10kV配電網高損線路異常原因及降損措施探析

國網四川省電力公司資陽供電公司 蔡章強 戴朋岑 羅建平

配電網線損管理作為保障電力系統穩定運行的關鍵，強化線損問題管理是提升電網運行效率的首要內容。線損是在電力輸送環節中能量以熱能形式所散發，即功率的消耗。線損現象在10kV 配電網管理中極為常見，過量的線損會造成電能大量消耗，在極大程度上增加電力企業運營成本。目前線損率作為衡量線損的重要標準，可根據損失電量在總電量中的占比來判定10kV 配電網中的線損電量。造成線損的原因較為多樣復雜，應深入探索10kV 配電網線損原因并采取相應措施降低線損率，進而促進電力企業良性運轉，為國民生產力提升予以穩定支持。

1 10kV 配電網產生線損異常因素分析

目前影響10kV 配電線路線損率主要基于技術因素、管理因素兩方面。其中技術因素作為影響線損率的主要內容，其配網網架結構設計不科學、規劃布局存在偏差等問題，極易導致線損問題發生。

1.1 設備因素

導致10kV 配電網產生線損異常除線路本身的老化、破損等，硬件設備在應用過程中產生的各類問題也是造成線路損耗的重要原因之一。由于10kV配電網長期處于運行狀態，其設備必然會發生嚴重老化的現象，部分電力設施使用時間較為長久，且得不到及時維護，所以易導致線損異常。

1.2 無功補償不合理

在電力網中無功補償先影響無功輸送，使電流發生變化。因為電網的線損與電流的平方成正比，因此當無功補償對無功輸送產生影響時也會對線損產生影響[1]。當電壓波動情況發生時，不能及時將無功補償設施投切，電壓過低時無功欠缺補償，造成損耗加大；電壓過高時無功過于補償，導致設備損壞。所以無功補償是否合理是直接影響線損異常因素之一。

1.3 線路設計不科學

在配電網的實際線路設計環節中，若存在配電變壓器布局規劃有誤的情況，極易導致電源點減少，進而產生樹狀連接造成供電半徑增加，造成輸電線路迂回，使得電力傳輸距離增加，增加了電能損耗。當10kV 配電網長時間處于非正常運作的情況下，極易導致導線截面超出正常范圍或低于正常范圍，造成輸電線路難以正常運作，出現長期超載、超負荷甚至是空載情況，嚴重損耗了配電線路使用壽命[2]；若電力系統中的配電線路沒有及時更新換代，電力企業長期使用老化線路，極易造成輸送電能降低或電能泄露等問題，致使線損問題更為嚴重，造成故障發生；由于社會用電量逐年增加，大功率用電電器使用量不斷攀升、提升了用電負荷，導致配電網運行過程中存在無功流動，增加了電能損耗，同時產生了大量電壓波動，嚴重制約了電能傳輸穩定性，10kV 配電網線損率不斷提高。

1.4 計量偏差

電能計量是導致10kV 配電網線損的主因之一，電能計量設備的精準性與電能計量存在必然聯系。由于配電網運行時間較長，電力企業在居民用電的過程中無法定期維修電力計量設備，因而導致其設備缺乏檢修、存在老化情況，加之計量工作人員操作漏記、錯記，極易造成線損率的提升，嚴重阻礙了電力企業經濟效益的提升，難以滿足用戶用電的需求。其中表記卡盤、計量表損壞、CT 燒壞、PT斷相等用電計量表偏差問題極易造成電能損耗，導致線損問題越發嚴重；電能計量管理也是影響線損率因素之一，如果對電能計量設備監管缺乏相應力度，致使違法分子非法占用及竊取電能，導致跳閘、停電等事故發生，嚴重制約配電網的穩定、安全運行，造成線損率增加，直接侵害了電力企業運營利益，為此應重視電能計量管理問題，強化相應管理制度。

1.5 變壓器選擇不合理

在10kV 配電網中，變壓器是最重要的電氣設備之一，其容量選擇與線損密切相關。研究表明，在70%額定負載下舊變壓器的運行最經濟、損耗最小，新型干式變壓器在30%額定負荷下運行最經濟、損耗最小。在設計時認為電力負荷不是離散的，變壓器的選擇不合理導致變壓器輕載或過載將增加配電網的線損率。

