配電網中損耗分析以及降損措施

摘要：在10kV及380/220V電壓等級的配電網中，傳輸設備消耗的電能稱為線損，線損的存在不僅降低了電網的供電能力，還對電網產生很大的危害，本文將對線損損耗產生的原因、危害及治理措施進行論述，并從多個角度提出電網的節能降耗措施。

關鍵詞：節能降損；配電網；線損率；無功補償；功率因數

1概述

在供電系統中， 10kV及0.4/0.22kV電壓等級的配電系統，與用戶關系最為密切。電能通過導線、開關、變壓器等設備進行傳輸的過程中，會產生功率損失(有功、無功功率)，并在相應的時間內產生能量損失(有功、無功電量)，造成系統末端電壓低，功率因數低，無功損耗大，消耗電能較大。配電系統中這部分損耗為線損，線損的存在不僅降低了電網的供電能力，還因發熱等現象對電網產生很大的危害，因此降損節能和提高電能質量是我們要解決的問題。

2配電網中損耗分析

2.1線損損耗的產生

配電系統中，線損電量通常包括兩部分：技術線損電量和管理線損電量。技術線損電量是在傳輸過程中直接損失在傳輸設備上的電量，主要有：正比于電流平方的配電線路導線和變壓器繞組中的電能損失，也稱負載損失；與運行電壓有關的變壓器損失和電容、電纜的絕緣介質損失，電能表電壓線圈損耗，互感器鐵心損耗等，也稱空載損失。技術線損電量可以通過采取相應的技術措施予以降低。管理線損電量則是在計量的統計管理環節上造成的，包括：各類電表的綜合誤差；錯抄、漏抄及計算錯誤；設備漏電；無表用電、竊電等造成的電量損失，需要采取必要的組織管理措施來避免和減少。

配電系統的線損率是指在一段時間內，配電輸送過程中損失的有功電量和該系統所獲得的總電量之比。

2.2理論線損計算法

均方根電流法原理簡單，是線損理論計算的基本方法，易于掌握，對局部電網和個別元件的電能損耗計算或當線路出口處僅裝設電流表時是相當有效的，尤其是在0.4~10kV配電網的電能損耗計算中，該法易于推廣和普及。

2.2.1均方根電流法

當電流通過電力網時，電力網的電阻為R，電流為I，則電阻的損耗為ΔP=3I2R×10-3(kW)，如果電流I為恒定值，則在時間t內該元件的電能損耗為△W=3I2R·t×10-3(kWh)。實際上I并非常數而是隨負荷變化的，所以根據日負荷電流曲線(或有功負荷曲線)測t1、t2、t3、…、t24的電流值。則△W=3 If2R·t×10-3(kWh)。其中If稱為日均方根電流。

2.2.2各種損耗的計算

有功功率損耗 △P=3I2R×10-3(kW)。

無功功率損耗 △Q=3I2X×10-3(kvar)。

在時間t時電能損耗 △W=RS2/U2t×10-3(kWh)。

3 配電網線損的危害

3.1 發熱

發熱是線損的最突出表現，發熱的過程就是把電能轉化為熱能的過程，造成電能的損失；發熱使導體溫度升高，促使絕緣材料加速老化，壽命縮短，絕緣程度降低，造成熱擊穿，引發配電系統事故。在建筑物配電線路中，發熱常是造成電氣火災的直接原因。

配電網中相當多的故障是由接點處的電阻發熱引起的。一般接點處的接觸電阻往往大于兩端材料的電阻，即使在正常負荷電流情況下也會產生發熱，從而又加劇導體接觸電阻上升，產生惡性循環，最終導致接觸部分燒壞，引起故障。架空線路的壓接處與電力電纜的中間接頭處經常是事故多發點。

3.2 線損浪費能源

配電系統的線損造成能源的大量浪費，線損沒有轉化為有用的能量而白白浪費，而且還要通過如通風、冷卻等方式對熱量進行散發，也需要電能。正常配電網的線損率應在2%~3%，而高達10%的線損率就較為嚴重了。這不僅意味著電能的損失，更表現在一次能源的大量浪費，以及對環境造成更多的污染。如果不采取措施降低配電系統的線損率，必然對國家能源利用、環境保護和企業的經濟效益產生不良影響，而且隨著電力需求的不斷增長，電量損失也會越來越大。每個用電企業都必須從大局出發，從技術上、管理上降低線損。

4配電系統降損節能的技術措施

4.1合理進行無功補償，提高電網的功率因數

合理地選擇無功補償方式、補償點及補償容量，能有效地穩定系統的電壓水平，避免大量的無功通過線路遠距離傳輸而造成有功線損。對配電網的電容無功補償，通常采取集中、分散、就地相結合的方式。

