线损在线检测及降损导航装置

摘要：介绍基于TMS320F206 DSP芯片为硬件核心，采用一种中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法（已申请专利）算出给定时段内中压配电网的最大和最小电能损耗，以提供配电网线损考核指标，并及时发现偷漏电量现象和计量差错。通过在线评估配电网采用无功补偿措施后的降损效果，以及对线路负荷的不平衡度、谐波含量等指标进行在线测量和分析，为进一步采取有针对性的降损措施提供导航。
关键词：TMS320F206 中压配电网的最大和最小电能损耗的测量方法 线损量 线损率
一、概述
线损率是电力系统的综合性技术指标，也是电力部门的一项重要经济指标。线损率的高低既反映了电力网架结构状况和经营管理的质量，也反映了电力部门技术管理水平的高低。
目前，电力部门都是通过理论线损计算来制定年度、季度、月度线损计划指标并为进一步采取降损措施提供依据的。理论线损计算的准确性取决于设备参数的准确度、代表日运行数据的合理性及理论计算方法的准确性，对于高压输电网来说，由于设备参数和运行数据比较容易获得，数据的准确度较高，所以电力部门对于高压输电网线损情况掌握和了解得也比较全面、真实。对于配电网，由于其结构复杂，有关数据收集困难，特别是计算方法的不完善，使得配电网理论线损计算结果与真实值相差较大，难以有效地用于指导线损工作。由于缺乏配电负荷的运行数据，因此《电力网电能损耗计算导则》中曾经要求，按与各配电变压器额定容量成比例的关系，分配配电网首端的负荷，并计算相应的理论电能损耗和理论线损率。这种方法目前被广泛应用。但是通常配电负荷的大小并不与其配电变压器的额定容量成比例，因此由《电力网电能损耗计算导则》计算出的理论电能损耗和理论线损率并不符合实际负荷分布情况，当统计电能损耗和统计线损率与理论电能损耗和理论线损率相差较大时，无法判断究竟是统计电能损耗和统计线损率误差大还是理论电能损耗和理论线损率误差大。由于统计电能损耗和统计线损率通常是由人工（或由电量计费系统、自动抄表系统、负荷控制管理系统等）通过用配电网首端总供电量减去各配电负荷总用电量计算得出，因此难以发现偷漏电量现象和计量差错。
随着电力系统自动化水平的不断提高，有的供电企业为了提高配电网的线损管理水平，投入了大量资金为一些试点中压配电线路装设了配电负荷测量装置，但在实际的应用过程中，由于受到就地测量装置可靠性、通讯可靠性等条件的制约，加上中压配电线路上负荷的变化比较频繁，使得采用这种方法误差很大，很难取得预期的效果。
针对电力行业中存在的以上问题，本项目开发了一种中压配电线路线损在线监测及降损导航装置（以下简称“装置”），装置通过对中压配电线路（6-10kV）变电站出口侧的三相电压、三相电流电气量（或者AB、BC两相线电压和A、C两相电流）进行采样，能够实现中压配电线路线损的在线监测分析与统计功能。
二、硬件电路设计
 
1、采用TMS320F206 CPU，可以实现每秒2000万次定点运算；
2、4.5K×16位SRAM存贮器，存放数据；
3、32K×16位FLASH存储器，存储固化程序，保存重要参数；
4、64K×16位程序/数据存储器，便于调试；
5、2K×8位NVRAM和实时时钟，保证在掉电情况下时钟的正常运转及重要历史数据不丢失；
6、16通道、14位分辨率、同时采样、每通道76KSPS采样率的模拟输入，主要完成电压、电流等测量，多通道同步快速采样、精度高，满足线损算法、谐波分析等需求；
7、三路异步串口（二带光电隔离）/一路同步串口/一个打印机并口；
8、具有看门狗和电源监测电路，系统安全、可靠；
9、所有数据都可以通过LCD屏或连接笔记本电脑进行监视，运行和维护人员可以十分清楚地了解本装置的运行情况
三、软件实现
通过用户提供的资料对中压配电线路网架结构的分析计算，可得出如下整定参数：
a) 三相总空载损耗KZSH(千瓦)
b) 供电首端最大电流Imax(安培)
c) 单相最小等值电阻Rmin(欧姆)
d) 导则计算单相平均等值电阻Rav:(欧姆)
e) 单相最大等值电阻曲线系数A1(欧姆)
f) 单相最大等值电阻曲线系数B1(欧姆/安培)
g) 单相最大等值电阻曲线系数A2(欧姆)
h) 单相最大等值电阻曲线系数B2(欧姆/安培)
i) 单相最大等值电阻曲线系数A3(欧姆)
j) 单相最大等值电阻曲线系数B3(欧姆/安培)
k) 单相最大等值电阻曲线系数A4(欧姆)
l) 单相最大等值电阻曲线系数B4(欧姆/安培)
m) 单相最大等值电阻曲线系数A5(欧姆)
n) 单相最大等值电阻曲线系数B5(欧姆/安培)
o) 单相最大等值电阻曲线系数A6(欧姆)
p) 单相最大等值电阻曲线系数B6(欧姆/安培)
q) PT变比
r) CT变比
1、本日各损耗电量 （千瓦小时）和各线损率 （%）计算方法
本日（XXXX年X月X日）0时0分0秒为计算时间起始点，对应首端电量为 （千瓦小时）。在某时段N，假定负荷恒定，其实测三相电流有效值为 、 、 （安培），相应的有功电流分量为 、 、 （安培），时段长度均为 （秒，内部设置）。与该时段计算用采样时刻对应的首端电量为 （千瓦小时）。[Page]
（1）本日最小损耗电量 （千瓦小时），最小线损率 （%）
 
 
（2）本日导则损耗电量 （千瓦小时），导则线损率 （%）
 
 
（3）本日零无功损耗电量 （千瓦小时），零无功线损率 （%）
 
 
（4）本日最大损耗电量 （千瓦小时），最大线损率 （%）
        其中，
当 时（ ）， ；
当 时（ ）， ；
当 时（ ）， ；
当 时（ ）， ；
当 时（ ）， ；
当 时（ ）， 
 
2、期间（日、月、年）各损耗电量 （千瓦小时）和各线损率 （%）计算方法按照以上方法类推。
四 结语
应用本装置，可以弥补现有理论线损计算的不足，实时准确地掌握中压配电线路的线损变化情况，真正实现了线损指标的确定让数字说话！通过使用本装置供电企业可以大大提高线损管理水平，降低管理线损，减少窃电、漏电现象的发生，并为制订降损措施提供方向，从而提高企业的经济效益。