降低配電網(wǎng)線損的技術(shù)性措施探討

施進(jìn)平

（國網(wǎng)浙江省電力公司麗水供電公司，浙江 麗水323000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各類社會活動對電力的需求日益增加，這不僅體現(xiàn)在電能總量的需求增加，更體現(xiàn)在對電能質(zhì)量要求的提升。如何更好地滿足電力需求成為當(dāng)前電力研究的重要問題，而降低線損則是其中的一個(gè)重要措施。作為與用戶密切相關(guān)的配電網(wǎng)無疑成為降低線損的首要目標(biāo)，應(yīng)有針對性地開展配電網(wǎng)降損工作，以便更好地為社會提供優(yōu)質(zhì)電能服務(wù)。

1 配電網(wǎng)線損產(chǎn)生原因和主要構(gòu)成

1.1 配電網(wǎng)線損產(chǎn)生原因

配電網(wǎng)線損主要產(chǎn)生于電能在配電網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中，從線路、變壓器、各類調(diào)節(jié)設(shè)備、各類測量計(jì)量設(shè)備到各類保護(hù)設(shè)備等都會引起電能的損耗。另外，偷竊電、電能計(jì)量偏差等也會造成線損的增加。

1.2 配電網(wǎng)線損主要構(gòu)成

配電網(wǎng)線損主要構(gòu)成分為技術(shù)線損和管理線損2大部分。

技術(shù)線損有時(shí)也被分成固定線損（不變線損）和變動線損（可變線損）來描述，主要是指配電網(wǎng)中諸如變壓器、線路等線路元件上電能損耗。該類損耗主要通過技術(shù)性措施來降低。

管理損耗有時(shí)也被歸類為其他線損，主要是指電能計(jì)量裝置計(jì)量偏差、故障、錯(cuò)漏抄等造成的數(shù)據(jù)誤差、偷竊電損失的電量等。該類損耗主要通過提高管理水平來降低。

2 配電網(wǎng)線損的危害

2.1 加速設(shè)備老化

線損增大帶來的直接問題就是電能轉(zhuǎn)化為熱能使設(shè)備發(fā)熱量增加，促使設(shè)備絕緣等材料加速老化，使用壽命降低，可能會出現(xiàn)熱擊穿等現(xiàn)象，從而引發(fā)配電網(wǎng)系統(tǒng)事故。

2.2 大量浪費(fèi)能源

線損的能量不僅沒有成為有用的能源，反而部分設(shè)備的能量損耗還需要通過冷卻等方式消耗電能來散熱。配電網(wǎng)規(guī)模越大，電能損耗的現(xiàn)象越明顯。

2.3 降低電能質(zhì)量

隨著線損的增加，受電端電能質(zhì)量（包括電壓等）明顯下降，可能給部分電能要求較高的用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 降低供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會供電質(zhì)量

線損的增加勢必會提高供電企業(yè)的運(yùn)維成本，降低供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而可能會降低電網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量，如此形成不良循環(huán)，最終降低社會供電質(zhì)量。

3 降低配電網(wǎng)線損的技術(shù)性措施

前文提及降低線損主要通過技術(shù)性措施和提高管理水平來落實(shí)。鑒于篇幅問題，下面僅對部分工程可操作性較強(qiáng)的技術(shù)性措施展開探討。

3.1 提高功率因數(shù)

提高功率因數(shù)對降低線損效果明顯，而提高功率因數(shù)最直接有效的方式是合理規(guī)劃和布置無功補(bǔ)償裝置。根據(jù)國內(nèi)外無功補(bǔ)償研究結(jié)果以及國標(biāo)指導(dǎo)意見，無功補(bǔ)償應(yīng)堅(jiān)持“全面規(guī)劃、合理布局、分級補(bǔ)償、就地平衡”及“集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主”的原則。一般就工程操作而言，變電所宜采用密集型電容器按規(guī)劃進(jìn)行補(bǔ)償（如無規(guī)劃則可以采用主變?nèi)萘康?0%～15%進(jìn)行配置），配電變壓器的無功補(bǔ)償按其容量的10%～15%配置。降低線損百分?jǐn)?shù)為：

