电力网网损率测试计算方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电网网损率,测试与计算方法,目 录,范围,术语和定义,能量平衡模型,变压器效率及损耗计算,线路损耗及网损率计算,示例,节能措施,概 述,概 述,SY/T5268-2006,油田电力网网损率测试计算方法,是在,SY5268-91,、,96,、,2003 ,油田电力网网损率的计算方法,的基础上修订的。其适用的范围或测试边界为油田,110kV,、,35kV,、,6(10)kV,三级电压系统的网损率。由于测试边界的范围较大，要了解整个供电系统的损耗情况，工作量也相应的较大。因此，在本标准中，为了减少相应的工作量采用了,“,功率损失常数,”,等简易的测试计算方法。,近几年来，随着技术进步和电力网节能改造过程的实际需求，对油田电力网的测试精度要求也越来越高，因此，在实际测试过程，依据了本标准的部分计算公式，测试和计算模式上又有所不同。本次只对实际的测试计算步骤和过程开展讨论。,概 述,国家或行业对电力网网损率的考核指标为：,三级网络：,7.5%,二级网络：,5.5%,一级网络：,3.0%,行业对变压器的考核指标为：,油田变压器：,运行负载率,30%,；,运行功率因数,0.40,。,一般生产变压器：,运行负载率,30%,；,运行功率因数,0.90,。,主变压器：,运行负载率,30%,；,运行功率因数,0.95,。,范 围,图一、油田电力网网损率计算范围示意图,范 围,变,电,所,W910,134,W909,7,(2),123,W908,116,(3),112,(4),W933,5,22,W932,19,(5),(6),17,W906,7,W931,3,(7),15,W911,W904,W905,W902,W901,16,7,7,(10),(11),(12),(13),(8),(9),3,10,96,6,42,34,-,负载变压器,-,空载变压器,定 义,油田电力网,在油田电力系统中，联系地区电源、油田自备电厂和用户的属于输送和分配电能的中间环节。它主要由联结成网的输电线路、变电所、配电所和配电线路组成。,功率损耗,一定功率沿输配电线路输送和通过变压器绕组时所产生的有功和无功功率损失。,有功功率损失,在输配电线路、变压器的串联电阻上和并联电导上产生的功率损失。,定 义,10kV,线路,变压器,0.4kV,线路,R,10,R,0.4,G,b,R,b,电阻等效电路图,定 义,无功功率损失,在输配电线路电抗上、并联电纳上和在变压器的励磁回路、电抗上产生的功率损失。,10kV,线路,变压器,0.4kV,线路,X,10,X,0.4,G,b,X,b,G,X,电抗等效电路图,定 义,油田电力网网损率,油田电力网损耗的有功电量与供电有功电量之比的百分数或损耗的有功功率与输送有功功率之比的百分数。,能量平衡模型,供配电系统能量平衡模型,供配电系统的边界为企业受电端至配电变压器的输出端；包含的设备为电力变压器和电力线路。供配电系统能量平衡模型如下图所示。,供配电系统,有效利用电能,外界供给电能,变压器损耗,线路损耗,能量平衡模型,模型及网损率的概念,从供配电系统的能量平衡模型可以看出：电力网的损耗由变压器和电力线路损耗两部分组成。只要测试或计算出电力网的输送功率及变压器、电力线路的损耗功率；或电力网的输出功率即可计算出电力网网损率。即：,(1),(2),能量平衡模型,式中：,N,p,-,电力网网损率，,%,；,P,r,-,电力网输入功率，,kW;,P,r,-,电力网输出功率，,kW;,P,b,-,电力变压器损耗功率之和，,kW,；,P,L-,-,电力线路损耗功率之和，,kW,。,模型及网损率的概念,双圈变压器效率及损耗计算,单台变压器效率及损耗功率计算,等值电阻：,（,3,）,式中,R ,变压器等值电阻，,；,P,d,变压器短路损耗（查手册），,kW,；,U,be,变压器二次侧额定电压，,kV,；,S,e,变压器额定容量，,kVA,。,（,5,）,式中,Q,d,变压器短路无功损耗，,kvar,；,Q,k,变压器空载无功损耗，,kvar,；,U,d,%,短路（阻抗）电压百分数（铭牌），,%,；,I,k,%,空载电流百分数（查手册），,%,。,双圈变压器效率及损耗计算,（,4,）,变压器短路无功损耗,变压器空载无功损耗,（,7,）,式中,P,b,变压器有功损耗功率，,kW,；,Q,b,变压器无功损耗功率，,kvar,；,P,k,变压器空载损耗功率（查手册），,kW,；,P,js,变压器输出有功功率（测试），,kW,；,P,js,变压器输出无功功率（测试），,kvar,。