基于均方根电流的主网T接线路线损计算研究

基于均方根电流的主网T接线路线损计算研究

线损理论计算得到的电力网技术线损数值是电力网线损分析和指导降损的科学依据。准确计算电力网线损对科学考核经济效益及合理安排系统运行方式具有重要的作用。

35kV及以上电力网（简称“主网”）的线损理论计算，主要采用潮流算法和均方根电流法两种。两种算法计算精度均较高，但源数据采集难度相对较大。目前，广东地区主要采用均方根电流法对主网线路和变压器进行线损计算。

对于主网常规线路（直线型）的线损计算，均方根电流法具有较好的适用性。但对于T接线路，由于存在分支线路，流经分支点各侧线路段的电流并不相等，故无法直接采用均方根电流法进行计算。

目前，国内外关于主网T接线路线损计算的研究和报道并不多见。为准确计算主网T接线路线损，本文深入开展了基于均方根电流的主网T接线路损耗计算方法研究。

均方根电流法基本原理

根据导线材料划分，主网线路又可分为架空线路和电缆线路两种。

架空线路在运行时间内的均方根电流可通过下式计算得到：

考虑负荷电流引起的温升以及周围空气温度对电阻变化的影响，架空线路电阻计算公式为：

计算电缆线路线损时，除采用式1、式2、式3计算电缆线芯电能损耗外，还应计及绝缘介质中的电能损耗。其计算公式为：

主网T接线路结构特点

主网T接线路主要包括3种类型，即单T接线路、双T接线路和三T接线路结构，见图1～3。图中，T1～T3为T接点，r1～r7为各线段的等值电阻。假定A、B变电站之间的线路为主干线路，C、D、E变电站至主干线路之间的线路为分支线路。

常见处理方法及缺点

由于电力网电能损耗计算导则和南方电网相关技术标准中未提及主网T接线路线损的计算方法，为简化计算，广东各地普遍将T接线路分解为主干线和分支线两种类型线路，分别采用均方根电流法进行线损计算。

事实上，这种处理方式并不够科学，这是因为如果将主干线作为单一线路看待，则近似认为流经主干线上各线段上的电流相同。但T接线路运行时，各分支线路将产生分流或助流作用（各分支线路均不空载或退出运行），流经主干线中各线段上的电流并不相同。可见，该处理方式在一定程度上降低了计算精度。

分段均方根电流法

本文基于均方根电流法，研究提出一种衍生算法，即从T接点处将T接线路划分出多个线段，并分别计算各线段的均方根电流，进而采用均方根电流法计算出各线段损耗电量。该方法简称分段均方根电流法。

（1）单T接线路线损计算

表1　某110kV双T接线路原始数据

图1　单T接线路结构图

图2　双T接线路结构图

图3　三T接线路结构图

图4　某双T接线路结构图

如图1所示，单T接线路各线段均与变电站母线相连，可从变电站侧获知各线段的输入或输出电量。为简化计算，可将输出电量近似为输入电量。各线段采用式2即可求出该线段的均方根电流，在已知各线段等值电阻和运行时间的情况下，由式1计算出各线段的损耗电量。

（2）双T接线路线损计算

如图2所示，除T1、T2之间的线段外，双T接线路中其他线段均与变电站母线相连。故对于其他线段，可参考单T接线路线损计算方法进行线损计算。对于T1和T2之间的线段，由于其两端未安装电能表计，故无法直接获取其电量数据，可以通过以下方法进行计算：

1）根据已知的电量数据，确定出双T接线中各线段的潮流方向；

2）采用均方根电流法计算其它线段损耗电量；

3）根据能量守恒定理和潮流方向，推导出T1、T2各侧线段（包括T1和T2之间的线段）的输入或输出有功电量。

4）由于主网线路功率因数较高，无功电量相对较小且传输过程中无功损耗较小，为简化计算，可假定各节段传输无功电量损耗为0。根据能量守恒定理和潮流方向，推导出T1和T2之间线段的输入或输出无功电量。

5）采用均方根电流方法计算出T1和T2之间的线段的损耗电量。

（3）三T接线路线损计算

如图3所示，除T1和T3、T2和T3之间的线段外，三T接线路中其它线段均与变电站母线相连。故对于其它线段的线损计算，可参考单T接线路线损计算方法。对于T1和T3、T2和T3之间线段的线损计算，则可参考双T接线路线损计算方法。

算例分析

本文采用分段均方根电流计算方法对某110kV双T接线路（结构见图4）进行线损计算。图4中，L1～L5为各线段编号；箭头为该双T接线路的潮流方向，可根据电量数据信息确定。该双T接线路原始数据见表1。其中有功电量和无功电量为站端侧数据。

（1）采用均方根电流法计算出线段L1、L3、L4、L5的损耗电量，分别为13.341MWh、8.468MWh、0.031 MWh和0.305MWh。

（2）根据潮流方向计算出线段L2的输入有功电量，其计算过程为：

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

=16194.628（MWh）。

其中，Ei为第i线段的有功电量，MWh；ΔEi为第i线段的损耗电量，MWh。

（3）根据潮流方向计算出线段L2的输入无功电量，其计算过程为：

Q2=Q1-Q4=8263-411=7852（MVar）

其中，Qi为第i线段的无功电量，Mvar。

（4）采用均方根电流法计算出线段L3的损耗电量，结果为15.932MWh。

（5）计算整个双T接线路总损耗，即各线段损耗总和，共计38.077MWh。

结束语

均方根电流法可有效计算出35kV及以上电网常规线路的损耗电量，但对于T接线路则无法直接适用。为准确计算T接线路线损，本文研究提出了一种基于均方根电流的主网T接线路损耗计算方法。该方法以均方根电流法基本原理为基础，采用分段计算的方式，逐个计算T接线路各线段损耗，进而得到整个线路损耗。该方法原理清晰，简单可行，可有效提高主网T接线路线损计算精度。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.15.012