在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。
AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。
在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。
由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。
RS232接口电路的设计
AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。
串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:
串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。
为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。
软件编程
软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程
下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。
在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。
人机界面编程
打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。
功能结果
辅导资料中答案为如下：将电压表与滑动变阻器并联，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表读数为2.2V时，小灯泡正常发光。由于电源电压是6V，当电压表示数为2.2V时，根据串联电路电压的关系，小灯泡两端电压为UL=6V-2.2V=3.8V，正好等于额定电压。测出此时电路中的电流I，即可求出小灯泡的额定功率P=3.8V×I，电路图如图1所示。
笔者认为，本题提供的参考答案存在不足之处。在测电功率的电路中，滑动变阻器的首要作用是保护整个电路，避免电流表、小灯泡、电压表等器件的损坏。所以，在开关闭合前，滑动变阻器连入的阻值都要最大，这已成了初中电学实验设计很重要的一步；第二作用是滑动变阻器移动滑片，调节电流或电压，直至灯泡正常发光。由于题目中没有告诉灯泡电阻RL和滑动变阻器最大阻值R的大小和关系，开关闭合前滑动变阻器又处于最大阻值，如果RL小于R，根据串联电路中电压的分配跟电阻成正比，则滑动变阻器两端电压在开关刚闭合时会超过3V，就将会使并联在滑动变阻器两端的电压表再次损坏。可见，上面的实验方案是不完善的。因为它没有考虑到电压表再次损坏的可能性。
在此，作如下讨论，并给出正确解决方案：（设灯泡电阻为RL，滑动变阻器最大阻值为R）
1．当R≤RL时，由串联电路中电压的分配跟电阻成正比可知，滑动变阻器两端的电压不会超过3V，在电压表0~3V挡范围内，则不会损坏电压表。在设计实验方案时电压表直接与滑动变阻器并联即可。本题一些辅导资料提供的参考答案正是适合这一种情况。
2．当R＞RL时，由串联电路中电压的分配跟电阻成正比可知，在开关闭合时滑动变阻器两端的电压超过3V，为了避免电压表0~3V挡烧坏，可设计如下实验步骤：（a）按如图2连接电路，开关闭合前，滑动变阻器滑片P放在最右端。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡逐渐变亮，直至电压表读数刚好为3V；（b）此时断开开关，将电压表改接到滑动变阻器两端，如图3所示，再继续向左调节滑片P，直到电压表示数为2.2V为止，记录此时电流表的示数I，此时小灯泡正常发光，额定功率P=3.8V×I。
本题由于没有告诉灯泡电阻RL和滑动变阻器最大阻值R的大小，正确的设计方案应以上面讨论2的叙述为准。可以说，本题是一道很好的实验设计题，它能锻炼学生的发散性思维和创造性思维，培养学生探究能力和学习兴趣。在讨论了此题的实验方案后，针对本题中的滑动变阻器，我又设计了这样一个问题给学生思考：若题目中RL=18Ω，有四个最大阻值分别为10Ω，15Ω，20Ω，40Ω的滑动变阻器，选哪一个最适宜呢？学生经过讨论发现，若选10Ω的滑动变阻器，即使在最大阻值，也不能保护整个电路。若选20Ω或40Ω的滑动变阻器，方案可行，但如讨论2所说，步骤复杂，稍有疏忽，就会损坏电压表。而选15Ω的滑动变阻器，正如讨论1所说，方案最简单。所以，选15Ω的滑动变阻器则最适宜。
关键词：电工电子技术；Multisim；软件仿真教学；多媒体教学
作者简介：邬宝寅（1985-），男，河南信阳人，郑州科技学院机械系，助教；张莉（1982-），女，河南开封人，郑州科技学院机械系，助教。（河南郑州450064）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0068-02
一、软件应用简介
Multisim是美国国家仪器（NI）公司推出的基于Windows操作系统的仿真工具。其中Multisim 10.0版本的软件具备原理图设计、硬件描述语言设计，模拟、数字电路仿真，可编程器件仿真、PCB设计与输出等功能。该软件原是为电气工程师设计的，可以帮助电气工程师设计电路软硬件，分析电路的运行情况，并指导对电路设计的修改，减少电路设计出错的可能性。Multisim 10.0同样可用于电学教学，通过Multisim可以在其界面上搭建目标电路，调用虚拟仪表测量电路中各处的状态、参数，分析电路的运行情况，并与理论计算的结果相印证，验证理论计算正确与否。
就仿真功能而论，Multisim的元件库里含有丰富的电子、电气元件，包括基本元件、通用集成电路和不少常见的专用集成电路、可编程器件等。界面里含有多种虚拟仪表。通过调用电子元件，可以在Multisim的界面上搭建绘制所研究电路的电路图，调用各种虚拟仪表连接到电路当中需要测量的位置上，运行电路便可观察出虚拟仪表上的读数，了解电路的参数，这个过程等同于在实验室中搭建了一个真实的电路。
二、应用思路
机械类专业的“电工电子技术”是一门理论性与实践性兼备的课程，传统教学采用板书讲授法，现在又多采用多媒体课件的教学方法，更多的教师在讲授电工电子技术时，以多媒体课件为主，对其中理论推导的过程结合以板书讲授。这两种都是理论教学的方法，一个逻辑缜密，但过程抽象，另一个比较直观。“电工电子技术”的另一个教学环节是实验课，多是在实验室中进行，由学生自己动手操作。这两个教学环节不管是在时间上还是在空间上都是独立的，无法进一步紧密地结合。
