电力电缆计算方法精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇电力电缆计算方法范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：电缆电气；计算方法；参数计算；工程施工；联网；供电 文献标识码：A

中图分类号：TM246 文章编号：1009-2374（2016）20-0072-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.035

进入21世纪后，全球经济和科技都得到了飞速发展，并且随着人们环保意识的提高，新能源的应用得到了进一步推广。目前，联网和供电是人们生活中不可或缺的两部分，而联网与供电二者在具体实施过程中，都需要以电缆作为载体。同时，电缆具有占地面积小、可靠性高、搭设简单、信息传输快等多项优点，因此在许多领域都得到了广泛的应用。在应用电缆过程中，要做好电气参数计算与分析，这对电缆的应用有着重要影响。

1 各种电缆电气参数算法介绍

1.1 方法一

对电缆在应用过程中，利用多导体对构建电缆的电路模型进行科学分析，如果在电缆的实际应用过程中，没有铠装层存在，那么在实际操作中，本应当由3根单芯电缆所构成的输电线路，则会包含6根导体以及与大体进行连接。需要注意的是，这6根导致相互之间要保护平行，同时每根导体要与地面保持平行。阻抗矩阵型的计算原理如下：如果在分析过程中dij≤0.135DcA，在具体计算过程中则可以对Carson-Clem公式进行应用，弯沉对电缆阻抗矩阵的计算，单位为Ω/km。

在式（1）和式（2）中，ri表示的为单位导体内电阻值的大小，在具体计算过程中，需要对邻近效应和集肤效应进行充分考虑，如果再对导体进行分割处理，那么在具体操作过程中，如果对导体进行上漆处理，可以有效地降低各种效应的发生情况。通常来说，在上述公式中的DCA=660，这也被称“Carson深度”，而在这个小公式中，表示土壤的电阻率的，单位为Ω・m；表示频率，单位为Hz；dij表示两个相邻导体之间的距离，单位为m。

1.2 方法二

电缆电气参数的计算也可以通过Matlab中的power cableparam功能完成，通过相关图形用户界输入相应的参数，从而获得电缆的ELC矩阵。下面针对power cableparam电缆参数的计算方法进行重点介绍：

在式（3）中，RC（dc）表示通过导体的直流电阻；RC（E）表示导体的大地的回流电阻值，通过实际测量可知，该数值的大小为π2×104f，单位为Ω/km；

k1=0.0529f/（3.048×60），表示频率因数，单位为Ω/km；De=1650为导体是等效大体回路的距离，单位为m；GMR表示导体的几何半径大小，单位为m。

在计算过程中线芯之间的阻抗计算如式（4）所示：

式（4）中的GMD表示相邻导体之间几何的平均距离，其中n表示所有导体间距的总数，通常来说，并不需要利用此公式完成对GMD的计算，而是作为输入参数直接获取。

护套自阻抗的计算通过式（5）完成：

在式（5）中，Dn表示内绝缘层和相导体平均半径之间的距离大小，单位为m。

护套间与线芯之间的电阻为：CCS=。在上述公式中，假定是XLPE绝缘层，εCS表示内绝缘层的相对介电常数；dia、doa分别表示内绝缘层和外绝缘层半径的大小，单位为m。

1.3 方法三

交流电阻计算，在电缆中导体与护套之间电阻的计算应当依据式（6）进行计算。

在式（6）中，R（ac）以及R（dc）表示的为电缆导体，后者为护套中的交流电或直流电，电阻值的大小，单位为Ω。在具体计算过程中，对于三芯、双芯、单芯不同类型的电缆来说，y值都应当取1。如果电缆属于管道类型，y的取值将会有所变化，通常应当为标准取值的1.5倍，因为常规取值为1，因此在管道电缆中，y的取值应当为1.5。在式（6）中，ks表示集肤效应系数，而kp表示相邻近效应系数。在具体计算过程中，电路中直流电阻的计算如式（7）所示：

在式（7）中，ρ表示整条电力电阻率的大小，单位为Ω・m；A表示电缆导体标截面面积的大小，单位为m2；θ表示电缆运行过程中，电缆的温度，单位为℃。

2 三种方法的计算结果与对比

对电缆电气参数的三种计算方法进行了详细介绍，下面采用不同方法进行计算，获取的电感、电阻、电容部分参数，在具体操作过程中，电缆的排列方式的种类有很多，主要针对带铠装电缆和不带铠装电缆两种情况进行下，1根三芯电缆或3根单芯电缆程等边三角形的排列的情况机型对比分析。

2.1 没有铠装层电缆

没有铠装层电缆呈等边三角形排列时，3根电缆之间距离完全相同，表1为3种不同计算方法下，得到的电阻矩阵中的部分参数；表2中表示的则为电感矩阵中的部分参数，在表中，C表示导体，S表示护套，下脚标表示导体的具体编号，例如S2C1表示为2号电缆的护套与1号电缆导体之间的互电感或互电阻。电缆电容的矩阵参数详细信息如表3所示：

通过表1、表2、表3将各项参数输入，然后依据阻抗推导公式，对没有铠装的等边三角形序列的阻抗进行计算，通过计算结果可知，正序阻抗和负序阻抗两者的数值相等，并且在正序电感和零序电感达到一定频率后，两者的数值趋近相等，但是如果在具体电缆铺设过程中，电缆为平铺，正序电感和零序电感的频率范围将会存在较大差距。

2.2 铠装电缆

在对铠装电缆进行分析时，假设铠装层的材料为铝，开组层的内径大小为0.0689m，外径的大小为0.07988m，电阻率的大小为3×10-8m，对电缆的横截面积进行量测，通过量测得到电缆横截面积大小为0.0028m2，电缆的相对磁导率大小为1.5，电缆外层的橡胶互层的厚度为0.003m，相对介质常数大小为2.5。其余参数，例如护套、线芯等，都与没有铠装电缆的参数相同。表4、表5分别对比了方法二和方法三两种计算方法所获得的电阻、电容参数，这主要因为power cablepram算法不能用于对没有铠装电缆参数的计算。

3 结语

综上所述，电缆电气参数计算过程中可以采用不同的方法进行，不同的计算方法取得的效果不同。本文主要分析了三种不同的计算方法，从电缆电气参数计算的准确性和便捷性来看，在计算中应用方法一是最佳选择。

参考文献

[1] 甘启才.电力电缆电气参数及电气特性研究[J].中国高新技术企业，2016，（3）.

