配網(wǎng)系統(tǒng)電力運(yùn)行中的線損原因及其控制策略

郭崇喜 劉陽(yáng)

（宿遷三新供電服務(wù)有限公司泗洪分公司，江蘇 宿遷 223900）

1 線損定義及主要內(nèi)容

線損受到電網(wǎng)運(yùn)行多方面因素的影響，大多數(shù)體現(xiàn)在電量與電能損耗上。導(dǎo)線線損出現(xiàn)的原因較多，主要包括線纜的電阻出現(xiàn)異常作用、電磁場(chǎng)出現(xiàn)渦旋、交變磁場(chǎng)作用及電網(wǎng)管理出現(xiàn)漏洞。首先，針對(duì)線纜電阻作用分析，輸配電及用電工程中的導(dǎo)線自身存在電阻，具有傳導(dǎo)電能的作用，電網(wǎng)中的電流流經(jīng)導(dǎo)線，會(huì)產(chǎn)生一定的熱能，通過導(dǎo)線傳遞給電網(wǎng)周圍的介質(zhì)，進(jìn)而形成了電網(wǎng)電能的損耗。此類電能損耗的大小具有可變性，根據(jù)電流的變化而發(fā)生改變，因此，線纜電阻作用產(chǎn)生的損耗又稱為可變損耗。電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的線損為固定的損耗。在電磁場(chǎng)運(yùn)行中，交流電流經(jīng)用電工程的電力設(shè)備時(shí)，會(huì)產(chǎn)生額外的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，進(jìn)而形成一定的負(fù)載做功，此時(shí)，電網(wǎng)中的變壓器會(huì)受到較大影響，導(dǎo)致電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為交變磁場(chǎng)，進(jìn)而出現(xiàn)磁場(chǎng)的渦流現(xiàn)象，電網(wǎng)電壓等級(jí)波動(dòng)幅度較大，導(dǎo)致電能出現(xiàn)損耗[1]。針對(duì)電網(wǎng)管理因素來說，主要指的是電網(wǎng)管理工作中出現(xiàn)的缺陷與漏洞，如用戶用電行為不當(dāng)、電網(wǎng)中儀器設(shè)備出現(xiàn)故障等，具有較強(qiáng)的不確定性，無法準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此，管理方面產(chǎn)生的電能損耗不能通過量化的方式進(jìn)行衡量。

2 影響線損的因素

2.1 影響線損的技術(shù)因素

1.線路布局、導(dǎo)線面積。在配電網(wǎng)中，發(fā)生的技術(shù)性的線路電量損耗主要聚集在線路本身、變壓器中。在對(duì)配電線進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果安排不合理，那么線路就會(huì)存在重復(fù)、重疊等問題，這樣就不可避免地使得線路延長(zhǎng)，供電的時(shí)候電量損耗增加，出現(xiàn)了線路損耗。同時(shí)，如果所選用的配電線本身橫截面積沒有符合相關(guān)的技術(shù)要求，那么電阻也會(huì)進(jìn)一步增加，從而使得線路損耗增加[2]。

2.變壓器選址、容量。在一個(gè)功能完整的配電網(wǎng)中，其內(nèi)部含有的變壓器數(shù)量非常多，而且類型、容量也各不相同。所以在確定變壓器的位置和數(shù)量時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的、科學(xué)的計(jì)算，這樣才能使其不僅能夠滿足電量控制和調(diào)整的需要，還能減少相應(yīng)的損耗。此外，在對(duì)變壓器進(jìn)行選擇的時(shí)候，要根據(jù)用電情況等進(jìn)行容量的選擇，從而進(jìn)一步減少線路損耗。

3.無功補(bǔ)償。在降低功率損耗的過程中，通常采用較為頻繁的方法是無功補(bǔ)償。當(dāng)無功補(bǔ)償裝置投入使用后，都會(huì)使得無功功率獲得增長(zhǎng)，從而使得整條線路所承載的電量加大，這樣也會(huì)進(jìn)一步使得電網(wǎng)對(duì)電能的損耗增多。