在课堂教学中引入Multisim软件仿真技术，便是要将理论教学和实验教学结合起来，将实验室搬到课堂，搬到教室的大屏幕上，使学生在学习理论知识的同时，能够直接观察到实验现象――尽管只是从屏幕上观察到的。这将加深学生对理论知识的印象，从而降低教师对理论知识讲解的难度。这个过程实质上是将电学分析的成果，以一种比多媒体课件更加直观的形式表达出来，因为在仿真软件的窗口上，电路的运行是动态的。
以教师为主导的理论教学和以学生为主导的实验教学都是不可替代的，Multisim软件仿真教学是联系理论教学和实验教学的桥梁，可以寓实验教学于理论教学之中，使两者之间没有时间空间上的界限，不再是两个相互独立的教学环节。
三、教法和学法设计
将板书讲授教学、多媒体课件讲授教学和Multisim软件仿真教学三者结合在一起，可以实现比较好的教学效果。
1.教法设计
如图1所示，在课堂教学中，多媒体课件是课堂素材的主体，中间穿插板书推演和Multisim软件仿真，其中Multisim软件仿真素材的电路可以以超链接的形式加在多媒体课件中。首先提出所要讲解的目标电路，分析电路中所使用电子元件的类型，元件的特性以及电路的组成、结构特点等信息，然后对电路进行简化，建立电路的电学模型。这个过程可以结合多媒体课件中的图像文字进行讲解。然后是根据电路电学模型中的已知条件，解算出电路的未知条件，得出电路的输入输出关系，并可以代入电路的具体参数数值得出结论性数据。这个过程比较抽象，可以采用传统的板书推演方式。随后进行的就是Multisim软件仿真，打开课前准备好的Multisim原理图文件，在软件窗口上观察记录元件参数，运行仿真，记录虚拟仪表所测得的数据，然后将之代入理论推导出的电路的输入输出关系中，加以验证。最后是对该电路实例的综合和总结。
2.学法设计
电路仿真软件NI Multisim 10.0使用十分方便，学生完全可以通过自学了解该软件的使用方法，并加以应用。教师可以在学生中推广该软件，让学生在有条件的情况下自行下载安装，利用业余时间自主学习该软件的用法，甚至可以用来解决一些实际的电路分析、设计问题，将之作为解决电路问题工具之一。其在课程设计、毕业设计中都有可用之处。
四、应用举例
下面以RLC串联电路为例，来举例说明一下NI Multisim 10.0在课堂教学中的应用。
首先运行软件，如图2所示，在软件的窗口中调用交流电压源、电阻、电感和电容，将电压源电压改为220V，频率改为50Hz，将电阻、电感和电容的参数分别修改为100Ω、100mH和100μF。然后调用虚拟电压表，分别测量电阻、电感、电容两端的电压，调用电流表测量回路中的电流，调用示波器观测电阻、电感和电容相对于零电位点的波形。点击运行键使电路处于运行状态，观察电压表电流表的读数，得出如表1所示读数。
1.阻抗关系验算
通过表1可以计算出电感感抗、电容容抗。
由此可以得到复阻抗和总电流：
通过计算可知，电流计算结果与测试结果相同，可以验证感抗、容抗计算公式和复阻抗计算公式。
2.电压关系验算
通过表1和阻抗关系验算结论得出电阻、电感和电容的分压：
由此可以得到复总电压：
通过计算可知，总电压计算结果与测试结果相同，可以验证RLC串联分压计算公式。
3.谐振关系与波形
通过以上计算可知，电感分压与电容分压十分接近，电路接近串联谐振状态，电阻分压等于电源电压，电流达到最大值，由此可以验证串联谐振关系。
双击窗口中的虚拟示波器，打开示波器波形图（如图3所示）可以观察到RLC串联电路中各点的波形图。电路中所调用的是四踪示波器，其中A通道测量的是总电压，B通道测量的是LC串联的电压，C通道测量的是电容两端的电压。观察可知总电压有效值将近220V，电容两端的电压有效值大约70V，而LC串联后的电压非常小，趋近于谐振状态。
五、结论
现代多媒体教学方式为灵活多样使用教学方法提供了环境，而丰富的软件技术又为教学提供了多种便利的工具。电路仿真软件NI Multisim 10.0是一种计算机辅助电路设计软件，借助现代多媒体教学环境，灵活使用该软件的仿真功能，使之成为多媒体教学要素的一部分，可以为提高电学课堂教学效果提供一定的帮助。
参考文献：
[1]荣军,丁跃浇.计算机仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育,2011,(12).
[2]张开碧,冯辉宗.控制系统仿真教学系统开发[J].实验技术与管理,2010,(4).
关键词：负荷，损耗，节能
节能工作是支持国民经济迅速发展的重要一环，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2～3 倍，节能工作潜力很大。对于建筑电气而言，合理的选用设备，合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等手段都能够较好的实现建筑电气的节能降耗。
一、用电负荷计算
用电负荷计算方法宜按下列原则选取；在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法；对于住宅建筑，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。
二、供配电系统的节能设计
（一）节能型变压器
减少变压器的有功损耗,按下式计算
ΔPb =Po +β2 ×Pk；
式中ΔPb：变压器的有功损耗（kW）；Po：变压器的空载损耗（kW）；Pk ：变压器的有载损耗（kW）；β：变压器的负载率（0≤β≤1）。
Po 又称铁损，由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺，故变压器应选用节能型的，如S9 、SL9 型油浸变压器或SC9 型干式变压器。Pk是变压器的线损，与流过绕组的电流的平方成正比。当Po =β2 ×Pk时变压器的效率最高。一般变压器的经济运行负荷率在50 % -70 %时，有功、无功损耗电量最少，运行效率最高，但在实际运行中，负荷率是随时间而变化的，故设计中不按变压器的最佳负荷率来选择，而应略高于变压器的最佳负荷率，一般为75 % ~ 90 %。
（二）减少线路的电能损耗
一个工程的线路全长动辄万米以上,所以线路上的总有功损耗是相当可观的, 减少线路上的能耗应引起设计重视，可从以下几方面入手：
(1) 选用电导率较小的材质作导线，铜芯最佳。
(2) 配电室或配电箱应位于负荷中心，减少单回路导线长度，以减少回路上的电压降，进而减少来回线路上的电能损失。
