10kV配電網(wǎng)高損線路異常原因及降損措施探析

國網(wǎng)四川省電力公司資陽供電公司 蔡章強 戴朋岑 羅建平

配電網(wǎng)線損管理作為保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，強化線損問題管理是提升電網(wǎng)運行效率的首要內(nèi)容。線損是在電力輸送環(huán)節(jié)中能量以熱能形式所散發(fā)，即功率的消耗。線損現(xiàn)象在10kV 配電網(wǎng)管理中極為常見，過量的線損會造成電能大量消耗，在極大程度上增加電力企業(yè)運營成本。目前線損率作為衡量線損的重要標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)損失電量在總電量中的占比來判定10kV 配電網(wǎng)中的線損電量。造成線損的原因較為多樣復(fù)雜，應(yīng)深入探索10kV 配電網(wǎng)線損原因并采取相應(yīng)措施降低線損率，進而促進電力企業(yè)良性運轉(zhuǎn)，為國民生產(chǎn)力提升予以穩(wěn)定支持。

1 10kV 配電網(wǎng)產(chǎn)生線損異常因素分析

目前影響10kV 配電線路線損率主要基于技術(shù)因素、管理因素兩方面。其中技術(shù)因素作為影響線損率的主要內(nèi)容，其配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)、規(guī)劃布局存在偏差等問題，極易導(dǎo)致線損問題發(fā)生。

1.1 設(shè)備因素

導(dǎo)致10kV 配電網(wǎng)產(chǎn)生線損異常除線路本身的老化、破損等，硬件設(shè)備在應(yīng)用過程中產(chǎn)生的各類問題也是造成線路損耗的重要原因之一。由于10kV配電網(wǎng)長期處于運行狀態(tài)，其設(shè)備必然會發(fā)生嚴(yán)重老化的現(xiàn)象，部分電力設(shè)施使用時間較為長久，且得不到及時維護，所以易導(dǎo)致線損異常。

1.2 無功補償不合理

在電力網(wǎng)中無功補償先影響無功輸送，使電流發(fā)生變化。因為電網(wǎng)的線損與電流的平方成正比，因此當(dāng)無功補償對無功輸送產(chǎn)生影響時也會對線損產(chǎn)生影響[1]。當(dāng)電壓波動情況發(fā)生時，不能及時將無功補償設(shè)施投切，電壓過低時無功欠缺補償，造成損耗加大；電壓過高時無功過于補償，導(dǎo)致設(shè)備損壞。所以無功補償是否合理是直接影響線損異常因素之一。

1.3 線路設(shè)計不科學(xué)

在配電網(wǎng)的實際線路設(shè)計環(huán)節(jié)中，若存在配電變壓器布局規(guī)劃有誤的情況，極易導(dǎo)致電源點減少，進而產(chǎn)生樹狀連接造成供電半徑增加，造成輸電線路迂回，使得電力傳輸距離增加，增加了電能損耗。當(dāng)10kV 配電網(wǎng)長時間處于非正常運作的情況下，極易導(dǎo)致導(dǎo)線截面超出正常范圍或低于正常范圍，造成輸電線路難以正常運作，出現(xiàn)長期超載、超負(fù)荷甚至是空載情況，嚴(yán)重?fù)p耗了配電線路使用壽命[2]；若電力系統(tǒng)中的配電線路沒有及時更新?lián)Q代，電力企業(yè)長期使用老化線路，極易造成輸送電能降低或電能泄露等問題，致使線損問題更為嚴(yán)重，造成故障發(fā)生；由于社會用電量逐年增加，大功率用電電器使用量不斷攀升、提升了用電負(fù)荷，導(dǎo)致配電網(wǎng)運行過程中存在無功流動，增加了電能損耗，同時產(chǎn)生了大量電壓波動，嚴(yán)重制約了電能傳輸穩(wěn)定性，10kV 配電網(wǎng)線損率不斷提高。

