低壓配電網(wǎng)線損分析和降損措施研究

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司 熊 蘊

1 引言

在當前的電力工作之中，由于不同區(qū)域、供電企業(yè)所處的實際環(huán)境存在著巨大的差異，難以有效統(tǒng)籌，因而導(dǎo)致電力設(shè)備非常容易受到外界因素的干擾，帶來各類不必要的損耗。鑒于此，采取合理的方法對線損產(chǎn)生的原因、影響因素進行準確把握，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用合理的措施進行改善尤為關(guān)鍵。

2 低壓配電網(wǎng)線損的影響因素分析

低壓配電網(wǎng)的線損影響因素可以分為技術(shù)因素和管理因素兩個層面。首先在技術(shù)因素方面主要為如下幾項。

一是線路的布局和導(dǎo)線的面積。在現(xiàn)階段的配電網(wǎng)之中，導(dǎo)致電網(wǎng)線損的主要因素是線路本身和變壓器，部分低壓配電網(wǎng)在規(guī)劃以及設(shè)計的階段就缺乏合理性，在這種情況下，相關(guān)的線路安排本身也會缺乏合理性，從而導(dǎo)致線路的大量重復(fù)和重疊，使得導(dǎo)線不可避免地出現(xiàn)延長，供電過程中電量損耗必然會出現(xiàn)上升。同時部分單位在配網(wǎng)建設(shè)過程中也沒有根據(jù)實際的情況選擇符合需求的導(dǎo)線，造成導(dǎo)線截面過小，從而提升了線路的電阻，增加了線路的損耗。

二是變壓器的選址和容量問題。在完整的低壓配電網(wǎng)之中所包含的設(shè)備數(shù)量整體是較多的，同時由于存在不同的需求，所以在變壓器設(shè)備的特征和參數(shù)方面也各有差異。如果相關(guān)單位在進行配置的時候，沒有進行準確和科學的計算，則將導(dǎo)致變壓器的配置無法充分地滿足實際需求，并且會增加電能的損耗。

三是無功補償。在既往控制線路損耗的過程中，比較常見的措施是使用無功補償裝置，這種方式將能夠有效地增加對應(yīng)線路所承載的電量，但同時大量進行無功補償裝置的使用也會導(dǎo)致電網(wǎng)的損耗增多。

四是三相負荷平衡。在電網(wǎng)的使用過程中，三相負荷平衡是一個相對較為理想的運行狀態(tài)，如果對應(yīng)的系統(tǒng)處在三相不平衡的情況下的時候，會導(dǎo)致線路的損耗增加，同時也會造成變壓器整體溫度的升高，從而增加設(shè)備的功耗[1]。其次是管理因素對線損的影響，這種情況則主要受到兩方面因素的影響。一方面是電網(wǎng)的運行管理。在對應(yīng)的電力系統(tǒng)之中，相關(guān)的變壓器需要根據(jù)實際的用電情況進行調(diào)節(jié)和控制，如果相關(guān)設(shè)備在長時間之中都保持過度配電、配電不足等狀態(tài)之下，則會造成能耗的增加，導(dǎo)致嚴重的線損問題出現(xiàn)。另一方面是計量裝置管理。計量裝置是現(xiàn)階段進行線損管理和測算的重要手段，如果相關(guān)工作在進行的時候科學性缺乏，則會導(dǎo)致線損的增加。

3 低壓配電網(wǎng)線損的現(xiàn)狀分析

低壓配電網(wǎng)的線損問題是現(xiàn)階段廣泛存在的一個問題，針對低壓配電網(wǎng)線損問題的有效管理，將能夠直接影響對能源的利用效果。以某地區(qū)的實際情況為例，相關(guān)地區(qū)在2020年總耗電量約為256億kWh，其在綜合線損率在當年為3.14%，其中高壓線損率為2.64%，低壓線損率為5.71%，見表1，從這一數(shù)據(jù)之中也可以發(fā)現(xiàn)，低壓線損率在整體線損率之中占據(jù)極為重要的位置，這也是針對低壓配電網(wǎng)線損進行控制的原因所在。

表1 某地區(qū)2020年線損情況

配網(wǎng)線損問題是不可避免的，但是在實際工作之中卻可以采取對應(yīng)的措施來進行控制該區(qū)的線損與標準之間存在較大差距的主要原因是在工作之中管理不當以及理論線損的計算存在誤差。針對這兩個問題，在進行工作的時候應(yīng)當采取合理的措施以來進行避免。

