電網(wǎng)技術(shù)線損的影響因素和降損措施

姜江

（南京供電公司，南京 210019）

電網(wǎng)技術(shù)線損的影響因素和降損措施

姜江

（南京供電公司，南京 210019）

線損是指電網(wǎng)的電能損耗，是電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和技術(shù)裝備的綜合性指標(biāo)。通過(guò)分析電網(wǎng)的技術(shù)線損構(gòu)成，從電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行、技術(shù)改造3個(gè)方面闡述了影響技術(shù)線損的主要因素，提出了降低技術(shù)線損的措施，并以南京地區(qū)為例分析線損現(xiàn)狀和降損措施實(shí)效，有利于安全、經(jīng)濟(jì)、高效地降低電網(wǎng)線損水平。

電網(wǎng)規(guī)劃；電網(wǎng)運(yùn)行；技術(shù)改造；降損措施

線損是反映電力系統(tǒng)運(yùn)行水平和管理水平的一項(xiàng)綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，其取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備水平、運(yùn)行狀況、營(yíng)銷管理等多種因素［1—2］。線損指標(biāo)是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和經(jīng)營(yíng)管理質(zhì)量的重要體現(xiàn)，同時(shí)也是電力部門(mén)分析線損、細(xì)化電網(wǎng)節(jié)能降損管理、制定降損措施的有力工具［3—4］。對(duì)線損問(wèn)題的分析和研究，可以全面了解全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗的構(gòu)成和分布情況，掌握電網(wǎng)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)規(guī)范技術(shù)線損管理、提高電網(wǎng)技術(shù)線損管理水平、指導(dǎo)電網(wǎng)建設(shè)與改造、提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平有積極的作用。

1 線損的分類及負(fù)荷代表日線損構(gòu)成

1.1 線損的分類

對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，按線損的性質(zhì)可分為統(tǒng)計(jì)線損、技術(shù)線損以及管理線損。統(tǒng)計(jì)線損是供電量與售電量的差值，通常利用電能表讀數(shù)計(jì)算；技術(shù)線損是綜合考慮電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、電力網(wǎng)運(yùn)行方式、潮流分布與負(fù)荷情況，通過(guò)理論計(jì)算分析所得；管理線損是管理方面因素產(chǎn)生的損耗電量，是統(tǒng)計(jì)線損與理論線損之間的差值。

1.2 負(fù)荷代表日線損構(gòu)成

負(fù)荷代表日也可以理解為典型負(fù)荷日，一般是一組能夠代表本地區(qū)一日內(nèi)電力負(fù)荷變化情況的負(fù)荷數(shù)據(jù)，應(yīng)該具備反映該地區(qū)各類電氣設(shè)備典型運(yùn)行和使用情況。以南京市為例，該地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷代表日的基本情況為，其日最大負(fù)荷為8 720.86 MW，為最大負(fù)荷日最大負(fù)荷的96.9%；代表日供電量為178 834.39 MWh，為最大負(fù)荷日供電量的100.8%；代表日負(fù)荷水平基本代表電網(wǎng)較大負(fù)荷水平。電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行方式為系統(tǒng)全結(jié)線的較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。為了保證實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更符合年度正常方式，在負(fù)荷代表日不安排檢修和異常方式，電網(wǎng)按各220 kV、110 kV變電站正常運(yùn)行方式雙變運(yùn)行。由于處于夏季高峰，全網(wǎng)容性無(wú)功設(shè)備投入較多，用戶無(wú)功設(shè)備基本全投，主變檔位位于高檔較多。

1.2.1 線損分壓構(gòu)成

2015年負(fù)荷代表日南京市電網(wǎng)各電壓等級(jí)損耗電量分壓構(gòu)成圖參見(jiàn)圖1。

由圖1可知，10（6）kV、380 V電網(wǎng)損失電量基本相當(dāng)且較大，分別占全網(wǎng)總損耗的36.31%和39.88%，是降損的主攻方向。

1.2.2 線損分元件構(gòu)成

2015年負(fù)荷代表日南京市電網(wǎng)分元件損耗電量構(gòu)成示意圖參見(jiàn)圖2。

由圖2可知，分元件中線路損耗比重最大，達(dá)到70.5%，是降損的主攻方向。

圖2 南京市電網(wǎng)線損分元件構(gòu)成圖

2 技術(shù)線損的影響因素

影響技術(shù)線損的因素有很多，通過(guò)對(duì)技術(shù)線損的計(jì)算與分析，本文將技術(shù)線損的影響因素主要?dú)w納為電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行、技術(shù)改造3個(gè)方面。