[2] 李婧，郭金明，黄锋.用于电力电缆现场测试的电气参数及接头位置识别装置的研制[J].低碳世界，2015，（31）.

[3] 杜伯学，李忠磊，张锴，王立.220kV交联聚乙烯电力电缆接地电流的计算与应用[J].高电压技术，2013，（5）.

[4] 郑雁翎，王宁，李洪杰，张冠军.电力电缆载流量计算的方法与发展[J].电气应用，2010，（3）.

[5] 成凌飞，王泰华.矿用通信电缆基本电气参数数值模型[J].电工技术学报，2010，（12）.

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关键词：电力电缆；变频串联谐振；交流耐压试验；调谐

中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）2-0118-01

电网改造过程中，高压电气设备广泛使用，交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，也是判断电气设备能否投运以避免发生绝缘事故最有效最主要的手段。

1 变频串联谐振

1.1 工作原理

变频串联谐振原理是应用LC串联谐振产生交流高压电源来进行工作。变频串联谐振全套设备主要由变频电源、励磁变压器、谐振电抗器、高压分压器和补偿电容器五部分组成。

1.2 装置配置的计算方法

实际使用时，装置配置主要取决于以下几个方面：①电缆的最高试验电压Us。②电缆的最大和最小等效电容量Cx。③电缆的试验频率f。工频交流范围：45～65 Hz。④耐压时间T。

1.3 电力电缆交流耐压试验方法

电力电缆现场试验时，被试电缆的其中一相接交流高压电源，其它两相接地，电缆另一端三相开路，不能三相并联对地同时进行交流耐压试验。

2 现场试验

2.1 现场使用方法及具体试验情况

现场使用按以下步骤进行：①估算被试电力电缆的等效电容量Cx。②根据已配电抗器的情况，选择串并联应用。根据公式I≤2 πfCUs以及f==50 Hz计算可能的回路电流和频率范围，并注意电抗器的实际耐压情况。③连接线路时，电抗器串并联使用时应注意同名端引线及耐压等。④确保线路连接好，接通变频电源的电源开关。⑤试验完毕后，降压关机，并给电缆放电。

下面举个具体现场例子，供大家参考。

线路名称：丰塬变110 kV丰陕Ⅰ线路。

电缆型号：YJLW03 64/110 1×400；电缆长度：120 m

可知：此电缆的等效电容量=0.017 uF，试验电压=128 kV，试验频率为30 Hz≤f≤80 Hz，串联谐振回路的品质因数≥30。通过理论计算装置的配置参数如下：试验电源输出功率P0=，其中Us为电缆试验电压，Is≈w C0Us，Q为回路的品质因数，根据此公式，可计算出变频电源及励磁变压器需要的最大功率为（按Q=30计算）：

P080===4.6 kW

P050===2.9 kW

可知验装置配置清单如下：

①变频电源：功率10 kW，输入电压：AC 380 V，输出电压 400 V，一台。

②励磁变压器：功率10 kW，输出电压：0.6 kV/2 kV/4 kV，一台。

③谐振电抗器：耐压100 kV，电流50 A，电感量50 H，两台。

④高压分压器：200 kV分压器，一台。

⑤补偿电容器：0.1 uF/100 kV，共两只。

现场试验数据如表1所示。

由以上现场试验数据可以看出，随着高电压的上升，由于谐振电抗器电抗量的变化而品质因数Q值的变化（下降），在实际应用中，这种现象是正常的，不用担心，这个问题可以解决，因为品质因数Q值的变化是由于谐振电抗器电抗量的变化引起，这种变化本身没法改变磁石，我们只需要将谐振频率稍微调高即可。

2.2 现场试验过程中出现的故障和原因，以及解决故障

的策略

现场试验过程时，会出现各种问题，有些问题比较常见和容易处理，比如仪器自身问题、现场接线问题、现场供电问题以及仪器与负载的匹配问题等。现在要说的是一种特殊情况，在现场试验过程中，当调谐后电压达到测量要求最高值时，有时会出现电压突然降落，这属于失谐现象，是正常的，因为当电压升高后，谐振电抗器的电感量会发生变化，谐振频率跟着变化导致高压值发生变化。此时要想让高压值再次达到测量要求最高值，只需要重新改变一下谐振频率即可。一般情况下，这时频率稍微增加一点点即可。

3 现场试验中的注意事项

现场试验中的两个注意事项：①变频电源输出任何一端不得接地。②必须保证系统良好的接地。

参考文献：

[1] 周武仲编著.电力设备维修诊断与预防性试验[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2] 韩佰锋编著.电缆故障闪测仪原理与电缆故障测量[M].西安：陕西科学技术出版社，1993.

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【关键字】电力故障预警；电力故障；应用

1引言

随着电力系统应用的逐步推广，其运行可靠性和安全性问题变得越来越重要。电力故障是影响电力系统正常运行的主要因素，当前常见的电力故障主要包括电缆接头故障、电力设备与设施故障、变压器故障等，对这些常见的电力故障进行诊断与预警已成为提高电力系统运行效率的重要措施。

2 电力故障预警技术

2.1电缆接头故障预警技术

电力电缆输配电是在大型企业和城市中广泛应用的一种供电方式，随着供电距离的不断增加，输电线路上常出现电缆接头故障，使得电缆运行出现故障。 通过研究表明，过负荷、接触电阻等因素导致接头温度过高，是电缆接头发生崩烧故障或绝缘老化现象的主要原因。

电缆接头故障预警系统主要由五部分组成，分别为现场通信总线、数字温度传感器、系统通信、上位监测站和下位数据采集站。在企业或工厂主控制室放置上位监测站的控机装置，在测温点比较密集的区域中间分散放置数据采集站和电源。由上位监测站启动运行温度监控软件，下位数据采集站采集电缆温度数据，系统通信对数据进行分析，实时显示、记录现场温度数据，根据接头温度特性和历史温度数据，通过一定的计算方法预测出温度预报值。当前主要使用的电缆接头故障预警技术是温度监测系统。

