论配电网降损节能的几个关键措施

王丽娜 （天津泰达电力公司 天津300456）

论配电网降损节能的几个关键措施

王丽娜 （天津泰达电力公司 天津300456）

电网的线损是造成电网电能损耗的重要因素之一。降低线损是电力企业实现多供少损，节能降耗的重要手段，也是降低运行成本，提高经济效益的重要措施之一。对配电网线损按性质进行了分类，并从规划设计、需求侧管理及运营管理的角度阐述了配电网降损节能的关键措施。

电气工程 配电网 降低线变损 措施

0 引言

自2006年以来，我国将节能减排列入国家重大战略之一，开创了我国经济发展的新模式。电网的线损是造成电网电能损耗的重要因素之一。降低线损是电力企业实现多供少损，节能降耗的重要手段，也是降低运行成本，提高经济效益的重要措施之一。线损率是衡量线损量的指标，综合反映和体现了电力企业对电网的系统规划设计、电网运行和经营管理的水平，是电力企业的一项重要经济技术指标。

电力系统的整体线损是指电能自产生至被终端用户消耗过程中，在电网上发生的消耗和损失。配电网作为电力系统的一部分，其线损率可以通过下式计算：

线损率=线损/供电量×100%

=（供电量-售电量）/供电量×100%

电网的线损可以分为3个部分：固定损耗、可变损耗和管理损耗。固定损耗是指变压器的无功功率损耗，即铁损，由变压器的铁芯及结构决定，与负荷大小无关，在电网中是固定的。可变损耗包括变压器的有功功率损耗（即铜损）和送电线路上的电能损耗，随着负荷的变化而变化。管理损耗包括抄表偏差、计量表计不准不全、偷电窃电等管理因素导致的损耗。前两种损耗可以通过电网合理规划设计、需求侧管理等方法降低，最后一种损耗需要通过完善电力企业管理制度、优化企业运作经营流程的手段降低。

1 电网合理规划设计是降低电网线损的基础

电网是由送电线路、变压器等各种电力元件组成的实体，是配电网供电的基础。因此，通过对电网合理的规划设计，降低电网固定线损和可变线损是降低电网线损的直接途径。

1.1 降低固定线损

1.1.1 选择新型节能型变压器 变压器的无功功率损耗主要是由励磁电流形成的损耗。在变压器容量一定的情况下，应选用节能型变压器，降低励磁电流在铁芯叠片中的电能损耗。

目前的节能型变压器包括S9、S10、S11以及非晶合金系列。其中，非晶合金变压器比传统叠铁芯变压器的固定损耗降低了约30%。电力企业应逐步淘汰S7系列高耗能变压器，推广应用新型节能变压器。

1.1.2 合理选择变压器容量及台数 变压器无功功率损耗为：

其中：ΔQ——变压器的无功功率损耗；

Q0——空载损耗；

β——变压器负载率；

Qk——变压器额定负载时的无功功率；

I0——空载电流百分率；

UK——变压器阻抗电压；

SN——变压器额定容量。

由此可见，在其他变量一定的情况下，变压器的无功功率损耗与变压器额定容量成正比。在满足负荷要求的前提下，适度选择单台变压器的容量及台数，能够在一定程度上降低电网的固定线损。

1.2 降低可变损耗

1.2.1 变压器经济运行 变压器的有功功率损耗随负载变化，公式为：

其中：ΔP——变压器的有功功率损耗；

P0——变压器空载损耗；

β——变压器负载率；

Pk——变压器短路损耗。

变压器的有功功率损失率DP%=DP/P1=DP/（DP+βSNcosф2）×100%。通过对ΔP%求一阶导数，可知当P0=Pk，即变压器铁损与铜损相等时，变压器的有功功率损失率最小，电能在变压器中的损耗最小。由于一般变压器的P0/Pk=1/4～1/3，所以变压器最低损失率大致发生在变压器负载率为0.5～0.6时。

1.2.2 合理选择送电线路导线的种类、截面 配电网的送电线路存在电阻，当电流通过时会产生热量，消耗电能。消耗的电能与线路电阻成正比，送电线路的阻值越大，电能的损失就越大。因此，应当按照线路的机械稳定性和热稳定性要求，以及经济电流密度，合理选择送电线路的导线种类和截面，达到既能够满足线路架设的安全性、经济性，又能尽量减小线路阻值对电能消耗的目的。

1.2.3 优化配电网结构，减少变压级数 对于110 kV等级以下的配电网来说，线路直接为在地理上分散的各用户供电，其线路数目多，是电网中消耗电能最多的部分。

在负载一定时，提高线路电压，通过线路的电流就会减少。而线路消耗的电能与通过的电流的平方成正比。因此，电流减少一点，就能够更大幅度地降低线路消耗的电能。

电力企业应减少变压级数，避免重复变压，提高线路电压。降低的线损率，其中UN1为原电压，UN2是提高后的电压。

此外，应使配电所尽量处于负荷中心，缩短供电半径，减少迂回供电，不出现过长的供电线路。在负荷密度高，供电范围大时，优先考虑两点或多点电源布置。因为线路电抗的存在，会消耗线路的无功功率，进而使长线路的末端电压比首端电压有一定程度的降低，末端电流增加，从而线损增加幅度较大。此外，供电的电能质量也有所降低。

