降低低壓配電線損的技術措施探索

馬樂群

摘 要：線損作為衡量供電系統整體水平的重要指標之一，它與電能質量有著直接的關系，因此，降低線損一直都是供電技術領域研究的重點。在此，對低壓配電網中電路線損的原因和控制方法進行研究，以尋找能降低線損技術的有效措施。

關鍵詞：低壓配電網；變壓器；電路線損；線損控制

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0064-02

現代社會電氣化的程度越來越高，對電能的消耗也越來越大，節能問題已成為人們關注的焦點。在供電系統中，尤其是低壓配電網中，電路線損浪費了大量的電能，因此，降低線損的技術不僅與供電企業的經濟效益息息相關，更與節能環保的總體戰略有一定的關系，其重要性也是顯而易見的。

1 線損產生的原因和實際問題

1.1 線損的定義和產生原因

線損分為技術線損和管理線損兩種，這里僅對技術線損進行分析。所謂“技術線損”是電網系統自身特性引起的線損，可以用理論計算出損耗值。這些損耗主要是由電網電線中過長的傳輸距離引起的，因為電能在漫長的傳輸中會經過相當數量的輸變電元件，這些元件的電阻和電抗都會令經過的電能產生損耗，這些損耗加在一起就是電路的線損。此外，電能的傳輸和存儲需要經過電磁變換，這就需要在電能中分出一部分來產生勵磁功率，這也是造成線損的原因之一。

1.2 低壓配電網的線損

低壓配電網的線損率很高，是能源浪費的一個主要方面，這其中的原因也不只一種。對低壓配電網線損率的影響主要來自以下三個方面：配電網的布局、變壓器的配置和無功補償。這三方面的不足或不合理都會大大提高線損率。

1.2.1 配電網布局

在配電網進行布局時，將電源點設置在了離負荷中心較遠的位置。過長的輸電距離使輸電系統中首末端電壓下降，大量電能消耗在輸電途中，不僅大大增加了線損率，還增加了電壓調整的困難性，難以保證供電質量。因此，配電網布局錯誤造成的危害是多方面的。

1.2.2 變壓器配置

變壓器的型號選擇和配置與低壓配電網的實際需求有所偏差，使得其在運行過程中長期空載或輕載。因為不符合原本的運行標準，所以，會導致比預期更嚴重的空載損耗。

1.2.3 無功補償

無功補償是電網系統中常見的一種節能形式，它能有效降低線損，提高供電效率。但是，無功補償裝置在低壓配電網中的運行并不理想，因為低壓配電網通常具有感性負荷，無功功率會被部分電氣設備消耗，最終導致無功功率因數偏低，無功補償難以達到預期效果。

2 降低低壓配電線損的技術措施

2.1 建設性措施

所謂“建設性措施”主要針對設備、設施的改進、更新，換言之，就是以增加投資促進技術設備的更新換代，其主要目標有以下四個方面。

2.1.1 無功補償裝置

無功補償裝置能提高功率因數。功率因數是反映用電設備所消耗的功率和供電設備所提供的功率這兩種功率關系的數據指標，而線損是影響這兩種功率關系的主要因素之一。線損主要來自于供電線路和變壓器兩方面的影響。

在供電線路方面，線路的導線本身存在電阻，所以，電流的通過會引起線路自身的有功功率損耗。這一損耗值和電流的平方成正比關系，與輸送有功功率時產生的功率因數成反比關系。因此，可以提高功率因數來降低線路的電流，進而降低線路的有功功率損耗。

在變壓器方面，因為變壓器在輸出有功功率時存在銅損，而銅損與變壓器負荷的視在功率平方值成正比。該視在功率與變壓器自身功率因數成反比。由此關系可知，提高功率因素有助于降低銅損。

綜上所述，提高功率因數對降低線損有很大的作用，而無功補償是提高功率因數的好方法。通過增設無功補償設備來優化電網的無功配置，并確立科學、合理的無功補償方案。方案要以“分級補償和就地平衡”為原則，將集中補償、分散補償和隨器補償三種補償方法相結合，最終實現無功補償的全面化和有效化。以低壓配電網10 kV線路為例，對變電所母線集中加裝補償裝置，對一些線路較長、負荷較大的線路需要進行分散補償，裝置可選用并聯電容器。如果有配變容量達到30 kVA以上，要采取隨器補償，就地補償配變產生的無功損耗。總之，無功補償裝置的設置不能一概而論，需要根據具體情況，有針對性地進行設置。

