10kV线路环网供电理论损耗的实用计算
王猛，张帅，王玉泉
（郓城县供电公司 山东 郓城 274700）
摘要：目前，不少10kV线路在一级负荷密集区实现了手拉手环网供电。这样，10kV线损管理工作中就不可避免的出现了10kV线路环网损耗如何计算的问题。本文借助线损理论计算软件及关口表计、联络开关高计采集的数据，通过电能表取数法计算出抄表周期内出现环网供电时各10kV线路产生的理论损耗。
关键词：环网供电；理论损耗；理论计算
0 引言
线损率是供电企业的一项重要的经济技术指标，也是一个供电企业生产技术和经营管理水平的具体体现。10kV配电网的线损管理更是县级供电企业线损管理工作的重中之重。为保证用电户不停电或少停电，提高供电可靠性，10kV线路在重要负荷区实行环网供电。但是，环网供电对于线损管理来说，增加的理论损耗比较大。如何计算这部分增加的环网损耗，如何衡量环网供电各条线路线损率是否正常，就成了10kV线损管理工作中比较棘手的问题。
1 环网理论损耗计算需具备的条件
1.1 线损理论计算软件
选用的线损理论计算软件要求操作简单，绘图、计算比较方便。能够通过输入单线图，进行自动拓扑分析，图模自动转换。通过采集10kV线路首端的有功电量、无功电量、电流等数据，用容量法快速计算出10kV线路等值电阻。
1.2 绘制10kV环网供电线路单线图
要求绘制环网供电的10kV线路甲、10kV线路乙、10kV线路甲反向供电形成的线路、10kV线路乙反向供电形成的线路、10kV线路甲和乙环网供电后形成的可能由甲供电到乙的线路以及10kV线路甲和乙环网供电后形成的可能由乙供电到甲的线路的单线图。单线图包括线路的线径、走向，变压器的容量、型号等数据。
1.3 计量表计选用及安装
10kV线路甲、乙分别安装关口表计，关口表计可以选用单向计量表。联络开关处则必须安装双向高压计量表计，且安装时应根据线路负荷的大小合理选择表计倍率。 1.4 抄表方式
选用远程集抄系统，实时采集、存储计量表计的有功、无功、电流、电压等记录，便于查询和使用。至少保证1个小时存储一次，便于计算线路首端负荷系数。
1.5 计量表计有关记录
1
10kV线路甲关口表计起止码、电压、电流记录，10kV线路乙关口表计起止码、电压、电流记录，10kV线路甲、乙联络开关高压计量表计起止码、电压、电流记录，环网供电时间等。
2 环网理论损耗的计算方法
供电方向
10kV线路甲 联络开关 10kV线路乙
图1 10kV线路环网供电示意图
2.1 环网供电方式一：10kV线路甲通过联络开关向10kV线路乙供电
10kV线路甲通过联络开关向10kV线路乙供电，供电时间为T1小时。抄表收费周期(T0小时)内，10kV线路甲通过关口表计得到有功电量为Ap1，无功电量为Aq1；10kV线路乙通过关口表计得到有功电量为Ap2，无功电量为Aq2；联络开关通过联络计量高计得到从线路甲供到线路乙的有功电量为Ap3，无功电量为Aq3；根据环网记录得到环网时间段内10kV线路甲关口表计计算有功电量为Ap4，无功电量为Aq4。
依靠理论计算软件，通过绘制的单线图及关口表计、联络开关高计的有功、无功及电压、电流数据，计算得到10kV线路甲的等值电阻为α，线路首端负荷系数为K1;10kV线路乙的等值电阻为β，线路首端负荷系数为K2;10kV线路乙反向供电时的等值电阻为γ，线路首端负荷系数为K3;10kV线路甲、乙通过联络开关环网供电的等值电阻为δ,线路首端负荷系数为K4。
依据理论损耗计算公式得到：
10kV线路乙环网时间段理论损耗Y′=10-5*(Ap32+Aq32)*K32*γ/T1 (公式2-1) 10kV线路甲、乙环网时间段总理论损耗Z′=10-5*(Ap42+Aq42)*K42*δ/T1 (公式2-2) 10kV线路甲环网时间段理论损耗X′=Z′-Y′ (公式2-3) 抄表收费周期内各线路总的理论损耗为:
10kV线路甲总理论损耗M1=10-5*[(Ap1-Ap4)2+(Aq1-Aq4)2]*K12*α/(T0-T1)+X′ (公式2-4) 10kV线路乙总理论损耗N1=10-5*(Ap22+Aq22)*K22*β/(T0-T1)+Y′ (公式2-5)