(3) 适当增大导线截面，对于比较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面的基础上，应再加一级导线截面，以延长导线的使用寿命，减少线路的损耗，也提高了供电质量，并为负荷的发展留有余地。
根据设计经验，住宅单元进户线截面的选择经常取决于住宅面积，如表所示：
住宅面积/m2 单元用电kW/户 电度表/A 进户线截面mm2
60 3-5 5(20)A 4
60-120 5-8 10(40)A 6
120-200 8-10 15(60)A 10
（三）提高配电系统的功率因数
系统中的用电设备如电动机、变压器、气体放电灯中的整流器都有电感，会产生滞后的无功，这就需要从系统中引入超前的无功相抵消。这部分超前的无功从系统经高低压线路传输到用电设备，也产生了损耗。这些损耗的降耗措施如下：
(1) 提高设备本身的功率因数，减少对超前无功的需求；可采用功率因数超前运行的同步电动机，电感整流器的气体放电灯加装电容器等措施。
(2)采用电容补偿，产生超前无功。且无功补偿装置应就地安装，以减少线路上的无功传输。，负荷。
三、电气照明系统的节能设计
（一）确定合理的照明指标
照明节能应能提高整个照明系统的效率，而不是在损失照明质量的情况下片面地强调节能。照明设计应从照度、照明均匀度、眩光值、光色、能效指标等来综合地评价。在民用建筑中实施的照度标准值，可以根据国家标准结合照明要求的档次高低来选择。档次要求高的可提高一级，档次要求低的可降低一级。
（二）采用高效节能光源
采用光效高、光色好、显色性高的光源代替白炽灯。灯具悬挂较高场所的一般照明，宜用金卤灯、高压钠灯；灯具悬挂较低场所的一般照明，宜采用荧光灯。
（三）选择节电的照明电器配件
选择节能型的灯具电器配件（如镇流器）。，负荷。以往广泛应用的直管荧光灯电感镇流器，其自身功耗为光源功率的20%左右，而节能型电感镇流器电能损耗率<10%，更节能的电子镇流器，电能损耗率只有3~5%。在量大面广的照明设计中，采用节能电子镇流器，节能的效果就非常明显。
（四）选择合理的灯具控制方案
建筑物室内照明应尽量利用自然采光，对可以利用自然光的这部分区域的照明，可以采用灯光调节装置，根据照度变化进行灯光自动调节。对长期需要开停，但又要按人流的多少自动调整照度的场合，在增加投资不多的情况下，采用调电压调光，以达到节能的目的。
面积较小的房间宜采用一灯一控或二灯一控，面积较大的房间采用多灯一控的方式，但每个开关控制的灯数不宜太多，也应考虑适当数量的单控灯。室外宜采用光电自动开关或光电定时开关控制。
（五）加强照明用电的管理
加强照明用电管理是照明节能的另一个重要方面。，负荷。主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主。实行经济责任制，将节电纳入考核内容，促进职工树立节电意识，对照明灯做到合理控制，养成随手关灯的习惯。这些措施都能有效地降低照明用电量。
四、建筑电气设备的节能
（一）空调系统
其主要包括： ①冷冻水与冷却水系统的优化控制； ②热交换系统温差与流量的优化控制； ③变风量系统等控制技术。
（二）电梯
包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。
（三）电动机节能
建筑电气中的电动机可采用变频调速器，可在负载下降时，自动调节转速，使其与负载的变化相适应，提高电机在轻载时的效率。
另一种方式是采用软起动器，软起动器是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。因电压连续可调，故而起动平稳。也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信号控制可控硅导通角，以使速度随负载变化而变化。，负荷。
五、利用太阳能等清洁能源
光伏发电技术是民用建筑中应用较多的节能措施。，负荷。太阳能光伏发电系统目前主要应用于太阳能热水、太阳能锅炉、太阳能照明灯具等。，负荷。随着太阳能光伏发电技术的不断发展完善和日趋成熟，该系统将得到更为广泛的应用。
六、结论：无论是供电系统或用电设备, 建筑电气节能的潜力巨大。合理计算建筑的用电负荷，正确设计变配电系统，推广节能型用电设备，运用新技术，再配以科学的管理，是实现建筑电气节能降耗的有效措施。
参考文献
1.李宏毅,金晶编建筑工程电气节能[M],中国电力出版社,2004:30-52
2.赵维福,李国林建筑节能技术研究[J],应用能源技术,2006(5):40-43.
3.GB50034-2004建筑照明设计标准[S],中国建筑工业出版社.
4.欧孟凤建筑电气设计中的节能方式[J],电气时代,2005(12):80-81.
5.张永平浅析民用建筑电气设计中的节能措施[J]，甘肃科技，2009(13):75-77
【关键词】线损；信息采集；四分统计；降损措施
1.引言
“十二五”规划期间，我国电力建设进入蓬勃发展时期，分布式能源接入电网，电网管理实现智能化。线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失，包括不可避免的技术损耗和计量误差、透漏电等造成的管理损耗。线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标，能指导电网的设计、规划、生产和管理，如何才能有效的降低线损成为电力工作者的重点研究内容[1-4]。线损四分管理即对配电网进行分压、分台区、分区、分线管理，如图1所示。用电信息采集系统是利用先进的数字通信网络对电能进信息采集分析。
图1 线损四分管理示意图
基于国内外研究现状，胡江溢等人基于用电信息采集系统的结构，分析了其建设现状并研究了通信技术、智能费控、安全保护等技术要点，对智能电网中采集系统的发展指明了方向[1]；朱彬若等基于时间属性和物理属性对采集系统主站数据进行研究，并对系统结构进行了优化，提高了系统的处理能力[2]；孙毅等提出了一种WSN非均匀分簇算法，对线路节点位置的能量进行分析，延长了网络生存时间，负载平衡度良好[3]。本文建立了用电信息采集系统，并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述；随后建立了用电信息采集系统模型，以某供电公司为研究对象，对比其理论线损量和统计线损量；最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。
2.电网线损计量管理
