用對稱分量法分析線路損耗

陳朝煜

(福建省機電建筑設計研究院 福建福州 350000)

用對稱分量法分析線路損耗

陳朝煜

(福建省機電建筑設計研究院 福建福州 350000)

采用對稱分量法分析供電線路的電能損耗，通過理論計算可發現三相越不平衡線損就越大的規律，并能分析出各種三相不平衡時與三相平衡時的比值，有利于企業在采用供電方式決策時提供數據支撐。

對稱分量法;線路損耗;共軛

0 引言

線損理論計算是降損節能、加強線損管理的一項重要的技術管理手段。通過理論計算可發現電能損失在電網中分布規律，通過計算分析能夠體現出管理和技術上的問題，對降損工作提供理論和技術依據，能夠使降損工作抓住重點，提高節能降損的效益，使線損管理更加科學。所以在電網的建設改造過程以及正常管理中要經常進行線損理論計算。

線損理論計算是項繁瑣復雜的工作，特別是配電線路和低壓線路由于分支線多、負荷量大、數據多、情況復雜，難度大。其實，線損理論計算的方法很多，各有特點，精度也不同。本文擬通過對稱分量法推導出線路損耗計算公式，該方法能夠很清晰地分析不同運行方式下線路損耗的變化程度。

1 用對稱分量法推導線路損耗計算公式

(1)

或寫成

由式(1)可求得

(2)

或寫成

式中I表示電流，上面加點“·”表示向量(復數)，不加點表示幅值，下標A、B、C分別表示A、B、C相，1、2、0分別表示正序、負序、零序。

為了簡化計算，做如下的假定[2]：

(1)電力系統三線四線制的線路，各相導線一般選用相同型號的導線，其電阻可視為相等，設為R。中性線電阻為R0。

(2)電力網絡元件有輸電線路，變壓器，電力電抗器，電力電容器等。其電氣特性參數一般用集中參數電阻，電抗，電容等表示。通常假定電力網絡是線性網絡，其參數與其電壓電流大小無關。

(3)不考慮三相電壓不對稱的影響。

三線四線制的線路有功損耗為：

(3)

式(3)是用相量表達的線路損耗計算公式，下面推導用序量表達的線路損耗公式。

根據復數的定義，可知：

(4)

式中I上加“*”號表示共軛值。

將式(2)代入式(4)，可得：

(5)

注意:α的共軛值為α2；α2的共軛值為α。

將式(5)代入式(3)，并令I1=IA1；I2=IA2；I0=IA0；可得：

(6)

三相三線制的線路有功損耗計算公式為：

(7)

當三相電流對稱時，則I2=0；I0=0；由式(7)可得：

(8)

又式(6)(7)可得出，不對稱運行時，線路損耗將增加，增加的程度取決于不對稱的程度。

同理也可求得線路無功損耗的公式。

2 電網線路損耗分析

2.1 單相負荷線路損耗

(1)A相接負荷，如圖1所示，只有A相和中性線有電流，B、C相電流均為零，則IA≠0;IB=0;IC=0;代入三序電流計算式(2)，可得：

圖1 單相負荷線路示意圖

(2)B相接負荷，將圖1中的A相負荷改接到B相，只有B相和中性線有電流，A、C相電流均為零，則IB≠0;IA=0;IC=0;代入三序電流計算式(2)，可得：

得出結論與(1)一樣。

(3)C相接負荷，將圖1中的A相負荷改接到C相，只有C相和中性線有電流，A、B相電流均為零，則IC≠0;IA=0;IB=0;代入三序電流計算式(2)，可得：

得出結論與(1)一樣。

這說明即使不計中性線損耗，單相負荷，不論接在哪一相，其線路損耗是三相對稱運行線路損耗的3倍，即線路損耗增加兩倍。假如中性線的選用與相線相同型號的導線，即R0=R,這樣兩個單相負荷的線路損耗是三相對稱運行線路損耗的6倍。

2.2 兩個單相負荷線路損耗

圖2 兩個單相負荷線路示意圖

得出結論與(1)一樣。

得出結論與(1)一樣。

這說明即使不計中性線損耗，兩個單相負荷的線路損耗是三相對稱運行線路損耗的1.5倍，假如中性線的選用與相線相同型號的導線，即R0=R,這樣兩個單相負荷的線路損耗是三相對稱運行線路損耗的2.25倍。

2.3 兩相負荷線路損耗

如圖3所示，只有A相和B相有電流，C相電流為零，則IA=IB≠0(大小相等，相位相差180°);IC=0;代入三序電流計算式(2)，可得：

圖3 兩相負荷線路示意圖

若A、C相接負荷或B、C相接負荷,可得出同樣的結論，這說明兩相負荷的線路損耗是三相對稱運行線路損耗的2倍。

2.4 牽引變電所供電線路損耗

圖4 牽引變電所線路示意圖

2.5 三相不對稱負荷線路損耗

可得：

圖5 兩相負荷線路示意圖

3 結論

用對稱分量法分析線路損耗，可清晰得出不對稱運行對線路損耗的影響，可以定量得出線路損耗增加的程度，加以計算機輔助運算，為企業采用供電方式的決策提供數據支撐。

[1] 楊耿杰，郭謀發.電力系統分析[S].北京：中國電力出版社,2013(5).

[2] 廖學琦，鄭大方.城鄉電網線損計算分析與管理[S].北京：中國電力出版社,2011(8).

The method of analysis line loss by symmetrical component

CHENChaoyu

(Fujian mechanical and electrical architectural design and Research Institute，Fuzhou 350000)

Adopting the symmetrical component method analysis line power loss, through theoretical calculation ,we can found the more more three-phase unbalanced, the greater the line loss .With this ruke,we can analysis the ratio of variety three-phase unbalance and three-phase balance.These date can support enterprise to make the decision of way in power supply.

Symmetrical component method; Line loss; Conjugate

陳朝煜(1970.10- )，男，高級工程師。

E-mail:chency98@126.com

2016-11-21

TU976+.1

A

1004-6135(2017)03-0092-04