,双圈变压器效率及损耗计算,（,6,）,变压器有功损耗功率,变压器无功损耗功率,（,9,）,式中,k,变压器的经济当量，,kW/kvar,；,P,bz,变压器总有功损耗，,kW,；,I,js,变压器输出电流（测试），,A,；,U,js,变压器输出电压（测试），,kV,。,双圈变压器效率及损耗计算,（,8,）,变压器的经济当量,变压器总有功损耗,式中,b,变压器的运行效率，,%,。,双圈变压器效率及损耗计算,（,10,）,变压器运行效率,式中：,Pd1,高压线圈短路有功损耗，,kW,；,Pd(1-2),高、中压短路有功损耗，,kW,；,Pd(1-3),高、低压短路有功损耗，,kW,；,Pd(2-3),中、低压短路有功损耗，,kW,。,三圈变压器效率,（,11,）,高压线圈短路有功损耗,Pd1=,Pd(1-2),Pd(1-3),Pd(2-3),2,三圈变压器效率,（,12,）,中压线圈短路有功损耗,Pd2,=,Pd(1-2),Pd1,式中：,Pd2,中压线圈短路有功损耗，,kW,；,Pd(1-2),高、中压短路有功损耗，,kW,Pd1,高压线圈短路有功损耗，,kW,。,三圈变压器效率,（,13,）,低压线圈短路有功损耗,Pd3,=,Pd(1-3),Pd1,式中：,Pd3,低压线圈短路有功损耗，,kW,；,Pd(1-3),高、低压短路有功损耗，,kW,Pd1,高压线圈短路有功损耗，,kW,。,三圈变压器效率,（,14,）,高压线圈电阻,R,1,=,Pd1Ue1,2,10,3,(2Se,2,),式中：,R,1,高压线圈电阻，,；,Ue1,高压线圈额定电压，,kV,；,Se,变压器额定容量，,kVA,。,三圈变压器效率,（,15,）,中压线圈电阻,R,2,=,Pd2Ue2,2,10,3,(2Se,2,),式中：,R,2,中压线圈电阻，,；,Ue2,中压线圈额定电压，,kV,；,Se,变压器额定容量，,kVA,。,三圈变压器效率,（,16,）,低压线圈电阻,R,3,=,Pd3Ue3,2,10,3,(2Se,2,),式中：,R,3,低压线圈电阻，,；,Ue3,低压线圈额定电压，,kV,；,Se,变压器额定容量，,kVA,。,式中：,Ud1%,高压侧短路电压无功分量 ，,%,；,Ud(1-2)%,高中压短路电压百分数，,%,；,Ud(1-3)%,高低压短路电压百分数，,%,；,Ud(2-3)%,中、低压短路电压百分数，,%,。,三圈变压器效率,（,17,）,Ud1%,=,Ud(1-2)%,Ud(1-3)%,2,Ud(2-3)%,2,高压侧短路电压无功分量,式中：,Ud2%,中压侧短路电压无功分量 ，,%,；,Ud(1-2)%,高中压短路电压百分数，,%,；,Ud1%,高压侧短路电压无功分量 ，,%,。,三圈变压器效率,（,18,）,Ud2%,=,Ud(1-2)%,Ud1%,中压侧短路电压无功分量,式中：,Ud3%,低压侧短路电压无功分量 ，,%,；,Ud(1-3)%,高低压线圈短路电压百分数，,%,；,Ud1%,高压侧短路电压无功分量 ，,%,。,三圈变压器效率,（,19,）,Ud3%,=,Ud(1-3)%,Ud1%,低压侧短路电压无功分量,式中：,X1,高压线圈电抗 ，,；,U1e,变压器高压侧额定电压，,kV,；,Ud1%,高压侧短路电压无功分量 ，,%,；,Se,变压器的额定容量，,kVA,。,三圈变压器效率,（,20,）,X1,=,Ud1%,U1e,2,10,Se,高压线圈电抗,式中：,X2,中压线圈电抗 ，,；,U2e,变压器中压侧额定电压，,kV,；,Ud2%,中压侧短路电压无功分量 ，,%,；,Se,变压器的额定容量，,kVA,。,三圈变压器效率,（,21,）,X2,=,Ud2%,U2e,2,10,Se,中压线圈电抗,式中：,X3,低压线圈电抗 ，,；,U3e,变压器低压侧额定电压，,kV,；,Ud3%,低压侧短路电压无功分量 ，,%,；,Se,变压器的额定容量，,kVA,。,三圈变压器效率,（,22,）,X3,=,Ud3%,U3e,2,10,Se,低压线圈电抗,式中：,P,b,变压器有功功率损耗，,kW,；,Pk,变压器空载有功损耗，,kW,；,P1,、,P2,、,P3,高、中、,低压侧输（入）出有功功率 ，,kW,；,Q1,、,Q2,、,Q3,高、中、,低压侧输出（入）无功功率 ，,kvar,；,U1,、,U2,、,U3,高、中、,低压侧输出（入）电压 ，,kV,。