式中，cosφ1為補(bǔ)償前功率因數(shù)；cosφ2為補(bǔ)償后功率因數(shù)。

可以看出，假設(shè)補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.8，補(bǔ)償后功率因數(shù)提高至0.95，則通過式（1）可計(jì)算得到降低線損百分?jǐn)?shù)為：

可見降損效果十分明顯，而且無功補(bǔ)償前后功率因數(shù)相差越大，降損效果越明顯。

3.2 采用節(jié)能型配電變壓器

國家電網(wǎng)公司相關(guān)發(fā)展規(guī)劃規(guī)定，要求配網(wǎng)盡快淘汰高耗能配電變壓器（S9型及以下），新投配電變壓器須采用S13型或者非晶合金變壓器。選取常用400kVA容量變壓器進(jìn)行比較，各型變壓器參數(shù)如表1所示，S15是非晶合金專用標(biāo)準(zhǔn)（JB／T10318）。

表1 S9、S11、S13系列變壓器損耗參數(shù)對照表

可以看出，隨著配電變壓器的改進(jìn)，損耗降低十分明顯，S13型變壓器空載損耗僅為S9型變壓器的1／2，若國產(chǎn)非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9型變壓器的1／5，十分適合農(nóng)村用電的特點(diǎn)。使用S13或者非晶合金配變，相較于S9型及以下配變，不僅能夠在較短的時(shí)間收回投資成本，還能創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

設(shè)某區(qū)域內(nèi)需設(shè)置400臺400kVA配變。若使用S9－400／10kV型配變，則年空載損耗電量約為7GW·h，而使用S13型或者非晶合金配變則可減少空載損耗電量3.5GW·h或者5.6GW·h，效益可觀。綜合考慮S13型和非晶合金配變的投資金額，可見在配電網(wǎng)建設(shè)和改造中選擇S13型或非晶合金配變是合理的。

3.3 線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

配網(wǎng)線路損失的電能主要與電流的平方密切相關(guān)，因此線路電流的變化對線損的影響巨大。如何合理規(guī)定線路電流，不僅要考慮到安全的要求，還要考慮經(jīng)濟(jì)電流的要求。一般來說，經(jīng)濟(jì)電流小于安全電流，雖然介于經(jīng)濟(jì)電流和安全電流之間能夠穩(wěn)定運(yùn)行，但能量損耗驟增，這對長期運(yùn)行極不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也存在著安全隱患。配電網(wǎng)長期應(yīng)該是按經(jīng)濟(jì)電流運(yùn)行，短時(shí)間可按安全電流規(guī)定控制，這樣既經(jīng)濟(jì)又安全。對于某些運(yùn)行電流與導(dǎo)線截面不匹配的線路應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷、改變運(yùn)行方式或更換導(dǎo)線等措施來改善線路運(yùn)行狀況。表2為幾種型號的鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流和安全電流。

表2 幾種型號的鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流和安全電流 單位：A

3.4 電網(wǎng)升壓改造

由電網(wǎng)有功功率損耗公式可知，在負(fù)荷功率不變的前提下，隨著配電網(wǎng)電壓的升高，有功損耗將降低，因此配電網(wǎng)升壓也是降低損耗的有效途徑。目前國內(nèi)已有多個(gè)區(qū)域試點(diǎn)20kV配電網(wǎng)（現(xiàn)有配電網(wǎng)電壓等級基本為10kV），已取得較多改造運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但此措施相對投資巨大。根據(jù)理論計(jì)算，可得到如表3所示升壓降損效果對照表。

表3 升壓降損效果對照表

4 結(jié)語

配網(wǎng)線損的高低直接影響供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會供電質(zhì)量，如何有效降損是一項(xiàng)值得長期研究的問題。因此我們應(yīng)在深入研究降損理論的同時(shí)，更多地關(guān)注工程操作性較強(qiáng)的技術(shù)性措施的探索，以便迅速將成果轉(zhuǎn)化為降損的有利工具，使電網(wǎng)更好地為經(jīng)濟(jì)社會生產(chǎn)和百姓生活服務(wù)。

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