线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失，包括不可避免的可变损耗、固定损耗和管理损耗[4]。线损等于供电量减去售电量，固定损耗主要有变压器铁损、计量表线圈损耗、电晕损耗、介质损耗等；可变损耗有导线损耗和变压器铜损；管理损耗包括用户窃电损失、计量表误差、抄表误差、漏电损耗等[4-5]。可变损耗和固定损耗成为理论线损，管理损耗为管理线损，理论线损和管理线损构成统计线损[6]。
随着计算机技术的发展，用电信息采集系统在线计算线损得到了广泛应用，本文计算线损主要基于均方根电流法，理论线损由式（1）获得[7]：
（1）
式中，L为电路支路个数；m为公变总数；Ii为第i个电路电流；Ip，i为第i个配变分得的均方根电流；Ie，i为第i个配变分得的空载电流；Pk，i为第i个配变的短路损耗；Pe，i为第i个配变的空载损耗。用电信息采集系统四分线损管理流程图如图2所示。
图2 用电信息采集系统四分线损管理流程图
图3 采集系统主站系统框架图
3.用电信息采集系统应用
3.1 系统架构
信息采集系统由主站、网络、终端三部分组成，实现对用电信息的采集、分析、处理、应用等工作，其系统主站框架图见图3[6]。由图3可知，采集系统主站采用J2EE架构，具有认证、数据库、采集、应用、Web、接口等服务器。数据库服务器最为重要，其采用双机控制，数据时刻进行备份，保证系统的安全可靠性。
3.2 理论线损计算
利用用电信息采集系统中的网损理论计算软件，对某电力公司的代表日线损进行研究，在该日系统潮流分布正常，无检修进行。计算10kV配电网的线损和变压器损耗，400V低压台区的线损和计量表损耗。该配电网有10kV线路67条，变压器容量583.7MVA，线路全长378.04km，公用变压器容量128.4MVA，专用变压器容量455.3MVA。400V低压网络共有232个，有功用电630.3MWh，三相电表5140块，单相电表24650块，电表损耗估计值1.164MWh。经采集系统计算，10kV配电网的损耗为0.779%，400V低压网的损耗为2.911%，总损耗电量48.8MWh，综合网损率1.248%。该配电网线损计算结果见表1所示。基于信息采集系统将理论计算值与实际统计值进行分析对比，对比情况见表2所示。
表2 理论线损与统计线损对比
指标 理论线损率（%） 统计线损率（%）
10kV配电网 0.779 0.36
400V低压网 0.469 0.541
其它元件 0 0
配电网损 1.248 0.901
理论计算值与实际统计值相差0.349个百分点，但是由于空载和备用设备并未参加理论计算，且理论值是代表日工况下的，与实际值有一定偏差，计算值属于正常范围。
3.3 降损分析
由前文可知，网损主要有线路损耗、变压器损耗、电力元件损耗等，其中线路损耗在低压配电网中占很大比例。因此提出以下几点降损措施：
（1）在保证可靠性的前提下，将配电网低压台区的平衡能力提高，根据供电范围优化布局，合理配置变压器等电力元件，尽可能的缩短输电距离降低线路损失。
（2）单相感应式电表的功耗在1.25W左右，而电子式的功耗仅为0.45W左右。输电网中有数以万计的单相电表，因此在设备改造时应将感应式电表换成电子式电表。
（3）将线路末端的电压及功率因数尽可能提高，尽可能使得变压器三相负荷处于平衡。合理布置变压器数量，降低空载损耗，做好客户端的无功补偿工作。
（4）针对线损率制定线损四分管理办法，对每月、每周、每天的线损率进行统计分析，排除故障，保证计量的准确性。
4.结语
线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标，可以指导电网的设计、规划、生产和管理。本文建立了用电信息采集系统模型，并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述；随后建立了用电信息采集系统模型，以某供电公司为研究对象，对其进行理论线损量计算，基于采集系统的同进线损量，进行对比分析；最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。
参考文献
[1]胡江溢，祝恩国，杜新纲等.用电信息采集系统应用现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2014，02：131-135.
[2]朱彬若，杜卫华，李蕊.电力用户用电信息采集系统数据分析与处理技术[J].华东电力，2011，10：1682-1686.
[3]孙毅，卢可，唐良瑞.面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法[J].电力系统保护与控制，2013，10：52-61.
[4]李超英.基于电网智能化的中低压线损管理研究[D].天津：天津大学，2012：3-6.
[5]张敏.基于用电信息采集系统的台区线损管理研究[D].保定：华北电力大学，2012：12-15.
[6]徐凌燕.电网线损模型研究及线损管理系统的开发[D].北京：华北电力大学（北京），2011：23-24.
关键词：思维探究；测电阻；变式；条件约束
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）3-0047-4
众所周知，在实际的问题处理中，问题的表征结构良好与否、所处的情境条件、学习者的领域知识都对问题的解决起着重要的限制作用。而在课堂教学中，可以通过对题设条件的有意约束设计，来引发学生对问题表征的有意注意。通过变式让学生体验从聚合到开放的思维探究过程，激发学生创造性地解决问题，是培养科学思维和科学探究等核心素养的有效手段。在课堂教学中，教师不仅要注意科学探究的各项流程，更要注意到探究是一种解决问题的思维能力。笔者由此注意到，实验设计作为一种思维探究，在测定性实验设计中也可以得到开发。本文以苏科版初中物理教材测电阻为例，利用变式教学突出约束条件，培养学生主动发现实验的限制性条件，创新设计解决问题的能力。
根据教材的要求，学生在教师的引导下从欧姆定律的应用出发，设计出基本的实验电路（图略），并成功地测出电阻。为了进一步引导学生巩固基础知识和基本技能，学会分析题设约束条件，提升实验设计的思维能力，教材“WWW”栏目中，设置了有约束条件的设计题：要测量一个阻值为数百欧的电阻。能提供的器材有：干电池两节，学生用电压表（量程为0～3 V、0～15 V）、滑动变阻器（100 Ω 2 A）和电阻箱（0～9 999 Ω 5 A）各一个，开关、导线若干。请写出你设计的实验方案（用相应的字母表示测出的各个物理量）。（1）实验思路；（2）电路图；（3）实验器材；（4）实验步骤；（5）写出待测电阻的表达式。实际做一做，验证自己的实验设计是否正确。想一想，是否还有其他的实验方案？
