專利名稱：配網(wǎng)線損的實(shí)時測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及電力傳輸配網(wǎng)線路中線路損耗的測量。
背景技術(shù)：
配網(wǎng)一般指10千伏和以下的電力線路，以及線路中變電、配電、保護(hù)、控制等設(shè)備、設(shè) 施，是電力系統(tǒng)中直接向最終用戶供電的重要部分。在供電過程中，配網(wǎng)不可避免地要產(chǎn)生 能量的損耗，這種損耗稱為線損。線損是各級供電管理部門的一項(xiàng)必須考核的重要的綜合性 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
線損一般分為技術(shù)線損和管理線損，技術(shù)線損是由設(shè)備和線路本身的技術(shù)參數(shù)導(dǎo)致的能 量損失(如變壓器的銅損和鐵損，線路電阻、接觸電阻引起電壓降產(chǎn)生的發(fā)熱損失等)，管理 線損是其它原因引起的損失(如人為竊電、線路漏電、短路等)。線損指標(biāo)反映了供電企業(yè)配 網(wǎng)的建設(shè)是否先進(jìn)，設(shè)計(jì)及安裝工藝是否合理，也反映了供電管理水平的高低。
降低線損是各級供電部門的一項(xiàng)長期的任務(wù)，直接關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和能源的 有效利用，是關(guān)系到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)長期可持續(xù)性發(fā)展的重要工作。因此，測定 線損就是一件很重要的日常工作。
直到目前，配網(wǎng)線損的測定都不是測量得來，而是測算得來的。
一種常用的方法是統(tǒng)計(jì)法，按照一定的統(tǒng)計(jì)周期(例如按月)，將供電部門在本統(tǒng)計(jì)周期 內(nèi)從上級電網(wǎng)購買的電量減去本統(tǒng)計(jì)周期本級電網(wǎng)的售電量，差值就是線損。這種方法主要 由于供電企業(yè)的日常管理工作。
另一種方法是理論計(jì)算法，根據(jù)線路的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、線徑、走線長度等按照經(jīng)驗(yàn)值或經(jīng) 驗(yàn)公式估算線路的等效參數(shù)，再按理論值計(jì)算各種負(fù)荷條件下的損耗，這種方法一般是一些 線損計(jì)算軟件使用。
這些傳統(tǒng)線損測算方法有很大的局限性。
統(tǒng)計(jì)方法過于粗糙和籠統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)周期太長，而且不同的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)難以保證統(tǒng)計(jì)時間段上 的完全一致，測算結(jié)果覆蓋的范圍也太大，難以及時有效地掌握線損情況，通常只能在事后 作為結(jié)算考核用。
理論計(jì)算的方法不可能完全做到和實(shí)際情況一致，理論估算只能得出原則性的結(jié)果，而 且結(jié)果可以說都是可以預(yù)見的(如線徑粗、材質(zhì)好、線路短、接點(diǎn)少、負(fù)荷分配平衡合理、 功率因數(shù)高則線損少)，只能反映正常狀態(tài)下靜止的情況，對于線路經(jīng)長期運(yùn)行由于氣候、環(huán) 境的影響，造成線材腐蝕、接觸不良，在負(fù)荷千變?nèi)f化、瞬時情況時時不同的實(shí)際條件下， 怎么套用經(jīng)驗(yàn)值或經(jīng)驗(yàn)公式都不可能得到有意義的準(zhǔn)確度。更何況還有線路故障或不良用戶 竊電的因素，是完全不能預(yù)見的。
由上述可見，發(fā)展一種有效的線損測量方法是電力行業(yè)加強(qiáng)管理的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容
所有供電網(wǎng)絡(luò)都由電源側(cè)、負(fù)荷側(cè)和輸電線路組成，電源側(cè)送出的電能經(jīng)過輸電線路送 到負(fù)荷側(cè)，線路上的損耗就是線損。由于實(shí)際的配電網(wǎng)非常復(fù)雜，分支很多，不少線路是架 空或者采用電纜入地，根本無法接近，更談不上測量了。
可以采取只測量電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的電功率或電能，輸電線路無損耗時，兩者應(yīng)該相等， 其差值也就是線損。
