基于专变用户计量装置不安装在产权分界处的线损计算方法研究

基于专变用户计量装置不安装在产权分界处的线损计算方法研究

池毓棣

广东电网有限责任公司阳江供电局，广东 阳江 529500

[摘要] 本文叙述了电力网电能损耗的计算方法，针对专变用户计量装置不安装在产权分界处的情况，简要分析导线电阻损耗、架空线路电晕损耗以及电缆线路绝缘介质损耗，提出了一种适用于专变用户计量装置不安装在产权分界处的线损计算方法。

[关键词] 专变用户；计量装置不安装在产权分界处；线损计算方法

前言

根据《供电营业规则》第七十四条规定，用电计量装置原则上应装在供电设施的产权分界处。如产权分界处不适宜装表的，对专线供电的高压用户，可在供电变压器出口装表计量；对公用线路供电的高压用户，可在用户受电装置的低压侧计量。当用电计量装置不安装在产权分界处时，线路与变压器损耗的有功与无功电量均须由产权所有者负担。实际应用中，多数用户与供电企业的产权分界点为架空线路“T”接点或电缆终端头，并不具备计量装置安装条件。根据《关于印发广东省变压器损耗及功率因数计算方法和查对表的通知》（粤电用【1998】8号），对于专变用户的变压器损耗已有统一、方便的计算方法，但对于线路的电能损耗，目前还缺少一种简单方便的计算方法。

一、计量装置未安装在产权分界点的常见情况

根据《南方电网公司10kV及以下业扩受电工程典型设计》，专变用户电能计量装置通常是安装在客户变压器台架处或高压进线柜侧或变压器低压侧，产权分界点至计量装置安装点之间主要包括架空线路、电缆线路或架空电缆混合线路。

（一）产权分界点至计量装置安装点为专变用户投资的架空线路。

图 1 架空线路示意图

（二）产权分界点至计量装置安装点为专变用户投资的电缆线路。

图 2 电缆线路示意图

（三）产权分界点至计量装置安装点为专变用户投资的架空、电缆混合线路。

图 3 架空、电缆混合线路示意图

二、电力网电能损耗计算

根据《电力网电能损耗计算导则》，电力网的电能损耗计算分为35kV及以上电网电能损耗计算和10（6）、20kV电力网电能损耗计算。

（一）35kV及以上电网电能损耗计算

35kV及以上电力网的电能损耗采用潮流计算方法。计算时段内的电能损耗方法可归结为电力法和电量法。电力法是根据代表日24小时电源点、负荷点的有功功率和无功功率，结合网络拓扑进行潮流计算，统计电力网及其分元件的损耗电量。电量法是根据代表日电源点、负荷点的有功电量和无功电量，日出力曲线及负荷曲线折算成24小时功率，结合网络拓扑进行潮流计算，统计电力网及其分元件的损耗电量。

随着电网企业信息化程度和智能化程度普遍提高，电网量测数据实现在线采集、在线处理，形成在线电网潮流数据。若500kV及以上电网在线潮流数据质量能满足实际线损计算的需要，可采用在线潮流数据进行电力网设备损耗计算，用于对电力法和电量法计算结果的校核。

（二）10（6）、20kV电力网电能损耗计算

10（6）、20kV电力网的电能损耗宜采用等值电阻法，该方法电能损耗计算的基本假设为：各负荷节点负荷曲线的形状与首端相同，各负荷节点的功率因数均与首端相等，忽略沿线电压降落对电能损耗的影响。由于小电源连接变压器存在潮流上网或者下网双向流动的情况，宜分时段计算含小电源的配电网电能损耗，确保每个时段内所计算配电网内的小电源潮流流向基本不变，对含新能源、小水电、小火电等小电源接入该电压等级的电力网，宜在等值电阻法的基础上，采用等效电（容）量法计算含小电源的配电网电能损耗。对具备信息化采集条件的电力网，可采用前推回代潮流法。对网架结构复杂、计量装置完善、基础数据齐全的电力网，宜采用潮流计算法进行理论线损计算。

