配电网技术降损措施研究

配电网技术降损措施研究

作者：刘志熠

来源：《城市建设理论研究》2013年第35期

摘要：线损率是配电网的一项重要的综合技术经济指标，它综合反映了配电网规划设计水平、生产技术和经营管理水平。强化线损管理，降低电能损耗，对配电网节能减排有着十分重要的意义，因此电力行业对配电网降损比较重视，不少学者也对此展开了深入的研究。本文从建设措施和运行措施两个角度入手，分析和研究了各种降损措施的作用。 关键词：配电网；线损；降损；建设措施；运行措施 中图分类号：TM712 文献标志码：A 引言

线损是电网电能损耗的简称。在电力系统的实际运行中，配电网的损耗在整个电网电能损耗中占有比较大的比重，它是制约电网运行经济性的一个重要因素，因此在线损理论计算和成因分析的基础上，采取行之有效地降损措施，是降低配电系统电能损耗的重要手段[1]。 配电网技术降损措施可以分为建设措施和运行措施两个方面。建设措施一般有电网结构改造，变压器改造，线路改造，装设无功补偿装置等；运行措施一般有确定经济合理的运行方式，变压器经济运行，无功补偿优化配置，平衡三相负荷等。本文将从建设措施和运行措施入手，分别阐述相关的降损措施。 1.建设措施

1.1电网结构改造措施

随着社会经济的飞速发展，城镇居民生活水平不断提高，用电量也急剧增加。原有配电网的出现了各种各样的问题：线路高负荷运行、迂回供电、供电半径过长等因素致使线损增加。因此，对原有的配电网结构进行改造显得十分迫切，全国供电系统也就此展开了积极的尝试，大体有以下几种改造措施： 1）高压线路直接深入负荷中心

直接将高压线路深入到负荷中心向用户供电，利用有限的变电站出线，建立开关站向附近多个负荷点供电；推广小区供电，在小区中心建立低压变电站，尽量做到以变压器为中心向外辐射供电到各用户，以减少供电半径。这既保证了供电质量和可靠性，也大大降低了线损。这一改造的实施，缩短了配电线路的供电半径，解决了开关站电源及大负荷用户的供电[2]。

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2）提高配电网电压等级

配电网线损高的一个重要因素就是电压等级较低，导致线路传输损耗较大。众所周知，提高电压等级可以减少线路损耗，欧美发达国家的中压配电网采用的是20kV电压等级，较我国普遍使用的10kV而言，同等条件下供电半径和容量几乎增加了一倍[3]，可以有效地提高供电能力，降低配电网线损。1996年苏州工业园区根据自身负荷特点采用了20kV电压等级[4]，10多年的运行情况表明，20kV电压等级是切实可行的。但是对于已建设成熟的10kV配网而言，升压改造成20kV是不经济的。 3）单三相混合供电

在配电线路上采用单、三相混合供电，做到高压进户，缩短低压供电线路，可以起到降低线损的作用。国外早已采取单、三相混合的供电策略，它的主要原则是：对单相用户采用单相变压器供电到户，对三相用户采用三相挂杆式变压器直接供电到户[5]。这种单、三相供电模式低压供电线路极少，因此线损远低于目前的三相供电模式。2005开始，苏州市积极推行单相配电模式，已安装单相配变数千台。对试点区域的运行情况进行分析，发现低压配电系统造成的线损大大减少，用户侧的供电质量得到了较大的提高[6]。 1.2线路改造措施

由于很多配电网建成时间较早，配电网的规划本身就不够合理，不少配电网存在迂回和“卡脖子”供电线路，而且近年来负荷增长快速导致很多线路均处于重负荷运行状态，发生了不同程度的老化，因此对配电网供电线路进行改造，重新规划迂回和“卡脖子”线路，将负荷较重的线路更换为线径较大的导线。在经济合理的前提下，适当增大导线截面积以减少配电线路电能损耗，可以达到在不增加电源点发电出力的情况下增加供电能力的目的[7]。 1.3配电变压器优化配置

不少配电网存在因为规划不合理而导致配电变压器“大马拉小车”和“小马拉大车”的情况；农用负荷的季节性导致在农忙季节配变“小马拉大车”和农闲季节配变“大马拉小车”。在“大马拉小车”的情况下，配变常常运行在轻载甚至空载状态，在“小马拉大车”的情况下，由于负荷过重而导致配变损耗增加，因此针对变压器配置不合理的种种情形，提出如下措施： 1）对配变容量配置不合理的电网，在综合考虑地区负荷增长的情况下，重新配置合理的变压器容量。

2）对于季节性生产的变压器采用母子变压器。在负荷较轻期间，切除大容量配电变压器；在负荷较大时，母子变压器联合供电或者电容量配变单独供电[8]。 2.运行措施

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各地配电网改造工程得到了供电部门的重视，但是常常还是会出现配电网运行管理措施的缺失：变压器运行状态不经济、三相负荷不平衡、无功补偿配置不合理等，导致投入了大量的资金进行配电网改造却未能获得预期的降损效果。各地配电系统常常将配电网的运行管理列入年度工作计划，但却未形成一套完整的运行管理体系，比如无功补偿容量，很多配电系统还是按经验设置。如果能够在对配电网升级改造的前提下，对配电网的运行管理下一番功夫，降损效果将会大大提高。 2.1合理的运行电压