1.4 計量偏差

電能計量是導(dǎo)致10kV 配電網(wǎng)線損的主因之一，電能計量設(shè)備的精準(zhǔn)性與電能計量存在必然聯(lián)系。由于配電網(wǎng)運行時間較長，電力企業(yè)在居民用電的過程中無法定期維修電力計量設(shè)備，因而導(dǎo)致其設(shè)備缺乏檢修、存在老化情況，加之計量工作人員操作漏記、錯記，極易造成線損率的提升，嚴(yán)重阻礙了電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提升，難以滿足用戶用電的需求。其中表記卡盤、計量表損壞、CT 燒壞、PT斷相等用電計量表偏差問題極易造成電能損耗，導(dǎo)致線損問題越發(fā)嚴(yán)重；電能計量管理也是影響線損率因素之一，如果對電能計量設(shè)備監(jiān)管缺乏相應(yīng)力度，致使違法分子非法占用及竊取電能，導(dǎo)致跳閘、停電等事故發(fā)生，嚴(yán)重制約配電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運行，造成線損率增加，直接侵害了電力企業(yè)運營利益，為此應(yīng)重視電能計量管理問題，強化相應(yīng)管理制度。

1.5 變壓器選擇不合理

在10kV 配電網(wǎng)中，變壓器是最重要的電氣設(shè)備之一，其容量選擇與線損密切相關(guān)。研究表明，在70%額定負(fù)載下舊變壓器的運行最經(jīng)濟、損耗最小，新型干式變壓器在30%額定負(fù)荷下運行最經(jīng)濟、損耗最小。在設(shè)計時認(rèn)為電力負(fù)荷不是離散的，變壓器的選擇不合理導(dǎo)致變壓器輕載或過載將增加配電網(wǎng)的線損率。

1.6 三相負(fù)荷不平衡和負(fù)荷曲線變化

三相負(fù)載的不平衡將導(dǎo)致功率損耗持續(xù)增加。根據(jù)三相變壓器的負(fù)載損耗，如三相負(fù)載處于平衡狀態(tài)則變壓器的損耗值最小。如果三相負(fù)載不平衡，變壓器的損耗將遠(yuǎn)高于正常狀態(tài)下的損耗。如負(fù)荷曲線頻繁變化會增加線損。負(fù)荷曲線的頻繁變化反映了負(fù)荷過大，這對變壓器的容量提出了更高的要求，增加容量將進一步增加電力消耗。

1.7 配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行狀態(tài)

配電網(wǎng)在滿足最終設(shè)備用電要求的同時，根據(jù)輸出功率計算功率的傳輸和輸出功率，配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行模式是由配電網(wǎng)運營調(diào)度調(diào)節(jié)的。這種情況可以有效地降低整個電力傳輸過程中電網(wǎng)的功耗，同時也保證了配電網(wǎng)的安全運行，這對于減少配電網(wǎng)的損耗非常重要。由于配電網(wǎng)的線路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，最終設(shè)備的功耗不斷變化，須按照系統(tǒng)配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行標(biāo)準(zhǔn)對輸配電發(fā)電進行實時研究和計算，以確保配電網(wǎng)在任何時候都能經(jīng)濟運行，實現(xiàn)配電網(wǎng)變壓器的實時無功補償，提高電網(wǎng)的輸電效率，同時可保證配電網(wǎng)的安全可靠運行，降低配電網(wǎng)的功耗。

2 10kV 配電網(wǎng)降低線損的有效措施

2.1 降低配網(wǎng)線損的技術(shù)措施

2.1.1 淘汰老舊設(shè)備

是降低線損率的方式之一，隨社會迅猛發(fā)展科學(xué)技術(shù)飛速進步，節(jié)能設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。電力企業(yè)應(yīng)更換內(nèi)部老舊、高耗能電氣設(shè)備，及時更新?lián)Q代，加強電氣節(jié)能設(shè)備應(yīng)用力度，防止電能資源無效損耗，提高電能利用率及電氣設(shè)備運行效率，進而防止線損率的提升。同時電力企業(yè)應(yīng)更換老舊供電線路，加強對輸電線路的監(jiān)控工作，并對電網(wǎng)無功潮流位置進行合理布局。同時根據(jù)電力輸送情況挑選適宜的可調(diào)節(jié)無功補償設(shè)備，便于后續(xù)從業(yè)人員調(diào)控電力以降低電能損耗，防止電能浪費。