2.1 電網(wǎng)規(guī)劃因素

電網(wǎng)規(guī)劃因素主要包括電網(wǎng)布局、設(shè)備選擇、電網(wǎng)設(shè)備配置等對(duì)線損的影響，體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

（1）部分地區(qū)，特別是農(nóng)村地區(qū)，存在著輸變電容量不夠、電源點(diǎn)與負(fù)荷中心的距離太遠(yuǎn)、電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷峰谷峰底之間沒(méi)有切換等問(wèn)題，造成輸電線路過(guò)長(zhǎng)、電網(wǎng)超負(fù)荷或長(zhǎng)期運(yùn)行等現(xiàn)象，增加了電能在輸送過(guò)程中的損失和消耗。

（2）配電線路由于多采用分支輻射的接線方式，負(fù)荷點(diǎn)多且分散，供電半徑長(zhǎng)，迂回和“卡脖子”供電線路、公用變壓器多，引起截面的選擇與負(fù)荷不相配、負(fù)荷率低等問(wèn)題，使得輸送電能過(guò)程中的損耗增高。

（3）線路負(fù)荷的分布不合理，未實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，使得部分分支線路和線路的末端需要承受大負(fù)荷，導(dǎo)致高峰時(shí)期的線損過(guò)高。

（4）電網(wǎng)相關(guān)配置不合理，如:電網(wǎng)各相負(fù)荷的不均衡，負(fù)荷容量與變壓器容量的不協(xié)調(diào)，都會(huì)引起電網(wǎng)線損的增加。配網(wǎng)線路中，由于農(nóng)村配變?nèi)萘坎缓侠?，安裝位置不合適，用電負(fù)荷季節(jié)性強(qiáng)、谷峰差大，年利用小時(shí)低，變壓器空載運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，且管理制度不完備等因素造成配電網(wǎng)變壓器的高損耗；城市居民用電負(fù)荷增長(zhǎng)快，在用電高峰期過(guò)負(fù)荷，造成配電變壓器的高損耗。

（5）主網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償容量不足或分組不合理，無(wú)功功率不能分層就地平衡增加了主網(wǎng)損耗；中低壓電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償度較低，運(yùn)行調(diào)節(jié)差，引起損耗增加、電能質(zhì)量下降；用戶電容器投入不足也增加了電能損耗。

2.2 電網(wǎng)運(yùn)行因素

電網(wǎng)運(yùn)行因素主要包括電網(wǎng)運(yùn)行方式、負(fù)荷特性、負(fù)荷均衡性、電網(wǎng)設(shè)備維護(hù)等對(duì)線損的影響，體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

（1）用電負(fù)荷波動(dòng)較大。當(dāng)線路在一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷較大而另一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷較小時(shí)，將影響供電設(shè)備效率，使線路功率損耗增加。

（2）電網(wǎng)負(fù)荷分布不均衡。同一條線路中輕載和重載變壓器同時(shí)運(yùn)行的情況下，變壓器在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)重偏離經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。

（3）三相負(fù)荷不平衡。在低壓網(wǎng)絡(luò)中，由于單相負(fù)荷的存在致使各相負(fù)荷大小不均，從而出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象，不僅增加了3個(gè)相線的線損，零線也產(chǎn)生線損。相負(fù)荷不平衡度越大，線損增加越多。

（4）沒(méi)有考慮加強(qiáng)對(duì)維護(hù)工作的重視，導(dǎo)致許多電網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)能得到必要的維護(hù)，從而發(fā)生污損、老化等問(wèn)題，使得阻抗增加，進(jìn)而引起線損增加。

（5）停電檢修運(yùn)行方式下，網(wǎng)絡(luò)的功率損耗和電能損耗要比正常運(yùn)行時(shí)大。

2.3 技術(shù)改造因素

技術(shù)改造因素主要指對(duì)線損具有影響的設(shè)備更換及改造，體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

（1）線路老化問(wèn)題嚴(yán)重，會(huì)引起瓷件污穢等問(wèn)題，降低了絕緣材料的絕緣性，泄漏現(xiàn)象嚴(yán)重，從而引起損耗的升高。

（2）少部分老舊設(shè)備（如:高耗能變壓器）的使用，對(duì)電壓的調(diào)節(jié)能力不足，加大了電能損耗和成本，降低了電網(wǎng)運(yùn)行的效率。

（3）部分農(nóng)村地區(qū)電源點(diǎn)少，低壓出線電纜、配電箱及低壓線路的相應(yīng)擴(kuò)容改造沒(méi)有及時(shí)跟上，線路導(dǎo)線線徑較細(xì)，導(dǎo)致線路損耗較大。