温度监测系统是一种具有综合分析报警功能的电缆接头故障预警技术，它能同时监测许多电缆接头的温度与变化，实时显示、记录每个接头的温度，综合分析，对突发事件进行预警，便于工作人员准确及时地了解电缆的运行状态，避免隐患事故的发生，保障送电安全。温度监测系统主要是通过监测电缆接头的温度实现对电缆故障的检测、诊断和预警功能。目前电缆接头故障温度监测系统多种多样，例如基于传感器、无线网络技术和微机系统集成的电缆接头故障预警系统，基于方差法的电缆接头故障预警系统、基于微处理器技术、通信技术、离子感烟技术等的电缆接头防火预警系统等。

2.2电力设备故障预警技术

传统的电力设备预警技术虽然能够对设备的运行状态与故障进行监测预警，但是存在着两个问题：第一，当系统报警时，设备已发生故障，不得不停机维修；第二，系统报警后，由于诊断不及时等原因导致无法及时的排除设备故障。随着网络技术、信号处理技术的发展，电力设备的故障诊断逐步智能化、设备预警的准确性也逐步提高，与传统的电力设备故障预警系统相比，现代化的预警系统可以在故障发生之前进行准确的预警与诊断，排除了故障对机组造成的危害。

预警管理系统是当前部分电力设备中安装的一种电力设备故障预警技术。它可以有效监测设备的运行，同时诊断分析实时数据和设备的历史数据。主要由中间件、数据采集和预警管理模块三部分组成。中间件是系统的数据中心，它从数据采集处获得数据并处理分析实时数据，同时将相关数据信息保存至数据库；数据采集的作用包括发送实时数据和特征值计算及将计算结果发送至中间件；预警管理是整个系统的核心，属于后台程序，在接收数据后，对实时数据进行处理分析，判断设备是否发生故障，是否需要报警以及何种类型的报警。三个模块既互相独立又紧密相连，共同完成设备故障的诊断与预警功能。预警管理系统的主要应用包括以下几方面：

（1）配置预警信息

预警管理系统主要是和数据库、中间件交互，在登录后，预警系统会自己加载相关的配置信息。初始化预警信息后，可以从数据库中读取预警信息，并通过组态软件对其进行设置与修改。不同类型的报警对应着不同的设置参数，根据设备的运行状态可以进行合理的设置，此外还可以实现趋势报警和快变报警。

（2）查看报警

反馈报警状态：通过声音、短信、邮件等多种方式，将设备报警信息，如报警时间、故障点及报警类型等及时反馈给设备检修员。

查看分析报警状态：客户端可以查看设备及所有测点当前的和历史的报警状态，从数据中分析设备各测点的变化趋势，去趋势变化中分析设备是否发生故障和故障类型。

（3）诊断设备

诊断技术与预警技术是紧密结合的。在预警管理系统中，可以根据诊断区域或分析方式的不同，对设备分别进行区域诊断与单点诊断或半自动诊断与自动诊断，实现故障分析与诊断。

2.3 变压器故障预警技术

作为现代电力中的关键设备，变压器在企业生产中有着至关重要的作用。电厂在输电前，首先要通过升压变压器将电压增大，用户在用电前，又要通过降压变压器将电压转成与用户设备匹配的电压等级，所以，变压器以一种最初级的电力设备，其运行状态决定了整个电力系统的工作状态。

当前大部分企业采用的变压器故障诊断预警技术是油中溶解气体技术，它可以实现在线监测，实时了解设备的运行状态。经典的油中溶解气体故障诊断方法主要是以油征气体的组成和含量为依据的故障诊断法和以油征气体的成分比值为依据的故障诊断法。随着科学技术的不断发展，油中溶解气体故障诊断技术也得到了发展，并逐渐走向成熟，例如神经网络、免疫算法、模糊数学法等，通过识别模型的方法识别现有的故障样本数据。

以广泛运用的基于离线油色谱的变压器故障预警技术为例分析，其对变压器的故障预警主要有两种方式：

（1）基于预测模型的变压器预警

基于预测模型的变压器预警即先报警后诊断，主要是通过检测油中溶解气体的成分与含量的变化，基于历史数据建立预测模型，预测分析下一周期的气体情况，当实际监测数据或预测数据超过了预设的固定值时，表示变压器发生异常，从而启动报警系统。

（2）基于诊断模型的变压器预警

根据离线色谱的判断依据和诊断方法，诊断分析油色谱在线监测到的数据，在已知历史数据和当前数据的情况下，预测下一周期的色谱数据，然后诊断预测数据，根据故障诊断的结果可以知道变压器故障的发展状况，根据这一结果进行预警。

3 总结

运用电力故障预警技术，能够有效地提高电力系统的运行效率，满足用户的需求，降低企业的经济损失。随着信息化网络技术、计算机技术的不断发展，电力故障预警系统将越来越完善，电力故障也将不断得到有效地解决。

参考文献：

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关键词：供电企业；线损管理；问题

中图分类号：C29 文献标识码：A 文章编号：

节能是我国经济和社会发展的一项紧迫任务，要把节约资源作为基本国策，加快建设组员节约型、环境友好型社会。就供电企业而言，主要体现在节能降损方面。国家电网公司及有关部门制定了一系列的管理规定和管理办法，如《国家电力公司电力网电能损耗管理规定》、《供电所线损管理办法》《节能降损技术手册》等，将节能降损问题视为国家考核电力企业的一项重要经济指标。