2.1.2 使用無功功率補償降損

如果有功功率在線路中可以維持恒定，為有效降低無功功率可采取增加負(fù)載功率來完成。在負(fù)荷配電變壓器低側(cè)安裝一個并聯(lián)補償電容器后，變壓器等電感性電氣設(shè)備就能得到更多的、可供消耗的無功功率，因而電網(wǎng)電源向電氣設(shè)備輸送的無功功率就得以減少，電網(wǎng)中流動的無功功率也得以減少，線路的損耗由此得以降低。

2.1.3 對線路進行合理規(guī)劃及進行線路升級改造

對配網(wǎng)線路進行規(guī)劃和設(shè)計需結(jié)合城市建設(shè)目標(biāo)和供電需求等因素對線路不斷進行完善和優(yōu)化，通過合理的調(diào)整減少配網(wǎng)線路中可能產(chǎn)生的損耗。在當(dāng)前供電線路的規(guī)劃設(shè)計工作中，線路的優(yōu)化不僅是在專業(yè)人員的指導(dǎo)下對設(shè)計方案進提出改進；加大配電網(wǎng)中不合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級改造投入的力度。針對當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中存在的問題，電力企業(yè)應(yīng)該根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)運行的實際情況，加快傳統(tǒng)配電線路下架和更新的步伐，通過增加導(dǎo)線整體截面的方式，降低電網(wǎng)運行過程中電力輸送的線損問題，促進電力企業(yè)經(jīng)濟效益的有效提升，確保居民用電的安全性與穩(wěn)定性。

2.1.4 加強電能計量裝置配置的合理性

首先，電力企業(yè)應(yīng)強化對電能計量裝置管理制定，提高電能計量裝置合理性與計量精準(zhǔn)度，使其滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。同時制定定期檢查制度，定期檢查標(biāo)表計倍率與表計接線情況、互感器運行情況，防止電能計量存在誤差。若電能計量裝置存在故障需及時予以解決，及時更換監(jiān)測不合格設(shè)備，以提高電能計量設(shè)備計量準(zhǔn)確率，在檢查過程中，嚴(yán)格檢查電能計量表封鉛情況，避免不法分子竊電；其次，規(guī)范電力企業(yè)用電行為，避免不合理用電行為發(fā)生，進而避免線損率過高，提高10kV 配電網(wǎng)運行效益，保障其安全、穩(wěn)定運行，實現(xiàn)電力企業(yè)高效發(fā)展。同時須根據(jù)不同的線路和不同的區(qū)域制定電子損耗管理。通過改進10W 配電網(wǎng)的電表裝置，線損統(tǒng)計可完全自動化，提高統(tǒng)計計算的準(zhǔn)確性。

此外，要加強線路的定期檢修和維護，以確保供電網(wǎng)絡(luò)過程的可靠性和安全性，改善電能質(zhì)量，減少線損。對竊電現(xiàn)象采取有效的處罰措施，大幅度減少竊電現(xiàn)象。完善電網(wǎng)管理制度和規(guī)章制度，并與相關(guān)部門合作解決問題。電網(wǎng)及有關(guān)部門人員的素質(zhì)培養(yǎng)也要在工作中不斷提高，認(rèn)真負(fù)責(zé)自己的職責(zé)和工作，堅決杜絕玩忽職守、缺勤的現(xiàn)象。

2.1.5 調(diào)整和完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對線損的形成有重要影響。結(jié)構(gòu)布局合理的電網(wǎng)對于電力事業(yè)本身可實現(xiàn)高經(jīng)濟效益、低損耗、長時間高效供電，為用戶提供合適的電力。在調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮以下方面：

電源必須放在負(fù)荷中心，線路從電源點輻射到環(huán)境中的負(fù)荷；縮短供電半徑，避免短距離供電和環(huán)形供電，10kV 線路供電半徑不大于15公里；合理選擇導(dǎo)線截面，增加導(dǎo)線截面將降低導(dǎo)線電阻、功率損耗和線路電壓降。然而，增加管道段將增加投資。增加管段時，應(yīng)充分考慮插入和減少損耗之間的關(guān)系。配電線路導(dǎo)線截面10kV 正線不小于70mm2，支線不小于50mm2，次支線路不小于35mm2；選擇節(jié)能配電變壓器，合理選擇容量。近年來，與國外開發(fā)生產(chǎn)的配電變壓器相比，在性能參數(shù)符合規(guī)定的情況下效率提高了30%以上。

