容量，P＝U₀*I₀，P为变压器的供电功率，U₀和I₀分别为变压器提供的电压和电流；r为修正系数，

其中X为台区中所使用的主导线的最大载流量，V为台区的供电半径，Y为主导线材料的电阻率，S为主导线的横截面积；

ρ的表达式如下所示：

其中，θ为台区的平均功率，t’为台区的负荷波动率；θ和t’的表达式如下所示：

其中，E为台区总的有功电量，Q为台区总的无功电量，a_i，b_i以及c_i分别为变压器的三相电流，t为时间变量，T为未被电能表计量的合理设备的功率总和；

所述与负荷变化有关的线损值Wδ＝∫(δ*P)dt。

进一步的，所述W1的表达式为：

W1＝∑W_i

其中，W_i为第i条支路中等效电阻的电能消耗，W_i＝∫P_idt，其中t为时间变量，P_i为第i条支路中等效电阻的功率消耗，P_i＝(U₀-U_i)*I_i，U_i为第i个电能表测得的电压，I_i为第i个电能表测得的电流；U₀为变压器提供的电压。

进一步的，所述W2的表达式为：

W2＝∫(U₀*(I₀-∑I_i))dt

其中I₀为变压器提供的电流，U₀为变压器提供的电压，I_i为第i个电能表测得的电流,t为时间变量。

有益效果：本发明为线损异常分析和现场治理提供了更具指导性的方法，大大减少了无谓的现场工作量，提高了线损治理人员现场处理的效率，具有非常高的技术价值。

附图说明

图1为本发明简化后的台区网络结构图。

具体实施方式

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

目前各电力公司均配有用电信息采集系统，它能够借助于安装在变压器出口端和各个用户进口端的电能表获得变压器出口端和各个用户入口端的电压、电流信息，进而可以获得变压器的供电量和各个用户的用电量，整个台区的实测线损电量就是变压器的供电量减去所有用户用电量的总和。实测线损电量包含了供电线路电阻消耗的电量和未被电能表计量的电量。根据能量守恒原理，可以用等效模型来表示某台区的网路结构。简化某个台区的网路结构如图1所示。

U₀、I₀为变压器出口电压和电流(也既变压器提供的电压和电流)，U_i、I_i(i＝1,2,...,n)为第i个用户入口的电压和电流(也既第i个电能表测量得到的电压和电流)，Ra1～n，Rd1～n为各线路电阻，将未被电能表计量的设备作为抽象(虚拟)负载R。

供电线路的电能传输损耗可以理解为图1中Ra1～n，Rd1～n的电能消耗，可以通过采集配变也既变压器的出线电压U₀、出线电流I₀，以及各计量点也既电能表测量得到的电压U_i、电流I_i计算出来。

通过配变的出线电压U₀、计量点的电压U_i、电流I_i得到第i个支路的电阻的功率消耗：

P_i＝(U₀-U_i)*I_i＝U₀*I_i-U_i*I_i

进而可以计算得到第i个支路电阻的电能消耗：

W_i＝∫P_idr＝∫(U₀*I_i)dr-∫(U_i*I_i)dr

其中∫(U_i*I_i)dt就是第i个支路中的电能表在某段时间内的电量值，也就是该支路的用电量值。

最终累加可得线路电阻总电能消耗：

W1＝∑W_i＝∑∫(U₀*I_i)dt-∑∫(U_i*I_i)dt

计算台区合理线损率δ₀中与负荷变化有关的线损率δ，从而计算与负荷变化有关的线损值Wδ，将W1与Wδ进行比较，如果两者之间的差值在预设的线损阈值范围之内，则台区中的线路正常，否则台区中的线路存在异常情况；并根据两者之间的差值通过人工经验判断具体异常情况。

所述合理线损δ₀的计算方法为：

其中，T为未被电能表计量的合理设备的功率总和，所述未被电能表计量的合理设备包括配电监测设备和电能表；P＝U₀*I₀，P为变压器的供电功率；理线损率δ₀中与负荷变换有关的线损率δ的表达式如下所示：