l当前供电企业线损管理中造成的电力损耗分析

供电企业解决管理线损的方法是要定期在春秋两季树木生长繁茂的季节和台风高发季节进行清除线路障碍工作，还要对绝缘子进行擦拭和维护，减少供电设施短路跳闸，带来的不必要的放电损耗。如果线路故障导致某条线路停止工作，就有可能被另外设备代替工作。于是负荷就随着增大，消耗也随着增加。因此要定期做好维护避免多余损耗发生。供电企业的线损管理中，人为因素也占有相当大的比例。由于管理不当窃电问题常有发生，尤其是用电量大或高耗能用户最容易窃电；由于抄表人员错抄、漏抄、估抄等人为工作失误造成的电量流失；解决人为线损主要办法是严肃用电纪律，严打窃电行为。加强工作规范，大量采用电能量采集系统进行远程抄表，这样就能有效克服了传统的手工抄表，抄表员不到现场、估抄等问题。已经完成远程抄表的抄表终端系统与计算机连接，可实现数据的快速导入和导出，省去以往由收费员手工录入表码这一步，避免二次录入的差错，大大提高工作效率。同时，系统与SG186营销管理系统接口可快速计算客户电量、电费，并对客户电量异常发出报警，提示抄表员进行现场重新复核，减少抄表差错率。该系统还能实现客户电表信息、电价信息、地址信息、联系信息、用电信息、欠费信息等的查询。从技术上直接解决了漏抄、错抄、估抄等不良行为。电能计量的误差是产生于电能计量装置综合误差。为了避免误差的产生需要选择高精度、稳定性好的多功能智能型电能表。由于电子技术的发展，现在多功能智能型电子表已日趋完善，其误差较为稳定，且基本呈线性，具有四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等智能监测控制其他智能管理功能，且过载能力强、功耗小。使用智能型多功能电子式电能表，在控制电量损耗的同时由于它精确程度高，也保证了用户的利益。

2供电企业设备管理导致的线损问题

供电设备主要由线路、变压器、低压线路、电动机、绝缘子、电能表等为供电服务的设施构成。由于资金问题，和历史遗留等问题，导致电网规划与布局不合理，变压器与其所带负荷不匹配，输配电变压器容量选择不当，高耗能配电变压器不能及时更换，变压器运行方式不科学等原因，造成的迂回供电、近电远送、变压器负荷运行、空载、轻载等情况，进而造成电能损耗增加。解决布局不合理问题主要是科学制订电网规划，合理配置输变电设备，经过技术经济比较优选设计方案，确保电网建设施工质量。合理选择变压器及输电线路，禁止淘汰型高耗能输变电设备进入电网，加强电网和用户无功补偿设备的配置，城乡公用变压器宜按照靠近负荷中心、小容量、密布点、短半径的要求进行设置。导线截面过大过小引起的线路轻载、空载或超负荷运行以及电力设备、线路老化引起的绝缘等级降低、阻抗增大、介质损耗、瓷瓶或瓷套泄漏增大等问题都容易导致线损增加。及时做好供电线路维护工作。做好大型用电单位的增容工作。定期进行夜间巡查，检查绝缘子和导线接头有没有打火现象产生。定期清理绝缘子上面的污垢，避免由于接触不良导致不必要的放电，损耗电量。电动机的绕组，以铜或者铝材料为导体时，当电流通过情况下，对电流呈现的特有阻力。电能在电力网传输中，必须克服导体的电阻。电动机需要建立并维持旋转磁场，才能正常运转，带动机械负荷作功。变压器需要建立并维持交变磁场，才能起到升降压和输送电能的作用。在交流电路系统中，电流通过电气设备，电气设备消耗系统的无功功率，建立并维持磁场的过程，即是电磁转换过程。在这电磁转换过程中，电气设备的铁芯中产生磁滞和涡流，使电气设备的铁芯温度升高和发热，从而产生电能损耗。因这种损耗是交流电在电气设备铁芯中建立和维持磁场作用而产生的，这种损耗与通过电气设备的电流大小无关，从而产生了电能损耗，这种损耗比较固定。不容易降低。变压器在工作中应该尽量避免三相电源的电压不对称。三相不平衡时，使变压器处于不对称的运行状态，导致变压器损耗加大的同时严重消耗电量。使变压器零序电流过大，局部金属件温度升高，甚至可以烧毁变压器。在无功耗电的状态下，造成直接的经济损失。为了达到三相负载的对称，应该把三组单相接户线应由同一电杆上引下，并且保持三组单相的接户线负载应尽可能保持平衡。在日常维护工作中定期测量三组接户线的负载，检查三相负载是否平衡，不平衡时应该立刻进行调整。减少配变台区供电半径范围，最多不超过500m，控制单相接户线的总长度，一般不得超过20m，单相负载电流超过10A时必须直接从三相四线制线路上引下，如距三相四线制线路较远，应重新架设三相四线制线路，来保证三相平衡。增加导线截面积及每相的分裂导线数，或采用耐高温线材。最近耐高温线材技术的进步，为减轻中短距离输电线的热稳定极限的限制提供了一条有效途径。采用耐高温线材的输电线传输的电流是普通铝包钢增强型导线的2～3倍，而它的截面直径与普通导线相同，不会增加杆塔等支撑结构的负担。在许多情况下，由于电压约束、稳定性约束和系统运行约束的限制，输电线路的运行容量远低于线路的热稳定极限。许多技术即针对如何提高输电容量的利用程度而被发明出来。当发生并联支路潮流或环路潮流问题时，调相器常被用来消除支路的热稳定限制。串联电容补偿是另一种远距离高压交流输电线路常用的提高输电容量的方法。现在人们利用大功率电力电子技术开发了一系列设备，统称为柔流输电设备，它可以使人们更好地利用输电线、电缆和变压器等相关设备的容量。达到节能降耗的目的。

3供电企业线损计算方法

输出线路损耗的计算公式：

P=12R

式中：P——损失功率，W；

I——负荷电流，A；

R——导线电阻，。

三相电力线路损耗计算公式：

P=PA+PB+PC=312R

电缆线路的电能损耗由导体电阻损耗、介质损耗、铅包损耗、钢铠损耗，组成。一般情况下介质损耗约为导体电阻损耗的1～3%，铅包损耗约为1．5%，钢铠损耗在三芯电缆中，如导线截面不大于185mm2，可忽略不计。电力电缆的电阻损耗，一般根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算，在代表日电力电缆的损耗为：

W=3r01×24×10-3 (kW·h)