本發(fā)明的方法是在電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)各安裝電參數(shù)測量裝置，有多個負(fù)荷時每個負(fù)荷都 要安裝電參數(shù)測量裝置，并將所有測量裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)中還有一個控制部件，使這 些裝置組成一個完整系統(tǒng)，可以同時測量指定的參數(shù)并將數(shù)據(jù)集中到控制單元。測量線損時, 控制部件控制各測量裝置同時測量指定的參數(shù)，并將測量結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)集中，將負(fù)荷側(cè)測量
結(jié)果總加起來，與電源側(cè)結(jié)果比較，即可得到該瞬時的實(shí)際線損數(shù)值。
當(dāng)各測量裝置同時測量有功功率時，所得結(jié)果是有功功率的線損，該參數(shù)直接反映線路 損耗的大小，可以用于鑒別線路設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量、線纜和其它材料的優(yōu)劣，是對實(shí)際生 產(chǎn)具有指導(dǎo)意義的重要參數(shù)。但線損瞬時值只反映在當(dāng)前條件下的線路瞬時損耗，在不同負(fù) 荷狀態(tài)(如不同的電壓、電流值、不同的功率因數(shù)、不同的電網(wǎng)頻率)和不同的環(huán)境條件(如 環(huán)境溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速的變化)，該參數(shù)也都會隨之發(fā)生變化，不光是絕對值會改變， 就連線損率(線路損耗功率/電源側(cè)總功率)也會隨時變化。這種線損稱為實(shí)時線損或按功率 口徑測得的線損。利用這個功能，可以鑒定驗(yàn)收線路敷設(shè)工程是否合格，評價確定某一線路 是否需要改造，定量判定線路維修改造的效果。
按規(guī)定的時間間隔，例如每5分鐘測試一個實(shí)時線損值并記錄保存起來，可以得到本線路 或臺區(qū)的實(shí)時線損曲線，對于分析線路狀況、查找問題(包括分析線路上有不良用戶竊電行 為的規(guī)律)是十分有效的工具。
當(dāng)各測量裝置指定統(tǒng)一的起止時間，同時測量某一時間段的有功電能(電度)時，所得 結(jié)果是該時間段(一天、 一周、 一個月等等)有功電能的線損，該參數(shù)直接反映線路以至企 業(yè)管理水平的高低，可以用于小范圍(一條線路或一個配變臺區(qū))的經(jīng)濟(jì)核算，是對現(xiàn)場管 理具有指導(dǎo)意義的重要參數(shù)。該線損值反映了在考核時間段內(nèi)的線路平均損耗，是在此范圍 內(nèi)不同負(fù)荷狀態(tài)和不同的環(huán)境條件變化的共同作用下的結(jié)果，時間段不同，該參數(shù)也會有變 化(春秋季和夏季、冬季差別會較大)，這種線損稱為平均線損或按電能量口徑測得的線損， 這個參數(shù)與前節(jié)背景技術(shù)內(nèi)容中介紹的統(tǒng)計(jì)方法或估算方法得到的結(jié)果有本質(zhì)的差別，就是 它的精度只取決于測量裝置的精度，沒有估計(jì)的因素，沒有統(tǒng)計(jì)的時間差異，也沒有大范圍 統(tǒng)計(jì)(如全市、全局的總統(tǒng)計(jì)數(shù))所帶來的大鍋飯影響，作為歷史資料、定量評定工作成績 的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)崗位績效定量考核，都有明顯的作用，對提高企業(yè)管理會有很大的促進(jìn)作用。
實(shí)際的配網(wǎng)中，電源側(cè)通常是配電變壓器或是一條線路的配電柜，負(fù)荷側(cè)是本配網(wǎng)臺區(qū) 或者本條線路的所有電力用戶，輸電線路就是相關(guān)的配網(wǎng)線路了。實(shí)際上，多數(shù)電源側(cè)設(shè)備 (配電變壓器或配電柜)通常都安裝了關(guān)口表(電能表)，多數(shù)的低壓電力用戶也都實(shí)現(xiàn)了一 戶一表，要使用本發(fā)明，還是具備一定的條件的，缺的只是網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的控制裝置。
當(dāng)然，單獨(dú)為了測量線損，連接大量的網(wǎng)絡(luò)恐怕不太現(xiàn)實(shí)。好在有其它的系統(tǒng)可以利用， 請見具體實(shí)施方式
一節(jié)。


附圖l ;利用基于配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)管理系統(tǒng)測量線損的示意圖 圖中1主站