2.1.2 變壓器的選擇與配置

變壓器自身存在一定的損耗，變壓器型號不同損耗也不同，而且不同種類的變壓器在輕載或空載狀態下運行的損耗各不相同，對此，應根據其運行狀況的特點選擇相應的配置。工作狀態中輕載和空載運行時間較長的線路，適合選用小容量、空載消耗低的變壓器；而大部分工作時間滿載，甚至超載的線路，則應使用大容量變壓器。表1中列出了目前幾種常見變壓器在10 kV電壓下的電能損耗。

由表1可知，非晶合金系列和COOPER系列變壓器的電能損耗值很低，雖然價格較為昂貴，但在經濟條件允許的情況下，從長遠的經濟效益考慮，選擇它們還是很有利的。

此外，在設置配電變壓器的位置時，要盡可能接近電網的負荷中心，將供電半徑控制在500 m以內。

2.1.3 輸電線路

應精確計算輸電線路的損耗值。通過線路的最大負荷值與其對應的時間計算負荷電流值，對比導線的負荷電流值和經濟電流值。如果負荷電流值較大，則說明該線路有改裝的必要，可以改換截面直徑更大的導線或增設線路，以增加導線數目。

2.1.4 計量裝置

計量裝置在降低技術線損和管理線損兩方面都能發揮出色的作用。使用準確度更高的用電計量裝置能起到很好的降損效果。在選擇計量裝置時要注意，除了要考慮用電計量裝置的準確度外，還要考慮計量裝置的自耗、誤差線性、對竊電的防范能力等多重因素。

2.2 運行性措施

與建設性措施不同，運行性措施幾乎不需要額外的資金投入，其對電網線損的控制是通過對運行方式的調整來實現的。

2.2.1 調整電壓

變壓器在損耗上主要分為銅損和鐵損兩種，在低壓配電網中，通常損耗較大的是鐵損。變壓器的鐵損會隨著變壓器實際電壓超過額定電壓差值的增加而增加，而這種增加并不會對變壓器本身造成損害，只是對出力有一定的影響。因此，當變壓器的鐵損低于銅損時，提高運行電壓可以達到降損的效果。

2.2.2 三相負荷平衡

三相負荷對線損有很大影響，當其不平衡時，由于各相通過的負荷電流大小不一，會形成相間不平衡電流。不平衡電流在相線和中性線上都會造成線損，這就會增加總線損。當其保持平衡時，三相電流的向量和等于零，三者相互抵消，中性線上沒有電流通過，消除了這一線損因素。因此，在電路運行中，要注意保持三相負荷的平衡，可以通過變壓器調整各相電流，將電流的不平衡度控制在10%以下。

2.2.3 導線接頭

一些施工工藝的缺陷會使導線接頭處原本很小的接觸電阻數值激增，而電能損耗受電阻的影響很大，電阻數值的激增同樣會增加電能的損耗。因此，在施工工藝上需要謹慎，盡可能降低接觸電阻，而且可以把導電膏涂抹在導線接頭部位，增大導線間的接觸面積，這樣可以進一步降低接觸電阻。

2.2.4 電路維護

電路經常會因為一些故障使得某些元部件的電阻和電抗增大，進而引起線損的增加。因此，精心維護電路，定期巡查，及時排除線路泄漏、接頭過熱等故障，這樣能夠大大降低一些不必要的線損。此外，電路附近的植物需要定期修剪，防止其與電路元件產生纏繞。

3 結束語

對降低線損相關技術的研究絕非一朝一夕之功，它具有長期性和細致性，而低壓配電網在我國的應用范圍極廣，所以，要盡快研究和開發安全、有效的技術來降低線損，可以說這是一項迫在眉睫的工作。因此，對降低線損技術的研究需要把握好節奏，力爭在長遠化的發展態勢和眼前的問題之間取得平衡，這就要依靠相關的技術人員。只有目光長遠，戒驕戒躁，才能將相關技術合理應用到實際的電力系統中，以提高我國低壓配電網的降損水平。

參考文獻

[1]潘彥君.降低配電臺區低壓線損的措施[J].科技創業家，2012（20）.

〔編輯：白潔〕