式中：0——电力电缆线路每相导体单位长度的电阻值，∕km；

1——电力电缆线路长度，km。

电网中功率消耗和运行电压的平方成反比，在输送相同功率时适当提高运行电压，即可以确保电压质量，也能降低损耗。在降低消耗工作中可以通过提高供电设备的功率因数，来减少无功电流的分量。从而改变公用变压器的功率因数，来给正在运行中的配电变压器进行合理的无功补偿，提高公用变压器的功率因数。平衡变压器运行的数量，保证变压器以最小功率运行。避免超负荷运行。线损的计算方法还有均平方根电流法和平均电流法。均方根电流法的物理依据是线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗，相当于实际负荷在同一时期内所消耗的电能。它的计算公式应用均方根电流法计算，由于配电变压器的额定容量不能体现其实际用电量情况，因此对于没有实测负荷记录的配电变压器，用均方根电流核与变压器额定容量成正比的关系来计算一般不是完全符合实际负荷情况的。只可以借鉴作为线损推理的辅助数值。各分支线和各线段的均方根电流根据各负荷的均方根电流代数相加减而得到，而在一般情况下，实际系统各个负荷点的负荷曲线形状和功率因数都不相同，因此用负荷的均方根电流直接代数相加减来得到各分支线和各线段的均方根电流不尽合理。这是产生误差的主要原因。

结束语

通过上文的论述，我国供电企业的现状仍然存在着诸多的不足有待改善，我们必须从多角度，多方向共同努力，实现管理水平的改进与提升，有效降低损耗利国利民，控制线损、降低线损、实现电网经济运行是电力企业现代化管理的核心内容，促进我国供电企业线路的利用率，提高供电企业的经济效益。

参考文献

[1]周云丹．县级供电企业线损管理分析[J]．中国科技信息，2005

[2]陈丽君．关于提高线损管理水平的探讨[J]．农村电工，2005

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关键词：电缆截面经济性分析选择

电气设计中选择配电电缆时，通常是根据敷设条件确定电缆型号，然后再根据常用数据选出适合其载流量要求并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。用这种方法选出的截面，技术上是可靠的，工程投资也最低。但是，这种选择结果是否合理呢？我们知道，配电线路存在着电阻，它消耗浪费的电能是不可忽视的。为了节约电能，减少电路电能损耗，可以考虑适当加大线路截面，而加大截面势必造成工程初投资的提高，下面我将通过偿还年限回收方法对这个问题进行论述，以求得出最理想的截面选择方法，即通过经济技术比较来找出最佳经济效益的选择方案。

1.1偿还年限经济技术分析法

对工程经济效益的分析方法有很多种，如：

（1）偿还年限法；

（2）等年度费用法；

（3）现值比较法等。

偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案在多长时间内可以通过其年运行费的节省，将多支出的投资收回来，它的目的就是找出最佳方案。

如果方案1的投资F1低于方案2的投资F2，而方案1的年运行费Y1高于方案2的年运行费Y2。这时就要正确权衡投资和年运行费两个方面的因素，即应计算选择投资高的方案的偿还年限N。

N=（F2-F1）/（Y1-Y2）年（3）

如果年值较小，如只有二、三年，则显然初投资高的方案经济。若N值较大，如十年左右，那就偿还年限太长，投资长期积压，初投资高的方案就不经济了。因此，偿还年限法的关键在于合理地确定标准的偿还年限NH。一般我国的电力设计通常取5-6年。在方案比较时，把计算的偿还年限N与标准偿还年限NH作比较，若N=NH，则认为两个方案均可；若N<NH，则认为投资高的方案优于投资低的方案，若N>NH，则相反。

1.2利用偿还年限法选择电缆截面

现以380V动力配电电缆为例，取一些典型情况进行计算（实例见附录图纸《商铺导线选择计算书》）。

设回路负荷P1、P2、P3、P4、P5的线路长度都为100m，计算电流（即线路长期通过的最大负荷电流）分别为7.5A、50A、100A、150A、210A，根据敷设要求，选用YJV电力电缆沿桥架敷设。

第一步：查阅相关资料，按常规方法，即按发热条件选择电缆截面，并校验电压损失，其初选结果如表4所示。为了简化计算，此表中数据是取功率因数0.8时计算得出的，实际上一般情况下用电设备的功率因数都低于0.8。所以，实际的电压损失与计算值各有不同，但基本不影响对于截面的选择。

上表中电缆截面是按发热条件选取的，所选截面均满足电压损失小于5%的要求。这种选择方案自然是技术上可靠，节省有色金属，初投资也是最低的。但是，因截面小而电阻较大，投入运行后，线路电阻年浪费电能较多，即年运行费用较高。那么，适当的增大截面是否能改善这种情况呢？加大几级截面才最为经济合理呢？

第二步：多种方案比较。

首先，对P1回路适当增加截面的几种方案进行比较：

方案1：按发热条件选截面，即3X2.5mm2。

方案2：按方案1再增大一级截面，即3X4mm2。

接下来分别计算两种方案的投资与年运行费。为简化计算，仅比较其投资与年运行费的不同部分。就投资而言，因截面加大对直埋敷设，除电缆本身造价外，其它附加费用基本相同，故省去不计。年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细无多大关系，可以忽略不计，折旧费也忽略不计，所以：

方案1的初投资F1=电缆单价X电缆长度=3500①元/kmX0.1/km=350元。

方案2的初投资F2=电缆单价X电缆长度=3800元/kmX0.1/km=380元。

方案1的年电能损耗费D1=年电能消费量X电度单价=AkwhX0.8。

式中：A=3I2JS*R0*L*τ10-3kwh

R0-线路单位长度电阻（YJV-0.6/1KV-2.5mm2R0=9.16/km）；

L-线路长度；

IJS-线路计算电流；

τ-年最大负荷小时数，这里取3000h（按8小时计算）。

于是：

D1=AX0.8=3X7.52*0.916*0.1*3000*0.8*10-3=37元

所以，方案1的年运行费Y1即是年电能损耗费37元。

按与上面相同的方法可求得方案2的年运行费（计算略）为30.7元。

显然，方案2投资高于方案1，但年运行费却低于方案1，其偿还年限N为：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2）=（380-350）/（37-30.7）=4.7年

可见，偿还年限小于5年，说明方案2优于方案1，方案2的多余投资在3年左右就可通过节省运行费而回收。也就是说，人为增加一级截面是经济合理的。那么增大两或三级，甚至更多，其经济效果如何，是否更加经济？下面作类似计算比较。

