某局域电网线损计算与降损措施选择.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流某局域电网线损计算与降损措施选择.精品文档.编号 0814106 毕业论文 ( 2012 届本科)题 目:某局域电网线损计算与降损措施选择学 院: 物理与机电工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 作者姓名: 董 宇 指导教师: 刘永科 职称: 副教授 完成日期: 2012 年 6 月 7 日二 一二 年 六 月目录摘要1第一章 绪论21.1线损的基本概念21.2线损理论计算的作用和要求41.3本文的主要工作5第二章 计算该电网电路参数、绘制等值电路62.1参数计算62.2绘制该电网等值电路10第三章 计算该电网的潮流分布113.1导线功率损
2、耗、电压损耗的计算113.2变压器的功率损耗、电压损耗113.3该电网潮流计算过程133.4潮流分布图20第四章 计算该电网的线损与降损措施214.1电网理论线损计算214.2电力网线损分析234.3电力网降损措施24第五章 总结29参考文献30致谢31附录32河西学院本科生毕业论文(设计)诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文(设计),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果
3、由本人承担。 作者签名: 二O 年 月 日摘要:本文首先对该局域电网进行准确的参数计算,再由等值电路从负荷端向原进行潮流分布计算,然后列表计算理论线损,最后针对该局域电网系统的理论线损进行了专题研究,并与实际运行情况相对照,提出了降低该系统线损的具体措施。关键词:局域电网;线损计算;降损措施Abstract: This paper firstly did the parameter calculation of the local power grid, and then did the distribution calculation of the equivalent circuit fr
4、om the load to the original, and then did the list calculation of the line loss in theory, finally did the project research on line loss according to the local power grid system, and then compare with the actual situation, put forwarded the measure of how to reduce the system line loss. Keywords: Lo
5、cal area network; Line Loss Calculation; Loss Reduction Measures第一章 绪论1.1线损的基本概念1.1.1线损、线损电量、线损率及无损电量(1)线损电力网电能损耗(简称线损)是指电能从发电厂传输到客户的一系列过程中,在输电、变电、配电和营销等各环节产生的电能损耗和损失。线损率是综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的主要经济技术指标。(2)线损电量当电网中的线损用电能损失的形式表示时,就体现为线损电量。对电力企业来说,统计线损电量等于技术线损和管理线损的和。通过线损理论计算出来的是技术线损,即理论线损;除此之外,在电能传输
6、和营销过程中,由于其他原因从发电厂至客户电能表所产生电能损耗和损失记为管理线损,管理线损是无法理论计算的。线损电量 供电量 售电量为此,线损电量通常是根据电能表所计量的总供电量和总销售量相减得出,其中,供电量是指供电企业供电生产活动的全部受入电量;售电量是指供电企业向所有客户销售电量以及本企业电力生产以外的自用电量。(3)线损率线损率是线损电量占供电量的百分率。其计算公式为:(4)无损电量供电企业通过电网从发电厂或相邻电网购买电量的同时,又通过电网把电量售给各类用户。在电力营销和线损统计管理中,有一类电量被称为无损电量。1.1.2线损的构成从损耗的实际组成上分,整个电力网线损电量可分为固定损耗
7、、可变损耗、其他损耗三部分。(1)固定损耗主要包括变压器的铁损及表计电压线圈损失。固定损耗功率一般不随负荷变化而变化,只要设备带有电压,就有电能损耗。但实际上固定损耗功率也不是固定不变的,因为它与电压及电网频率有关,而电网电压及电网频率变动又不大,所以才认为它是固定不变的。其包括有:发电厂、变电站变压器及配电变压器的铁损。电晕损耗。调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铁损,及绝缘子的损耗。电容器和电缆的介质损耗。电能表电压线圈损耗。(2)可变损耗主要包括导线损耗、变压器铜损。可变损耗功率是随着负荷的变化而变化的,它与电流的平方成正比,电流越大则损耗功率越大。其包括:发电厂、变电站变