3 降低技術(shù)線損的措施

針對(duì)上述技術(shù)線損的影響因素，本文提出相關(guān)的降損措施與建議。

3.1 合理布局與配置電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

（1）科學(xué)規(guī)劃供電半徑。導(dǎo)線的長(zhǎng)度以及線徑是決定線損程度的2個(gè)主要參數(shù)，線路長(zhǎng)度越短、截面積越大，線損越小。供電半徑應(yīng)考慮線路的電壓損失值、負(fù)荷密度、供電可靠性等因素。對(duì)于配電線路而言，10 kV線路供電半徑應(yīng)根據(jù)電壓損失允許值、負(fù)荷密度、供電可靠性確定，并留有一定裕度；而380 V線路的供電半徑宜按電壓允許偏差值確定。通過(guò)合理布局線路，使得供電半徑縮短，避

免出現(xiàn)迂回供電現(xiàn)象，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行架構(gòu)。

（2）合理配置電源點(diǎn)。結(jié)合當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷分布狀況，盡可能的將配電變壓器放置在負(fù)荷中心，適當(dāng)調(diào)整線路，提高供電經(jīng)濟(jì)性。在農(nóng)村地區(qū)宜采用小容量、短半徑、密布點(diǎn)的方式進(jìn)行配置；在城區(qū)可采用大容量、短半徑、密布點(diǎn)。

（3）優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償配置。按電壓等級(jí)和供電區(qū)域，依據(jù)無(wú)功出力和負(fù)荷分層、分級(jí)及分區(qū)補(bǔ)償?shù)脑瓌t，合理地配置和投切無(wú)功補(bǔ)償裝置，同時(shí)提高無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖詣?dòng)化水平，推廣動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)用，完善無(wú)功監(jiān)測(cè)機(jī)制，減小無(wú)功功率的輸送，提高功率因數(shù)，既能提高電能質(zhì)量，也是降低電網(wǎng)線損的技術(shù)措施。

3.2 調(diào)整用電負(fù)荷，均衡三相負(fù)荷，合理安排檢修

（1）合理調(diào)整用電負(fù)荷。對(duì)輕負(fù)荷線路，采取輪流定時(shí)供電方式；對(duì)重負(fù)荷線路，安排用戶避峰、錯(cuò)峰用電。均衡負(fù)荷電流，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，實(shí)現(xiàn)線路的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷值，從而降低線路損耗。

（2）均衡三相用電負(fù)荷。要定期、不定期地開(kāi)展負(fù)荷測(cè)試，特別要利用負(fù)荷高峰期密切監(jiān)測(cè)負(fù)荷情況，隨著用戶用電狀況的不同，及時(shí)對(duì)三相負(fù)荷進(jìn)行調(diào)配，以確保三相負(fù)荷的平衡性。

（3）優(yōu)化加強(qiáng)檢修停電計(jì)劃。配合工業(yè)用戶的設(shè)備檢修或節(jié)假日，安排電力線路的檢修，縮短檢修時(shí)間，以及實(shí)行帶電檢修等，盡量縮短輸變電設(shè)備停電時(shí)間和減少停電重復(fù)性及停電操作次數(shù)，提高供電可靠性，降低線損。

3.3 采用先進(jìn)的節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)技術(shù)改造

（1）對(duì)線損較高的線路進(jìn)行改造。采取各種措施對(duì)其進(jìn)行更換或者改造，對(duì)老舊線路和線徑小的線路要及時(shí)進(jìn)行更新改造。

（2）不斷地更新電網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的改造，使用全新的導(dǎo)線、避雷器等配網(wǎng)設(shè)備，以增強(qiáng)線路的絕緣性，保障配網(wǎng)線路的質(zhì)量。

（3）采用新型節(jié)能變壓器，更換高能耗變壓器，調(diào)節(jié)變壓器運(yùn)行容量，實(shí)現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提升變壓器工作效率，降低線損。

4 案例討論

下面以南京地區(qū)為例，對(duì)該地區(qū)電網(wǎng)線損現(xiàn)狀及節(jié)能降損措施進(jìn)行分析探討。

4.1 變壓器線損

南京地區(qū)近年重?fù)p變壓器的數(shù)量有所增加，問(wèn)題較嚴(yán)重的是江北和江寧地區(qū)。其中江北地區(qū)東溝變、新集變、程橋變主變負(fù)載率短時(shí)超80%。江寧地區(qū)由于秣陵開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)企業(yè)負(fù)荷較重，已經(jīng)完成了秣陵1號(hào)主變?cè)鋈莨こ?，并且已將?fù)荷較重線路調(diào)整至2號(hào)主變，盡量減輕其負(fù)荷并轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷。今后需要繼續(xù)加強(qiáng)重載主變、線路的改造，提高轉(zhuǎn)移負(fù)荷的靈活度，合理分配負(fù)荷，降低損耗。另外目前大量新建、在建大型樓盤(pán)，新增公變較多，同時(shí)小區(qū)入住率低，導(dǎo)致大量配變處于輕載甚至空載狀態(tài)，對(duì)地區(qū)線損率有很大的影響，因此，在前期項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)要更加合理的配置電源點(diǎn)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