现在根据表5的结果，将方案3与方案2比较，方案3的投资高于方案2，但年运行费用少，其偿还年限为：

N’=（409-380）/（30.7-26）=6.17年

显然，因偿还年限超过标准偿还年限5年，故投资高的方案是

------------------------------------------------------

①因近来铜价不稳定，所以这里采用的是2004年铜价未涨时的电缆价格。

不合理的，即投资方案2优于方案3。

同样，方案4与方案3比较，方案4的偿还年限远远高于方案3的：

N’’=（499-409）/（26-21）=18年

通过以上分析计算，最终可以确定方案2（即按发热条件选出截面之后，再人为加大一级）是该回路选择截面的最佳方案。对其它P2-P5线路经过上述计算方法均可以得出同样结论，这里不再一一赘述。

因此，我认为在选择电缆截面时，按发热条件选出后，再人为加大一级，从经济学的角度看是明显有效益的；从技术角度看，增大电缆截面，线路压降减小，从而提高了供电质量，而且截面的增大也为系统的增容创造了有利的条件。

但是，当负荷电流较小（IJS<5A）时，通过计算可以发现：没有必要再加大截面。因为负荷电流较小，所产生的线路损耗也较小，增大截面而多投资的部分，需要5年以上才能回收，故此时只需按发热条件选择即可。

1.3总结

1.3.1按投资年限法选择电缆截面

首先，按发热条件选出允许截面，然后再加大一级，当负荷计算电流小于5A时就不必加大截面了。当然，电压损失仍要计算，如损失超过允许的5%时，可以增大一级。

1.3.2线路长短与偿还年限无关

前面计算过程中为简化计算而把电缆长度均设为100m，实际上，线路长度对比较结果是没有影响的，下面把偿还年限公式展开：

N=[α2L/3I2JS*R10*L*τ*d10-3]-[α1L/3I2JS*R20*L*τ*d10-3]

其中：

L-线路长度（km）；

R10、R20-两种电缆单位长度电阻（Ω/km）；

d-电度单价（元/kwh）。

公式的分母、分子都有线路长度L，显然可以消掉。因此，偿还年限的计算结果与电缆长度无关。这一点很有意义，因为无论线路长短，都可以用该方法选择电缆导线的截面。

参考文献

[1]《电气和智能建筑》杂志

[2]《全国民用建筑工程设计技术措施》（电气），中国计划出版社

[3]《工程经济学》

篇(6)

关键词:设备状态评估；风险评估；重要性；问题分析

Abstract：In the increasingly fierce market competition, the power from a seller's market to the buyer's market today, on the power equipment reliability requirements are also getting higher and higher power supply departments over the years have been performed only for time based maintenance mode. This periodic maintenance mode in the next few years will likely continue. But with the development of power network enterprises. Society for electric energy quality and service quality requirements continue to increase. Power industry is facing increased pressure. How to improve the service quality of power supply, improve the reliability of power supply, increase the amount of electric power, enterprise to decrease person synergism will is power supply enterprise faces a problem, is also currently the power supply enterprises are actively exploring the subject.

Key words：Equipment condition evaluation；Risk assessment；Importance；Problem analysis

中图分类号：C33文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

1 设备状态评价

1．1 设备状态评价对象

设备状态评价的对象并非所有设备．对供电企业而言．需要评价的设备必须是实施设备状态检修的设备。对无法实时监控或没必要进行状态检修的设备．状态评价显然是不必要的。按照电压等级(通常为1mkV)与供电部门的划分．设备评价的对象主要可以分为输变电设备与配电设备．两类设备的评价工作分开进行．并且由供电企业中的输网与配网部门分别负责。其中，输变电设备主要包括：油浸式变压器

(电抗器)，SF5交流断路器，组合电器，真空断路器，隔离开关，电磁式电压互感器，电容式电压互感器，电流互感器，金属氧化物避雷器．并联电容器，电力电缆，架空输电线路，继电保护装置，自动装置，测控装置．远动工作站 当地后台．网络通信，协议转换器(通信管理机)，GPS卫星时钟．逆变电源：而配电设备主要包括：配电变压器，柱上真空断路器．高压开关柜，SF6组合电器，配电室，箱变，电力电缆线路，架空配电线路。以上设备均是重点评价对象。

1．2 设备状态评价的重要性

随着技术的发展，设备状态监测与信息采集的成熟为供电企业的状态检修工作提供了良好的基础。在状态参数能够准确及时得到的前提条件下,状态检修工作开展的难点即落在了作为检修决策基础的设备的状态评估。设备状态评估作为联系状态检修两个主要部分―― 信息处理与决策的桥梁．如何使用设备检测的各项数据对设备当前所处状态做出即时，准确，符合下一步决策要求的综合评价在整个状态检

修工作中显得尤为重要。评估质量的好坏关系到检修计划的精准性与电网的安全性，因此适合当前供电企业的评价方法的研究应得到足够的重视

2 设备风险评估的重要性

风险指未来状态和结果的不确定性。一般来说，风险是指不好的结果产生的不确定性，机会是指好的结果产生的不确定性。设备的风险评估则是对设备在各个状态下运行，对供电企业、用户乃至整个社会所带来的不确定性的评估，最终达到使以上三方充分了解可能发生的种种情况及其发生概率，最终将不确定性转为可控的确定性的过程，供电设备风险评估既是供电企业自身管理的重要环节，也是检修决策的必要支撑，因此风险评估的精确程度也将大大影响检修质量，从而影响供电企业效益。

对于供电设备状态检修而言，其包含的风险种类很多，可以有设备风险。财务风险，维修风险，管理风险等等。这其中，处于最重要地位的是设备风险。其他风险都可以看作是由设备风险引起的，因此评估的主要内容就是设备风险 设备风险不单纯是设备发生故障时设备自身遭受的损失，它还和设备故障后导致的其他后果有关，比如说因绝缘油泄漏导致的环境污染，部件爆炸对人身产生的伤害和系统减供等严重后果。因此进行设备风险评估时，不但要了解设备自身的相关信息．故障历史记录，还要了解设备在电网中所处的地位和起到的作用，这样才能完整反应设备风险大小。