1.6 三相負荷不平衡和負荷曲線變化

三相負載的不平衡將導致功率損耗持續增加。根據三相變壓器的負載損耗，如三相負載處于平衡狀態則變壓器的損耗值最小。如果三相負載不平衡，變壓器的損耗將遠高于正常狀態下的損耗。如負荷曲線頻繁變化會增加線損。負荷曲線的頻繁變化反映了負荷過大，這對變壓器的容量提出了更高的要求，增加容量將進一步增加電力消耗。

1.7 配電網的經濟運行狀態

配電網在滿足最終設備用電要求的同時，根據輸出功率計算功率的傳輸和輸出功率，配電網的經濟運行模式是由配電網運營調度調節的。這種情況可以有效地降低整個電力傳輸過程中電網的功耗，同時也保證了配電網的安全運行，這對于減少配電網的損耗非常重要。由于配電網的線路結構相對復雜，最終設備的功耗不斷變化，須按照系統配電網的經濟運行標準對輸配電發電進行實時研究和計算，以確保配電網在任何時候都能經濟運行，實現配電網變壓器的實時無功補償，提高電網的輸電效率，同時可保證配電網的安全可靠運行，降低配電網的功耗。

2 10kV 配電網降低線損的有效措施

2.1 降低配網線損的技術措施

2.1.1 淘汰老舊設備

是降低線損率的方式之一，隨社會迅猛發展科學技術飛速進步，節能設備被廣泛應用于各行各業。電力企業應更換內部老舊、高耗能電氣設備，及時更新換代，加強電氣節能設備應用力度，防止電能資源無效損耗，提高電能利用率及電氣設備運行效率，進而防止線損率的提升。同時電力企業應更換老舊供電線路，加強對輸電線路的監控工作，并對電網無功潮流位置進行合理布局。同時根據電力輸送情況挑選適宜的可調節無功補償設備，便于后續從業人員調控電力以降低電能損耗，防止電能浪費。

2.1.2 使用無功功率補償降損

如果有功功率在線路中可以維持恒定，為有效降低無功功率可采取增加負載功率來完成。在負荷配電變壓器低側安裝一個并聯補償電容器后，變壓器等電感性電氣設備就能得到更多的、可供消耗的無功功率，因而電網電源向電氣設備輸送的無功功率就得以減少，電網中流動的無功功率也得以減少，線路的損耗由此得以降低。

2.1.3 對線路進行合理規劃及進行線路升級改造

對配網線路進行規劃和設計需結合城市建設目標和供電需求等因素對線路不斷進行完善和優化，通過合理的調整減少配網線路中可能產生的損耗。在當前供電線路的規劃設計工作中，線路的優化不僅是在專業人員的指導下對設計方案進提出改進；加大配電網中不合理電網結構調整和升級改造投入的力度。針對當前電網結構中存在的問題，電力企業應該根據農村電網運行的實際情況，加快傳統配電線路下架和更新的步伐，通過增加導線整體截面的方式，降低電網運行過程中電力輸送的線損問題，促進電力企業經濟效益的有效提升，確保居民用電的安全性與穩定性。

2.1.4 加強電能計量裝置配置的合理性

首先，電力企業應強化對電能計量裝置管理制定，提高電能計量裝置合理性與計量精準度，使其滿足相應標準規范。同時制定定期檢查制度，定期檢查標表計倍率與表計接線情況、互感器運行情況，防止電能計量存在誤差。若電能計量裝置存在故障需及時予以解決，及時更換監測不合格設備，以提高電能計量設備計量準確率，在檢查過程中，嚴格檢查電能計量表封鉛情況，避免不法分子竊電；其次，規范電力企業用電行為，避免不合理用電行為發生，進而避免線損率過高，提高10kV 配電網運行效益，保障其安全、穩定運行，實現電力企業高效發展。同時須根據不同的線路和不同的區域制定電子損耗管理。通過改進10W 配電網的電表裝置，線損統計可完全自動化，提高統計計算的準確性。