2配網(wǎng)管理監(jiān)測終端與主站的遠(yuǎn)程通訊信道
3支持配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)管理監(jiān)測終端
4配電變壓器
5輸電線路
6用戶房屋
7配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)干線
8干線節(jié)點(diǎn)(支持配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的集抄集控裝置) 9到用戶的電源/信號線路 10配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)支線
11支線節(jié)點(diǎn)(支持配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的集抄集控裝置)
附圖l表示一個基于配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)管理系統(tǒng)(已分案同時申請專利)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明利用與本專利同時分案申請專利的《基于配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)信息管理系統(tǒng)》 和《支持配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的集抄集控裝置》作為實(shí)時線損測量的基礎(chǔ)，這種新型配網(wǎng)信息 管理系統(tǒng)以配變臺區(qū)為管理單元，將信息管理延伸到臺區(qū)的每一用戶。
利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時線損測量的示意圖見附圖1。
配網(wǎng)信息管理系統(tǒng)由配網(wǎng)臺區(qū)終端、配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)、集抄集控裝置、與遠(yuǎn)方主站的 通訊信道和主站組成。配網(wǎng)臺區(qū)終端和集抄集控裝置都支持配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)。
配網(wǎng)臺區(qū)終端是系統(tǒng)的信息樞紐，起承上啟下作用，具有連接主站直至臺區(qū)每臺集抄集 控裝置再延伸到每個用戶的能力，系統(tǒng)才能成為一個整體，完成所有的系統(tǒng)功能。在本專利 涉及的實(shí)時線損測量方法中，起電源側(cè)測量裝置和網(wǎng)絡(luò)控制器的作用。
配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)在本專利涉及的實(shí)時線損測量方法中是連接各測量裝置的網(wǎng)絡(luò)，它由 配網(wǎng)臺區(qū)終端引出，覆蓋到該供電臺區(qū)的每一戶電力用戶，范圍與該配電變壓器供電的用戶 完全一致。如果限于客觀條件不能達(dá)到上述要求，本系統(tǒng)也能夠正常運(yùn)行，但這時可能因部 分用戶的錯漏而影響線損測量的準(zhǔn)確度。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，干線以總線型為主，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用支持配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的集抄集 控裝置，連接在干線上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(以下稱為干線節(jié)點(diǎn))允許按照總線結(jié)構(gòu)或星型結(jié)構(gòu)，擴(kuò) 展連接下一層的節(jié)點(diǎn)(以下稱為支線節(jié)點(diǎn))， 一般情況下，終端安裝在變壓器附近， 一個干線 節(jié)點(diǎn)對應(yīng)一棟樓房，安裝在該樓房的居中單元，每一支線節(jié)點(diǎn)對應(yīng)并安裝在該樓房的其它單 元。集抄集控裝置與配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)接口，與配網(wǎng)臺區(qū)終端收發(fā)交換信息，與l戶或多戶 供電用戶連接，可以測量用戶的各種運(yùn)行參數(shù)、抄讀用戶電度表，是本專利涉及的實(shí)時線損 測量方法中的可連網(wǎng)的負(fù)荷側(cè)測量裝置。