此外。与设备状态评价有所区别，设备状态评价的依据主要是设备在线监测所提供的客观数据，这在一定程度上保证了评价的依据的客观性与真实性：而设备风险评估的主要依据是设备状态评价的结果，因此正确的设备状态评价结果成为影响设备风险评估结果的关键

3 设备风险评估工作概况

目前．对于普遍适应的风险模型其参数包含的内容非常复杂繁多 对于输变电设备而言，风险模型中各参数的计算可以进行一定的简化。按照《国家电网公司输变电设备状态评价导则》规定，其中设备资产由设备价值、用户等级和设备地位三部分组成：资产损失程度由成本、安全和环境三部分组成。设备的状态评估过程主要由信息汇总与计算两部分构成。

风险评估所需要的初始信息主要由以下三部分组成：

(1)设备状态评价结果(设备状态评价分值)；

(2)设备故障案例(设备故障、损失程度及可能性)：

(3)设备相关信息，包含设备台帐、电网结构及供电用户信息。

其中，平均故障率主要由设备缺陷导致，是设备状态检修中主要的基础数据之一，在极大程度上决定了总风险的大小。目前各供电企业最主要采用的是由EATECH公司提出的计算方法，计算公式如下：

其中ISE是指设备状态评价分值，K为比例系数。C为曲率系数，P为设备故障率，最终得到一个取值在0-1区间的概率。资产损失程度主要有成本损失程度，环境损失程度与安全损失程度组成．资产评价有设备价值，用户等级与设备地位三部分组成。计算方法均是加权平均计算

最终的风险计算模型则是某时点上三部分数据的乘积。

4 设备风险评估目前存在的问题

4．1 评价方法简单

由于现行的方法中存在大量确定的参数，参数不随设备或公司的实际情况变化，因此导致了一种极力简化，使用固定参数的评价方法，虽然步骤简单，但该方法在实际应用中存在着提供信息量少的特点，说服力有限。

4.2 数据获取难度大

由于部分数据，如设备的相关信息与历史记录等数据等单一的地区供电企业很难得到，因此导致企业往往会放弃风险评估的某个方面，导致评估的不全面性。

4.3 与检修工作脱节

由于供电设备风险评估方法本身并非源自状态检修，而是源自经济学中的风险研究，因此大量的计算与安全性稳定性无关的经济数据，不仅使得风险评估过程冗长，更使得风险评价工作与检修决策脱节 对检修工作支持有限。

4.4 对检修决策支持有限

精度低与不全面的风险评估报告往往无法反映现时设备状态下的真实风险，并且评估结果本身所能提供的数据对检修决策往往影响有限，因此无法有力支持检修决策的制定，使设备风险评估的效用发挥较小。

5 结束语

总之，设备状态评价存在着缺乏实时性与精确性，评价结果单一等问题，使下一步的风险评估工作开展难度大。而风险评估存在着自身复杂并且模型与实际脱节的问题，导致对检修决策的制定支持力较小。因此设备状态评价与风险评估成为供电企业开展设备状态检修的短板，需要在理论与方法上对其进行进一步研究与探讨。

参考文献:

[1 才新．输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景田．中国电力，2005，38

(2)：1-7．

篇(7)

关键词：配电电缆选择

投资与偿还

节电

配电电缆选择时，通常是根据敷设条件确定电缆型号，而后根据常用数据选出适合其载流量要求并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。用这种方法选出的截面，技术上是可靠的，工程投资也最低。但是，这种选择结果是否合理呢？我们知道，配电线路存在着电阻，它所消耗浪费的电能是不可忽视的。为了节约电能，减少电路电能损耗，可以考虑适当加大线路截面，而加大截面势必造成工程初投资的提高。本文将利用补偿年限回收方法对这个问题加以讨论，通过定量分析计算即经济技术比较来寻求具有最佳经济效益的选择方案。

1.经济技术分析的方法

对工程经济效益的分析方法通常有：

（1）补偿年限法；

（2）年总费用法；

（3）财务报表法等。

偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案在投资和年运行费上的差值，并算出投资高的方案在多长时间内可以通过其年运行费的节省，将多支出的投资收回来，其目的是找出最佳方案。

如方案Ⅰ的投资F1低于方案Ⅱ的投资F2，而方案Ⅰ的年运行费Y1高于方案Ⅱ的年运行费Y2.这时应正确权衡投资和年运行费两个方面的因素，即应计算选择投资高的方案偿还年限N.

N＝（年）

如果年值较小：如只二、三年，则显然初投资高的方案经济。若N值较大，如十年左右，即偿还年太长，投资长期积压，初投资高的方案就不经济了。因此，偿还年限法的关键在于合理的确定标准偿还年限NH.我国的电力设计通常取5～6年。在方案比较时，把计算的偿还年限N与标准偿还年限NH作比较，若N＝NH，则认为两个方案均可；若N＜NH，则认为投资高的方案优于投资低的方案，若N＞NH，则相反。

2利用补偿年限法选择电缆截面

本节以380V动力配电电缆为例，取下列几种典型情况进行计算。

设回路负荷P1、P2、P3、P4其线路长度均为100m，计算电充（即线路长期通过的最大负荷电流）分别为7.5A、50A、100A、150A、210A，根据敷设要求，可选用VLV或VV型电力电缆直接埋地敷设。

第一步：查阅相关资料，按常规方法，即按发热条件选择电缆截面，并校验电压损失，其初选结果如表1所示。

在这里，为了简化计算，取负荷功率因数0.8，实际上一般情况下应好0.7，V用电设备组的cosΦ值都低于0.8.所以，实际的电压损失与计算值各有不同，但基本不影响对于截面的选择。

上面电缆截面是按发热条件选取的，所选截面均满足电压损失小于5％的要求。这种选择方案自然是技术上可靠，节省有色金属，初投资最低的。但是，因截面小而电阻较大，投入运行后，线路电阻年浪费电能较多，即年运行费用较高。那么，适当地增大截面是否可行，加大几级截面才是最为经济合理的呢？

第二步：多种方案比较。

首先，对P1回路适当增大截面的几种可行方案进行比较：

方案1：按发热条件选截面，即3×2.5mm2；

方案2：按方案1再增大一级截面，即3×4mm2.