1 由此及彼 渐进约束
1.1 条件约束一：测量对象为数百欧的电阻
上述实验设计活动是紧挨伏安法测电阻的内容编排的，其独到之处就在于给出的实验器材中偏偏少了电流表。根据缺什么补什么的原则，首先考虑补充一个电流表。通过讨论和渐进分析约束条件，让学生体会教材编者的匠心所在。
1.1.1 变式讨论一：缺什么补什么，补上一个常用的电流表
【教学流程】 提出问题：补上的电流表能否与已知的电压表配合，用伏安法原理测出这个数百欧的电阻呢？
引导分析：题设约束条件有哪些？指导思维：从电流、电压、电阻的关系去思考。
小组讨论：常用电流表（0～0.6 A量程）其分度值是0.02 A，现有数百欧的电阻和两节干电池，能否估算电流？
得出结论：实际电路中的电流太小了，不可行。
反馈体会：本题题干提供的器材中缺少电流表的原因所在。
抓住关键：关键的突破口在于利用串联电路电流相等的规律，将电压表和定值电阻配合间接测量电流值，这样电压表就承担了直接测电压和间接测电流的功能，体现了等效的思想。
进一步展开教学。提出问题：谁可以做与电压表配合的定值电阻？
引导分析：如何保证电压表有确切的示数？
指思维：用串联分压特点去考虑。
小组讨论：需要选择多大的电阻，才能测出电压值？
得出结论：上百欧姆的滑动变阻器或电阻箱。
交流展示：学生展示两种设计结果，如下。
1.1.2 变式设计一：滑动变阻器配合电压表间接测电流
如图1所示，借助Rx和R'串联的方式，确保电流相等。用电压表分别测出Rx和R'两端的电压，通过I'=U'/R'来等效代替电路中电流表缺失这一约束性条件。
1.1.3 变式设计二：电阻箱配合电压表间接测电流
如图2所示，利用电阻箱选择合适的电阻R0代替图1中的R'，也可测出阻值Rx。
1.2 条件约束二：追加只允许连接一次，不可拆接电路的测量条件
【教学流程】 提出问题：根据约束条件，应该针对题设中哪个器件的使用作改动？
引导分析：如果直接体现在图1、图2上，如何设计？
指导思维：寻找电压表的固定位置。
小组讨论：在电源电压不确切的情况下，怎样才能测出电源电压？
得出结论：将滑动变阻器或电阻箱分别调至0和上百欧姆，读出电压表的两次示数。
交流展示：学生展示三种设计结果，如下。
1.2.1 变式设计一：滑动变阻器跟电压表配合
如图3所示，在确保电路安全的前提下，滑动变阻器可以在0和最大阻值R'两个节点之间变换，测得U 和Ux，U'可以通过U -Ux的间接方式得到。
1.2.2 变式设计二：电阻箱跟电压表配合
如图4所示，电阻箱也可以通过调节旋钮将阻值取0和数百欧，测得U 和Ux。
1.2.3 变式设计三：加设开关控制电阻箱或滑动变阻器
如图5所示，有学生注意到题设条件中还有开关若干这个条件。因而，通过开关的局部短路来实现电阻箱或滑动变阻器取0的动作，是值得赞赏和展示的。
课后反思：以问题为导向，引发学生的积极思维。学生从被动应对逐渐到主动寻“的”（这里的“的”是题设约束条件），从一筹莫展到激情迸发，设计的果实在思维的探究中孕育成长。
2 前后联系 穿越约束
2.1 条件约束三：进一步追加要求多次测量求平均值的条件
【教学流程】 提出问题：在伏安法测电阻中，我们怎么实现多次测量求平均值？
引导分析：滑动变阻器的作用明确了，那么要利用哪个器材来起到定值电阻的作用。由于电路不可拆接，该如何测出R0和Rx两端的电压？
指导思维：能否根据上图5的设计得到启发？
小组讨论：如何确定电压表的位置并利用好题设条件中的多个开关？
得出结论：将电阻箱调为一个合适的定值电阻R0和Rx串联，利用开关“搭桥”实现局部短路。
交流展示：学生展示设计结果，如图6所示。
2.2 条件约束四：要求不经计算直接读出阻值，且一次连接电路
2.2.1 变式安排：联系教材，参照设计
【教学流程】 提出问题：在变阻器一节中我们是如何测量小灯泡和人体自身的阻值的？
引导分析：能否再次利用“等效替代法”直接读出阻值？
指导思维：注意现在可用的是电压表，重点在于Rx和电阻箱R及滑动变阻器的连接方式。
小组讨论：电压表的位置、电路的连接方式、多个开关的配合使用。
得到结论并交流展示：如图7所示。
课后反思：知识的迁移运用需要主动对应联系，在设计思维中参照以前的经验是一种重要的方法，所以在课堂上只有提供给学生实践的机会，才可能将知识内化为自身的能力。
3 变换条件 辐射约束
3.1 条件约束一：将待测电阻改为约十数欧的电阻
将原题中的测量对象由数百欧的较大电阻改成十数欧的小电阻，如果其他条件未加限制，那么用伏安法或伏阻法等等均可以设计测量。现在另辟用一只电流表和合适的定值电阻作为题设条件加以约束。
【教学流程】 自主分析：对比前面的约束条件，自主分析变式条件。
尝试设计：提醒学生注意电流表的位置未加限定。
小组讨论：现在电压表缺失，如何连接 Rx和R0？如何将R0和电流表组合起来？你有没有与众不同的结果？
交流展示：如图8、图9所示。
变式设计一：电流表和定值电阻匹配间接测电压，如图8。
变式设计二：电流表将某个电阻局部短路间接测电压，如图9。
课后反思：事实上，对题设条件的约束限制并不代表结果的唯一，而正确的创造性思维都是建立在对现有条件的充分认识和评估的基础上的，图9那样的另类表现形式就是一个明证。
3.2 l件约束二：追加电路只能连接一次进行测量的条件
3.2.1 变式设计一：并联形式加开关
注意到题设条件中有开关若干的表述，将电流表设置在干路位置并增加一个开关，将图8电路变换成图10的电路形式。具体操作从略。
3.2.2 变式设计二：串联形式用短路
利用开关的局部短路作用，将图9的电路形式变换成图11的电路。具体操作从略。
课后反思：从渐进约束到穿越约束，学生对于题设条件的设置已经变得很敏感，并在交流互动中体验设计的成功，在成功中不断体验设计的快乐。到第三部分辐射约束时，学生已经很自然地去主动发现限制性条件，并在约束中迸发创造力，得到图10、11这样的设计成果是水到渠成的事。
在初中物理课堂教学中，如何在常规教学中挖掘、发现新素材，不断通过创新模式来提升学生的学习能力，这在提倡培养核心素养的今天尤其具有现实的意义。将伏安法测电阻的实验设计作为条件约束型问题的典型案例呈现给学生，不但有利于学生提升应用领域知识解决实际问题的能力，而且有利于学生在寻找最优设计方案的过程中激发出创造性思维的火花。
参考文献：
[1]张定而.设计型物理实验的复习指导[J].物理教学，2012（12）：35-36.