2.2 环网供电方式二：10kV线路乙通过联络开关向10kV线路甲供电
10kV线路乙通过联络开关向10kV线路甲供电，供电时间为T2小时。抄表收费周期(T0小时)内，通过联络计量高计得到从线路乙供到线路甲的有功电量为Ap5，无功电量为Aq5；根据环网记录得到环网时间段内10kV线路甲关口表计计算得到有功电量为Ap6，无功电量为Aq6。
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通过线损理论软件得到：10kV线路甲反向供电时的等值电阻为ε，线路首端负荷系数为K5;10kV线路乙、甲通过联络开关环网供电的等值电阻为η,线路首端负荷系数为K6。
依据理论损耗计算公式得到：
10kV线路甲环网时间段理论损耗X\*(Ap5+Aq5)*K5*ε/T2 (公式2-6) 10kV线路乙、甲环网时间段总理论损耗Z\*(Ap6+Aq6)*K6*η/T2 (公式2-7) 10kV线路乙环网时间段理论损耗Y\公式2-8) 抄表收费周期内各线路总的理论损耗为:
10kV线路甲总理论损耗M2=10*(Ap1+Aq1)*K1*α/(T0-T2)+X\公式2-9) 10kV线路乙总理论损耗N2=10-5*[(Ap2-Ap5)2+(Aq2-Aq5)2]*K22*β/(T0-T2)+Y′ (公式2-10)
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2.3 环网供电方式三：抄表收费周期内10kV线路甲、乙分别通过联络开关供电
这种供电方式下各线路环网理论损耗可以对供电方式一、供电方式二进行叠加得到，即：通过单独计算出供电方式一和供电方式二下各线路的环网损耗，然后进行简单的相加即可。
10kV线路甲环网时间段总理论损耗X= X′+ X\公式2-11) 10kV线路乙环网时间段总理论损耗Y= Y′+ Y\公式2-12) 抄表收费周期内各线路总的理论损耗为:
10kV线路甲总理论损耗M=10*[(Ap1-Ap4)+(Aq1-Aq4)]*K1*α/(T0-T1-T2)+X (公式2-13) 10kV线路乙总理论损耗N=10-5*[(Ap2-Ap5)2+(Aq2-Aq5)2]*K22*β/(T0-T1-T2)+Y (公式2-14) 2.4 其他环网供电方式
如果线路过长，负荷过重，可以安装分段开关。通过拉开分段开关，采用保该线路部分负荷的方式进行环网供电。这样环网供电方式更加灵活、有选择性，理论损耗的计算更加复杂化，需要更多的软硬件支持，采集更多的数据才可以计算出，计算方法可以参考上述供电方式。
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2
3 实例分析
以郓城县供电公司10kV城关1#线和10kV东门街线为例，两者通过唐塔开关实现环网供电。 110kV城北变电站 环网供电方向 110kV五道街变电站 10kV东门街线 医院分支 10kV城关1#线
LGJ-240 LGJ-240 LGJ-240 YJLV22-400 80m 46m 138m 337m LGJ-35 唐塔开关 LGJ-35 LGJ-35 95m 步行街分支 55m 70m 国庆烤花厂 郓州食品 S9-200kVA LGJ-35 S9-315 LGJ-35 21m 131m 城改建华公变 S9-100 移动基站 S9-50 李贵江S9-50 图2 10kV城关1#线和东门街线环网供电示意图
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郓城县供电公司采用郑州大方理论计算软件计算各线路等值电阻，绘图比较简洁、快速，计算数据录入方便。抄表系统采用光缆传输远程集抄系统，数据采集、传输速度比较快，可靠性高。计量表计采用长沙威胜三相电子式多功能电度表。
绘制好单线图后，在理论软件中录入2010年3月份抄表周期数据（表1中序号为3、4、5行数据），本月城关1#线通过唐塔开关向东门街线累计供电54小时。
