淺談10kV 及以下配電網(wǎng)降損措施

陸 龍

（玉溪通海供電局，云南 玉溪653100）

線(xiàn)損歷來(lái)是電力企業(yè)日常管理工作中的重點(diǎn)內(nèi)容，線(xiàn)損包括技術(shù)線(xiàn)損和管理線(xiàn)損，無(wú)論何種線(xiàn)損，均會(huì)導(dǎo)致電力資源的浪費(fèi)，影響電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此深入分析電力線(xiàn)損產(chǎn)生的原因，并采取必要的措施降損尤為必要。

1 線(xiàn)損的概念

電力資源通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)行輸送的過(guò)程中，因升壓、降壓以及配電等各個(gè)環(huán)節(jié)的因素引發(fā)的電力資源損耗就是線(xiàn)損。具體而言，即發(fā)電廠(chǎng)所輸送出去的電能和最終到達(dá)用戶(hù)終端間所產(chǎn)生的能耗差，其中所損耗的電能占據(jù)電力總損耗的比例稱(chēng)之為電力線(xiàn)損率，屬于衡量電力企業(yè)綜合技術(shù)水平的重要指標(biāo)。對(duì)于電力企業(yè)而言，需要采取多種手段進(jìn)行線(xiàn)損率的合理控制，以便于提升供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)階段，從我國(guó)的各級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行中來(lái)看，10kV 的電網(wǎng)損耗率在整個(gè)電力總消耗率站占比1/5 左右，因此合理控制10kV及其以下配電網(wǎng)損耗十分必要。

2 10kV 及以下配電網(wǎng)線(xiàn)損產(chǎn)生的原因

在整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，10kV 電網(wǎng)線(xiàn)損率一直相對(duì)較高，主要原因在于其處于室外運(yùn)行環(huán)境中，工作任務(wù)繁重，加之其多處于農(nóng)村，農(nóng)網(wǎng)占比較大，用電量也較大，因此損耗一直較高。具體來(lái)說(shuō)，其原因可以細(xì)分為技術(shù)因素和管理因素。

2.1 技術(shù)線(xiàn)損

技術(shù)線(xiàn)損一般出現(xiàn)在理論損耗之中，若電網(wǎng)出現(xiàn)技術(shù)損耗，則會(huì)因工作元件出現(xiàn)問(wèn)題而引發(fā)電能損失。導(dǎo)致技術(shù)線(xiàn)損的原因包括：第一，磁場(chǎng)作用。該方面主要是受到電網(wǎng)電壓的影響。若電網(wǎng)電網(wǎng)的數(shù)值保持不變，則該數(shù)值也是恒定的，稱(chēng)之為固定損耗。第二，電阻作用。電阻方面包含了線(xiàn)路電阻和設(shè)備電阻兩個(gè)方面。具體來(lái)說(shuō)：其一，連接用戶(hù)端的配電變壓器，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等自身發(fā)送的損耗，該損耗是受到元件自身材料的影響，注入鐵和銅等；其二，線(xiàn)路自身的電阻，因輸電線(xiàn)路存在一定的長(zhǎng)度，其會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的功率負(fù)荷，進(jìn)而引起線(xiàn)損；其三，在運(yùn)用絕緣子和纜線(xiàn)等輸電元件時(shí)，會(huì)引發(fā)損耗，致使電阻增加，進(jìn)而引發(fā)損耗；其四，設(shè)備絕緣失效引發(fā)的損耗。通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電量消耗。

2.2 管理線(xiàn)損

電力線(xiàn)損不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)線(xiàn)損方面，更重要的在于管理線(xiàn)損，因管理不善導(dǎo)致的線(xiàn)損也十分突出，嚴(yán)重影響到電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。第一，例行抄表失誤。抄表人員在實(shí)際抄表作業(yè)中，麻痹大意，工作責(zé)任心不足，錯(cuò)誤抄表，漏抄或者估抄等，導(dǎo)致收集到的電量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，嚴(yán)重影響到電力資源線(xiàn)損數(shù)據(jù)的分析和相應(yīng)策略的制定。第二，竊電。因人為竊電導(dǎo)致電力線(xiàn)損數(shù)據(jù)失真。第三，設(shè)備誤差。隨著現(xiàn)代化電器設(shè)備的普及，居民用電量猛增，這就使得部分電力計(jì)量設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際計(jì)量需求。部分抄表人員在進(jìn)抄表作業(yè)時(shí)，未注意到計(jì)量設(shè)備的異常，進(jìn)而導(dǎo)致抄表數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。第四，電網(wǎng)的整體規(guī)劃不合理，電源距離用戶(hù)終端太遠(yuǎn)，輸電線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致線(xiàn)路損耗無(wú)形增加；未能科學(xué)合理布局電力線(xiàn)路，致使電力線(xiàn)路成為環(huán)狀，增加了供電半徑；導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇不夠合理，致使路徑超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重，電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)不佳，增加線(xiàn)路損耗；選擇的無(wú)功率補(bǔ)償不夠合理，都會(huì)影響到最終的供電質(zhì)量水平。用戶(hù)端接線(xiàn)不夠合理，過(guò)細(xì)或者過(guò)長(zhǎng)，抑或出現(xiàn)破損等，也會(huì)增加線(xiàn)路的損耗。

