基于降低10kV配網(wǎng)損耗的技術(shù)措施分析

蔣欽

摘要：本文基于10kV配網(wǎng)損耗分析，對電壓質(zhì)量與10kV配網(wǎng)損耗的關(guān)系闡述，提出降低10kV配網(wǎng)損耗的技術(shù)措施，最后以實(shí)際案例結(jié)合分析，以便更深層次對降損技術(shù)探討，為電力系統(tǒng)運(yùn)維的可靠性及經(jīng)濟(jì)性提供參考。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)；電壓質(zhì)量；損耗；降損

長期以來，10kV網(wǎng)損耗居高不下，包括固定損耗、可變損耗、其他損耗等。完全避免配網(wǎng)損耗是不可能的，但降低損耗卻是十分必要也切實(shí)可行的。本文僅以電壓質(zhì)量控制為落腳點(diǎn)展開論述。

1 10kV配網(wǎng)損耗分析

10 k V配網(wǎng)損耗主要可以劃分為以下三種：（1）固定損耗：如變壓器、互感器鐵損，電容器、線路絕緣子損耗，電度表電壓線圈、附件損耗等等。（2）可變損耗：可變損耗與配網(wǎng)中各元件的電阻、電流相關(guān)，如變壓器銅損，線路、互感器電阻損耗等等。（3）其他損耗，主要是指竊電、漏電等導(dǎo)致的損耗。由此可知，本文重點(diǎn)分析如何提高電壓質(zhì)量、降低10kV配網(wǎng)損耗[1]。

2 電壓質(zhì)量與10kV配網(wǎng)損耗的關(guān)系

10kV配網(wǎng)損耗與電壓呈反相關(guān)，即運(yùn)行電壓提高，可有效降低10kV配網(wǎng)損耗。線損計(jì)算公式如下：

ΔP=3P2（UN×cosφ）2R×10-3

式中，ΔP為線路有功功率損耗值；

P為線路有功功率值；

UN為線路額定電壓值；

cosφ為功率因數(shù)；

R為線路電阻值。

由公式可以看出，當(dāng)UN增大時(shí)，ΔP減??；當(dāng)UN減小時(shí)，ΔP增大。

但上述公式僅僅表示線路損耗，變壓器損耗也是10kV配網(wǎng)損耗的重要組成部分。變壓器損耗具體可以分為兩種：（1）鐵損，即空載損耗；（2）銅損，即短路損耗。然而由10kV配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況可知，電力變化是必然的，此時(shí)的空載損耗與變壓器一次電壓呈正相關(guān)，如：當(dāng)變壓器處于輕載、空載狀態(tài)下，通過降低線路電壓，可以達(dá)到降損的效果。

當(dāng)然，在10kV配網(wǎng)運(yùn)行中，并不是一味地要求降低或是提高電壓來實(shí)現(xiàn)變壓器降損，而應(yīng)認(rèn)識(shí)到合理控制電壓是減少配網(wǎng)損耗的一項(xiàng)重要措施。

3 降低10kV配網(wǎng)損耗的技術(shù)措施分析

（1）調(diào)整運(yùn)行方式。

加強(qiáng)10kV配網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控、負(fù)荷預(yù)測，同時(shí)結(jié)合潮流分布、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論計(jì)算數(shù)值，對10kV配網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行合理的調(diào)整，平衡潮流，最終達(dá)到降低配網(wǎng)損耗的效果。（2）增設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備。

當(dāng)前，我國變電站新建、改擴(kuò)建工程層出不窮，可以借此時(shí)機(jī)為各大變電站配置相應(yīng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，通過電壓無功綜合裝置，實(shí)現(xiàn)主變分接頭自動(dòng)調(diào)整、電容器分組自動(dòng)投切的目的，以此實(shí)現(xiàn)10kV配網(wǎng)電壓的合理調(diào)節(jié)、無功電容的及時(shí)投切，減小損耗。（3）[JP2]調(diào)整配網(wǎng)布局。

在全面掌握供電臺(tái)區(qū)負(fù)荷情況的基礎(chǔ)上，對配網(wǎng)布局進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，確保臺(tái)區(qū)處于負(fù)荷中心，減小供電半徑，盡可能杜絕近電遠(yuǎn)送或迂回供電，保證電壓運(yùn)行質(zhì)量。若是部分10kV配網(wǎng)線路存在以下幾種情況：a.供電半徑長；b.負(fù)荷重；c.首末端電壓變化大。則需配置饋線自動(dòng)調(diào)壓器，切實(shí)保證線路電壓質(zhì)量，降低損耗。同時(shí)，在10kV配網(wǎng)運(yùn)行中，當(dāng)負(fù)荷相同時(shí)，導(dǎo)線截面越大，線路損耗越小?；诖?，在10kV配網(wǎng)新建時(shí)必須合理確定導(dǎo)線截面，保證運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；對于部分已建10kV配網(wǎng)，應(yīng)在日常運(yùn)維管理中，重視殘舊線路、小截面線路的更新工作，及時(shí)降損。