8、压器及配电变压器的铜损,即电流流经线圈的损耗。输、配电线路的铜损,即电流通过导线的损耗。调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损。接户线的铜损。电能表电流线圈的铜损。(3)其他损耗其他损耗是指由于管理工作不善,以及其他不明因素在供用电过程中造成的各种损失。因此它也称为管理损耗或不明损耗。其主要包括:用户窃电及违章用电。计量装置误差、错误接线、故障等。营业和运行工作中的漏抄、漏计、错算及倍率差错等。带电设备绝缘不良引起的泄露电流等。变电站的直流充电、控制及保护、信号、通风冷却等设备消耗的电量,以及调相机辅机的耗电量。供、售电量抄表时间不一致。统计线损与理论线损计算的统计口径不一致,以
9、及理论计算的误差等。1.2线损理论计算的作用和要求1.2.1线损理论计算的含义电网线损理论计算属于电网计算技术之一,是一项对线损管理具有一定指导性的工作。线损理论计算,是指从事线损管理的工作人员根据掌握的电网结构参数和运行参数,运用电工原理和电学中的理论,将电网元件中的理论线损电量所占比例、电网的理论线损率、最佳理论线损率和经济负荷电流数值计算出来,并进行定性和定量分析。1.2.2线损理论计算的作用线损理论计算具有指导降损节能,促进线损管理深化、科学化的作用。具体的说,它的作用有以下几种。(1)计算出来的各种线损电量所占比重,可以为线损分析提供可靠依据,进而寻找出电网的薄弱环节,确定降损的主攻
10、方向,采取有针对性的措施,获取事半功倍的效果。线损理论计算所提供的各种数据,是合理下达线损考核指标,按线路或设备等分解指标,推行降损承包经济责任制的基础。(2)计算出来的理论线损率,可以为实际线损率提供对比,从而可以知道企业的管理水平高低,其实际线损率的统计是否合理。(3)线损理论计算所提供的各种资料,是企业的技术管理和基础工作的一个重要组成部分,因此,线损理论计算是推动企业做好此两项工作的一个具有重要环节性的工作。计算出来的最佳线损率,可以为理论线损率提供一个对比,从而可以知道电网的运行是否经济,电网的结构和布局是否合理。1.2.3线损理论计算的要求线损理论计算的方法很多,不同的方法适用于不
11、同的电网和场合。但是,不管采取哪种方法计算,都达到下列要求。(1)所采用的方法不应过于复杂和繁琐,而因较为简单、易于操作,计算过程简洁而明晰。(2)计算用的数据或资料,在电网一般常用计量仪表配置下,应易于采集获取,而不是再装设昂贵的特殊记录仪表或仪器;某些参数的取值应较为简单而容易。(3)所采用的方法的计算结果应达到足够的精确度,应能满足实际工作的需要;如有误差,应在允许范围之内。1.3本文的主要工作1原始资料某地区电网的网络结构和实测负荷,见图1图1 某地区电网的网络结构和实测负荷2线路和变压器参数,见表1表1 线路和变压器参数电压等级(KV)变 压 器线 路容量(MVA)(kW)(kW)(
12、%)(%)型号截面11031.5-22938.40.8-10.5LGJ-950.330.386-212-18-181.6-6.5351070121.57.5LGJ-1200.270.3795.6457.51.173.23351.27第二章 计算该电网电路参数、绘制等值电路电网线损计算的基础是潮流分布计算,潮流计算是从电力网的末端开始,从下而上对电网中各元件的功率损耗、电压损耗,以及电网各段的功率、电压的分布进行计算。2.1参数计算2.1.1线路参数(1)线路电阻电流通过导线时受到的阻力,称为电阻。电阻的存在不仅会使导线消耗有功功率并发热,而且还会造成电压降落。 (2-1)其中:为导线单位长度的
13、电阻,为导线长度。 (2)线路电抗导线中通过交流电流,在其内部和外部产生交变磁场,而引起电抗。 (2-2)其中:为导线单位长度的电抗,为导线长度。(3)电导和电纳电导()表示架空线路与空气电离有关的有功功率损耗(电晕损耗),与沿绝缘子泄露电流所致的有功功率损耗及绝缘子介质中的有功功率损耗。通常35KV以下的架空线路不考虑电晕损耗、绝缘子泄露和介质损耗。对于110KV线路电晕损耗不考虑,但对绝缘子产生的泄露损耗一般按线路损耗的计算。线路电纳是由导线间的电容及导线对地电容所决定的,用表示。线路电纳在110KV及以上超高压电力网中才考虑,在35KV以下电力网中忽略不计。(4)该电网参数线路参数计算过
14、程(只考虑R、X)2.1.2变压器参数(1)双绕组变压器参数计算 (2-3)其中:为变压器短路损耗,k;为归算侧变压器额定电压,k为变压器额定容量,MVA (2-4)其中:为变压器额定电压,k;为变压器额定容量,MVA为短路电压占额定电压的百分比;3)该电网双绕组变压器参数计算过程(2)三绕组变压器参数计算1)三绕组变压器电阻各绕组电阻的计算公式为: ; (2-5)其中: (2-6)、为三个绕组两两短路损耗,k;为归算侧变压器额定电压,k;为变压器额定容量,MVA2)三绕组变压器电抗各绕组归算到高压侧额定电压的等值电抗为: (2-7)其中: (2-8)、为变压器三个短路电压百分比,k;为归算侧