多采用环形供电，减少单端辐射式供电方式。电网环形供电与单端辐射供电方式相比，减少了所需线路长度，从而降低了线路上电能的损耗。

2 加强需求侧管理是降低电网线损的有效途径

电网的需求侧管理是指通过采取有效措施，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保护环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动。做好需求侧管理，对实施有序用电、提高能效、缓解电力供需矛盾能够发挥积极作用。

2.1 削峰填谷、错峰用电

推行消减峰荷，移峰填谷，减少日负荷曲线波动，是降低线损的重要途径（见图1）。

由于ΔP是S的二次递增函数，f（SH'）-f（SH）>f（SB'）-f（SB），即：ΔΔPH>ΔΔPB。由于 S 正比 β，所以随着负荷的增加，负荷越大时，每增加相同幅度的负荷，消耗的有功功率就越多。因此，负荷曲线越平稳，线路消耗的有功功率越少。同样的方法还适用于变压器无功功率消耗的分析，结论也相同。由于变压器的感抗很大，负荷平稳能够减少大量无功功率消耗，对节约电能的有重要意义。

实施分时电价、季节性电价是削峰填谷的重要措施之一。通过调整电价，提高负荷高峰时段的电价，降低负荷低谷时段的电价，可以促使部分用户相应调整用电时间，避开系统负荷高峰时段。此外，削峰填谷还可以充分利用供电设备能力，保证电网安全运行，提高电能的社会效益。

2.2 平衡三相负荷

在电力终端，除三相对称负荷之外，无可避免地会有两相负荷和单相负荷接入系统。这些负荷大小不同，接入系统之后，往往破坏了电力系统负荷的三相平衡。三相不平衡会增加线路、变压器以及系统中性线上的损耗，同时也威胁到变压器的安全运行。因此，在用户侧应要求用户单相及两相用电设备的负荷均匀接入电网，力争保证电网的三相平衡。

2.3 提高电网的功率因数

通过电网的电流由有功分量和无功分量组成。提高电网的功率因数，就是降低通过送电线路和配电变压器的电流无功分量，进而减小电压降，提高线路末端电压，起到减少电能损耗的作用。

当输送的电能一定，功率因数低的电能通过送电线路及配电变压器时，这些电力元件的感抗将会增加无功功率的消耗，减少了有功功率，降低了电能效率。在负荷一定时，ΔP=（P2R）/（U2cos2ф）×103。提高功率因数cosф，就能够降低电网的有功功率损耗。降低的线损率 ΔP%=[1-（cos2ф1/cos2ф2）]×100%。

提高用电设备的自然功率因数，可以合理选择电力设备，合理安排工艺流程，及时停用空载设备等。除此之外，采取无功功率的人工补偿也是提高电网功率因数的常用手段。无功补偿应按照“统一规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则。其中，在需求侧进行无功功率的就地补偿，是提高电网功率因数最有效的措施之一。

3 管理措施是降低电网线损的保障

3.1 加强电网线损理论计算与分析

要降低线损，首先要掌握线损率及其分布情况，才能够有针对性地采取相应办法，以达到有效降损的目的。通过对线损的理论计算，并将理论线损与实际线损进行比较，可以较详细地了解电网的潮流分布和变化情况，找出电网存在的问题，及时调整电网运行方式，使其处于经济运行状态。如果理论线损过高，说明电网结构布局不合理，电网运行不经济；如果实际线损过高，说明电网的运营管理出现问题。

3.2 加强营销管理

电力营销部门应尽量避免抄表工作中出现的估抄、漏抄、错抄现象，避免电量、电费的核算差错，减少人为因素引起的线损增加。对计量表加强周期性检查、校对、轮换，淘汰老旧表，提高计量准确度。加强用电检查工作，采用防窃电电能表等设备，防止窃电现象。对发现的违章、窃电用户，坚决依据相关法规予以查办。

4 结论

降损节能是一项系统工程，需要对电网进行线损分析之后，通过一系列技术措施和管理措施，有针对性地解决实际出现的问题。降低电网线损也是一项需要长期进行的工作。随着电网规模的扩大，电网结构会发生变化，降损措施也要有相应地变化。总之，只有对电网线损进行细致分析和科学管理，才能够取得线损管理的最佳成效。■

[1]陈小虎.工厂供电技术[M].北京：高等教育出版社，2001：40-43，79-83.

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[3]冯叶亮，翟道国.电网经济运行分析及策略[J].广西电力，2005（4）：71-73.

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2012-05-09