3 10kV 及以下配電網(wǎng)降損措施研究

3.1 進(jìn)一步完善線(xiàn)損管理機(jī)制

為降低管理因素導(dǎo)致的電力線(xiàn)損現(xiàn)象，首要任務(wù)就是構(gòu)建一套科學(xué)合理的線(xiàn)損管理機(jī)制。具體而言，電力企業(yè)應(yīng)組建專(zhuān)門(mén)的線(xiàn)損管理專(zhuān)項(xiàng)小組，由領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)部門(mén)歸口管理，進(jìn)一步完善線(xiàn)損管理體系，落實(shí)線(xiàn)損管理工作，制定標(biāo)準(zhǔn)化的管理方案和管理流程，確保線(xiàn)損管理工作發(fā)揮最大效用，降低管理不善帶來(lái)的線(xiàn)損問(wèn)題。

3.2 不斷優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

10kV 及以下配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)亦會(huì)對(duì)最終的線(xiàn)損產(chǎn)生較大影響。為有效降低線(xiàn)損，就應(yīng)該不斷優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率，降低電力資源的損耗。同時(shí)，在建設(shè)電網(wǎng)的時(shí)候，就需要合理的進(jìn)行電源的位置布置，依據(jù)供電經(jīng)濟(jì)，來(lái)對(duì)供電半徑進(jìn)行合理布置。此外，需要結(jié)合電網(wǎng)的實(shí)際傳輸距離和負(fù)載狀況，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)截面進(jìn)行合理的選擇。具體來(lái)說(shuō)，若線(xiàn)路的負(fù)荷不變，則需要對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的截面進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟痔幚恚源藖?lái)對(duì)電阻進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档停⒔档蛽p耗，若電阻率為1.38Ω/km，將其更換為0.85Ω/km 之后，就可以顯著降低電力損耗。

3.3 進(jìn)行升壓改造

通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)升高電壓之后，線(xiàn)損也會(huì)隨之下降。現(xiàn)階段，電力負(fù)荷普遍較大，電力資源需求量猛增，此時(shí)就可以借助升高電壓的辦法來(lái)對(duì)線(xiàn)損予以適當(dāng)?shù)慕档汀Ｍ瑫r(shí)10kV 及以下配電網(wǎng)還應(yīng)該逐漸簡(jiǎn)化電壓等級(jí)，對(duì)于一些不標(biāo)準(zhǔn)的電壓，進(jìn)行適當(dāng)?shù)南瑢⒛切┲貜?fù)進(jìn)行變電容量的設(shè)備進(jìn)行縮減，以此就能夠合理的進(jìn)行線(xiàn)損的有效控制。

3.4 控制配電變壓器損耗

變壓器損耗也是導(dǎo)致電力資源損耗的重要因素之一，因此對(duì)其進(jìn)行合理控制亦是有效降低電力損耗的重要途徑。第一，將耗能較高的變壓器予以淘汰。在建設(shè)配電網(wǎng)的過(guò)程中，優(yōu)先選取耗能較低的變壓器，切增加電網(wǎng)電壓升級(jí)改造投入。將高能耗的變壓器去除，改用新型節(jié)能型變壓器。例如新型的單晶合金變壓器，其就能夠降低大約70%左右的鐵耗，降低空載電流約為80%左右。同時(shí)還可以結(jié)合實(shí)際負(fù)載，對(duì)分接開(kāi)關(guān)予以調(diào)整，確保電力資源供電可靠性的同時(shí)降低變壓器的能耗。第二，將空載配電變壓器進(jìn)行停用。配電變壓器的負(fù)荷不夠平衡，在部分時(shí)段，幾乎出現(xiàn)了空載現(xiàn)象，但是在用電高峰時(shí)期，卻始終處于滿(mǎn)載或者超載現(xiàn)象。因此可以采取字母變方案，或者將部分空載配電變壓器直接停用。例如排灌式變壓器，若空載超過(guò)半年，就應(yīng)該停掉。而針對(duì)季節(jié)性輕載變壓器，則可以采取子母變得方案，結(jié)合實(shí)際負(fù)載需求，選取適宜的負(fù)載變壓器。第三，確保配電變壓器的三相平衡。10kV及以下配電變壓器的分布范圍較廣，數(shù)量也相對(duì)較多，一旦變壓器出現(xiàn)三相負(fù)載不平衡，則會(huì)顯著增加變壓器和線(xiàn)路損耗。因此在實(shí)際工作中，需要對(duì)配電變壓器和主線(xiàn)路三相負(fù)載進(jìn)行定期的測(cè)量，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保三相電流不平衡率保持在10%以下。