此外，要加強線路的定期檢修和維護，以確保供電網絡過程的可靠性和安全性，改善電能質量，減少線損。對竊電現象采取有效的處罰措施，大幅度減少竊電現象。完善電網管理制度和規章制度，并與相關部門合作解決問題。電網及有關部門人員的素質培養也要在工作中不斷提高，認真負責自己的職責和工作，堅決杜絕玩忽職守、缺勤的現象。

2.1.5 調整和完善電網結構

電網結構對線損的形成有重要影響。結構布局合理的電網對于電力事業本身可實現高經濟效益、低損耗、長時間高效供電，為用戶提供合適的電力。在調整電網結構時應考慮以下方面：

電源必須放在負荷中心，線路從電源點輻射到環境中的負荷；縮短供電半徑，避免短距離供電和環形供電，10kV 線路供電半徑不大于15公里；合理選擇導線截面，增加導線截面將降低導線電阻、功率損耗和線路電壓降。然而，增加管道段將增加投資。增加管段時，應充分考慮插入和減少損耗之間的關系。配電線路導線截面10kV 正線不小于70mm2，支線不小于50mm2，次支線路不小于35mm2；選擇節能配電變壓器，合理選擇容量。近年來，與國外開發生產的配電變壓器相比，在性能參數符合規定的情況下效率提高了30%以上。

合理使用變壓器。對于長期輕載運行的變壓器更換小容量變壓器，避免大馬拉小車現象。對于長期滿載和過載運行的變壓器更換大容量變壓器，避免小馬拉大車現象。一般情況下，當變壓器轉移的負荷為容量的65%～75%時效益最高。根據這一特點，變電站可以測試變壓器的經濟運行，根據負荷及時調整運行方式，使變壓器工作在最佳狀態，合理調整變壓器抽頭。

2.1.6 做好配電網中變壓器布局位置的優化

在降低損耗、提高配電網質量和效率的過程中，應注意對配電網結構中變壓器的分析。變壓器是配電網電力設備中最重要的節點。應考慮配電變壓器的位置和線路選擇。變壓器的位置與所有低壓用戶的供電半徑有關，任何不合理的設置都會增加其線損。因此，配電變壓器必須布置在附近區域的負荷中心，以確保配電站整體高效可靠運行。為了通過使用變壓器來降低配電網的功率損耗，必須確保配電站低壓側能向周邊客戶配電，負荷點以擴散的形式進行配電，從而避免了傳統配電室存在的配電不方便，立即降低損耗效應，提高配電站運行的經濟效益。

在建設電網資本和改造農村配電站的過程中，應確保配電變壓器建在自然村附近，盡量采用樹狀結構配電方式，使電力能源按照電壓線路從村莊周邊引入村莊，確保村莊內各負荷點的電力分配。這種配網的執行方案，要求配電網產品結構設計人員在進行配電和創新改革時，使用多種方法按實際情況優化。設計人員還應盡量在負荷中心區域的配電網中安裝變壓器以減少配電網的線損。配電站運行時，如果其電網中的變壓器滿負荷運行也會導致無功故障，這種無功故障占配電網中心線損的1.40%，隨著線損的逐漸增加無功損害也會增加，因此有必要改變這種影響因素的存在和作用。

配電網中變壓器滿負荷運行越多，配電網的總輸出功率損耗越高，功率因數將降低。配電網的總無功補償補貼將增加配電網的總線損。因此，規定設計方案的所有員工應根據農村地區的具體情況選擇最有效的配電變壓器容量，以確保其能將有功功率和無功功率補償控制在一個相對高效合理的區間。

3 結語

總之，在經濟發展的新形勢下為滿足人們日益增長的電能需求，有必要對配網線路進行完善和優化。對供電企業而言，降低配網線路損耗可以從線路規劃設計、變壓器的優化創新和導線的正確選擇上入手。合理運用于10kV 及以下配網，讓配網的線損問題得到有效解決。除此之外，企業也需采取一系列管理性措施對線損率進行控制，選擇適當的措施進行合理的優化，讓電力資源得到充分利用，幫助企業實現更高的經濟效益。