通常由配網(wǎng)臺區(qū)終端發(fā)出一條命令，集抄集控裝置接收命令并執(zhí)行，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到 終端，終端計(jì)算匯總出結(jié)果并自動保存，在需要時傳送到主站。
有了這個系統(tǒng)，本發(fā)明的方法很容易實(shí)現(xiàn)終端發(fā)出命令，要求各集抄集控裝置測量當(dāng) 前瞬時有功功率，同時終端也測量當(dāng)前電源側(cè)輸出的有功功率，然后終端依次命令各集抄集 控裝置將測量的結(jié)果上報，匯總后得到按功率口徑測得的線損和線損率，整個過程只需幾十 秒鐘；定時重復(fù)啟動這個過程，將每次的結(jié)果保存下來，就得到線損隨時間變化的曲線。
要測量按電能口徑的線損，只需要終端指定一個統(tǒng)一的時段，從時段開始，將電能計(jì)數(shù) 清零(只是清內(nèi)部存貯單元，不是清零電度表)，配網(wǎng)臺區(qū)終端和所有集抄集控裝置(即電源 側(cè)和所有負(fù)荷側(cè))累計(jì)電度，到時段結(jié)束時凍結(jié)這個累計(jì)值，上傳到終端后，即可得到按電 能口徑的線損值。
除了采用本節(jié)介紹的利用基于配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本專利方法 外，利用現(xiàn)有的集抄網(wǎng)絡(luò)，加以改造，也可能實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)本方法。
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)線路損耗的實(shí)時測量方法，由電源側(cè)、全部負(fù)荷側(cè)的電參數(shù)測量裝置組成，其特征在于所有上述測量裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接，并有一個控制部件，使這些裝置組成一個完整系統(tǒng)，可以同時測量指定的參數(shù)并將數(shù)據(jù)集中到控制單元。
2. 如權(quán)利要求1所描述的配電網(wǎng)線路損耗的實(shí)時測量方法，其特征在于各測量裝置 同時測量電源側(cè)和所有負(fù)荷側(cè)的有功功率，得到按功率口徑的實(shí)時線損。
3. 如權(quán)利要求1所描述的配電網(wǎng)線路損耗的實(shí)時測量方法，其特征在于各測量裝置 按照指定的同一時間間隔測量電源側(cè)和所有負(fù)荷側(cè)的有功電能量，得到按電能量口徑的平均 線損。
4. 如權(quán)利要求1所描述的配電網(wǎng)線路損耗的實(shí)時測量方法，其特征在于本方法所用 測量裝置、控制裝置和網(wǎng)絡(luò)利用基于配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)管理系統(tǒng)。
5. 如權(quán)利要求4所描述的配電網(wǎng)線路損耗的實(shí)時測量方法，其特征在于各測量裝置 同時測量電源側(cè)和所有負(fù)荷側(cè)的有功功率，得到按功率口徑的實(shí)時線損。
6. 如權(quán)利要求4所描述的配電網(wǎng)線路損耗的實(shí)時測量方法，其特征在于各測量裝置 按照指定的同一時間間隔測量電源側(cè)和所有負(fù)荷側(cè)的有功電能量，得到按電能量口徑的平均 線損。
全文摘要
配網(wǎng)一般指10千伏和以下的電力線路，是直接向用戶供電的重要部分。供電中配網(wǎng)要產(chǎn)生稱為線損的能量損耗，線損是供電企業(yè)必須考核的重要指標(biāo)。目前配網(wǎng)線損的測定都不是測量得來，而是用統(tǒng)計(jì)法或理論計(jì)算法測算得來。在電源側(cè)和所有負(fù)荷側(cè)安裝電參數(shù)測量裝置，并將所有測量裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接，一個控制部件使之組成完整的系統(tǒng)，同時測量指定的參數(shù)并將數(shù)據(jù)集中到控制單元，將負(fù)荷側(cè)測量結(jié)果總加起來，與電源側(cè)結(jié)果比較，即可得到該瞬時的實(shí)際線損數(shù)值。利用基于配網(wǎng)臺區(qū)測控網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)管理系統(tǒng)，可測量實(shí)時線損或平均線損。
文檔編號G01R31/00GK101206239SQ20071005287
公開日2008年6月25日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者許之端 申請人:許之端;朱 進(jìn)