基于均方根電流的主網(wǎng)T接線路線損計算研究

基于均方根電流的主網(wǎng)T接線路線損計算研究

線損理論計算得到的電力網(wǎng)技術(shù)線損數(shù)值是電力網(wǎng)線損分析和指導(dǎo)降損的科學(xué)依據(jù)。準(zhǔn)確計算電力網(wǎng)線損對科學(xué)考核經(jīng)濟(jì)效益及合理安排系統(tǒng)運行方式具有重要的作用。

35kV及以上電力網(wǎng)（簡稱“主網(wǎng)”）的線損理論計算，主要采用潮流算法和均方根電流法兩種。兩種算法計算精度均較高，但源數(shù)據(jù)采集難度相對較大。目前，廣東地區(qū)主要采用均方根電流法對主網(wǎng)線路和變壓器進(jìn)行線損計算。

對于主網(wǎng)常規(guī)線路（直線型）的線損計算，均方根電流法具有較好的適用性。但對于T接線路，由于存在分支線路，流經(jīng)分支點各側(cè)線路段的電流并不相等，故無法直接采用均方根電流法進(jìn)行計算。

目前，國內(nèi)外關(guān)于主網(wǎng)T接線路線損計算的研究和報道并不多見。為準(zhǔn)確計算主網(wǎng)T接線路線損，本文深入開展了基于均方根電流的主網(wǎng)T接線路損耗計算方法研究。

均方根電流法基本原理

根據(jù)導(dǎo)線材料劃分，主網(wǎng)線路又可分為架空線路和電纜線路兩種。

架空線路在運行時間內(nèi)的均方根電流可通過下式計算得到：

考慮負(fù)荷電流引起的溫升以及周圍空氣溫度對電阻變化的影響，架空線路電阻計算公式為：

計算電纜線路線損時，除采用式1、式2、式3計算電纜線芯電能損耗外，還應(yīng)計及絕緣介質(zhì)中的電能損耗。其計算公式為：

主網(wǎng)T接線路結(jié)構(gòu)特點

主網(wǎng)T接線路主要包括3種類型，即單T接線路、雙T接線路和三T接線路結(jié)構(gòu)，見圖1～3。圖中，T1～T3為T接點，r1～r7為各線段的等值電阻。假定A、B變電站之間的線路為主干線路，C、D、E變電站至主干線路之間的線路為分支線路。

常見處理方法及缺點

由于電力網(wǎng)電能損耗計算導(dǎo)則和南方電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中未提及主網(wǎng)T接線路線損的計算方法，為簡化計算，廣東各地普遍將T接線路分解為主干線和分支線兩種類型線路，分別采用均方根電流法進(jìn)行線損計算。

事實上，這種處理方式并不夠科學(xué)，這是因為如果將主干線作為單一線路看待，則近似認(rèn)為流經(jīng)主干線上各線段上的電流相同。但T接線路運行時，各分支線路將產(chǎn)生分流或助流作用（各分支線路均不空載或退出運行），流經(jīng)主干線中各線段上的電流并不相同。可見，該處理方式在一定程度上降低了計算精度。

分段均方根電流法

本文基于均方根電流法，研究提出一種衍生算法，即從T接點處將T接線路劃分出多個線段，并分別計算各線段的均方根電流，進(jìn)而采用均方根電流法計算出各線段損耗電量。該方法簡稱分段均方根電流法。

（1）單T接線路線損計算

表1　某110kV雙T接線路原始數(shù)據(jù)

圖1　單T接線路結(jié)構(gòu)圖

圖2　雙T接線路結(jié)構(gòu)圖

圖3　三T接線路結(jié)構(gòu)圖

圖4　某雙T接線路結(jié)構(gòu)圖

如圖1所示，單T接線路各線段均與變電站母線相連，可從變電站側(cè)獲知各線段的輸入或輸出電量。為簡化計算，可將輸出電量近似為輸入電量。各線段采用式2即可求出該線段的均方根電流，在已知各線段等值電阻和運行時間的情況下，由式1計算出各線段的損耗電量。

（2）雙T接線路線損計算

如圖2所示，除T1、T2之間的線段外，雙T接線路中其他線段均與變電站母線相連。故對于其他線段，可參考單T接線路線損計算方法進(jìn)行線損計算。對于T1和T2之間的線段，由于其兩端未安裝電能表計，故無法直接獲取其電量數(shù)據(jù)，可以通過以下方法進(jìn)行計算：

1）根據(jù)已知的電量數(shù)據(jù)，確定出雙T接線中各線段的潮流方向；

2）采用均方根電流法計算其它線段損耗電量；

3）根據(jù)能量守恒定理和潮流方向，推導(dǎo)出T1、T2各側(cè)線段（包括T1和T2之間的線段）的輸入或輸出有功電量。

4）由于主網(wǎng)線路功率因數(shù)較高，無功電量相對較小且傳輸過程中無功損耗較小，為簡化計算，可假定各節(jié)段傳輸無功電量損耗為0。根據(jù)能量守恒定理和潮流方向，推導(dǎo)出T1和T2之間線段的輸入或輸出無功電量。

5）采用均方根電流方法計算出T1和T2之間的線段的損耗電量。

（3）三T接線路線損計算

如圖3所示，除T1和T3、T2和T3之間的線段外，三T接線路中其它線段均與變電站母線相連。故對于其它線段的線損計算，可參考單T接線路線損計算方法。對于T1和T3、T2和T3之間線段的線損計算，則可參考雙T接線路線損計算方法。

算例分析

本文采用分段均方根電流計算方法對某110kV雙T接線路（結(jié)構(gòu)見圖4）進(jìn)行線損計算。圖4中，L1～L5為各線段編號；箭頭為該雙T接線路的潮流方向，可根據(jù)電量數(shù)據(jù)信息確定。該雙T接線路原始數(shù)據(jù)見表1。其中有功電量和無功電量為站端側(cè)數(shù)據(jù)。

（1）采用均方根電流法計算出線段L1、L3、L4、L5的損耗電量，分別為13.341MWh、8.468MWh、0.031 MWh和0.305MWh。

（2）根據(jù)潮流方向計算出線段L2的輸入有功電量，其計算過程為：

E2=E1- ΔE1- ΔE4- E4=17061 - 13.341 - 0.031 - 853

=16194.628（MWh）。

其中，Ei為第i線段的有功電量，MWh；ΔEi為第i線段的損耗電量，MWh。

（3）根據(jù)潮流方向計算出線段L2的輸入無功電量，其計算過程為：

Q2=Q1-Q4=8263-411=7852（MVar）

其中，Qi為第i線段的無功電量，Mvar。

（4）采用均方根電流法計算出線段L3的損耗電量，結(jié)果為15.932MWh。

（5）計算整個雙T接線路總損耗，即各線段損耗總和，共計38.077MWh。

結(jié)束語

均方根電流法可有效計算出35kV及以上電網(wǎng)常規(guī)線路的損耗電量，但對于T接線路則無法直接適用。為準(zhǔn)確計算T接線路線損，本文研究提出了一種基于均方根電流的主網(wǎng)T接線路損耗計算方法。該方法以均方根電流法基本原理為基礎(chǔ)，采用分段計算的方式，逐個計算T接線路各線段損耗，進(jìn)而得到整個線路損耗。該方法原理清晰，簡單可行，可有效提高主網(wǎng)T接線路線損計算精度。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.15.012