[2]朱柏树.立足教材的中考物理实验题命题策略及对教学的引导[J].物理教学，2015（06）：53-56.
关键词：合成绝缘子；均压环；神经网络；结构优化
Study on Corona Ring Setting and Optimizing of Composite Insulator
Xu Qi-ying1 Wu Li-hong2
（1School of electric and information engineering， Zhongyuan University of Technology， ZhengZhou， 450007， China
2Electric Power of Nan-Yang，STATA GRID，473000）
Abstract： In this paper the author analyses the functions and question of setting corona ring on the composite insulator firstly； the neural network model is built to map the location as well as the dimensions of the corona ring and the optimal goal， the parameters that improving electric field of 330KV composite insulator are recommended.
Key words： Composite insulator； Corona ring； Neural network； Optimization.
0 引言
合成绝缘子以其表面憎水性强、防污闪性能好、机械强度高等优点，广泛用于各种电压等级的交直流输电线路。但由于合成绝缘子组成结构和制造材料等与瓷绝缘子相比有很大区别， 使合成绝缘子沿面电位分布呈现非常不均匀的非线性分布特点。在实践运行中发现，尤其是合成绝缘子的高电位端，电场强度远远高于合成绝缘子的其他部分，是最容易遭受电蚀等破坏的部分。运行中为降低合成绝缘子高压端的电场强度分布，通常在高、低压端两处安装均压环。合成绝缘子均压环的配置参数即要能有效的降低绝缘子串两端的电场强度，也要防止均压环自身因承受高压而起晕，因此有必要对合成绝缘子均压环的配置参数进行优化分析。
对合成绝缘子均压环的优化配置虽可采取运行中进行实地测量研究，但一般可靠性和经济型较差，且因工作环境的限制，具体操作难度也较大。一般研究中，通常使用理论计算分析合成绝缘子沿面电场分布和均压环设置[1]。
本文首先探讨了高压交流系统中合成绝缘子设置均压环的主要作用和要求，并对合成绝缘子均压环设置结构参数进行了分析研究；优化后的均压环使得绝缘子和均压环的表面电场强度均小于电晕起始场强。最终给出了330KV电压等级下有效改善绝缘子电场分布的均压环优化参数。
1 合成绝缘子加装均压环的作用和要求
在实际运行中，为了使合成绝缘子能够安全稳定工作并改善其电位分布，需要装设各种电位梯度控制环，电位梯度控制环按其所起的作用不同一般分为屏蔽环、均压环、引弧环等不同类型，也可统称为均压环。它的主要作用是降低合成绝缘子上某些部位或两端金具表面过高的电场强度并使其尽量均匀分布。均压环安装示意图及具体参数如图1所示。
合成绝缘子均压环根据系统运行侧重点不同而有各种不同作用，其安装参数也不尽相同，工程实践中，根据电力系统运行的不同的需要，合成绝缘子均压环设置的具体要求不同。
1.1降低内部电场强度的作用
理论计算和实际测量都表明合成绝缘子的沿面电位分布是非常不均匀的，高场强主要分布在靠近高压侧的一端。这种过度集中的电场强度极易使合成材料中的微小孔隙、材料中的缺陷或不同材料之间的交界面处发生局部放电，而局部放电会使合成绝缘子材质老化而逐渐劣化。设置这种均压环的主要目的是使合成绝缘子在正常运行时的内部场强低于起始放电场强（4.5 kV/cm）。为此在均压环配置时，应靠合成近绝缘子本体，均压环相对于合成绝缘子高压侧伞盘的最佳位置一般可以通过理论计算或者现场试验而获得。
1.2表面电场的屏蔽作用
此时设置均压环的主要目的是为了减小合成绝缘子金具和导线连接件表面的电场强度，抑制电晕现象产生， 所以这种起屏蔽作用的均压环又称电晕环。 它的设置位置与金具和连接件的组成尺寸有关，当其组成尺寸较大时，均压环一般只装在高压侧即可满足要求。
1.3引开工频电弧的作用
当合成绝缘子表面出现闪络时，所产生的工频电弧会使其端部金具的温度急剧升高甚至烧蚀，在特殊情况下会使绝缘子芯棒滑出或绝缘子永久变形，这时就需要装设引弧环。引弧环可以将工频电弧从绝缘子端部金具表面引开，故这种引弧环也称为保护环。引弧环可以是环形的，也可以是角形的，还有做成开口环形的，其目的是使电弧电流在环上分布不均匀， 从而使电弧的弧根发生移动， 而不是在某一固定点上燃烧。
1.4 减弱端部局部放电的作用
合成绝缘子发生污闪时，闪络通常从杆径开始，因为那里的表面积较小，而泄漏电流密度大，极易产生局部放电。如果在运行中合成绝缘子的端部表面电场过强，就会更加加剧局部电弧腐蚀，最终导致污闪发生。运行试验表明，合成绝缘子接地端（横担侧）场强也可以达到引起局部放电的数值，所以合成绝缘子两端一般都需装设均压环。装设该种均压环时应靠近绝缘子，以起到保护伞裙的作用。
2 合成绝缘子均压环结构优化数学模型
虽然合成绝缘子均压环按照不同的要求，设置时需考虑的侧重点不同，但设置均压环的共同目的都是为了降低合成绝缘子某些部位或两端金具表面上的电场强度，使合成绝缘子沿面最大场强限制在电晕起始场强（4.5 kV/cm）以内。然而，并不是设置任意结构参数的均压环都能起到降低绝缘子表面电场强度，均压环的结构参数及安装位置等因素都将直接影响合成绝缘子表面的沿面电位分布。同时，当均压环自身的表面电场强度超过22kV/cm时，均压环自身也会产生电晕，这样反而使得绝缘子自身的绝缘性能降低。因此，采用智能优化技术研究均压环设置最优结构参数以改善合成绝缘子沿面电场及电位分布，具有重要的学术意义和工程应用价值[2]。
