淺析電網電能耗損與應對措施

鹽城供電公司鹽都營業部 徐永進

仙桃職業學院 郭 萍

1.引言

電網電能損耗是指輸電網絡、配電網絡損耗電量的總稱。是電網經營企業在電能傳輸和營銷過程中自發電廠出線起至客戶電度表止所產生的電能消耗和損失，它綜合反映了電力系統規劃設計、生產運行和經營管理的水平。電網電能損耗主要包括管理損耗和技術損耗兩部分，本文只涉及技術損耗的探討。技術損耗又稱理論損耗，是電網中各元件電能損耗的總稱，可分為可變損耗和固定損耗兩種。固定損耗即所有變壓器、測量儀表、二次電路等勵磁回路的鐵耗；可變損耗即線路導線和變壓器繞組中的電能損失。目前我國電網的電能損耗普遍較大，為節約能源，建設環保型社會和減少供電企業的運行成本，電網的節能降損工作顯得尤為重要。降低線損是一項艱巨任務，它涉及面廣泛。下面就幾種常用的行之有效地降低線損的技術措施做出簡單的介紹，主要包括：調整完善電網結構；調整電網運行電壓；主變壓器經濟運行；合理設置補償設備，提高功率因數等。在實際應用中，可根據具體情況對各種方案進行技術經濟比較后確定最佳方案。

2.電網電能損耗原因分析

2.1 規劃落后，結構和運行方式不合理

一些地區電網建設處于無規劃狀態，配電設備的選點基本上是以鄰近點為依據，而不是以相鄰負荷中心為依據；在出現新的負荷點時，通常只是從最近的電網引線，這就造成了電網中變電所布局不合理，供電半徑大，存在大量迂回供電。

2.2 輸電線路導線選擇不當

導線截面過大或過小，線路長期輕載、空載或過載運行，不能達到最佳經濟運行狀態引起損耗升高。

2.3 變壓器與所帶負荷不匹配

輸配電變壓器容量選擇不當，運行方式不科學，致使變壓器不能按經濟運行曲線運行，造成變壓器處于過負荷或輕載運行狀態，電能損耗增加。

2.4 電網功率因數低

礦企業用電設備中大多屬于電感性設備，這些電感性的設備在運行過程中不僅需要向電力系統吸收有功功率，還同時吸收無功功率。這些無功功率經過多級輸配電線路、變壓器的傳輸，造成功率因數低，電壓質量差，有功損耗增加。

3.降低電網損耗的技術途徑

3.1 合理布局，調整完善電網結構

在確定電網的結構和運行方式時，應盡量縮短供電半徑，避免近電遠供和迂回供電。合理的供電半徑不僅能提高電網的輸送功率，而且還降低線損，保證供電質量。堅持“小容量、多布點、短半徑”的原則，將變電站或變壓器設置在負荷中心處，這樣既可以減少變電站低壓側線路的長度，又可以保證不會因輸電線路長、壓降大而影響對重要負荷的供電質量。簡化電壓等級，減少變電容量，能減少電能損耗。如簡化掉一級電壓，能減少一級電氣設備和一級電能損耗，并能減少運行管理和檢修工作量。

電能的損耗與導線的電阻成正比，電力網線路分布是否合理直接關系到電能損耗的多少。應盡量采用環形電網或放射式供電，避免線路迂回，這樣能有效縮小供電半徑，減少線路的功率損耗和主變壓器的有功損耗，降低了總功率損耗以及線損電量。電力部門要以城鄉農網改造為契機，充分利用資金對線路導線線徑過細、迂回供電的高低壓線路進行徹底改造，提高電網供電能力、改善電壓質量，確保電網安全經濟運行。