15、变压器额定电压,k;为变压器额定容量,MVA3)该电网三绕组变压器参数计算过程电阻:其中:电抗:其中: 2.2绘制该电网等值电路2.2.1双绕组等值电路,见图2图2 双绕组等值电路2.2.2三绕组等值电路,见图3图3 三绕组等值电路2.2.3该电网等值电路,见图4图4 该电网等值电路第三章 计算该电网的潮流分布3.1导线功率损耗、电压损耗的计算3.1.1线路功率损耗 (3-1) (3-2)其中:为有功功率损耗,;为无功功率损耗,Var;为线电压,k;为线路每相的电阻,;为线路每相的电抗,;3.1.2线路的电压损耗 (3-3)其中: 为线路首端有功功率,MW;为线路首端无功功率,var; 、分别
16、为线路首、末端电压,kV;3.2变压器的功率损耗、电压损耗3.2.1变压器的功率损耗变压器功率损耗分为两部分,与负荷无关的损耗称为空载损耗,即变压器铁损,它与变压器的容量和电压有关;随负荷变化的损耗称为元件负载损耗,即变压器铜损,它与负荷有关。(1)双绕组变压器功率损耗 (3-4) (3-5)其中:为变压器空载有功损耗,;为变压器电阻,;为变压器空载电流百分比;为变压器的额定容量,MVA为变压器电抗,;(2)三绕组变压器功率损耗 (3-6) (3-7)其中:为变压器空载有功损耗,;为变压器电阻,;为变压器空载电流百分比;为变压器的额定容量,MVA为变压器电抗,(3)另外,可根据变压器的铭牌求功
17、率损耗,以双绕组变压器为例,计算公式如下: (3-8) (3-9)其中:为变压器空载有功损耗,k;为变压器短路损耗,k;为通过变压器的实际容量,MVA; 为变压器的额定容量,MVA;为空载电流百分比;为短路电压百分比。(4)参数相等的变压器并列运行时的功率损耗 (3-10) (3-11)其中:n为并列变压器台数;为变压器空载有功损耗,k;为变压器短路损耗,k;为通过变压器的实际容量,MVA;为变压器的额定容量,MVA;为空载电流百分比;为短路电压百分比。3.2.2变压器的电压损耗变压器的电压损耗计算与线路的电压损耗计算方法基本相同,不再赘述。3.3该电网潮流计算过程(1)潮流计算(空载损耗+元
18、件损耗)1)计算变压器空载损耗(并联)2)计算元件负载损耗(从后往前逐次计算)1.节点2:2.节点3:3.节点4:节点5:4.节点6:节点7:5.节点8:(2)计算环网(ABC)功率分点1)计算环网初步功率分布节点C母线:节点B母线:1.2.3. 功率分点示意图,见图5图5 功率分点示意所以,有功分点、无功分点均在B点2)计算环网内元件功率损耗节点9:节点10:节点11:节点12:节点13:节点14:节点15:节点16:3)计算各节点电压节点14:节点:节点12:节点5:节点10:节点:节点3:节点:节点2:节点:3.4潮流分布图图6 该电网潮流分布图第四章 计算该电网的线损与降损措施4.1电
19、网理论线损计算在只知道如图的参数的情况下,要求电网中每个元件的损耗,及全网总损耗,我们利用潮流计算法进行。至此,网络的潮流分布全部计算完成;最后的理论线损计算相当简单,由以上潮流计算有:4.1.1变压器有功功率计算(1)变压器铁损(空载):1)各变压器空载损耗,见表2表2 变压器空载损耗变压器铁损0.7680.0150.0240.012)变压器空载损耗总和(2)变压器铜损(负载):1)各变压器元件负载损,见表3表3 变压器负载损耗变压器铜损0.11730.06260.00210.02940.08540.03812)变压器元件负载损耗总和3)变压器有功功率损耗(空载+负载):4.1.2线路的有功
20、功率(1)各线路有功损耗分布,见表4表4 线路有功功率线路铜损0.12800.21330.08090.1772(2)各线路有功损耗总和4.1.3该电网理论线损(1)变压器与线路有功功率损耗分布,见表5表5 变压器、线路有功功率分类有功功率损耗变压器线路1.15190.5994(2)电网理论线损即为电网中变压器损耗与导线损耗之和4.1.4理论线损率理论线损率即为:网络理论线损与网络首端输入有功的比值4.2电力网线损分析电力网线损分析分为理论线损计算结果分析与线损统计分析两部分工作。4.2.1理论线损计算结果分析对线损计算结果进行分析,其目的在于判断电网结构和运行的合理性,供电管理的科学性,找出计
21、量装置、设备性能、用电管理、运行方式、计算方法、统计资料、营业抄收等方面存在的问题,以便采取有效措施降低在一个比较合理的范围以内。理论线损计算结果是否正确、可靠、有效,要客观地进行分析,分析内容包括以下几个方面:(1)线损计算范围、计算职责、计算方法、计算程序是否符合计算规定要求。(2)提供的计算资料,包括设备参数和负荷实测资料及数据录入是否正确、可靠。(3)与上次线损计算结果进行比较,诊断电网结构、用电结构、运行方式等变化对线损的影响。(4)与计算期内的统计线损率进行比较,是否具有可比性。4.2.2电网线损综合分析电网综合分析指对整个电力网的具体深入分析。为了搞好线损分析,线损归口部门要认真
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