研究表明[2，3，4，5，6]，合成绝缘子沿面最大场强以及与均压环结构参数之间是一种映射关系F ：
式（1）中：E1为绝缘子沿面最大场强；E2为均压环表面最大场强；φ1为均压环外径；φ2为均压环内径；Δh为均压环抬高值。
均压环结构参数优化的目标就是求取一组φ1，φ2，和Δh的值，使得满足 E2小于22kV/cm条件下，E1取得最小值。然而，φ1，φ2，和Δh和E1、E2之间的关系是一种多维非线性映射关系，这种映射关系很难用简单d的函数直接描述。通常的均压环结构参数优化方法是简单的让φ1，φ2，和Δh在各自的定义域内变化，从而得到一系列的均压环设置结构参数，利用理论计算方法求得这些结构参数下的 E1和 E2，最后比较计算所得的电场强度值，找出满足均压环自身不起电晕条件下而E1取最小值时所对应的均压环的结构参数，这样得到的结构参数就是均压环最优结构参数。这种算法虽然思路清晰，但计算量较大。
近年来，神经网络因其具有强大的多维非线性映射能力在各个工程领域内得到了广泛的应用。本文探讨利用神经网络建立φ1，φ2，Δh和 E1、E2之间的映射关系，利用二次插值有限元方法计算出一些样本供神经网络训练和验证使用，再由已建立的神经网络模型计算出各结构参数变化下的 E1和 E2，从中找出满足优化目标的均压环结构参数。这样的优化过程，只需用少量的时间计算一些样本供神经网络训练和验证使用，大大减少了优化过程所用的时间。
3 基于人工神经网络方法优化均压环结构
本文对基于人工神经网络的330KV合成绝缘子均压环结构优化进行研究，其它电压等级优化过程类似。330KV合成绝缘子均压环结构优化人工神经网络采用误差反向传播神经网络，简称BP网络。BP网络通常由输入层、隐含层和输出层三层网络组成，隐含层网络可以有多层网络结构组成。本文采用单隐含层网络结构，即只有一个隐含层，如图2所示。隐含层主要用于BP网络的训练，也就是通过样本求实际输出与期望输出之间的误差小于某一设定值时的权值。隐含层节点的个数应根据算法的复杂程度来确定。神经元激活函数选为Sigmoid函数，权值通过δ学习算法进行调节[7]。
本文选取输入层神经元3个，分别为均压环结构参数φ1，φ2，和Δh，输出层神经元2个，分别为E1和E2，隐层神经元的个数按2N+1规则选取（N为输入层的节点数），则隐含层神经元为个。由于作为BP神经网络的输入层和输出层应该选取无量纲的向量，所以把输入的均压环参数和输出的场强值做归一化处理，使其成为[0，1]区间里的数值，归一化处理的过程为：
设f为均压环某一结构参数，fmax和fmin为此参数的上下界，那么对于任意的 f（x），有：
φ2与 E1负相关，所以其归一化按式（3）进行，φ1与E1正相关， 所以归一化按式（2）进行。 由于Δh与E1既不正相关也不负相关， 按式（2）和式（3）处理均可，本文采用的是式（3） [2]。作为输入层神经元的各参数 [fmax， fmin]如表4所示。对于输出场强值的归一化处理， 按式（2）处理，其[fmax，fmin]由通过二次插值有限元方法得到的用于训练的样本所对应的 E1 及 E2 来确定，其中 E1 的变化区间选为[0.1， 2.5]kV/mm，E2的变化区间选为[0.1，2.5]kV/mm。表4中的均压环结构参数同样使用式（2）做归一化处理到[0，1]区间里。
为获得包含最大信息量的神经网络训练和验证样本，需要对这些样本的获取方法进行设计，本文选用的是中心组合试验设计方法。对神经网络分别选取了150个训练样本和 30 个验证样本进行训练和验证。结果表明，在训练过程中，网络均能良好收敛，最大训练误差分别在10-4以下，网络验证结果的最大误差分别为1.27%。可见，此网络可用于各均压环参数下 E1和 E2的计算。
4 合成绝缘子均压环参数优化结果
利用训练和验证后的神经网络对各参数1mm为步长计算出均压环各参数下的 E1和 E2，找出满足 E2小于22kV/cm条件下，E1趋于最小时对应的结构参数，此结构参数就是均压环结构参数的最优方案。
优化结果为：对于330 kV合成绝缘子，均压环结构参数最优方案是分别取φ1=445mm，φ2=53mm，Δh=158mm。此时，E1为 2.73kV/cm，小于绝缘子表面电晕起始场强；而 E2为6.85kV/cm，此值亦在均压环的电晕起始场强 22kV/cm之下。
5 结论
由于合成绝缘子沿面场强分布的极不均匀， 对于高压系统中（通常110KV以上）使用的的合成绝缘子都需要加装均压环来改善电场分布。工程实践中应根据具体情况， 考虑均压环的设置问题。本文采用BP神经网络方法处理合成绝缘子均压环结构参数的优化问题，建立均压环优化神经网络模型，缩短了理论计算方法时间冗长的问题，并得到330 kV合成绝缘子均压环最优结构参数。计算结果表明，优化后的均压环参数能够使均压环表面场强和绝缘子沿面场强均小于电晕起始场强，按照该结论设置的330 kV合成绝缘子均压环，应进一步进行高压试验验证和加强运行中的巡视、记录。
参考文献
[1] 张波，何金良，曾嵘.塔头合成绝缘子均压环优化配置分析[J].高电压技术，2008，34（4 ）：652-654，659.
[2] 司马文霞，杨庆，孙才新等.基于有限元和神经网络方法对超高压合成绝缘子均压环结构优化的研究[J].中国电机工程学报，2005（25）17：115-120.
[3] 王斌，彭宗仁.500kV线路绝缘子电压分布的有限元法计算[J].电瓷避雷器，2003年第 1 期 ：13-15.
[4] 郭效金.合成绝缘子表面电压和场强计算[J].高压电器，2003，39（4）：20-22.
[5] 徐其迎，李日隆.110KV合成绝缘子沿面电场分布的计算研究[J].绝缘材料，2003，36（4）：48-50.