4 實(shí)例分析

某臺(tái)區(qū)屬于農(nóng)村電網(wǎng)，其負(fù)荷主要用于農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)負(fù)荷，2015 年的用電量高達(dá)212825kWh。在本臺(tái)區(qū)中，無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘繛?5kVA。該地區(qū)具有顯著的季節(jié)性負(fù)荷，負(fù)荷較大多集中在6-11 月，其他月份的負(fù)荷整體較小。同時(shí)本地區(qū)的三相負(fù)荷較為平衡，掛接在A，B，C 三相上的負(fù)荷在變化上也是呈現(xiàn)大致相同的情況。

圖1 臺(tái)區(qū)A 相負(fù)荷

圖2 臺(tái)區(qū)B 相負(fù)荷

圖3 臺(tái)區(qū)C 相負(fù)荷

圖4 臺(tái)區(qū)總負(fù)荷

從上圖中可以看出，該臺(tái)區(qū)的年負(fù)荷峰谷比高達(dá)900%，屬于典型的農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)荷分布，季節(jié)型十分明顯，用電峰谷的差值較大。實(shí)際運(yùn)行中，為確保用電高峰時(shí)的負(fù)荷滿(mǎn)足，通常會(huì)依據(jù)最大負(fù)荷來(lái)進(jìn)行變壓器容量的選取，這種做法就會(huì)導(dǎo)致在用電低谷時(shí)，變壓器處于輕載狀態(tài)，損耗十分嚴(yán)重。變壓器負(fù)荷波動(dòng)則是導(dǎo)致該臺(tái)區(qū)減損嚴(yán)重的根本原因。在農(nóng)村地區(qū)，大部分的負(fù)荷峰谷輪換不夠頻繁，季節(jié)性較強(qiáng)。農(nóng)忙時(shí)高峰負(fù)荷基本持續(xù)3 個(gè)月左右，每一天15h 滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，9h 半負(fù)荷運(yùn)行。在農(nóng)閑的時(shí)候，變壓器的低檔量運(yùn)行大約為9 個(gè)月，高峰負(fù)荷時(shí)間較多，僅為農(nóng)忙時(shí)的20%左右，甚至更低。因此未來(lái)滿(mǎn)足農(nóng)村配電網(wǎng)這一典型負(fù)荷要求，可以嘗試采用高過(guò)載配電變壓器。相比較于普通配電變壓器，高過(guò)載變壓器能夠滿(mǎn)足1.5 倍的額定負(fù)荷6h，1.75 倍額定負(fù)荷3h，2.0 倍額定負(fù)荷1h。這樣一來(lái)，就可以顯著改善配變電短時(shí)間過(guò)載帶來(lái)的各種故障。從圖5 可以看出，若電壓的負(fù)荷低于45kw 的時(shí)候，和標(biāo)準(zhǔn)S11 型的160kVA 配電變壓器相比較，高過(guò)載S11 型100kVA 配電變壓器能夠較好的滿(mǎn)足農(nóng)村配網(wǎng)的負(fù)荷需求，既能確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行，還能夠降低配變得空載損耗，顯著提升電網(wǎng)的運(yùn)行效益。

圖5 高過(guò)載S11 型100kVA 配變及標(biāo)準(zhǔn)S11 型160kVA 配變的綜合損耗對(duì)比曲線(xiàn)

總之，10kV 及以下配電網(wǎng)的線(xiàn)路損耗直接影響到供電企業(yè)的最終經(jīng)濟(jì)效益。因此供電企業(yè)應(yīng)深入分析線(xiàn)路損耗的原因所在，包括技術(shù)損耗和管理?yè)p耗，并從管理和技術(shù)兩個(gè)角度開(kāi)展降損措施，確保電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)，推動(dòng)供電企業(yè)的健康長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。