4.2 線路線損

主網(wǎng)線路情況較好，郊區(qū)配網(wǎng)線路問(wèn)題較為突出。主要表現(xiàn)為電源點(diǎn)不足、配變布點(diǎn)不足，導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)供電線路長(zhǎng)，線路重載、超載，運(yùn)行方式單一，無(wú)技術(shù)手段轉(zhuǎn)移負(fù)荷。部分地區(qū)受地形影響，且隨著城市化改造進(jìn)程的推進(jìn)，出現(xiàn)了很多長(zhǎng)線輕載甚至空載配網(wǎng)線路，而周圍線路雖然重載卻因無(wú)拉手環(huán)網(wǎng)而無(wú)法轉(zhuǎn)移負(fù)荷，導(dǎo)致線路損耗增加，主要集中在八百、龍袍等地區(qū)。因此，要持續(xù)推進(jìn)配網(wǎng)改造，加快智能配網(wǎng)建設(shè)。農(nóng)村地區(qū)和老舊城區(qū)要合理分配負(fù)荷，增加農(nóng)村地區(qū)電源點(diǎn)，形成多環(huán)拉手供電為負(fù)荷高峰提供更多運(yùn)行方式，均衡負(fù)荷電量，降低損耗，使配網(wǎng)運(yùn)行狀況更加健康。

4.3 無(wú)功損耗

南京地區(qū)部分35 kV變電站中只安裝了一組電容器，導(dǎo)致部分主變功率因數(shù)偏低，高峰期間無(wú)功補(bǔ)償不足的問(wèn)題日益顯現(xiàn)。隨著農(nóng)村負(fù)荷不斷增長(zhǎng)，在某些工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)域該方式已難滿足實(shí)際需要。因此變電站改造成分組補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞲m合農(nóng)村地區(qū)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不盡合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平不高、高損老舊設(shè)備較多、安全性與經(jīng)濟(jì)性矛盾日益突出等是目前國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)技術(shù)線損管理中存在的主要問(wèn)題，涉及到規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、營(yíng)銷等各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)線損理論計(jì)算和技術(shù)線損分析，找出薄弱環(huán)節(jié)，從技術(shù)層面和管理層面進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的降損措施研究，以進(jìn)一步提高電網(wǎng)中電能利用率，降低電力運(yùn)行成本，提升電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效率。采取優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、加快電網(wǎng)建設(shè)、提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平、加大設(shè)備技術(shù)改造力度、加強(qiáng)技術(shù)降損措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等是降低電網(wǎng)公司系統(tǒng)技術(shù)線損的主要措施。D

［1］ 張曉東，王洋，李強(qiáng)，等.河南電網(wǎng)技術(shù)線損分析及降損對(duì)策［J］.河南電力，2007（2）:12-15．

［2］ 冉兵，宋曉輝.配電網(wǎng)線損影響因素分析［J］.華中電力，2009，22（6）:30-33．

［3］ 王濤，張堅(jiān)敏，李小平.計(jì)劃線損率的計(jì)算及其評(píng)價(jià)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（7）:40-42.

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Influencing factors and measures of technical line loss reduction

JIANG Jiang

（Nanjing Electric Power Supply Company,Nanjing 210019,China）

Line loss is the energy loss of electric network, which is also a comprehensive indicator representing the level of the plan and design,economical operation and technical equipment. Through analyzing the composition of technical line loss of electric network,influencing factors of technical line loss are described from three aspects such as power network planning,power grid operation and technology reformation.Measures to reduce technical line loss are proposed in this paper,providing reference function of loss re?duction with safety,economy and efficiency.The main problems of technical line losses of power grids in Jiangsu are analyzed and mea?sures to reduce line loss are proposed.

power network planing;power grid operation; technology reformation;measures of loss reduction

10.3969/j.issn.1009-1831.2016.05.012

TM714.3；F407.61

B

2016-01-22；

2016-04-06

姜江（1983），男，江蘇揚(yáng)州人，工程師，從事線損管理工作。