配电网的线损主要由配电变压器和线路的损耗组成。线路和变压器的可变损耗和运行电压成反比，变压器的铁耗和运行电压成反比。可以根据负荷的大小确定运行电压：

1）对负荷较重，负载电流较大的变压器，可以在电压偏差允许范围内适当地提高运行电压，以减少线路损耗；

2）对配电变压器台数较多，负载率较低，甚至还存在高损耗变压器的情况，变压器的铁耗大于铜耗，此时如果提高运行电压，线路的损耗降低，但变压器的损耗将会提高。因此提高运行电压不一定能降低线损，所以在实际操作中，需要根据负荷轻重权衡运行电压的高低。 2.2变压器经济运行

配电网线损很大一部分消耗在配电变压器上，因此有必要开展配电变压器经济运行研究。加强对配电变压器运行状态的检测，选择最优的运行方式，按变压器运行条件调整负荷，可以在同样的供电条件下实现最大限度的降低配变电能损耗[9]。对有调压能力的变压器，可以充分利用其调压能力按需调节低压配电网运行电压。

在变压器运行管理中，应能做到及时根据配变的负载情况，调整变压器的运行方式： 1）对季节性负荷而言，负荷较重时期按需投入大容量变压器，以防止变压器过载导致损耗增加和缩短变压器使用寿命；在负荷较轻或者空载时期，做到及时切换为小容量变压器或者关闭空载变压器。

2）对两台低负载率并联运行的变压器，关闭其中一台，以提高变压器的利用率，降低损耗。

3）对于大型工业企业,采用两台不同变压器，将动力电源和照明电源分开。 2.3无功补偿优化配置

配电网中功率因数较低也是产生电能损耗的一个重要原因，无功功率的远距离输送会消耗有功功率，进一步增加配电系统的线损。很多电力研究人员就无功补偿容量的优化配置展开了

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大量的研究，各级电力单位也非常重视无功补偿的配置，但目前由于配电运行人员对无功配置多少比较合适没有一个全面的认识，使得很多配电系统安装了无功补偿装置却达不到预期的效果。无功补偿配置的基本原则如下：

1）无功功率应做到就地补偿，不宜远距离输送，但考虑到经济性，每个无功负荷点都安装无功补偿装置肯定是不现实的，而且运行管理也不方便。

2）无功补偿的投入容量应该根据一段时间内的无功缺额确定。对负荷变化较大的地区，仅仅按照投切时段的负荷率考虑，在运行状态发生变化时无功补偿可能起不到预期的作用；如果负荷发生变化就调节投入容量，将会缩短无功补偿的使用寿命，也会对配电网产生一定的冲击。

2.4三相不平衡负荷管理

当三相负荷不对称时，各相的负荷电流不相等因而产生相间不平衡电流。相间不平衡电流除了会在相线上产生损耗外, 还将在中性线上造成电能损耗，因此总的线损增加[10]。三相负荷不平衡不仅导致了负荷电流幅值不相等，也导致负荷电流相位不对称，因此有必要同时考核三相不平衡电流的幅值和相位[11]。为减少损耗，应对变压器出口电流的不平衡度提出具体的指标，对不符合要求的要尽快进行负荷调整，达到降损的目的。 3.总结

目前配电网技术降损措施很多，针对不同的配电网可能需要采取各种不同的降损措施组合。配电网降损是一个头绪多、周期长的工程，但是降损目标的达成将会提高供电效率，带来一定的经济效益。 参考文献

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[2] 苏华东．论配电网运行及改造中降损技术的应用[J]．广东科技，2010，(2)：111-112． [3] 唐小波，孙晓韡，唐国庆．20kV与10kV配电电压的比较[J]．电力设备，2008，9(9)：6-10．

[4] 姜祥生，汪洪业，姚国平．苏州工业园区20kV电压等级的实践[J]．供用电，2002，19(6)：9-11．

[5] 张红旗，李风鹤，白成春等．配电网采用单相配电技术的节能效果分析[J]．陕西电力，2008，36(2)：53-55．

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[6] 汪小军．浅谈新型节能降耗供电设备——单相变压器[J]．华中电力，2006，19(6)：62-63．

[7] 梁文政．低压配电网线路导线截面选择与节能[J]．宁夏电力，2009，(1)：8-9． [8] 邓志郁．配电网运行与改造中降损技术管理的应用[J]．机电信息，2009，(30)：172-173．

[9] 宋进．配电网电能损耗及降损措施[J]．德州学院学报(自然科学版)，2005，21(4)：83-85．

[10] 刘健，程红丽，毕鹏翔等．配电网的模型化方法[J]．西安交通大学学报，2000，34(10)：10-14．

[11] 张言滨，张玉娥，张斌等．计及角度不对称的配电网负荷不对称线损分析[J]．吉林电力，2007，35(6)：16-19．