降低配電網線損的技術性措施探討

施進平

（國網浙江省電力公司麗水供電公司，浙江 麗水323000）

0 引言

隨著經濟的不斷發展，各類社會活動對電力的需求日益增加，這不僅體現在電能總量的需求增加，更體現在對電能質量要求的提升。如何更好地滿足電力需求成為當前電力研究的重要問題，而降低線損則是其中的一個重要措施。作為與用戶密切相關的配電網無疑成為降低線損的首要目標，應有針對性地開展配電網降損工作，以便更好地為社會提供優質電能服務。

1 配電網線損產生原因和主要構成

1.1 配電網線損產生原因

配電網線損主要產生于電能在配電網絡傳輸的過程中，從線路、變壓器、各類調節設備、各類測量計量設備到各類保護設備等都會引起電能的損耗。另外，偷竊電、電能計量偏差等也會造成線損的增加。

1.2 配電網線損主要構成

配電網線損主要構成分為技術線損和管理線損2大部分。

技術線損有時也被分成固定線損（不變線損）和變動線損（可變線損）來描述，主要是指配電網中諸如變壓器、線路等線路元件上電能損耗。該類損耗主要通過技術性措施來降低。

管理損耗有時也被歸類為其他線損，主要是指電能計量裝置計量偏差、故障、錯漏抄等造成的數據誤差、偷竊電損失的電量等。該類損耗主要通過提高管理水平來降低。

2 配電網線損的危害

2.1 加速設備老化

線損增大帶來的直接問題就是電能轉化為熱能使設備發熱量增加，促使設備絕緣等材料加速老化，使用壽命降低，可能會出現熱擊穿等現象，從而引發配電網系統事故。

2.2 大量浪費能源

線損的能量不僅沒有成為有用的能源，反而部分設備的能量損耗還需要通過冷卻等方式消耗電能來散熱。配電網規模越大，電能損耗的現象越明顯。

2.3 降低電能質量

隨著線損的增加，受電端電能質量（包括電壓等）明顯下降，可能給部分電能要求較高的用戶造成經濟損失。

2.4 降低供電企業經濟效益和社會供電質量

線損的增加勢必會提高供電企業的運維成本，降低供電企業的經濟效益，進而可能會降低電網的建設質量，如此形成不良循環，最終降低社會供電質量。

3 降低配電網線損的技術性措施

前文提及降低線損主要通過技術性措施和提高管理水平來落實。鑒于篇幅問題，下面僅對部分工程可操作性較強的技術性措施展開探討。

3.1 提高功率因數

提高功率因數對降低線損效果明顯，而提高功率因數最直接有效的方式是合理規劃和布置無功補償裝置。根據國內外無功補償研究結果以及國標指導意見，無功補償應堅持“全面規劃、合理布局、分級補償、就地平衡”及“集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主；高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主；調壓與降損相結合，以降損為主”的原則。一般就工程操作而言，變電所宜采用密集型電容器按規劃進行補償（如無規劃則可以采用主變容量的10%～15%進行配置），配電變壓器的無功補償按其容量的10%～15%配置。降低線損百分數為：

式中，cosφ1為補償前功率因數；cosφ2為補償后功率因數。

可以看出，假設補償前功率因數為0.8，補償后功率因數提高至0.95，則通過式（1）可計算得到降低線損百分數為：

可見降損效果十分明顯，而且無功補償前后功率因數相差越大，降損效果越明顯。

3.2 采用節能型配電變壓器

國家電網公司相關發展規劃規定，要求配網盡快淘汰高耗能配電變壓器（S9型及以下），新投配電變壓器須采用S13型或者非晶合金變壓器。選取常用400kVA容量變壓器進行比較，各型變壓器參數如表1所示，S15是非晶合金專用標準（JB／T10318）。

表1 S9、S11、S13系列變壓器損耗參數對照表

可以看出，隨著配電變壓器的改進，損耗降低十分明顯，S13型變壓器空載損耗僅為S9型變壓器的1／2，若國產非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9型變壓器的1／5，十分適合農村用電的特點。使用S13或者非晶合金配變，相較于S9型及以下配變，不僅能夠在較短的時間收回投資成本，還能創造更高的經濟效益。

設某區域內需設置400臺400kVA配變。若使用S9－400／10kV型配變，則年空載損耗電量約為7GW·h，而使用S13型或者非晶合金配變則可減少空載損耗電量3.5GW·h或者5.6GW·h，效益可觀。綜合考慮S13型和非晶合金配變的投資金額，可見在配電網建設和改造中選擇S13型或非晶合金配變是合理的。

3.3 線路經濟運行

配網線路損失的電能主要與電流的平方密切相關，因此線路電流的變化對線損的影響巨大。如何合理規定線路電流，不僅要考慮到安全的要求，還要考慮經濟電流的要求。一般來說，經濟電流小于安全電流，雖然介于經濟電流和安全電流之間能夠穩定運行，但能量損耗驟增，這對長期運行極不經濟，同時也存在著安全隱患。配電網長期應該是按經濟電流運行，短時間可按安全電流規定控制，這樣既經濟又安全。對于某些運行電流與導線截面不匹配的線路應采取轉移負荷、改變運行方式或更換導線等措施來改善線路運行狀況。表2為幾種型號的鋼芯鋁絞線的經濟電流和安全電流。

表2 幾種型號的鋼芯鋁絞線的經濟電流和安全電流 單位：A

3.4 電網升壓改造

由電網有功功率損耗公式可知，在負荷功率不變的前提下，隨著配電網電壓的升高，有功損耗將降低，因此配電網升壓也是降低損耗的有效途徑。目前國內已有多個區域試點20kV配電網（現有配電網電壓等級基本為10kV），已取得較多改造運行經驗，但此措施相對投資巨大。根據理論計算，可得到如表3所示升壓降損效果對照表。

表3 升壓降損效果對照表

4 結語

配網線損的高低直接影響供電企業的經濟效益和社會供電質量，如何有效降損是一項值得長期研究的問題。因此我們應在深入研究降損理論的同時，更多地關注工程操作性較強的技術性措施的探索，以便迅速將成果轉化為降損的有利工具，使電網更好地為經濟社會生產和百姓生活服務。

［1］郭祥.10kV配網線損分析及降損措施研究［J］.中國高新技術企業，2013（27）

［2］馬文書.配網線損與降損措施方法研究［J］.湖南農機，2013（7）

［3］朱蕭軼.海鹽縣沈蕩地區10kV線損及降損措施探討［J］.中國新產品新技術，2009（17）

［4］虞忠年，陳星鶯，劉昊.電網電能損耗［M］.北京：中國電力出版社，2000