4.三相負(fù)荷平衡。在配電網(wǎng)中三相負(fù)荷平衡是一種非常理想的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)三相負(fù)荷處于不平衡的狀態(tài)時(shí)，首先電線中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流，同時(shí)當(dāng)電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)處于經(jīng)濟(jì)電流的時(shí)候，其沒有辦法進(jìn)行正常的運(yùn)行，從而導(dǎo)致電線損耗增加。此外，這種不平衡會(huì)使得配電的電壓大小不斷地發(fā)生變化，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這樣就會(huì)使得變壓器的溫度上升，使得變壓器的損耗進(jìn)一步加大，最終影響整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行[3]。

2.2 影響線損的管理因素

1.電網(wǎng)運(yùn)行管理。在電力系統(tǒng)中，變壓器的運(yùn)行會(huì)隨著用電需要的多少對(duì)電壓進(jìn)行控制和調(diào)整，但是如果其在運(yùn)行的過程中，較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都處于過渡配電、長(zhǎng)期配電不足、功率不足等情況，那么整個(gè)電網(wǎng)的電能消耗量會(huì)非常大，線路對(duì)電量的損耗也會(huì)增大不少。

2.計(jì)量裝置管理。計(jì)量裝置在對(duì)線路損耗情況進(jìn)行測(cè)算的時(shí)候，所采用的方法非常重要，其直接決定了計(jì)算的準(zhǔn)確程度。所以在對(duì)線損進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，就需要確保所采用的計(jì)量裝置具有一定的科學(xué)性，同時(shí)還要對(duì)其妥善管理。

3.營(yíng)業(yè)抄核管理。電網(wǎng)運(yùn)行的過程中其中一個(gè)非常重要的部分就是對(duì)電量進(jìn)行抄表、核對(duì)、收取，這一工作看似簡(jiǎn)單，但是直接影響著電力企業(yè)在對(duì)電量進(jìn)行銷售過程中的決策和市場(chǎng)判斷。當(dāng)在對(duì)電量的營(yíng)業(yè)情況進(jìn)行抄核收的時(shí)候，如果發(fā)生了抄表錯(cuò)誤、遺漏或者減少等情況，都會(huì)直接導(dǎo)致售電量的計(jì)算結(jié)果發(fā)生錯(cuò)誤，那么在進(jìn)行供電的時(shí)候就會(huì)失去參考價(jià)值，從而導(dǎo)致供電量與實(shí)際使用不匹配，供電量過多使得線路損耗也增加。

4.用電檢查管理。雖然近幾年我國(guó)的電網(wǎng)管理能力得到了很大提升，但是偷電等違法行為和現(xiàn)象仍然還是屢禁不止。所以為了減少和避免線路的損耗，還要開展好營(yíng)業(yè)普查與反竊電工作，這樣不僅可以維護(hù)用電秩序，還可以提高配電效益。

5.線損考核管理。電量在線路中的損耗除了技術(shù)原因以外，還有一些是人為導(dǎo)致的。所以相關(guān)工作人員在對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的線損進(jìn)行分析、計(jì)算的時(shí)候，就要采用正確的方法對(duì)損耗產(chǎn)生的原因、位置、裝置等進(jìn)行判斷，但是如果在對(duì)工作人員進(jìn)行管理、績(jī)效考核、獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，如果相關(guān)的制度不合理、工作不到位就會(huì)使得其喪失工作的積極性和熱情，從而進(jìn)一步使得線損升高。

3 配電網(wǎng)線損產(chǎn)生的原因

3.1 電阻造成的線損

在電網(wǎng)的運(yùn)行中，只要它是半導(dǎo)體，就可能會(huì)對(duì)電流的快速移動(dòng)產(chǎn)生阻力，我們可以稱之為電阻，在整個(gè)電網(wǎng)中向外傳遞電能的整個(gè)過程中必須要有效地克服這個(gè)阻力，從而使其產(chǎn)生大量電能的消耗。電能一般由熱能進(jìn)行散發(fā)，損耗量一般隨著電流的改變而有所增加，它也是配電網(wǎng)中不可變性損耗的組成部分。

3.2 計(jì)量造成的線損

在電網(wǎng)中，統(tǒng)計(jì)性能的基礎(chǔ)是電表，電表的精度直接關(guān)系到性能統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，如果電表出現(xiàn)偏差，會(huì)導(dǎo)致用戶用電量出現(xiàn)異常，不僅影響電表的恢復(fù)電費(fèi)，也把這部分的損失變成了電能的損失。選擇變壓器時(shí)，要選擇適合的變壓器變比，對(duì)電能表的測(cè)量有很大的影響。較小的負(fù)載會(huì)導(dǎo)致異常的傳導(dǎo)損耗，尤其是負(fù)損耗。