表1 2010年3月份抄表周期远抄表计计算数据
序号 1 2 3 4 5 表计 城关1#线（关口） 城关1#线（环网） 城关1#线（单独） 东门街线（关口） 唐塔开关（反向） 有功电量（kwh） 1153040 156840 996200 1240160 82680 无功电量（kwh） 408600 66380 342220 357680 32540 首端负荷系数K 供电时间 --- 1.04 1.05 1.05 1.02 744 54 690 690 54 采用容量法计算得到：城关1#线单独供电时理论等值电阻为0.1674，东门街线单独供电理论等值电阻为0.4783，城关1#线对东门街线环网供电理论等值电阻为0.2326，东门街通过唐塔开关反向供电理论等值电阻为0.1588。
将上面数据代入公式2-6、2-7、2-8、2-9、2-10得到： 10kV东门街线环网时间段理论损耗：
X\-5*(Ap52+Aq52)*K52*ε/T2
=10-5×(826802+325402)×1.022×0.1588÷54
=241.5(kwh)
10kV城关1#线、东门街线环网时间段总理论损耗：
Z\-5*(Ap62+Aq62)*K62*η/T2
=10-5×(1568402+663802)×1.042×0.2326÷54 =1351.3(kwh)
10kV城关1#线环网时间段理论损耗：
Y\
抄表收费周期内各线路总的理论损耗为: 10kV东门街线总理论损耗：
M2=10*(Ap1+Aq1)*K1*α/(T0-T2)+X\
=10-5×(12401602+3576802)×1.052×0.4783÷(744-54)+241.5
=13239.4(kwh)
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2
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2
10kV城关1#线总理论损耗：
N2=10-5*[(Ap2-Ap5)2+(Aq2-Aq5)2]*K22*β/(T0-T2)+Y′
=10×[(1153040-156840)+(408600-66380)]×1.05×0.1674÷(744-54)+1109.8
=4077.5 (kwh)
假设不进行环网供电，那么各线路的损耗为： 10kV东门街线理论损耗：
-5
2
2
2
M2‘=10-5×[(1240160+82680)2+(357680+32540)2]×1.052×0.4783÷744 =13482.1(kwh)
10kV城关1#线理论损耗：
N2‘=10-5×[(1153040-82680)2+(408600-32540)2]×1.052×0.1674÷744 =3192.8(kwh)
通过对比分析，可以看出环网供电对各条线路理论线损的影响还是比较大的。不进行这部分环网损耗计算，10kV线损的计算、考核不但不准确，而且无法客观的衡量通过营销数据得到的线损率完成值是否在合理波动范围之内。
4 结论
本文介绍的环网理论损耗的计算方法依据线损理论计算软件，精确度较高，便于操作和实用。通过环网理论损耗的计算，参考营销数据，可以分析出环网供电各条线路在抄表周期内完成的线损率是否正常，对提升10kV线损的管理水平具有重要的意义。 参考文献：
[1] 廖学琦，农网线损计算分析与降损措施（第二版），中国水利水电出版社，2008
手稿日期：2010年4月17日
作者简介：
王猛（1982－）男，工程师，本科，郓城县供电公司发展策划部，从事线损管理工作。 联系电话：13561344621
联系地址：山东省郓城县金河路221号郓城县供电公司发展策划部 E-MAIL:shuangyuehen@163.com
张帅（1978－）男，工程师，本科，郓城县供电公司发展策划部。 王玉泉（1968-）男，高级工程师，本科，郓城县供电公司发展策划部。
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