南方电网-线损理论计算技术标准(3)

2019-08-01 22:52

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其中:?EL为未补偿前的损耗,即由潮流计算出的电能损耗;

?为计及温升后的电能损耗; ?EL kw为温升系数,由下式计得:

nIjf2RL[1?0.2()?0.004(tm?20)]?i(20C)iNIi?1cipi (2-2) kw?n?Ri(20C)Lii?1其中:Ri(20C)为线路第i段20C时单位长度的电阻值,Ω/km;

Ijf为线路的均方根电流值,kA,如果线路为双回路线路,Ijf为整条线路一半; Ipi为导线容许载流值,kA;

Nci为每相分裂条数;

Li为i种型号导线的长度,km; tm为环境温度,C 。

2.2.2 架空线路电晕损失

当计及220kV及以上电压等级线路电晕损失时,由下式计算线路电晕损耗:

? (2-3) ?EL?0.02??EL其中:?EL为考虑电晕效应后的线路电能损耗;

?为由潮流计算后并计及温升引起的电能损失后的线路损耗。 ?EL

2.2.3 电缆线路介质损耗计算

除用2.1.1的潮流方法计算电缆线芯电阻电能损耗外,还应计及绝缘介质中的电能损耗。如果生产厂家能够提供每公里额定介质损耗(MW/km),则可以直接用每公里额定介质损耗、长度及电缆线路运行时间三者之积得到电能损耗;否则电缆介质电能损耗(三相)按照下式计算:

?Ai?U2?CTLtan?10?6 (MWh) (2-4)

其中:U为电缆运行线电压,kV;

?为角速度,??2?f,f为频率(Hz);

C为电缆每相的工作电容,可以由产品目录查得,按(2-5)计算;

T为运行时间,h;

tan?为介质损失角的正切值,可以由产品目录查得,或按表2-2选取,或按实测值;

L为电缆长度,km。

每相电缆的工作电容为:

C??r18lneri μF/km (2-5)

其中:?为绝缘介质的介电常数,可由产品目录查得,或按表2-2选取,或取实测值;

re为绝缘层外半径,mm; ri为线芯的半径,mm。

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表2-2 电缆常用绝缘材料的?和tan?值 电缆型式 油浸纸绝缘 粘性浸渍不滴流绝缘电缆 压力充油电缆 丁基橡皮绝缘电缆 聚氯乙烯绝缘电缆 聚乙烯电缆 交联聚乙烯电缆

2.2.4 架空地线电能损耗的计算

1. 双架空地线,两边全接地能耗

该损耗由两部分构成:感应电流在两地线之间环流造成的损耗和感应电流环绕地线和大地之间造成的损耗。

(1)感应电流在两地线之间环流造成的损耗ΔEH

d1A2)Rid1C?EH??L?T?10?6 (MWh) (2-6)

dR2?(0.145lg12?xi)2r1.5(0.145Ijflg? tan? 4 3.5 4 8 2.3 35 0.01 0.0045 0.05 0.1 0.004 0.008 注:tan?值为最高允许温度和最高工作电压下的允许值 其中:L 为架空地线(线路)长度,km;

d1A,d1B,… d2C为架空地线与导线的距离,m; r为架空地线半径,m;

Ri为架空地线20℃电阻,Ω/km; T为线路计算线损时段,h;

I jf 为线路计算线损时段内均方根电流,A; xi为双架空地线,每米架空地线感抗,Ω/m。 (2)感应电流环绕地线和大地之间造成的损耗ΔED

Ijfdd(0.145lg1A21C)2?(0.5Ri?0.05)2d1B?EH??L?T?10?6(MWh) (2-7)

D02(0.5Ri?0.05)2?(0.5xi?0.145lg)rd12D0?21010? (2-8) f图2-1双架空地线计算模型

其中:D0为地下感应电流的等值深度,m;

f为电流的频率,Hz; ρ为大地电阻率,Ω·m。

于是双架空地线,两边全接地能耗,

?E2??EH??ED (2-9)

2. 单架空地线能耗(或双架空地线单边接地能耗)ΔE1

E1?(Ri?0.05)?E1?(Ri?0.05)2?(xi1?0.145lgD02)r?2?L?T?10?6 (MWh) (2-10)

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其中:E1为复感应电动势,V/km,由下式计得:

?dd E1?j{0.145Ijf[a(lg1A)?a2(lg1A)] (2-11)

d1Bd1Ca = e

xi1为单架空地线,每m架空地线感抗,Ω/m

°

?j120?