3.3 無功造成的線損

在電網(wǎng)的運(yùn)行中，多數(shù)負(fù)載往往都是具有非線性的特征，當(dāng)一個(gè)負(fù)載不定時(shí)地投入到電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)，會(huì)消耗一定的有功功率。如果在一個(gè)電力系統(tǒng)中傳輸?shù)呢?fù)載有功功率和電壓始終保持不變，則線損和負(fù)載功率因數(shù)之間的平方成正比：負(fù)載功率因數(shù)愈低，無功功率的消耗愈大，線損也愈嚴(yán)重。當(dāng)電網(wǎng)所承載的功率系數(shù)大小是0.7 的時(shí)候，電網(wǎng)中消耗的功率與無功功率產(chǎn)生的損耗是相同的，可見無功功率開始占據(jù)非常重要的作用，那么這個(gè)時(shí)候，線路和變壓器中所產(chǎn)生的線損超過50%都是來源于無功功率。因此，適當(dāng)?shù)靥岣咻敵鲐?fù)載的功率因數(shù)，可以減少對(duì)配電網(wǎng)傳導(dǎo)性損耗。

4 配網(wǎng)系統(tǒng)電力運(yùn)行中的線損控制策略

4.1 建立完善的供配電線管理系統(tǒng)

供配電線路線損問題產(chǎn)生的部分原因是管理不當(dāng)，因此電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，對(duì)線損線路展開相應(yīng)的檢測(cè)，從而使供配電線路線損降至最低。完整的線損管理系統(tǒng)也具有信息錄入、自動(dòng)化設(shè)計(jì)及信息查詢等性能，線損部分的管理工作更加系統(tǒng)化和全面化。此外，建立完善的供配電線管理系統(tǒng)也是當(dāng)前我國(guó)電力企業(yè)現(xiàn)代信息化發(fā)展的重要保障和體現(xiàn)，對(duì)電力企業(yè)提高管理工作的效率具有重要意義[4]。

4.2 理論線損計(jì)算

從理論線損的角度來看，分析供配電線路線損的理論原因和相應(yīng)的計(jì)算對(duì)減少線損有一定的幫助作用，同時(shí)計(jì)算得出的結(jié)果對(duì)后續(xù)線損管工作的管理有一定的益處。當(dāng)前，我國(guó)電力企業(yè)在計(jì)算線損路線時(shí)，對(duì)有功率損耗和無功率損耗使用的計(jì)算方式存在差異，其具體的計(jì)算方式如下：

有功率損耗：ΔPL=3I2CR×10-3kW

無功率損耗：ΔQL=3I2CX×10-3kvar

公式中，R 為每相線路電阻，X 為每相線路電抗，l 為線路計(jì)算長(zhǎng)度，IC 為計(jì)算相電流。通過以上的計(jì)算公式能夠直接看出線路中輸電線路有電阻和電抗兩個(gè)組成部分，從這兩個(gè)方面進(jìn)行計(jì)算能夠查找出線損發(fā)生的原因，從而有效避免線損現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4.3 整合供配電線路上的無功補(bǔ)償分配

在交流供電系統(tǒng)中，電感和電容都是必不可少的負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)、變壓器等鐵磁性負(fù)載，如果沒有感性無功的勵(lì)磁，設(shè)備無法正常工作，而無功的存在對(duì)能量的傳輸和交換具有重大意義。發(fā)電機(jī)需要保持適當(dāng)?shù)臒o功輸出，才能維系整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。但是，無功補(bǔ)償過多或者過少等分配不均衡的問題，對(duì)配電電力負(fù)荷都具有較大的影響。因此，為了減少線路線損，提升電能的利用率，需要電力企業(yè)在開展應(yīng)對(duì)措施的過程中考慮無功補(bǔ)償，以集中式或者分散式的方式對(duì)供配電線路進(jìn)行無功補(bǔ)償，減少線損產(chǎn)生的損失。

4.4 科學(xué)合理地規(guī)劃電網(wǎng)中的電源點(diǎn)

