配電網節能降損技術改造措施

朱木銳

摘 要：闡述了配電網線損的產生和危害，提出了配電網節能降耗的技術措施，并對目前電力公司節能改造中存在的問題給出了改進意見。

關鍵詞：電力系統；配電網；線損；節能降損

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.142

線損是電力企業的重要經營指標，是企業管理的重要內容之一。在電力系統運行損耗中，配電網的損耗占了絕大部分。配電網的覆蓋范圍廣，情況復雜，有著巨大的節能潛力。因此，如何采取有效的技術措施來對配電網進行節能改造成為了工作人員需要解決的問題。下面就此進行討論分析。

1 配電網線損的產生

按照國家電力公司電力工業生產統計規定，線損電量是用供電量與售電量相減計算得到的結果，為：

ΔE=E-E′. （1）

式（1）中，ΔE為線損電量；E為供電量；E′為售電量。

一般，線損電量通常包括兩部分，分別是技術線損電量和管理線損電量，本文主要對技術線損及其降損措施進行討論。技術線損電量主要分為兩部分，如表1所示。

2 配電網線損的危害

2.1 發熱是線損造成的最突出問題

電流流過會使電器元件發熱。發熱不僅會造成電能的損失，還會導致導體溫度升高，加速絕緣材料的老化，縮短使用壽命。例如，變壓器的絕緣材料在140 ℃時的壽命降低率是常規工作溫度98 ℃時的128倍，且發熱容易出現熱擊穿，引發配電系統事故，尤其當線路容量不夠時，發熱通常是造成電氣火災的直接原因。

2.2 造成能源大量浪費

線損的電量不僅沒轉化成有用的有功功率，而且還需要通風、制冷等方式來散發熱量。根據統計數據，一般配電網的線損率在3%以上，嚴重時可達到10%，甚至更高。這不僅意味著電能的損失，更會導致一次能源的大量浪費和對環境的污染。隨著電力需求的不斷增長，電量損失也會越來越大。

3 配電網節能降損的技術措施

由于線損會造成巨大的危害，所以應對配電網進行節能改造。配電網節能降損的技術措施較多，將其歸納后如表2所示。下面將分別對各技術措施作簡要介紹。

3.1 線路改造

線路損耗在整個配電的損耗中占相當大的比重。在設計配電線路時，傳統的方法是按允許電壓降、導線機械強度和導線長期允許安全載流量等因素確定。從節約能源的角度出發，應將“電能損耗”作為配電線路選擇導線截面的依據之一，即在經濟、合理的原則下，適當增大導線截面積，減少配電線路的電能損耗。

3.2 無功補償

無功補償應按照“統一規劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則進行，目前往往分為集中補償、分散補償和隨器補償三類。

3.2.1 集中補償

集中補償主要安裝在變電站的低壓側，用于補償主變壓器本身的無功損耗，并減少變電所以上輸電線路的無功，從而降低供電網絡的無功損耗。在變電站進行補償主要采用的是電容器組，其投資一般較大，具體要求是保持變電所二次母線的功率因數在0.9～1之間。

3.2.2 分散補償

分散補償主要針對的是10 kV線路。這種補償方式的節能效果與補償地點和補償容量有關。其安裝容量和安裝位置如表3所示。

3.2.3 隨器補償

隨器補償主要安裝于10 kV配電變壓器低壓側母線，用于補償配電變壓器空載損耗和感性用電設備的無功功率損耗。根據實地調研，隨器補償在很多地區都普遍存在，是當地無功補償的主要手段。

3.3 使用單相變壓器

單相變壓器比同容量的三相變壓器鐵損小5%～10%，且單相配電變壓器體積小、質量輕、安裝方便，可以最大限度地深入負荷中心，縮短低壓網絡供電半徑，減少因三相負荷不平衡帶來的配變和線路的有功損耗。它的推廣和使用是實現“小容量、短半徑、密布點”，達到降損節能的重要措施。目前，單相變壓器已在南京等地應用，并取得了較好的降損效果。

3.4 采用節能型變壓器

配電變壓器損耗巨大。有資料表明，有的地區配電變壓器的損耗甚至占到了配網總損耗的60%以上。

我國配電變壓器經歷了SJ、SK、S7、S9及S11等幾個系列的替換過程。目前，S7型之前的產品已被市場淘汰，S9型節能變壓器成為市場主流產品。配電變壓器的節能潛力相當明顯，可進一步降低配電變壓器的損耗，尤其是空載損耗值。降低配電變壓器損耗，一個很重要的措施就是使用節能型變壓器，主要包括S11系列的變壓器和非晶合金配電變壓器（SBH11-M）。

3.5 計量裝置改造

由于計量裝置數量巨大，因此做好電能表的更換工作將會產生巨大的經濟效益。建議將機械式的電能表更換為電子式電能表。

3.6 平衡三相負荷

負荷不平衡不僅會影響變壓器的安全運行，同時也會增加線路和變壓器的損耗。對于三相不平衡的負荷，調整負荷是主要手段。

3.7 縮短供電半徑

如果供電線路太長，超過了合理的供電半徑，將會造成線路的電阻增大，損耗增加，應采取去彎取直的辦法進行改造。

3.8 諧波治理

諧波污染同樣會增加配電網的損耗。一些大型的化工廠、鐵路和鋼廠是電力系統中主要的諧波源，需要進行諧波治理。

3.9 電網升壓改造

對于電網升壓改造，一般是指將10 kV的電網升壓至20 kV，將35 kV的電網升壓至110 kV。由于電網升壓改造涉及到大量的線路、變壓器等電力元件，因此投資巨大，在升壓改造時，需要做出嚴密的技術論證和經濟效益論證。

我國第一個實行電網升壓的是某工業園區。目前，在一些城市也規劃出了電網升壓改造的試點，均取得了良好的社會經濟效益。

4 節能改造的一些問題及改進意見

4.1 電力公司節能改造的一些問題

目前，電力公司在實際改造元件時，往往首先考慮電網和設備的安全性，其次考慮電網迎峰度夏的因素，缺乏從經濟性角度來優化節能改造措施。同時，很多地區在節能降損時往往偏重某一方面，例如只重視無功補償或變壓器的降損工作，雖然投入了大量的資金，卻無法全面地節能降損，達不到預期效果，無法實現電力元件改造的優化。

4.2 改進意見

在配電網技術性節能改造時，在滿足電網安全性和可靠性的前提下，可以考慮從經濟性角度出發優化改造措施，實現對改造資金的最大化利用；全面、統籌考慮各改造措施，合理分配資金。

5 結束語

本文以技術性節能降損為基礎，對損耗的原因和危害進行了分析，然后總結了現有的技術性降損措施，并針對存在的問題提出了改進意見。我們要根據實際情況，采取科學、有效的技術措施來改造配電網，這樣才有利于電力公司的發展，創造出更多的經濟和社會效益。

參考文獻

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[2]劉健，林濤，滕林，等.配電網差異化規劃[J].供用電，2014（5）：34-37.

〔編輯：王霞〕