合理使用變壓器。對于長期輕載運行的變壓器更換小容量變壓器，避免大馬拉小車現(xiàn)象。對于長期滿載和過載運行的變壓器更換大容量變壓器，避免小馬拉大車現(xiàn)象。一般情況下，當(dāng)變壓器轉(zhuǎn)移的負(fù)荷為容量的65%～75%時效益最高。根據(jù)這一特點，變電站可以測試變壓器的經(jīng)濟運行，根據(jù)負(fù)荷及時調(diào)整運行方式，使變壓器工作在最佳狀態(tài)，合理調(diào)整變壓器抽頭。

2.1.6 做好配電網(wǎng)中變壓器布局位置的優(yōu)化

在降低損耗、提高配電網(wǎng)質(zhì)量和效率的過程中，應(yīng)注意對配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中變壓器的分析。變壓器是配電網(wǎng)電力設(shè)備中最重要的節(jié)點。應(yīng)考慮配電變壓器的位置和線路選擇。變壓器的位置與所有低壓用戶的供電半徑有關(guān)，任何不合理的設(shè)置都會增加其線損。因此，配電變壓器必須布置在附近區(qū)域的負(fù)荷中心，以確保配電站整體高效可靠運行。為了通過使用變壓器來降低配電網(wǎng)的功率損耗，必須確保配電站低壓側(cè)能向周邊客戶配電，負(fù)荷點以擴散的形式進行配電，從而避免了傳統(tǒng)配電室存在的配電不方便，立即降低損耗效應(yīng)，提高配電站運行的經(jīng)濟效益。

在建設(shè)電網(wǎng)資本和改造農(nóng)村配電站的過程中，應(yīng)確保配電變壓器建在自然村附近，盡量采用樹狀結(jié)構(gòu)配電方式，使電力能源按照電壓線路從村莊周邊引入村莊，確保村莊內(nèi)各負(fù)荷點的電力分配。這種配網(wǎng)的執(zhí)行方案，要求配電網(wǎng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進行配電和創(chuàng)新改革時，使用多種方法按實際情況優(yōu)化。設(shè)計人員還應(yīng)盡量在負(fù)荷中心區(qū)域的配電網(wǎng)中安裝變壓器以減少配電網(wǎng)的線損。配電站運行時，如果其電網(wǎng)中的變壓器滿負(fù)荷運行也會導(dǎo)致無功故障，這種無功故障占配電網(wǎng)中心線損的1.40%，隨著線損的逐漸增加無功損害也會增加，因此有必要改變這種影響因素的存在和作用。

配電網(wǎng)中變壓器滿負(fù)荷運行越多，配電網(wǎng)的總輸出功率損耗越高，功率因數(shù)將降低。配電網(wǎng)的總無功補償補貼將增加配電網(wǎng)的總線損。因此，規(guī)定設(shè)計方案的所有員工應(yīng)根據(jù)農(nóng)村地區(qū)的具體情況選擇最有效的配電變壓器容量，以確保其能將有功功率和無功功率補償控制在一個相對高效合理的區(qū)間。

3 結(jié)語

總之，在經(jīng)濟發(fā)展的新形勢下為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的電能需求，有必要對配網(wǎng)線路進行完善和優(yōu)化。對供電企業(yè)而言，降低配網(wǎng)線路損耗可以從線路規(guī)劃設(shè)計、變壓器的優(yōu)化創(chuàng)新和導(dǎo)線的正確選擇上入手。合理運用于10kV 及以下配網(wǎng)，讓配網(wǎng)的線損問題得到有效解決。除此之外，企業(yè)也需采取一系列管理性措施對線損率進行控制，選擇適當(dāng)?shù)拇胧┻M行合理的優(yōu)化，讓電力資源得到充分利用，幫助企業(yè)實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益。