電力企業(yè)需要加強(qiáng)管轄范圍的配電線路的相關(guān)設(shè)施設(shè)備建設(shè)，以此為基礎(chǔ)嚴(yán)格控制配電線路的輸送半徑與饋線之間的負(fù)荷平衡。此外，需要及時(shí)調(diào)整配電網(wǎng)中的超負(fù)荷設(shè)備，提高用電效率，減少線損的產(chǎn)生。此外，電力企業(yè)需要預(yù)測(cè)和管理負(fù)責(zé)的網(wǎng)線的綜合負(fù)荷，促使低壓配電變壓器與負(fù)荷中心相接近，盡可能縮短配電線路的長(zhǎng)度。在使用過程中，如果網(wǎng)架頻繁發(fā)生跳閘的情況，則應(yīng)當(dāng)定期檢查，重新檢查線路，及時(shí)處理，幫助排出線損故障，保證線路能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

4.5 及時(shí)更換供配電線路中的高耗能設(shè)備

供配電線路如果長(zhǎng)時(shí)間維持在高耗能的狀態(tài)下，不僅會(huì)加劇線損的發(fā)生，還會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生較大危害。因此，在日常維護(hù)工作的過程中，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且更換這些高耗能的設(shè)備，選擇耗能低的變壓器，以節(jié)能型變壓器為主。同時(shí)，需要對(duì)配電變壓器開展三相電流平衡的測(cè)試，并及時(shí)調(diào)整三相不平衡負(fù)荷。定期檢查鄉(xiāng)鎮(zhèn)周圍的變壓器等，電網(wǎng)改造和預(yù)防性測(cè)試等。對(duì)于上述表述的因長(zhǎng)時(shí)間的高壓用量而產(chǎn)生線損問題可以直接排查與處理這一片區(qū)的用戶故障，可以更換采集終端的形式，及時(shí)更換不符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，也能提高設(shè)備的可使用效率。

4.6 加強(qiáng)計(jì)量管理工作

為了實(shí)現(xiàn)更好的計(jì)量管理，可使用電子儀器減少儀器造成的損失，在整個(gè)區(qū)域推廣低功耗、高精度、遠(yuǎn)程匯總表的所有智能儀器，確保用戶性能數(shù)據(jù)的正確記錄。當(dāng)使用二次回路作為加藥方法時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)措施降低二次壓降。例如，安裝專用變壓器、增加導(dǎo)體截面或縮短導(dǎo)體長(zhǎng)度是保持變壓器壓降始終合理的必要條件。一段時(shí)間后，監(jiān)控秩序混亂的站區(qū)，將測(cè)量錯(cuò)誤的區(qū)域納入審查區(qū)域，并嚴(yán)格檢查新增的電表登錄信息，防止不合格電表出現(xiàn)在電網(wǎng)中。應(yīng)定期嚴(yán)格檢查以下測(cè)量參數(shù)：

計(jì)量裝置檢驗(yàn)率=實(shí)際檢驗(yàn)的電能表數(shù)/到周期應(yīng)校驗(yàn)的電能表*100%

計(jì)量裝置校前合格率=校前合格電能表數(shù)/實(shí)際校驗(yàn)的電能表數(shù)*100%

計(jì)量裝置現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)合格率=實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)合格數(shù)/實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)數(shù)*100%

計(jì)量裝置檢驗(yàn)率應(yīng)為100%，計(jì)量裝置輪換率應(yīng)達(dá)到100%，電路中計(jì)量裝置實(shí)際校驗(yàn)一定要達(dá)到100%。I、II 計(jì)量裝置校驗(yàn)的結(jié)果一定要超過98%；III 類電能表檢驗(yàn)的結(jié)果一定要等于或者超過95%。

此外，必須強(qiáng)化抄表員的責(zé)任感，避免錯(cuò)誤、遺漏或手工抄表，確保抄表數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性，最大限度地減少由于人為因素產(chǎn)生的線損[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

供配電線路線損問題的產(chǎn)生是不可避免的一種現(xiàn)象，因此電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視線損問題，以減少線損造成的不必要的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)此，電力企業(yè)在開展管理工作的同時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查和維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)，提高檢查工作的效率，確保數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度。同時(shí)，需要不斷強(qiáng)化管理人員的專業(yè)能力，組織技術(shù)人員召開探討會(huì)，提升供配線路檢修工作水平。