2.2.5 变压器空载损耗计算

?U?E0?p0?ave?U?f?T (MWh) (2-12) ???2其中:p0为变压器空载损耗功率,MW;

T为变压器运行小时数,h;

Uf为变压器的分接头电压,kV; Uave为平均电压,kV。

在实际计算中,可以近似认为变压器运行在额定电压值附近,忽略空载损耗与电压相关部分,即:

?E0?p0T (MWh) (2-13)

2.2.6 串联电抗器电能损耗

设整条线路包括两端,共有m个阻波器,每个额定电流为Iri(kA),额定损耗为Pri(MW),则电流

Ijf(kA)流过m个阻波器流的电能损耗为:

?Er??(i?1mIjfIri)priT?I??(22jfi?1m12)priT (2-14) Iri

2.2.7 数据采集

当计及其它电能损耗时,需要采集的运行数据见表2-3。

表2-3 计及其它电能损耗时需要采集的运行数据 电能损耗 线路温升损耗 变压器损耗

需要采集的计算时段内运行数据

线路所在地平均环境温度(C)。

平均电压(kV),变压器的分接头电压(kV)。

0

2.3 均方根电流法

对于35kV线路及变压器、110kV线路及变压器和220kV变压器(不包括220kV线路),也可采用均方根电流法按元件逐个计算电能损耗。一般将35kV及以上电力网分为四个元件:架空线路(包括串联电抗),电缆线路,双绕组变压器(包括串联电抗),三绕组变压器(包括串联电抗)。而将35kV及以上电力网中的并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器和调相机均归为其它交流元件,其电能损耗计算方法见第五章。

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Q/CSG 1 1301-2008 2.3.1 输电线路损耗计算 1.架空线路的电能损耗为:

?El?3Ijf2RT (MWh) (2-15)

其中,R为电力网元件电阻,?;T为线路运行时间,h;Ijf为运行时间内的均方根电流,kA。

均方根电流的计算方法见附录A。

由于生产厂家提供的是20℃时导线每km的电阻值,因此在实际计算中,应考虑负荷电流引起的温升及周围空气温度对电阻变化的影响,应对电阻进行修正。其修正公式为:

Ri?kriR20C (2-16)

其中:kri?1?0.2(IjfNciIpi○

)2?0.004(tm?20),为电阻的增阻系数;

R20C为线路20C时的电阻值,?;

Ijf为线路的均方根电流值,kA; Ipi为导线容许载流值,kA;

Nci为每相分裂条数; tm为环境温度,℃ 。

当线路有n种型号导线,且各种导线长度、分裂数不同,这时整条线路的总电阻:

R??i?1nRi(20C)Nci?Li?[1?0.2(IjfNciIpi)2?0.004(tm?20)] (2-17)

其中:Li为i种型号导线的长度,km。 2. 装在线路两端串联电抗器的电能损耗

可参考2.2.6相关内容。 因此,线路的总电能损耗为: ?E??El??Er?T?I2jf{3?i?1nRi(20)NciLi[1?0.2(IjfNciIpi)2?0.004(tm?20)]??(i?1m12)pri} (2-18) Iri此外,还应该注意以下两点:

(1) 对于电缆线路的能耗计算还必须考虑其介质损耗,可参考2.2.3相关内容计算; (2) 高压输电线路对邻近的线路存在电磁感应现象,这种电磁感应可通过导线间平均几何距离进

行计算。对于架空地线由于电磁感应而产生的能耗,可参考2.2.4相关内容计算;

2.3.2 双绕组变压器损耗计算

其电能损耗应包括空载损耗(固定损耗)及负载损耗(可变损耗)。 1.变压器的基本参数 额定容量 S(MVA); 高压侧额定电压 Un(kV); 低压侧额定电压 U1n(kV); 额定空载损耗P0(MW); 额定负载损耗 Pk(MW); 高压侧额定电流 In(kA)。 且:

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S?3UnIn , In?2.空载电能损耗

可参考2.2.5相关内容。 3.负载电能损耗

2双绕组变压器的等值电阻rT定义为:当额定电流In流过时,产生额定负载损耗pk,即pk?3InrT。

S3Un (2-19)

所以可得到:

rT?pkpkU??pk(n)2 (2-20) 2S3In3(S)23Un 所以变压器负载电能损耗为:

?ET?3I2jfrTT (MWh) (2-21)

其中:Ijf为高压侧均方根电流值,kA;

rT为变压器的等值电阻值,?;

T为变压器运行小时数,h。

3.装在变压器低压侧串联电抗器的电能损耗

考虑到变压器低压侧常装有额定电流为I2kr、额定损耗为pr2的电抗器。将串联电抗器的额定电流归算到高压侧:

'I2kr?I2k(U1n) (2-22) Un因此,装在变压器低压侧电抗器的电能损耗为:

?EL?(Ijf?krI2)2pr2T (MWh) (2-23)

因此,双绕组变压器的电能损耗为:

?E??E0??ET??ELIjf2?? (MWh) (2-24)

=?3I2r?()p?pjfTr20?T?I2kr??或

?E??(

Ijf2?Ijf2?)pk?()pr2?p0?T (MWh)

?krI2?In? (2-25)

2.3.3 三绕组变压器损耗计算

1.三绕组变压器的基本参数

高压、中压和低压绕组额定容量:S1,S2,S3,MVA; 高压、中压和低压侧额定电压:Un,U1n,U2n,kV; 额定空载损耗P0(MW);

高-中压、高-低压、中-低压绕组额定负载损耗:Pk12,Pk13,Pk23,(MW); 高压侧额定电流 In(kA)。

低压侧绕组容量S3往往比中压绕组S2少一半,大多数厂家铭牌上的负载损耗pk13和pk23是指归算到

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