,三圈变压器效率,（,23,）,P,b,=,Pk,R,1,(P1,2,Q1,2,)(1000U1,2,),R,2,(P2,2,+Q2,2,),(1000U2,2,),R,3,(P3,2,Q3,2,)(1000U3,2,),变压器有功功率损耗,式中：,Q,k,变压器空载无功功率损耗，,kvar,；,Ik%,变压器电流百分数，,%,；,Se ,变压器的额定容量,，,kVA,。,三圈变压器效率,（,24,）,Q,k,=,Ik%,Se,100,变压器空载无功功率损耗,式中：,Q,b,变压器无功功率损耗，,kvar,；,Qk,变压器空载无功功率损耗，,kvar,；,P1,、,P2,、,P3,高、中、,低压侧输出（入）有功功率 ，,kW,；,Q1,、,Q2,、,Q3,高、中、,低压侧输出（入）无功功率 ，,kvar,；,U1,、,U2,、,U3,高、中、,低压侧输出（入）电压 ，,kV,。,三圈变压器效率,（,25,）,Q,b,=,Qk,X,1,(P1,2,Q1,2,)(1000U1,2,),X,2,(P2,2,+Q2,2,),(1000U2,2,),X,3,(P3,2,Q3,2,)(1000U3,2,),变压器无功功率损耗,式中：,变压器运行负载率，,%,P1,高,压侧输入有功功率 ，,kW,；,Q1,高,压侧输入无功功率 ，,kvar,；,Se,变压器的额定容量,，,kVA,。,三圈变压器效率,（,26,）,=100,（,P1,2,+Q1,2,）,0.5,Se,变压器运行负载率,式中：,b,变压器运行效率，,%,Pb,变压器损耗,有功功率 ，,kW,。,三圈变压器效率,（,27,）,b,=100(,P1,Pb,),P1,变压器运行效率,线路损耗及网损率计算,式中：,P,x,、,Q,x,分别为线路有功、无功功率损耗，,kW,、,kvar,；,P,1,、,P,2,分别为线路首端的输入有功功率及末端的输出有功功率，,MW,；,Q,1,、,Q,2,分别为线路首端的输入无功功率及末端的输出无功功率，,Mvar,；,R,线路电阻，,；,X,线路电抗，,。,输电线路功率损耗的计算,线路损耗功率,（,28,）,（,29,）,线路损耗及网损率计算,式中：,I,输电线路中通过的电流，,A,。,输电线路功率损耗的计算,用电流值计算功率损耗,（,30,）,（,31,）,示 例,某电力网如下图示：,输电线路功率损耗的计算,2,号变压器,1,号变压器,变电所,100km 50km,已知：,1,号变压器：额定容量,80kVA,，一次额定电压,6.3kV,，二次额定电压,0.400kV,，短路电压百分数,4.0%,，空载电流百分数,4.7%,，短路有功损耗,1.650kW,，空载损耗,0.270kW,，输出电压,0.3731kV,示 例,X,Y,I,1,I,2,1,2,I,2Y,I,1Y,I,1X,I,2X,示 例,I,Y,=I,Y1,+I,Y2,=I,1,sin,1,+ I,2,sin,2,I,X,=I,X1,+I,X2,=I,1,cos,1,+ I,2,cos,2,I=,示 例,有功功率,5.491,，输出视在功率,6.872kVA,；,2,号变压器的输入功率为,5.683kW,，输入电流,0.923A,，变压器损耗功率为,0.340kW,，功率因数与,1,号变压器相同。线路的线径和材料相同，阻值为,0.5/km,。试计算,1,号变压器的效率及该电力网的网损率。,等效电阻：,短路无功损耗,示 例,变压器有功损耗功率：,变压器无功损耗功率,空载无功损耗功率,变压器经济当量,示 例,变压器总有功损耗：,变压器效率：,示 例,1,号变压器的输入电流：,1,号变压器至变电所的电流,2,号至,1,号变压器的线路损耗,1,号变压器至变电所的线路损耗,示 例,线路总损耗功率,电力网输送功率,变压器的总损耗功率,电力网网损耗,示 例,示 例,示 例,节能技术措施,由于电力网的功率损耗,PI,2,R,。,所以，从某种意义上讲，电力网的节能途径只有两条：减少运行电流、减少变压器和线路导线的电阻。,具体途径：,减少变压器和线路导线的电阻,1,、确定合理的供配电半径；,2,、按经济电流密度选择导线的截面积,减少网络中的运行电流,1,、尽量应用高效的用电设备（电力需求管理）,2,、提高用电设备的功率因数（就地补偿、永磁和自变功率电动机）,3,、经过潮流计算合理配置补偿电容器。,节能技术措施,变电所,110,（,35,）,kV,变压器,用电设备,无功补偿技术简介,节能技术措施,接触器,0.4kV,用电设备,就地补偿示意图,电容器寿命：,1,、电压,2,、温度（环境和运行温度）,