GB/T 30944-2014 小水电电网电能损耗计算导则

ICS29.160.20

K20GB

中华人民共和国国家标准

GB/T30944-2014

小水电电网电能损耗计算导则

Guideforenergylossescalculationofsmallhydropowergrid

2014-07-08发布

2015-01-19实施

中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T30944-2014

目次

前言·············································································………I

1范围··

2总则·

2.1计算原则

2.2基本资料

2.3代表日的选择

2.4代表日负荷记录

3元件损耗计算·

3.1线路电能损耗计算

3.2变压器电能损耗计算

3.3电容器等元件的电能损耗计算········…··················…···························……….2

3.4代表日电网的总电能损耗

3.5电网全年的损耗电量

4电网电能损耗计算……··················…….4

4.135kV及以上电网电能损耗计算………….4

4.210kVC20kV）电网电能损耗计算…………………4

4.3380v/220V电网电能损耗计算…………………7

5电能损耗分析·

5.1统计损耗率

5.2理论损耗率

5.3对比分析………………8

5.4统计分析

6降损效果计算－

6.1调整电压降损效果计算

6.2装设无功补偿装置后的降损效果计算……………10

6.3减少导线电阻后降损效果计算·······················……….10

附录A（规范性附录）线路电能损耗计算方法········…··

附录B（规范性附录）变压器电能损耗计算方法··

GB/T30944-2014

前言

本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。

本标准由水利部提出井归口。

本标准由水利部农村电气化研究所负责起草。

本标准主要起草人：楼宏平、徐锦才、张关松、章坚民、董大富、徐国君、张巍。

GB/T30944-2014

小水电电网电能损耗计算导则

1范围

本标准给出了小水电电网电能损耗计算和分析的方法。

本标准适用于小水电供电为主的小水电电网的电能损耗计算、统计、分析及降损效果的计算。

2总则

2.1计算原则

小水电电网电能损耗应包括电网各元件电能损耗之总和，小水电电网的电能损耗计算应在输配电

线路、变压器、补偿和调整设备以及测量和保护装置等电网各元件电能损耗计算的基础上进行。

2.2基本资料

小水电电网电能损在计算应在收集下列基本资料的基础上进行。

发电厂、变电站和电网的运行接线图；变压器、线路、调相机、电容器、电抗器等元件的参数资料，包

括铭牌资料，实测资料以及电力网各元件的有功功率、无功功率和电流、电压等参数。

配电线路每一线段的参数；配电变压器的铭牌参数；变电站出口端及发电厂代表日和全月的负荷曲

线，有功电量、无功电量及电压曲线；用户配电变压器及公用配电变压器代表日和全月的有功电量、无功

电量；配电线上装置的电容器容量和位置以及全月投运时间等。

2.3代表日的选择

代表日的选择应按下列原则进行：

a)小水电电网的运行方式、潮流分布能代表计算期的正常情况；

b)代表日的日供电量，接近计算期（月、季、年）的平均日供电量；

c)用户的用电情况正常，气候情况正常，气温接近计算期平均温度；

d)按能够代表计算期（月、季、年）丰水期、枯水期各种负荷情况，选取3至4个代表日。

2.4代表日负荷记录

代表日负荷记录应完整，能满足计算需要，应包括发电厂、变电站、线路等24h整点的输出电流、输

入电流、有功功率、无功功率、电压以及分时段全天电量记录，并绘制按小时记录的日负荷曲线。

3元件损耗计算

3.1线路电能损耗计算

线路的电能损耗计算以其日负荷曲线为基础，可采用均方根电流法、平均电流法、最大电流法等进

行计算，计算方法见附录A。

3.2变压器电能损耗计算

变压器的电能损耗应包括空载损耗电量和负载损耗电量。

GB/T30944-2014

空载损耗电量可通过变压器空载损耗功率计算；负载损耗电量可通过负载损耗功率采用均方根电

流法、平均电流法和最大电流法等方法计算。空载损耗电量与负载损耗电量之和即为变压器的损耗电

量，计算方法见附录B。

3.3电容器等元件的电能损耗计算

3.3.1并联电容器电能损耗的计算按式（1):

M=Qctand'•t..(1)

式中：

午4二并联电容器的电能损耗，单位为干瓦时（kW•h);

Qc投运的并联电容器容量，单位为千乏（kvar);

tand'电容器的损失角正切；

并联电容器投运时间，单位为小时（h）。

3.3.2串联电容器电能损耗的计算按式（2）、式（3):

M?-t

m

一叫

2H

汀

--

山川

×nu

一一／／一

-

-cv..(2)

Cω

C

=nm..(3)