δ＝K*ρ

K的表达式如下所示：

K＝δ₁*L*r

其中，

W为变压器容量；r为修正系数，

其中X为台区中所使用的主导线的最大载流量，V为台区的供电半径，Y为主导线材料的电阻率，S为主导线的横截面积。

ρ的表达式如下所示：

其中，θ为台区的平均功率，表达式如下：

E为台区中总的有功电量，Q为台区中总的无功电量。

t’为台区的负荷波动率，表达式如下：

其中，a_i，b_i以及c_i分别为变压器的三相电流。

与负荷变换有关的线损值Wδ＝∫(δ*P)dt。

未被计量的电能损耗W2可以看成是抽象负载电阻R′上消耗的电能，由于它是所有未被计量的用电设施的抽象代表，因此没有计量表，考虑变压器的出口电压是相对稳定的，因此用变压器出口电压来代替负载电阻的电压U′计算其消耗的电能，其上的电流为变压器输出总电流I₀减去所有计量点电流之和∑I_i，这样就有：

W2＝∫(U₀*(I₀-∑I_i))dt＝∫(U₀*I₀)-∑∫(U₀*I_i)dt

其中∫(U₀*I₀)dt就是变压器出口总表在某段时间内的电量值，也就是总供电量值。

在计算出W2后，可以根据用户档案计算出该台区内未被电能表计量的合理设备的电能消耗Wt；计算W2和Wt的差值Wx；若该Wx在预设的损耗阈值范围之内，则设备接入正常；否则认定有异常设备接入台区，并根据Wx的大小采用人工经验判断异常设备的类型。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (3)

1.一种台区线损异常的判断方法，其特征在于，所述台区线损异常包括线路异常和设备接入异常；对台区网络进行简化，简化后的网络包括依次并联的第1～n条支路，将未被电能表计量的设备作为负载与第n条支路并联；第i条支路包括电能表，将第i条支路中的线路等效成电阻；将每个等效电阻的电能消耗作为对应线路的电能传输损耗，i＝1，2，...，n；

线路异常判断：计算所有等效电阻的电能消耗总和W1，计算台区合理线损率δ₀中与负荷变化有关的线损率δ，从而计算与负荷变化有关的线损值Wδ，将W1与Wδ进行比较，如果两者之间的差值在预设的线损阈值范围之内，则台区中的线路正常，否则台区中的线路存在异常情况；并根据两者之间的差值判断具体异常情况；

设备接入异常：计算未被计量的用电设施的电能消耗W2，根据用户档案计算出该台区内未被电能表计量的合理设备的电能消耗Wt，所述未被电能表计量的合理设备包括配电监测设备和电能表；计算W2和Wt的差值Wx，若该Wx在预设的损耗阈值范围之内，则设备接入正常；否则认定有异常设备接入台区，并根据Wx的值判断异常设备的类型；

所述合理线损率δ₀中与负荷变化有关的线损率δ的计算方法为：

δ＝K*ρ

其中，K的表达式如下所示：

K＝δ₁*L*r

其中，

W为变压器容量，P＝U₀*I₀，P为变压器的供电功率，U₀和I₀分别为变压器提供的电压和电流；r为修正系数，

其中X为台区中所使用的主导线的最大载流量，V为台区的供电半径，Y为主导线材料的电阻率，S为主导线的横截面积；

ρ的表达式如下所示：

其中，θ为台区的平均功率，t’为台区的负荷波动率；θ和t’的表达式如下所示：

其中，E为台区总的有功电量，Q为台区总的无功电量，a_i，b_i以及c_i分别为变压器的三相电流，t为时间变量，T为未被电能表计量的合理设备的功率总和；

所述与负荷变化有关的线损值Wδ＝∫(δ*P)dt。

2.根据权利要求1所述的一种台区线损异常的判断方法，其特征在于，所述W1的表达式为：

W1＝∑W_i

其中，W_i为第i条支路中等效电阻的电能消耗，W_i＝∫P_idt，其中t为时间变量，P_i为第i条支路中等效电阻的功率消耗，P_i＝(U₀-U_i)*I_i，U_i为第i个电能表测得的电压，I_i为第i个电能表测得的电流；U₀为变压器提供的电压。

3.根据权利要求1所述的一种台区线损异常的判断方法，其特征在于，所述W2的表达式为：

W2＝∫(U₀*(I₀-∑I_i))dt

其中I₀为变压器提供的电流，U₀为变压器提供的电压，I_i为第i个电能表测得的电流，t为时间变量。

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