3.2 主變壓器的經濟運行

變壓器在運行中的損耗占整個電網損耗的35%以上，故降低變壓器損耗意義重大。選擇空載損耗較低的節能型變壓器，可達到降低變壓器損耗的目的。正確選擇變壓器容量，盡量使變壓器處于負荷中心。合理調整變壓器的負載率，避免變壓器空載、輕載和超負荷運行，以實現其經濟運行。一般對于單個運行的變壓器來說，其不變損耗（鐵損）和可變損耗（銅損）相等時，效率達到最高，損耗最小。對于兩臺或多臺并聯運行的變壓器，應根據負荷大小改變投入運行的變壓器臺數。當負荷小于臨界負荷時，減少一臺變壓器運行較為經濟，當負荷大于臨界負荷時，并聯運行較為合理。

3.3 合理選擇輸電線路

導線截面選擇的過大，將增加電力線路的投資和有色金屬的消耗量。導線截面選擇的過小，在運行中將使網損增大，電網運行經濟性差，且電壓損耗增大，致使電網中有些點的電壓不符合要求，使電能質量變壞。所以導線的截面的選擇首先應考慮電壓降，同時按經濟電流密度優化合理選擇并考慮留有一定發展的余度。結合發熱條件，機械強度等確定導線的規格，對電力網運行的經濟性和技術上的合理性具有重要意義。

3.4 調節電網運行電壓

線路的損耗與電壓的平方成反比。實際上，線損還包括變壓器的損耗。而變壓器的有功損耗與電壓的平方成反比，無功損耗與電壓的平方成正比。一般情況下，線路導線和變壓器繞組中的有功損耗占總損耗的比重大，所以35kV及以上的電網提高運行電壓1%，可降損1.2%左右。但在特殊情況下，例如在深夜城鄉居民用電負荷較小，變壓器大多處于輕載狀態的情況下，線損大部分是變壓器的無功損耗，降低運行電壓就成為降低線損的有效方法。電力系統的調壓措施主要有改變發電機端電壓，改變變壓器變比和改變網絡中無功功率分布等。應根據季節性負荷的波動和節假日負荷特點，及時調整變壓器分接頭和適時投退電容器。

3.5 提高電力網功率因數

根據P=UIcosФ，當P和U不變時，cosФ的提高可使線路的I減小，即可節約電能。提高功率因數的途徑主要有：提高自然功率因數；進行無功補償。當采取各種措施降低用電設備的無功功率損耗后，若其自然功率因數還不滿足要求時（一般要求cosФ≥0.9），應考慮采用無功補償方法。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網損。對配電網的電容器組的配置應按照“全面規劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則進行，電容器組自動投切的方式可按母線電壓的高低、功率因數大小、無功功率的方向、負載電流的大小進行。對沒有安裝集中補償裝置的變電站10kV母線上加裝電容器組，使無功得到平衡。在線路長負荷大的10kV線路上安裝并聯電容器，減少電力線路上流通的無功功率，直接起減少線路有功功率損耗的作用；對容量為30kVA及以上的10kV配變應就地補償配變自身無功損耗。

3.6 加強對諧波的抑制

隨著電網中非線性用電負荷，如整流設備、逆變器、變頻器、電力機車、UPS、開關電源等的大量增加，配電系統中諧波污染日趨嚴重。高次諧波能使電網的電壓與電流波形發生畸變，另外相同頻率的諧波電壓和諧波電流要產生同次諧波的有功功率和無功功率，從而降低電網電壓，增加線路損耗，浪費電網容量，諧波的存在會影響供電系統的無功補償設備，使電力變壓器的銅損和鐵損增加，直接影響變壓器的使用容量和使用效率。因此供電部門應對系統的諧波存在和污染程度進行檢測，必要時應采取措施抑制諧波。

[1]江北,劉敏,陳建福等.地區電網降低電能損耗的主要措施分析[J].2001,25(4):62-65.

[2]朱良意.淺談降低電力網電能損耗的技術措施[J].電力與能源,2008(3):300-303.

[3]種衍師.提高電網功率因數及其對電能損耗的影響[C].第二屆全國電能質量研討會論文集,2004.

[4]朱良意.淺談降低電力網電能損耗的技術措施[J].電力與能源,2008(3):300-303.