式中：

岛生串联电容器的电能损耗，单位为千瓦时（kW•h);

ljf一一均方根电流，单位为安培（A);

tand'电容器的损失角正切；

一一串联电容器投运时间，单位为小时（h）。

ω一一角频率，单位为每秒（si);

c每相串联电容器的电容，单位为微法（µF);

n每相串联电容器的并联组数；

CN→←单台电容器的标称电容，单位为微法（µF);

m每相串联电容器并联组的串联个数。

当只具有计算期（代表日）负荷平均电流Jav或最大电流Jmax时，亦可按月＝K2J;v或I；二Fl~ax计

算。K与F的计算见附录Ao

3.3.3限流电抗器电能损艳的计算按式（4):

丛二3~Pk（七f.t..(4)

式中：

岛生→←限流电抗器的电能损耗，单位为千瓦时（kW•h);

~pk一一一相电抗器通过额定电流的损耗功率，单位为千瓦（kW);

Iir均方根电流，单位为安培CA);

IN电抗器额定电流，单位为安培（A);

限流电抗器投运时间，单位为小时（h）。

当只具有计算期（代表日）负荷电流平均值Jav或最大电流Jmax时，亦可按月二K2J;v或月二FJ~ax

计算。K与F的计算见附录Ao

3.3.4调相机电能损耗的计算按式（5):

()p

M二IQIa一－t+M.d….(5)

v100

2

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式中：

岛生一－调相机的电能损耗，单位为千瓦时CkW•h);

IQIav代表日调相机所发无功功率绝对值的平均值，单位为千乏（kvar);

oP调相机所发平均无功功率的有功功率损耗率，%；

调相机运行小时数，单位为小时Ch);

午＜＼ad调相机辅机的消耗电量，单位为千瓦时CkW•h）。

3.3.5电流互感器、电压互感器及仪器仪表等的电能损耗，按其各类型设备的数量乘以该型设备的平

均损耗电量汇总计算。

3.4代表日电网的总电能损耗

代表日电网的总电能损在应按固定损耗及可变损耗两部分分类汇总，然后根据全月供电量及代表

日供电量关系，折算出全月的损耗电量及损耗率，全月损耗电量的计算按式（6):

「tAm、21

Mm二［2=MG＋艺MB（石-:r)J·t……..(6)

式中：

午＜＼m全月损耗电量，单位为千瓦时CkW•h);

2午i\G一一代表日固定损耗电量，包括变压器铁心、并联元功补偿设备、调相机、互感器、计量装

置、测量装置、保护远动装置、电缆介质、绝缘子泄漏的损耗电量等，单位为千瓦时

CkW•h);

2岛生B代表日可变损耗电量，包括架空线路、电缆线路的导线损耗以及变压器绕组、串联补偿

设备的损耗电量等，单位为千瓦时CkW·h);

Am全月供电量，单位为千瓦时（kW•h);

Ad代表日供电量，单位为千瓦时CkW•h);

一－全月日历天数。

月电能损耗率的计算按式（7):

••(7)

δAm二号×叫

式中：

oAm电网月电能损耗率，%

岛生m全月损耗电量，单位为千瓦时CkW•h);

Am全月供电量，单位为千瓦时CkW•h）。

3.5电网全年的损耗电量

按月累加各月损耗电量即为电网全年的损耗电量。电网年电能损耗率的计算按式（8):

2=Mm.

oAY＝二号卜一一×100%..(8)

2=Am.

.~1

式中：

oAY电网年电能损耗率，%；

午＜＼mi电网第i月损耗电量，单位为千瓦时CkW•h);

Ami电网第i月供电量，单位为千瓦时CkW•h);

月份序号，i二1,2，…，120

3

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由于小水电电网运行方式变化频繁，所以简单地按代表日的电网损耗电量折算为电网全年的损耗

电量将产生较大的计算误差。为提高计算准确度，可以采用分月选择代表日，先计算各月的损耗电量及

月电能损耗率，再汇总统计全年的电网电能损耗及电能损耗率。

4电网电能损耗计算

4.135kV及以上电网电能损耗计算

35kV及以上电网的电能损耗计算分为：线路导线中的电阻损耗、变压器的铁心损耗、变压器的绕

组损耗等。110kV及以上电网除此三部分外，宜计及线路电晕损耗和绝缘子的泄漏损耗。

对于潮流方向单一的电网损耗可采用均方根电流法简化计算，对于多电源、潮流变化频繁的复杂电

力网，一般采用潮流计算方法。

4.210kV(20kV）电网电能损耗计算

4.2.1简化内容

10kVC20kV）电网有小水电站接入，电源点多、节点多、分支线多，多数元件不能测录运行数据，计

算复杂，可根据实际需要进行适当简化。简化内容为：

a)各节点负荷曲线的形状与供电电源即变电站出线与发电厂出线负荷之和的形状相同；

b)各节点功率因数与供电电源即变电站出线与发电厂出线负荷之和的功率因数相同；

c)电网沿线的电压损失对电能损耗的影响可忽略不计；

d)电网各线段的电阻可不作温度校正；

e)可采用平均电流法计算。

4.2.2计算步骤

4.2.2.1根据发电厂及变电站出线负荷和电压资料，按式（9）和式(10）计算发电厂及变电站出线端代表

日平均电压和平均电流。

u.v＝达U,……..(9)