首先從理論線損的角度來看，相關(guān)區(qū)域的整體面積相對較大，且城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高，在這種情況下，進行對自身的電網(wǎng)的升級與改造，從而使其與自身的用電情況相適宜是比較關(guān)鍵的。然而在這一工作推進的過程中，對應(yīng)單位并未充分地考慮城市與農(nóng)村之間用電的區(qū)別，同時對于地區(qū)結(jié)構(gòu)的差異把握不足，從而造成電網(wǎng)在規(guī)劃過程中存在大量的重復(fù)現(xiàn)象，延長了線路的長度，最終導(dǎo)致線損的增加[2]。同時由于該地區(qū)的實際情況存在，在電網(wǎng)規(guī)劃的過程中除了需要考慮經(jīng)濟性，還需要的政治、社會需求進行滿足，這種現(xiàn)象也是相關(guān)區(qū)域在電網(wǎng)規(guī)劃過程中面對的重要問題，直接影響了電網(wǎng)的經(jīng)濟性。

4 降低低壓配電線路線損的措施分析

4.1 加強無功管理

加強無功管理工作將能夠起到促進電網(wǎng)運行順利性的作用，低壓配電網(wǎng)線損與無功管理的公式：

通過該公式可以了解到功率因數(shù)對線損率的影響，相關(guān)人員也可以進行針對性的線損管理工作。實際上，在具體的實踐過程中當線路的功率以恒定速度從0.6kW 增加到0.85kW 的時候，相應(yīng)的線路功率損耗率可有效增加50%，見表2。

表2 功率因數(shù)與無功功率關(guān)系（單位：kW）

基于上述內(nèi)容，在進行線損降低的過程中相關(guān)單位可以首先強化無功電壓的控制，如應(yīng)用全自動控制方案、合理地計算與分析現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的無效補償容量，同時根據(jù)無功負荷需求進行大電容器電容量調(diào)整等。當然，針對無功功率進行管理時，可以著重采取如下方法。一是施行無功就地平衡。該過程中根據(jù)電力系統(tǒng)的實際情況，選擇合適的無功補償裝置，包括電容器的安裝位置和容量等，以盡可能地減少線損。其次通過調(diào)整變壓器的分接頭位置，改變電力系統(tǒng)的電壓水平，從而調(diào)整無功功率的分布和降低線損。最后通過調(diào)節(jié)無功發(fā)生器的輸出功率，控制電力系統(tǒng)的無功功率平衡，以降低線損；二是加強用電管理。在工作之中強化用電行為的規(guī)范性將能夠顯著提高用電效率，減少偷電漏電等行為，從而降低線損；三是定期維護檢查。定期對無功補償裝置進行檢查和維護，確保其正常運行和減少故障率，同時及時調(diào)整無功補償裝置的參數(shù)，以達到降低線損的目的。

4.2 采取措施降低配電網(wǎng)線損

當在相關(guān)線路和變壓器的正常運行過程中也會出現(xiàn)損失有功和無功的現(xiàn)象，變壓器本身在電網(wǎng)之中占據(jù)著至關(guān)重要的位置，且其造成的線損較大，通常在電網(wǎng)系統(tǒng)之中變壓器導(dǎo)致的線損率可以達到34%左右。有鑒于此，相關(guān)單位還應(yīng)當積極地進行對變壓器使用的優(yōu)化，例如通過確保變壓器始終保持在經(jīng)濟運行的狀態(tài)之中，從而降低其損耗率，或者是使用具經(jīng)濟性的變壓器等，推動線損率的進一步降低。實際實施過程中相關(guān)單位可以根據(jù)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換要求進行目標區(qū)域內(nèi)高功耗變壓器的更換，在這種方式之下的節(jié)電效果：

其中P01表示相關(guān)設(shè)備處于空載狀態(tài)下而產(chǎn)生的電能損耗，P02則表示空載損耗，Pk1/Pk2則表示變壓器的短路損耗，S/SH則表示相關(guān)設(shè)備的負載率，而t 則代表對應(yīng)設(shè)備在一個年度之中的運行時間，通常可以將這一時間明確為9000h左右。在此基礎(chǔ)上進行對相關(guān)地區(qū)的變壓器的更換，即可明確對應(yīng)區(qū)域每年可以節(jié)約的電能數(shù)量。同時在進行變壓器的安裝過程中相關(guān)單位和人員應(yīng)當盡可能確保變壓器與負載中心位置的靠近，這種方式也能夠保證變壓器在使用過程中的充分節(jié)能。同時在變壓器布置位置選擇的時候，相關(guān)人員也應(yīng)當盡可能選擇便于進行維護的區(qū)域，從而確保對變壓器進行充分有效的維護工作開展，最終推進變壓器使用的經(jīng)濟性得到提升。目前我國的低壓配電網(wǎng)之中所使用的變壓器整體數(shù)量、型號都越來越多，且不同類型的變壓器在具體的功率方面也存在著巨大的差異，針對這種情況，相關(guān)單位在工作之中有必要對自身的需求狀況進行調(diào)查和分析，并按照國家政策來進行對變壓器的更新和改造工作，以增強其與區(qū)域用電需求的契合程度。