【关键词】配电网 理论线损计算 等值电阻法
【中图分类号】TM421
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）12-0266-01
电网的线损率既是电力系统一项重要的技术经济指标，用来综合衡量电力企业的管理水平，也是国家电力工业发达的重要标志之一。电力系统中发电厂生产的电能是通过电网的输电、变电和配电环节供给用户的。在输送和分配电能的过程中，电网中各元件，变压器、输电线路、补偿和调整设备以及测量和保护装置，都要耗费一定的电能。
在给定的时间段内，电网所有元件中产生的电能损耗称为电网的线损电量，简称线损。通常，线损是用电度表计量的“总供电量”和“总售电量”相减得到的，我们把线损电量占供电量的百分数称为线损率，即：
线损率=（供电量售电量）/供电量×100%
在电网的实际运行中，用电度表计量理论出的供电量和售电量之差得到的线损电量，称为理论线损电量，相应的线损率称为理论线损率。在理论线损电量中，有一部分是电能在输、变、配电过程中不可避免的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定。其中主要包括：与电流平方成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗；与运行电压有关的变压器铁芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗等，这部分损耗电量习惯上称为“技术线损电量”，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损电量。理论线损的另一部分是由于管理工作上的原因造成的，这部分损失电量习惯上称为“管理线损电量”。
一、线损的理论计算方法
配电网具有闭环设计，开环运行的特点，因此实际运行中的配电网多呈辐射状，而配电网中要详细收集和整理各负荷点的负荷资料及元件运行数据是非常困难的，也缺乏进行潮流分析所需的负荷数据。一般来说，馈线出口均装有电流表、功率表，可以获取馈线出口代表日24h正点电流。
因此，均方根电流法是10kV及以下电压等级的配电网中最常见的理论线损计算方法，另外也可根据计算条件和计算资料，采用平均电流法、最大电流法、等值电阻法等方法进行计算。
（一）均方根电流法。在进行配电网线损计算时，需收集沿线各节点的负荷。由于配电网节点数多，负荷在不同时段的变化又比较大，运行数据根本无法全面收集。为尽量减少运行数据的收集量，同时又不影响线损计算的精度，一般作如下假设：①各负荷节点负荷曲线的形状与首端相同。②各负荷节点功率因数与首端相等。③忽略沿线的电压损失对能耗的影响。④负荷的分配与负荷节点装设的变压器额定容量成正比，即各变压器的负荷系数相同（负荷系数为通过变压器的视在功率与其额定容量之比）。
（二）平均电流法。平均电流法是利用均方根电流与平均电流的等效关系进行能耗计算的方法。因为用平均电流计算出来的电能损耗是偏小的，因此要乘以大于1的修正系数。令均方根电流与平均电流之间的等效系数为K，称为形状系数。
（三）最大电流法。最大电流法是利用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算的方法。与平均电流法相反，用最大电流法计算出的损耗是偏大的，要乘以小于1的修正系数。令均方根电流的平方与最大电流的平方的比值为F，称为损失因数。
（四）等值电阻法。等值电阻法的理论基础是均方根电流法。因10（6）kV配电网络节点多、分支线多、元件也多，各支线的导线型号不同，配电变压器的容量、负荷系数、功率因数等参数和运行数据也不相同，要精确的计算配电网络中各元件的电能损耗是比较困难的。因此，在满足实际工程计算精度的前提下，使用等值电阻法计算配电网络的电能损耗具有可行性和实用性。
二、等值分析法分析
等值电阻法的主要任务是计算配电线路和配电变压器的等值电阻。等值电阻法是利用配电线路分段线路和全部配电变压器额定容量参数进行计算。在实际运行中，但由于配电线路和配电变压器的负荷系数并不完全相同，因此利用配电变压器额定容量计算配电线路和配电变压器的等值电阻不符合实际情况，计算误差比较大，这是等值电阻法的重大缺点。在《电力网电能损耗计算导则》中，是基于配电线路各负荷点未装设电能表和其他表计的前提下，假设配电变压器的负荷系数相同，推导出配电线路和配电变压器等值电阻计算公式。目前，国家实施农村和城市配电网建设与改造工程以来，配电线路中的配电变压器低压侧全部装设了电能表，精确计量电能。由于电能表的计量精度比较高，可以利用电能来计算配电线路和配电变压器的电阻，基于这一思想，本文提出新的计算方法改进等值电阻法。通过配电线路、配电变压器电能表计量的电能数据和配电线路参数、配电变压器额定容量及其参数来计算的配电线路和配电变压器等值电阻，提高计算精度。
三、降损措施
（一）电网降损管理措施
线损率是衡量电力企业管理水平的一项重要指标，为切实降低损耗，供电企业应建立健全线损管理责任制，加强指标管理、用电管理、计量管理、明确各管理部门的职责，并落到实处。以近期线损理论计算值和前几年线损统计值为基础，根据影响线损率升、降的许多因数进行修正，制定适合本单位具体晴况的线损计划指标，作为考核、评价本单位生产任务和经济效益完成好坏的依据。线损管理部门要认真收集资料，统计要及时，数据要正确，以便对线损定期定量分析，弄清线损升降的原因：①电网网损中的输、变电线损应分压、分线进行，配电线损的分析应分线（片）、分台变（区）进行，并分别与其相应的线损理论计算值进行比较，以掌握线损电量的组成，找出薄弱环节，明确主攻方向。②按售电量构成分析线损，将无损用户的专用线路，专用变压器以及通过用户的转供电、兜售电等相应的售电量扣除后进行统计分析，以求得真实的线损率。③分析供、售电量不对应对线损波动的影响。④健全营业管理分级考核，严格岗位责任制，并制订相应的奖惩办法，调动职工的积极性。⑤加强营业普查，查偷漏，查卡、帐、票、证及底册与电能表度数，查电压和电流互感器变比，查电能表接线，杜绝无表用电。对抄表人员的管辖范围实行定期轮换，对用户实行两人抄表，以削弱人情电、关系电的产生。
（二）电网降损技术措施
在搞好线损管理的基础上，采取行之有效的技术措施是降低电网电能损耗的重要途径，供电企业从实际情况出发，要认真搞好电网规划建设、调整网络布局、电网升压改造、简化电压等级、合理调整运行电压、缩短供电半径、减少迂回供电、换粗导线截面、更换高能耗变压器、增加无功补偿容量等。①电网升压改造。电网升压改造是指在用电负荷增长，造成线路输送容量不够或者能耗过大，以及为了简化电压等级所采取的技术措施。②合理调整运行电压。合理调整运行电压指通过调整发电机端电压和变压器分接头，在母线上投切电容器及调相机调压等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整。③更换导线截面。在输送负荷不变的情况下，更换导线截面，减少线路电阻可以达到降损节能的效果。
购物车(0)