4.1.1集中補償。在變電站低壓側，安裝無功補償裝置(電容器)，安裝配置容量按負荷高峰時的無功功率平衡計算，并根據系統負荷的功率因數高低而合理及時投切電容器，從而保證電網的功率因數到0.9~0.96，減少配電電網的無功功率，使配電線路的電流減少，從而降低電網的線損。

4.1.2分散補償。由于電力用戶分散，需要10kV長距離線路輸送，且線路T接了很多用戶，這種情況下，線路功率因數較低，集中補償很難達到要求，通常在線路上分散安裝無功補償裝置，提高10 kV線路功率因數，從而減少10 kV配電線路的電能損耗。變壓器低壓側設備負荷安裝分散，且距離較遠，可在設備啟動柜內安裝電力電容器，節能效果非常顯著。

4.2.抓緊電網建設，更換高耗能設備

導線的電阻和電抗與其截面積成反比，因此，截面積小的線路電阻和電抗大，運行中，其有功和無功損耗相對較大。此外，配電網中還存在相當數量的高耗能配電變壓器，其空載損耗P0、短路損耗Pk、空載電流百分值I0%、短路電壓百分比Uk%等參數偏大。因此，應有計劃、有步驟地進行配電設施的技術改造，更換配電網中殘舊線路、小截面線路以及高耗能變壓器。

5配電系統降損節能運行措施

5.1合理提高電網運行電壓

合理提高電網的電壓運行水平，降低電網的輸送電流。變電站主變采用有載調壓方式調壓，可根據負荷情況，隨時調節主變壓器的分接開關，確保電網運行電壓處于合理狀態，提高線路末端的電壓質量，使線路電流下降，從而達到降損目的。同樣對于10 kV配電變壓器，可根據季節的變化，在規程規定電壓波動范圍內，可合理調節配電變壓器的分接開關，盡量提高配網的電壓運行水平，同樣達到降損的目的。

5.2合理配置配電變壓器

根據用電負荷合理調整供電變壓器，對各個用電負荷區要定期進行負荷測量，準確掌握各個臺區的負荷情況及發展趨勢，對于負荷分配不合理的配電變壓器，可通過調整變壓器的供電負荷，或調整（更換）變壓器容量，使各臺區的負荷率盡量接近65%，使配電變壓器處于經濟運行狀態，減少主變變損，從而提高電網的經濟效益。

5.3降低導線阻抗

隨著城區開發面積不斷擴張， 10 kV配電網不斷延伸，低壓配電網也越來越大，因此，將10 kV電源盡量引到負荷中心，并且根據負荷情況，合理選擇10 kV配變的分布點，盡量縮小0.4 kV的供電半徑(一般為250 m左右為宜)，避免迂回供電或長距離低壓供電。

根據負荷發展，合理設計線路導線截面，避免導線過載運行。在準確推測負荷發展的前提下，按導線的經濟電流密度進行選型校驗，并留有一定裕度，確保配電網經濟運行，實現節能目的。

6配電系統降損的管理措施

降低管理線損的措施，首先應制定降損措施，既要從微觀抓好各個環節具體的降損措施，又要從宏觀上加強管理：建立線損技術管理隊伍，定期進行線損分析，及時制定降損措施實施計劃；搞好線損理論分析工作，推廣理論線損在線測量，及時掌握網損分布和薄弱環節；制定切實可行的網損率計劃指標，實行逐級承包考核，并與經濟利益掛鉤；搞好電網規劃設計和電網改造工作，使網絡布局趨于合理，運行處于經濟狀態；加強計量管理，落實有關規程。并且做好以下監督管理工作。

無功管理：監督考核用戶功率因數，合理投切無功補償裝置。諧波管理：監測用戶諧波量，對諧波量超過國家標準的用戶，應及時治理，降低諧波對系統功率因數的影響。

計量管理：對電度表應定期檢查、校驗，及時調整倍率，降低電能計量裝置的綜合誤差。對于關鍵部位的電度表盡量采用先進的全電子電度表，并盡可能的推廣網絡集抄系統。

統計分析：定期分析線損現狀，制定管理措施，確保配電系統經濟運行。

結論

分析配電網損，采取一系列技術措施進行治理，從而達到節能的目的，降低電網損耗，節約能源，減少用戶電費支出，提高企業經濟效益，同時提高配電設備供電能力，對國家能源利用、環境保護、資源優化配置意義重大。