電網降損技術的探討

楊 軍，劉 哲

(哈爾濱電業局，黑龍江哈爾濱150010)

0 引言

電力網電能損耗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。線損率是衡量線損高低的指標，也是電網經營企業的一項經濟技術指標，它綜合反映了電力系統規劃設計、生產運行和經營管理水平。為了提高電能的利用率和效率，本文分析了電力網電能損耗形成的原因，提出了電力網電能降損的主要途徑，同時對電力網電能降損的方法、新技術、新設備進行了探討，達到了節約能源、節約資金、節約設備和勞動力的目的。

1 電網降損構成及降損途徑

1.1 電力網電能損耗構成

電力系統由發電、供電、用電部分組成，電力系統的電能損失為發電、供電、用電設備的全部損失之和。發電、供電、用電設備的功率損失都以損耗表示，如圖1所示。各部分損耗與供電量為基數的能耗損耗率如表1所示。

圖1 電力網電能損耗構成

在圖1中，△A發為發電機、升壓變壓器、廠用電變壓器及其廠用電損耗;△A供為超高壓輸電線路、一次變壓器、高壓送電線路損耗;△A用為用戶變電站、配電線路、配電變壓器及用電設備的電能損失(約占發電量的15%左右)。

表1 電網各部分電能損耗率概況 %

從表1可以看出，農網占比例較大，輸電、變電、配電、用電網全部損耗率為16%左右。

1.2 電力網的線損及其降損主要途徑

線損是電能以熱能和電暈的形式散失于周圍的空間，因此可以采取適當措施將線損降低到合理值或控制在規定值之內。線損產生的原因主要有電阻作用、磁場作用和管理方式的因素。

1.2.1 降低線路損耗

1)提高電壓 。應用有載調壓變壓器，適當提高運行電壓兼顧配電損失和設備安全，在高峰期，調高運行電壓不超過5%;根據線路輸送容量、輸變距離和電網發展情況進行必要的升壓改造，對大用戶盡量采用高壓供電，以利于降損，提高輸送能力和擴大供電半徑。如可將負荷密集度或輸電距離長的10 kV配電網升至20 kV配電網。

2)提高功率因數 。合理分布補償電容，根據負荷需要自動投切，減少無功潮流來回輸送。

3)降低導線的電流密度。對主干線和主分支線應適當加大截面，原則上使線路長時間按經濟電流密度運行，高峰時按導線的安全電流控制。提高負荷率，削峰填谷，使日負荷曲線盡量均衡平坦。

4)選用低電阻率的導線。綜合考慮投資和線損，高壓架線采用鋼芯鋁絞線，低壓線路和高壓電纜宜采用銅線。

5)將高壓引入負荷中心，盡量縮短送電距離。綜合改善投資和線損，10 kV線路宜控制2 km以內，0.4 kV線路宜控制200 m以內。盡量采用三相平衡送電，三相四線制低壓供電線路變壓器出口處不平衡度應不大于10%，干線和主分支線首端不大于20%。

1.2.2 降低變壓器損耗

變壓器損耗包括空載鐵損和負載銅損。損失率K為

式中:PO為鐵損;V為電壓;I為電流;r為內阻; cos φ為功率因數。

式(1)前部分為鐵損率，后部分為銅損率。可采用如下方法降低變壓器損耗:

1)提高功率因數，提高變壓器有功出力比例。

2)采用低損耗變壓器，逐步淘汰高耗變壓器，可降低鐵損或降低銅損。

3)電網電壓應與負荷相適應，在供電峰期提高受電電壓，在供電谷期宜降低受電電壓。

4)鐵損與電流成反比，銅損與電流成正比，應合理選擇變壓器容量，盡量按經濟負荷率運行。

5)對于并列運行的變壓器，應根據負荷情況決定投入和退出運行。

1.2.3 提高計量精度

計量設備引起的誤差包括互感器誤差、表計誤差、故障誤差、二次線電壓降 。提高計量精度的措施如下:

1)選擇互感器時，使二次負載不大于額定負載。選擇合適的變比，負荷變動在30%～100%。

2)對于電能表的選用和校驗，要選用負荷電流變動范圍(不大于誤差下限，小于誤差上限)，保證計量準確度，居民和低負荷用戶要優先采用寬負荷電能表，盡量減少校驗誤差。

3)安裝檢修計量裝置應盡量避免工作失誤和疏漏，做好定檢和巡檢，發現問題及時處理。高壓用戶的電壓互感器二次回路應加裝失壓記錄儀。

4)計量設備設計和安裝時，應盡量減少二次線損阻抗。二次線路宜采用不小于2.5 mm2的銅導線，線長盡量縮短，電流回路不要串聯保護，電壓回路單獨從二次端頭或電壓母線引線。

5)每月抄表時計入電能表損耗電量。

1.2.4 管理線損的因素和降損途徑

管理因素:管理和人為因素造成的線損可分為有意損失和無意損失。

1)有意損失。由于思想意識因素，主動或被動少計電量，如人情電、關系電、權勢電。

2)無意損失。由于營業人員的技術業務因素，發生的失誤、疏漏造成的損失，如竊電、錯誤和漏計損失。

降低管理線損的途徑如下:

1)加強崗位培訓，提高人員技術業務水平。

2)加強防范措施，采用防竊電技術措施，定期普查及非定期突擊檢查，對抄表人員實行輪換制度。

3)固定抄表日期，保證實抄率達到99%以上，嚴格執行審核制度。有條件的采用手用抄表器抄表和實行微機管理。

4)以法管電，嚴肅處理竊電行為、依仗權勢用電和營業人員的徇私舞弊行為。

2 新技術和新設備降低電能損耗

2.1 調容量變壓器降損

因季節性負荷變化，配電變壓器負荷極不均勻，用電高峰時為低谷的2～3倍，調容量變壓器繞組時可以根據負荷改變連接方式，提高負荷率，降低線損。

2.2 非晶合金配電變壓器降損

“非晶合金”指將鐵、硼、硅等主要材料熔化后，以106℃/s速度冷卻，高速聚冷使材料的原子排列變成雜亂無章、密堆排列，具有高磁導率、低矯頑力、高電阻率、低鐵損的特點，鐵芯厚度可為變壓器普通硅鋼片的1/10，比普通S9變壓器損耗降低1/2～1/3。

2.3 儲能降損

儲能降損采用儲水電站、電池儲能、電動汽車、蓄冷空調、儲熱熱水、電暖爐等。

2.4 自動裝置降低損耗

自動裝置采用如下方式降低損耗:

1)電力變壓器并列運行時按經濟運行方式投切。

2)路燈專用變壓器節能裝置白天斷開，減少空載損耗。

2.5 節能家用電器降低損耗

在家用電器中，照明、空調、電視、冰箱、電腦是消耗電量多的電器。目前中國照明用電量占社會用電量的12%(大約4 300億kW·h)，若將白熾燈換成節能燈，則每年可節電480億kW·h。采用變頻空調、液晶電視、液晶顯示屏，可以減少電能消耗。

3 結論

上述分析結果表明，通過加強電網管理，采用新技術、新設備和節能技術，能夠降低電力系統的電能損耗，使電網降損控制在合理值，提高了電網的利用率和經濟效益。