[發明專利]輸電線路、變壓器以及電動機經濟運行指標統一判別方法

無效

• 申請號: 201210339267.4
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102880793A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 杜貴和;王正風;陳實
• 申請（專利權）人: 安徽省電力公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

1.輸電線路、變壓器以及電動機經濟運行指標統一判別方法，其特征在于：首先統一輸電線路、變壓器以及電動機的經濟負載系數的統一表達式，然后通過經濟負載系數作為經濟運行指標的判別標準，具體步驟為：

（1）、求輸電線路的經濟負載系數：

a、計算輸電線路經濟密度的年費用公式見式(1)表達：

CL=CT^+CZT^+Cy]]>

=r0(1+r0)n(1+r0)n-1T^+3IM2ρτmaxkcS---(1),]]>

其中，C_L為年費用；C為資金還原因數；C_Z為線路年折舊維修費用系數；C_y為年電能損耗費用；為線路投資費用；ρ為導線電阻率;τ_max為線路的年損耗小時數；k_c為單位電度電價；I_M為線路最大負載電流；r₀為投資回收率或投資利稅率；n為工程經濟使用年限；S為導線的截面積；

b、線路負載系數通過式（2）表達：

β_L＝I_M/I_e????（2），

將式（2）代入式（1）得式（3）：

CL=r0(1+r0)n(1+r0)n-1T^+3Ie2βL2Rτmaxkc---(3),]]>

其中，式（3）中的I_e為線路傳輸額定功率時對應的傳輸電流；

c、通過式（4）定義線路在傳輸額定功率時的功率損耗為P_KL，即線路傳輸額定電流I_e對應的傳輸功率：

PKL=3Ie2R---(4),]]>

對式（4）的β_L求極值，得式（5）：

βL,opt=(CZ+C)T^PKLτmaxkc---(5),]]>

定義β_L，opt為輸電線路的經濟負載系數，其含義和輸電線路的經濟電流密度等同；

d、對于110kV及以上線路通常需要考慮輸電線路無功充電功率引起的有功功率損耗，定義輸電線路容性無功充電功率為線路的空載損耗，用P_0L表示，對于式（3）進行修正得式（6）：

CL=r0(1+r0)n(1+r0)n-1T^+3Ie2βL2Rτmaxkc+TP0Lkc---(6),]]>

其中，T表示全年使用小時數，為8760小時；

對式（6）的β_L求極值，得式（7）：

βL,opt=(CZ+C)T^+TP0LkcPKLτmaxkc---(7),]]>

其中，式（7）作為輸電線路經濟負載系數的完整公式；

（2）、求變壓器的經濟負載系數：

a、經典教材提出的考慮到負荷的實際運行情況的變壓器經濟負載系數公式為式（8）：

βB=TP0BτmaxPKB---(8),]]>

b、按式（8）得到的變壓器經濟負載系數沒有考慮到變壓器的投資和運行維護費用，考慮變壓器的投資和運行維護費用，變壓器功率損耗的費用如式（9）所示：

其中，F_S為變壓器的價格，K₁表示由價格折算為功率的系數，k_p為折算的現值系數；對（9）式進行求極值，得式（10），β_B，opt為變壓器的經濟負載系數：

βB,opt=TP0B+kpK1FsτmaxPKB---(10);]]>

c、為了與輸電線路相對應，考慮了變壓器的投資以及維護費用后，采用以年費用最小法來確定經濟負載系數，可表示為式（11）：

CB=CT^+CZT^+Cy]]>

=r0(1+r0)n(1+r0)n-1T^+(TP0B+βB2PKBτmax)·kc---(11),]]>

對式（11）求極值，可得式（12），β_B，opt為變壓器的經濟負載系數：

βB,opt=(CZ+C)T^/kc+TP0BPKBτmax=(CZ+C)T^+TP0BkcPKBτmaxkc---(12),]]>

式（10）與式（12）意義相同，僅表示形式有所變化；

（3）、求電動機的經濟負載系數：

a、經典教材提出的異步電動機的最佳經濟負載系數為式（13）所示：

βD=P0D/PKD---(13),]]>

式（13）中，P_0D表示異步電動機的空載損耗；P_kD定義為額定功率時的負載損耗或額定功率時的可變損耗,也可稱為短路損耗；

b、考慮異步電動機的投資和運行維護費用，年運行費用可表示為式（14）：

CB=CT^+CZT^+Cy]]>

=r0(1+r0)n(1+r0)n-1T^D+kc(TD·P0D+τmax·βD2PKD)---(14),]]>

對（14）式求極值，得式（15），β_D為電動機的經濟負載系數：

βD=(C+CZ)T^+TP0DkcTkcPKD---(15);]]>

（4）、比較電動機的經濟負載系數的表達式（15）、變壓器的經濟負載系數的表達式（12）和輸電線路的經濟負載系數的表達式（7），三個公式在結構上相同，所以可將輸電線路、變壓器與異步電動機的經濟負載系數的公式統一為公式（16）：

βL,opt=(CZ+C)T^+TP0kcPKτmaxkc---(16).]]>