[JP]

4 10kV配網(wǎng)降損實(shí)例分析

4.1 10kV配網(wǎng)分析

某地區(qū)以農(nóng)村供電為主，少數(shù)涉及城區(qū)，負(fù)荷密度小的特點(diǎn)。其10kV配網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀如下：

4.1.1 變電站配置

（1）110 kV：2座；（2）35kV：9座。

4.1.2 10kV線路配置

（1）1015km：27條（2）>15km：14條。共計(jì)41條，此處均是指主干長度，10kV線路供電半徑普遍過長。

4.1.3 配電變壓器配置

合算1500多個(gè)變壓器，容量均在8MVA之內(nèi)。經(jīng)了解四條線負(fù)載過大（包括城中），總線擁有超過188.85 MVA容量。

4.1.4 線路配置

導(dǎo)線截面以50mm2， 70mm2為主，根據(jù)DL/T51312015《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)導(dǎo)則》與區(qū)域現(xiàn)狀調(diào)查可知，區(qū)內(nèi)10kV線路導(dǎo)線截面普遍過小。

4.2 潮流計(jì)算

選取區(qū)內(nèi)的一座35kV變電站進(jìn)行10kV饋線潮流分析，此變電站中10 kV饋線共計(jì)6條，現(xiàn)以CEES供電網(wǎng)計(jì)算分析及輔助決策軟件開展潮流計(jì)算，得到6條饋線損耗情況，如電壓損耗情況：Ⅰ=0.76%，Ⅱ=5.48%，Ⅲ=12.49%，Ⅳ=29.67%，Ⅴ=7.08%，Ⅵ=14.74%，見饋線系統(tǒng)損耗情況：Ⅰ=4.15%，Ⅱ=6.62%，Ⅲ=11.07%，Ⅳ=24.67%，Ⅴ=10.38%，Ⅵ=12.94%。

分析以上數(shù)據(jù)可知，線路III. IV . VI電壓損失十分嚴(yán)重，均超過了10%，線路III.IV.V.VI有功損耗率也均超過10%，必須引起重視。

4.3 損耗原因分析

根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果與該區(qū)10kV配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況分析

可知，其損耗原因主要在于以下兩點(diǎn)：

1）無功補(bǔ)償不足。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)采取的是變電站集中補(bǔ)償方法，配電線路出口功率因數(shù)滿足要求，然而10kV線路功率因數(shù)一直較低。

2）供電半徑長、導(dǎo)線截面小，導(dǎo)致供電損耗高，配網(wǎng)整體運(yùn)行可靠性較低。

4.4 降損技術(shù)措施

1）無功補(bǔ)償。該區(qū)應(yīng)加強(qiáng)低壓無功補(bǔ)償，尤其是要集中于大容量配電變壓器處開展無功補(bǔ)償，以達(dá)到提高電壓質(zhì)量、降低損耗的目的。該區(qū)增設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后，III. IV . VI線路末端電壓均得到顯著提升，III. VI電壓損失率均不超過10%。

2）更換導(dǎo)線、變壓器。目前，該區(qū)導(dǎo)線截面過小問題嚴(yán)重，必須開展改造換線作業(yè)，切實(shí)降低線損。完成無功補(bǔ)償后，IV線路末端電壓已經(jīng)提升，但電壓損失率依舊在10%以上，對此，應(yīng)將其主干線路更換為截面為95 mm2的鋼芯鋁紋線，進(jìn)一步降損。

3）改造不合理臺(tái)區(qū)。通過對不合理臺(tái)區(qū)的改造，解決供電半徑過長、配電變壓器過載等問題，同時(shí)通過在變電站附近增設(shè)電源點(diǎn)，也可實(shí)現(xiàn)供電半徑的縮短，有效降損。

5 結(jié)語

綜上所述，由工程實(shí)例分析可知，通過上述降損技術(shù)措施的綜合應(yīng)用，區(qū)內(nèi)線路電壓質(zhì)量顯著提高，配網(wǎng)損耗大幅下降，經(jīng)濟(jì)效益良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀先豪.配電網(wǎng)降低線損的誤區(qū)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010， 38（1）：9699.