IJA~（O)+A;(O)

…………(10)

v(O)./3Uav×24

式中：

u.v发电厂或变电站出线端代表日平均电压，单位为千伏CkV);

u,t小时的整点电压，单位为千伏CkV);

Jav(O]发电厂或变电站出线端代表日平均电流，单位为安培（A);

Ap(O)发电厂或变电站出线端代表日有功电量，单位为干瓦时（kW•h);

Aq(O)发电厂或变电站出线端代表日无功电量，单位为干乏时（kvar•h）。

4.2.2.2根据线路供电负荷曲线及代表日供电有功电量确定线路负荷曲线形状系数K，计算方法见附录A。

4.2.2.3根据各负荷节点代表日有功电量按式(11)计算各线段的平均电流：

Jav··(11)

,.d(I,)

式中：

I叫。第i线段代表日平均电流，单位为安培CA);

Jav(O)发电厂或变电站出线端代表日平均电流，单位为安培CA);

4

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Ad(i).L第i线段后的负荷有功电量之和，单位为千瓦时CkW·h);

Aι〉一一整条线路的负荷有功电量之和，单位为千瓦时CkW•h）。

如没有代表日有功电量，可用月平均的日有功电量来代替。当缺乏各负荷点电量资料时，可按各节

点配电变压器负载系数相等的条件按式(12）计算各线段的平均电流：

s~(i）·~…………….(12)

Jav(i)=Jav(O）士一一一

._,NCI)

式中：

Jav(,]一一第z线段代表日平均电流，单位为安培CA);

Jav（口1发电厂或变电站出线端代表日平均电流，单位为安培CA);

SN(i)•2:一一第i线段后配电变压器容量之和，单位为千伏安CkVA);

SN(!.)整条线路配电变压器容量之和，单位为千伏安CkVA）。

对于多电源电网线路的同侧电源，可视为同个电源合并计算；对异侧电源，可对每个电源使用公式

(10）至公式(12）计算各个电源在每个线段的分流电流，然后计算每个线段上各个电源分流电流的代数

和I叫）。

4.2.2.4从本线路最末端负荷节点开始，逐段相加，求出每一线段上的平均电流Jav（川并标于单线图

上，根据各线段的电阻，按式(13）和式(14）计算代表日各线段的导线损耗电量及全线路的导线损耗

电量。

牛4.;=3K2I~vwR；×24×103..(13)

…(14)

ML二叫去川J×…3

式中：

L..t\;第i线段的代表日导线损耗电量，单位为千瓦时CkW•h);

K负荷曲线形状系数，计算方法见附录A;

Jav(,]第1线段代表日平均电流，单位为安培CA);

R;第i线段的导线电阻，单位为欧姆（D);

ML全线路的代表日导线损耗电量，单位为千瓦时（kW•h);

n该线路包含的线段总数。

4.2.2.5代表日线路公用配电变压器的负载损耗电量和空载损耗电量的计算按式(15）和式(16):

丛R=K2I~.6.Pk(i………(15)

I'•N(i)I

MT=~.6.Poc;l×24………………(16)

式中：

岛生R一一→全线路所有公用配电变压器的负载损耗电量，单位为千瓦时CkW•h);

K负荷曲线形状系数，计算方法见附录A;

.6.Pkcil第i线段负荷节点的公用配电变压器的负载损耗功率，单位为千瓦CkW);

Jrav(i]第i线段负荷节点的公用配电变压器代表日高压侧平均电流，单位为安培（A);

I,N(i)一一第i线段负荷节点的公用配电变压器高压侧额定电流，单位为安培（A);

岛生T全线路所有公用配电变压器的空载损耗电量，单位为千瓦时（kW·h);

.6.PO(i)－一一第i线段负荷节点的公用配电变压器的空载损耗功率，单位为千瓦（kW）。

4.2.2.6线路代表日和全月损耗电量以及月电能损耗率的计算按式(17）、式(18）、式(19):

..(17)

M=MT十ML+MR

Mm=IMT+CML十MR）［~旦）＿＿J2l·t·-<18)

L飞fid(O)0tI」

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