4.3 合理進行低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線截面的選擇

低壓配電網(wǎng)之中的線損與導(dǎo)線自身的電阻息息相關(guān)，針對導(dǎo)線截面進行控制則是進行電阻控制的重要手段，通過這種方法最終能夠比較有效地降低線損，保證配電網(wǎng)的節(jié)能降耗目的實現(xiàn)。從實際情況來看，在相關(guān)配電網(wǎng)線路所負載的電流處于穩(wěn)定狀態(tài)的時候，導(dǎo)線的截面積增加，將能夠起到降低功率損耗的效果，這種措施也會讓導(dǎo)線材料的使用量增加，從而增加整體的建設(shè)成本，所以相關(guān)人員和單位在推進對應(yīng)工作前有必要進行對實際情況的充分考量，該過程中可以采取經(jīng)濟電流密度的測定值，推算相關(guān)建設(shè)工作之中可供選擇的導(dǎo)線截面積。經(jīng)濟電流密度的計算可以根據(jù)對應(yīng)設(shè)施建設(shè)投資、運營等參數(shù)來進行確定，具體見表3。

表3 經(jīng)濟電流密度值（單位：A/mm2）

通過這種方式可以對現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)的線損狀況進行綜合性評估，同時也可以根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)來對更換導(dǎo)線之后整體可以取得的降損效果進行評估，從而為實際的工作開展創(chuàng)造比較良好的條件。需要注意的是，導(dǎo)線截面積的增加固然可以實現(xiàn)對線損率的全面降低，但是這個過程中也會對整體的資金投入數(shù)量形成增加，為了保證相關(guān)工作的經(jīng)濟性，在工作之中可以針對更換導(dǎo)線之后的理論節(jié)電值進行計算，從而明確改造工作的科學性和合理性程度。以某地區(qū)為例，相關(guān)單位在改造工作之中，計劃針對部分區(qū)域進行LGJ-120型號的導(dǎo)線更換，在線路負荷電流為32A 的情況下，年節(jié)電量可以達到7.5萬kWh 左右，由于其改造范圍較小，在長期運營過程中該方案的整體經(jīng)濟性是符合需求的。

4.4 配電網(wǎng)的節(jié)能運行

配電網(wǎng)節(jié)能運行措施也是實現(xiàn)降低線損的重要手段，相關(guān)工作在開展過程中可以從如下幾個方面入手。

一是進行費用和時間參數(shù)的調(diào)整。在工作之中相關(guān)單位可以通過對應(yīng)的人計算措施，對現(xiàn)階段低壓線路的負載電流值進行明確，同時根據(jù)相應(yīng)的結(jié)果合理地進行負載的調(diào)整。同時在線路投入運行之后，采取儀器對負載狀況進行檢測。如果相關(guān)線路的整體負載狀況較大的時候，可以適當?shù)剡M行對特定時間內(nèi)的電力使用狀況進行調(diào)節(jié)和控制，并在高峰階段組織排隊等。

二是合理地進行動作電壓調(diào)節(jié)。該過程中可以通過對相關(guān)系統(tǒng)之中變壓器的分接開關(guān)進行合理的調(diào)整，從而實現(xiàn)對電壓的調(diào)整。同時也可以依托對變電站補償電容器的使用，達到在相對較短的時間之內(nèi)進行電壓調(diào)節(jié)的目的。

三是調(diào)整無功補償方式。作為相關(guān)電網(wǎng)系統(tǒng)之中最為常見的損耗現(xiàn)象，功率損耗的控制將能夠有效地保證電網(wǎng)運行的節(jié)能性，相關(guān)單位和人員可以采取降低電力的傳輸距離、實施無功補償設(shè)備安裝等方式來達到對應(yīng)的效果。

5 結(jié)語

綜上所述，低壓配電網(wǎng)線路損耗是當前受到社會廣泛關(guān)注的問題，為了實現(xiàn)對電網(wǎng)損耗的有效控制，相關(guān)單位在工作之中有必要從各個角度入手進行導(dǎo)致線損的原因進行分析和把握，并在此基礎(chǔ)上制定與實際情況相適應(yīng)的降損節(jié)能措施，充分地降低線損率，保障配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。