三、适用于专变用户的线损简化计算方法

由于电力网的电能损耗计算方法较为复杂，针对专变用户计量装置不安装在产权分界处的实际情况，考虑专变用户产权分界点至计量装置安装处通常主要是单一的架空线路或电缆线路，因此可以简化为计算单一交流元件的电能损耗。三相架空线电能损耗包括电阻损耗和电晕损耗，电缆线路电能损耗包括电阻损耗和绝缘介质损耗。因此专变用户的线损计算主要包括导线电阻损耗、架空线路电晕损耗、电缆线路绝缘介质损耗三部分。

（一）导线电阻损耗

1.根据《电力网电能损耗计算导则》，导线电阻损耗的计算公式为：

（kWh）

式中：为电力网元件电阻，；

为线路运行时间，h；

为运行时间内的均方根电流，A。

2.为方便计算，利用均方根电流与平均电流法的等效关系进行电能损耗计算，均方根电流与平均电流之间的关系可表示为：

式中：Ijf为代表日的均方根电流，（A）；

Iave为代表日负荷电流的平均值，（A）；

k为电流形状系数。

设Imax为代表日负荷最大电流，Imin为代表日负荷最小电流，则：

电流形状系数k是f和a的函数，即：

当f>0.5时，则：

当f<0.5 且f>a时，则有：

在实际计算中，计算时段（h）内的平均电流可用该时段的抄见有功电量

（kWh）、无功电量（kvarh）及额定电压（kV）来计算。

式中：为计算时段内的抄见有功电量，kWh；

为计算时段内的抄见无功电量，kvarh；

为计算时段内的线路额定电压，kV；

为计算时段，h。

3.由于国标给出的导线电阻值是在空气温度为20℃时的测量值，因此，考虑负荷电流引起导线的温升及周围空气温度对电阻变化的影响，导线实际电阻如下修正。

式中：

R为导线的实际电阻，Ω；

kθ为电阻温度修正系数；

R20为导线在温度20oC时的电阻值，Ω。

其中kθ的计算公式为：

式中：

Ijf为线路的均方根电流值，（A）；

n为每相的分裂导线条数；

Iyx为环境温度为20℃，导线达到容许温度时的容许持续电流。其值可由有关手册查取，若手册给出的是空气温度25℃时的容许持续电流时，则Iyx应乘以1.05，换算成20℃时的容许持续电流，（A）；

a为导线电阻的温度系数，对铜、铝、铝合金、钢芯铝绞线，a≈0.004（1/℃）；

（二）架空线路电晕损耗

根据《电力网电能损耗计算导则》，110kV及以上电压等级线损理论计算时，宜考虑电晕损耗。110kV～330kV电压等级架空线路电晕损耗可按其线路电阻损耗的0.3%～2.0%估算，好天气取小值，恶劣天气取大值。为方便计算，10kV架空线路的电晕损耗可忽略不计。

（三）电缆线路绝缘介质损耗

1.根据《电力网电能损耗计算导则》，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，否则绝缘介质损耗计算公式为：

式中：

△A——绝缘介质的电能损耗，（kWh）；

U——电缆运行线电压，（kV）；

ω——角频率，ω=2πf（f为频率，Hz），（rad/s）；

C——电缆每相的工作电容，（μF/km）；

tgδ——介质损耗角的正切值，见下表或按GB/T3048.11-2007规定的方法实测；

T——运行时间，（h）；

l——电缆长度，（km）。

2.每相电缆的工作电容计算公式为：

式中：

ε——绝缘介质的介电常数，可由产品目录查得，或按下表选取，或按GB/T 1409-2006规定的方法实测；

re——绝缘层外半径，（mm）；

r1——线芯的半径，（mm）。

表：常用电缆绝缘材料的和值

四、总结

电力网的电能损耗计算是比较复杂的，对于日常工作中遇到专变用户计量装置不安装在产权分界处的情况而言，潮流计算法、等值电阻法、前推回代潮流法等方法对数据采集、计算过程要求较高，考虑专变用户产权分界点至计量装置安装点之间的设备主要是单一的架空线路或电缆线路，且一般长度也比较短，直接简化为单一交流元件的电能损耗计算是一种方便可行的方法。需要注意的是，在实际应用中，供用电双方应对计算方法及计算过程中的参数选取等进行充分沟通，并在供用电合同相关条款进行约定确认。

参考文献

[1] DL/T 686—2017,电力网电能损耗计算导则.[S].

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