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低压配网线损计算及其对网络优化的促进
摘要 低压电网的特点是三相制结构和两相制结构并存，这是低压电网负载不平衡的根源之一。文章根据低压电网的电气量特点，提出基于电阻热效应的分相电流分布计算方法，并在此基础上形成低压电网的线损合成。文章还以具体村庄级网络为例，以线损分析为手段，对网络进行接线相别层面的优化，并给出数据比对。结果表明，文章提出的方法对于低压电网的供电优化具有一定的辅助决策意义。 关键词：低压配网；线损计算；网络优化；负荷不平衡
电流传输的过程实质是能量传输的过程，由于电阻元件(如线路电阻)和磁阻元件(如变压器铁芯)的存在，使得上述过程的进行总伴随一定的能量损失。工程计算中，电力损耗一般按电压等级来区分。
对于低压电网来说，其损耗显然不包含带磁阻特性的10/0.38的变压器损耗，而主要由带电阻特性的线路损耗构成。由于低压电网电压低、电流大、线径小，因此其“自然”线损不容小觑。另外，低压电网的三相四线制结构容易造成“人为”负载不均衡，这也是低压电网线损的一大来源[1]。
在节能减排的新时期，我们尤其要精确掌握低压电网的线损情况，并据此调整网络接线，使降损挖潜工作不断推向前进。
1 线损计算一直是供电企业的生产、营销等管理部门的重要日常工作。就线损计算来说，常用的方法有基于静态电力系统的经典方法(如电压损失法、等值电阻法)、改进前推回代法、改进迭代法等[2]。
另外，因低压电网存在中性线，所以需额外考虑中性线的线损。由于中线电流为三个相电流的矢量和，因此需同时考虑三相电流大小不平衡和相角不对称，并在此基础上进行线损计算。
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低压电网的线损计算分“相线”部分和“中线”部分，最后需综合。
(1)模型假设
任何模型都建立在一定的科学假设之上。
当前低压层面基本为单电源放射式结构，对于本案，不妨设待计算网络包含n个负荷点和m条线段，彼此不构成环圈。另外，计算的前提是：①已选定最具代表性的一天；②n个负荷点的有功电量和无功电量采集完成；③整点相电流和功率因数(配变出口处)采集完成；④各线电阻值(基频)已知。
(2)相线的P、Q电流分布系数
对于第k(k=1，2，…，m)条线的电流分布系数求取，以a相为例，有：
(1)
式中：为待求网络a相所有的P、Q之和，为其中线路k的P、Q。
b、c相的计算与此完全类似，只需更改相关下标即可。
(3)相线线损
仍以第k条线路的a相为例，有：
(2)
其中，Ita为已采集到的典型日的整点时刻的配变出口电流：Rka为k线阻值(a相)，T为进行线损统计时周期长。
显然，a相总线损为待求网络的m条线总加：
(3)
b、c相的计算类似，不再赘述。
(4)中线线损
①中线P、Q的不平衡I分布系数为：
(4)
其中，，
。
的求取与上类似。
②第k段中线的线损
(5)
其中，Rkn为k段中线阻值，。中线总线损只要将所有段中线相加即可。
(5)待求网络总线损
(6)
3 计算参数准备
以东部某村庄的单电源放射式低压网络为例，其参数罗列如表1所示。
另外，树状网络的主线全部为JKLY-4*50型，共有6段，共计211米。JKLY-50、BLV-25的电阻率分别为0.661、1.2欧姆/公里[3]。D10负荷点的典型三相不平衡电流为8，7，8安培。
3.2 线损计算及接线相别优化
利用文章构建的模型，对实例网络进行分相线损计算，并根据计算结果作出针对性的负荷接线相别调整，相关优化结果展示在表2中。
负荷点编号
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负荷点接线相别调整情况
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优化前线损情况(kWh)
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优化后线损情况(kWh)
A相：0.362；B相：0.948；C相：1.074；三相：2.384；中线：0.556；总加：2.940
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A相：0.401；B相：0.870；C相：1.011；三相：2.282；中线：0.312；总加：2.594
由表2看出，通过分相计算低压网络线损，找到需降损挖潜的相别并采取针对性的负载接线改变，将使网络中各相电流的分布趋于明显平衡，进而促进网络线损的综合优化(虽然实例中A相线损在优化后有所上升，但B、C相获得大幅较少，总的线损得到了综合减少)。 4
文章以计算电流分布为前提，提出一种针对当前农网普遍存在的混合线制低压网络的线损计算方法。实例结果表明：文章构建的方法是简捷实用的，且在优化网络方面具有一定的辅助决策作用，值得进一步推广。
[1] 陈子浙.线损理论计算方法与降损增效技术措施分析[J].山东工业技术. 2014,31(2):132-135.
[2] 杜冰焱.高压专线客户线损的改进计算方法[J].浙江电力. 2014,36(2):226-228.
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