分别计算两种方案的投资与年运行费。为简化计算，仅比较其投资与年运行费的不同部分。就投资而言，因截面加大对直埋或沟内敷设，除电缆本身造价外，其它附加费用基本相同，故省去不计。年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细关系不大，这一项费用的差价所占比重较小，同样可以略去不计，于是：

方案1的初投资F1＝电缆单价×电缆长度＝3500元／km×0.1／km＝350元。

方案2的初投资F2＝电缆单价×电缆长度＝3800元／km×0.1／km＝380元。

方案1的年折旧费E1＝初投资F1×年折旧率＝350×0.030＝10.5，方案1年电能损耗费D1＝年电能消耗量×电度电价＝ΔAkwh×0.085.

式中：ΔA＝3I2ls×R0×L×τ×10－3kwh

R0——线路单位长度电阻（VLV－2.5mm2R0＝14.7／km）；

L——线路长度；

Ijs——线路计算电流；

τ——年最大负荷小时数，根据最大负荷，利用小时数T和功率因数查曲线得出，这里取T＝3000n及T＝2000n，则查出τ分别为：

T＝3000n

τ＝2100n

T＝2000n

τ＝1600n

于是：

（1）当T＝3000n、τ＝2100n时，方案1的年电能损耗费：

D1＇＝ΔA×0.085＝3×7.52×14.7×0.1×2100×0.085×10－3＝44元

（2）当T＝2000n、τ＝1600n时，方案1的年电能损耗费：

D1＇＝ΔA×0.085＝3×7.52×14.7×0.1×1600×0.085×10－3＝33.7元

方案1的年运行费Y1＝年折旧费＋年电能损耗费。

T＝3000n时Y1＇＝10.5＋44＝54.5元

T＝2000n时Y1＇＇＝10.5＋33.7＝44.2元

按与上面相同的方法可求得方案2的年运行费（计算略）：

T＝3000n时Y2＇＝11.4＋27.8＝39.2元

T＝2000n时Y1＇＇＝11.4＋21.2＝32.6元

显然，方案2投资高于方案1，但年运行费却低于方案1，其偿还年限N为：

当T＝3000n时N＇2－1＝＝＝2.0年

当T＝2000n时N＇＇2－2＝＝2.5年

可见，偿还年限小于5年，说明方案2优于方案1，其方案2的多投资额仅在2～3年内，即可通过节省年运行费而收回。也就是说，人为增加一级截面是经济合理的。那么，若是人为增加两级三级，其经济效果如何？则需类似计算比较。

现在根据表2的结果，将方案3与方案2比较，方案3投资高于方案2，但年运行费用少，其偿还年限为：

当T＝3000n时N＇3－2＝＝3.3年

当T＝2000n时N＇＇3－2＝＝4.6年

综上所述，投资高的方案3优于方案2.为了找出最佳方案，我们可以将方案4与方案3比较，其偿还年限为：

当T＝3000n时N＇4－3＝＝20年

当T＝2000n时N＇＇4－3＝＝29年

显然，因偿还年限远超过标准偿还年限5年，故投资高的方案是不合理的，即投资方案3优于方案4.

通过以上分析计算，最终确定方案3（即按发热条件选出截面之后，再人为加大两级）是所选截面的最佳方案。对其它P2～P5线路经过上述计算方法均得出同样结论，即方案3为最佳方案。

因此，我们认为在选择截面时，按发热条件选出后，再人为加大两级，从经济角度看有明显的效益。即使侧重考虑节省有色金属的观点，人为加大一级也是完全可行的。从技术方面看，增大电缆截面，线路压降减小，从而提高了供电质量，而且截面的增大也为企业或系统的增容改造创造了有利条件。

但是，当负荷电流较小（Ijs≤5A）时，计算结果表明：没有必要再加大截面，因为负荷电流较小，所产生的线路损耗也较小，增加截面而多投资部分，需要在5年以上才能收回，故此时按发热条件选择即可。

以上是按VLV铝芯电缆为例作出的结论，如换为VV铜芯电缆其结果：以P3回路为例，计算略。

从表3中可以看出方案2为最佳方案，即按发热条件所选截面之后再加大一级。虽然这仅是在一种情况下得出的结果，但具有一定的普遍意义，因为，各级电缆截面的级差与相应的投资额之差均符合趋势。

3.结论

从以上分析可见，按偿还年限法选择电缆截面，不仅具有突出的节电效果和最佳的经济效益，而且还具有一定规律。

3.1按投资年限法选择电缆截面

首先，按发热条件选出允许截面，然后再加大两级，当负荷计算电流小于5A时就不必加大截面。当然，仍要计算电压损失，在损失超过允许的5％时，可增大一级。一般情况下，由于按偿还年限法选出截面均能满足电压损失的要求，同时也满足短路热稳定的要求，这种方法对裸导线架空敷设也同样有效。

3.2线路长短与偿还年限无关

前边计算线路均设为100m，因为实际上，线路长度对经济比较结果没有影响。让我们看看偿还年限的具体公式。

N＝（年）

其中：

F2～F1——分别为两方案的投资；

Y1～Y2——分别为两方案年运行费用。

将上公式展开：

N＝－

其中：

L——线路长度（km）；

R10、R20——两种电缆单位长度电阻（Ω／km）；

β——电缆年折旧费率（取3％）；

d——度电价（元／kwh）。

公式的分母、分子都有线路长度L，显然可以消掉，因此，偿还年限的计算结果与电缆长度无关。这一点很有意义，无论电路长短，都可以用该方法选择电缆导线截面。

3.3最大负荷利用小时数T与选择截面经济效益的关系

重新分析其偿还年限的表达式并整理得：

N＝

可见，在其它因素相同的条件下，偿还年限与最大负荷损耗小时数τ成反比。而τ取决于最大负荷利用小时数T和负荷功率因数，τ值随T的增大而增大，随功率因数提高而减小。

在计算时分别选T为3000n和2000n，这是企业一班制估算的，如两班和三班制其T值大于3000n即负荷利用小时数较大，适当增大导线截面更具明显的经济效益和节电效果。

参考文献

1.工厂常用电气设备手册