配电网降损和节能的改造方案

摘要：随着电力需求不断增长，配电网降损和节能改造成为电力行业的重要课题。针对配电网降损和节能的问题进行了研究，提出一种新型的改造方案。通过对现有配电网的分析，确定降损和节能的关键因素，采用多种技术手段实现配电网的改造，通过对改造方案进行仿真试验，验证该方案的有效性。研究结果表明，采用该改造方案能显著降低配电网的损耗，并提高能源利用效率。

关键词：降损节能改造方案仿真试验可持续发展

中图分类号：TM72

TransformationPlanofLossReductionandEnergyConservationinDistributionNetwork

JIANGXudong

StateGridXuanchengPowerSupplyCompany，Xuancheng，AnhuiProvince，242000China

Abstract：Withtheincreasingpowerdemand，thetransformationofpowerdistributionnetworklossreductionandenergyconservationhasbecomeanimportantissueinthepowerindustry.Inthispaper，theproblemsoflossreductionandenergyconservationindistributionnetworkarestudied，andanewtypeofretrofitschemeisproposed.Basedontheanalysisoftheexistingdistributionnetwork，thekeyfactorsoflossreductionandenergyconservationaredetermined，andvarioustechnical meansareadoptedtorealizethetransformationofthedistributionnetwork.Theresultsshowthattheretrofitschemecansignificantlyreducethelossofdistributionnetworkandimproveenergyefficiency.

KeyWords：Lossreduction;Energyconservation;Transformationplan;Simulationtest;Sustainabledevelopment

近年来，电力需求持续增长，配电网降损和节能已成为当前电力行业改革的重要课题，传统配电网系统存在着电能损耗较大、运行效率低下等问题，亟须工作人员进行改造，才能实现电力资源的高效利用和节能减排目标。通过配电网降损和节能的改造，能提高电力系统的稳定性和可靠性，减少停电事故的发生；优化电网结构和运行方式，减少线路损耗和电压降落；提高电力供应的质量和效率，满足用户对高品质电力的需求；降低能源消耗和环境污染，促进生态环境实现可持续发展。基于此，本篇文章旨在探讨配电网降损和节能的改造方案，希望本文能为相关领域的研究者提供一些启示和思路，推动配电网降损和节能的改造工作取得重大突破[1]。

1配电网降损的原因分析

1.1导线电阻损耗

配电网降损是指电能在配电过程中由于电阻、电感、电容存在而引起的能量损，其中导线电阻是导致配电网降损的主要原因。导线材料选择是导线电阻损耗的重要因素，导线材料种类有铜导线和铝导线两种常用的选项。铜导线具有优良的导电性能和较低的电阻率，在输电功率较大、距离较远的场合中常被选用，相比之下，铝导线的导电性能较差，电阻率较高，但其价格相对较低，因此在中小型配电系统中较为常见。由于铝导线的电阻率较高，使用铝导线传输电能时会造成较大的电阻损耗。同时，导线截面积也会对导线电阻损耗产生影响，导线截面积越大，其导电能力越强，电阻损耗就越小。因此，在设计配电系统时，应根据实际需要选择合适的导线截面积，从而减小电阻损耗。且随着导线截面积不断增大，导线成本也会相应增加，因此要在经济性和实际需求之间做出权衡。另外，导线长度也是影响导线电阻损耗的重要因素，导线电阻正比于其长度，即导线越长，电阻损耗就越大。在设计配电系统时，应尽量减少导线的长度，才能降低电阻损耗。同时，在实际施工过程中，要注意避免过度弯曲和绕线等操作，从而减小导线长度和电阻损耗。

1.2变压器铁损耗

变压器是配电网中的重要设备，其起着将高压电能转换为低压电能的作用，但在变压器运行过程中，会产生不同程度的铁损耗，会导致配电网的能量损耗和效率下降。铁心材料特性直接影响着变压器的磁导率和磁滞损耗，如果铁心材料的磁导率较低，会导致磁场在铁心中的扩散速度较慢，从而增加铁损耗。如果铁心材料的磁滞损耗较大，在变压器工作时磁场变化会增加铁心中的磁滞现象，进而提高铁损耗，所以选择具有高磁导率和低磁滞损耗的优质铁心材料是减少铁损耗的关键点。而压器的设计参数也会对铁损耗产生影响，变压器设计参数主要包括变压器额定功率、额定电压比、变压器负载率等，如果变压器的额定功率过小，在实际运行中变压器负载率会持续升高，从而增加铁损耗。同样，如果变压器的额定电压比偏离标准值，也会导致铁损耗的增加，所以在变压器设计过程中，要合理选择变压器的设计参数，才能减少铁损耗。另外，变压器在运行时会产生一定的热量，如果变压器的散热条件不好，导致热量无法有效散发，会升高变压器温度，进而增加铁损耗。此外，变压器工作环境中是否存在较大的电磁干扰也会对铁损耗产生影响，保证变压器的良好散热条件是降低铁损耗的关键。

1.3线路电感损耗

配电网降损是指在电力输送过程中，由于各种因素的影响，电能在输送过程中会有不同程度的损耗。导线电阻是电流通过导线时产生的阻力，会引起电能转化为热能而损耗，而在交流电系统中还存在着电感现象。当电流通过导线时，电流会在导线周围产生磁场，同时这个磁场也会影响到导线本身，这种相互作用会导致电流无法完全集中在导线内部，部分电流会在空气中形成环流，从而产生额外的电感损耗。同时，根据安培环路定理，电感的大小与电流通过的回路长度成正比。因此，当电流通过较长的线路时，电感损耗会增加，是因为较长的线路会造成较强磁场，从而导致更多的电流在空气中产生环流，无形中增加电感损耗。根据电磁感应定律，当电流频率较高时，电感现象会更加显著，主要原因是在高频率下，电流的变化速度更快，导致磁场变化进一步剧烈，电感损耗会增加。

2配电网节能降损措施

配电网节能降损是现代电力系wzIGS3mwfkFq5ApxJLDXfg==统建设中非常重要的环节，为了提高能源利用效率，降低能源消耗，配电网节能降损措施具有至关重要的作用。

2.1合理规划配电网络结构

在规划配电网时，应充分考虑负载特性和用电需求，合理确定变电站、配电变压器、线路布置。通过科学规划，避免过度投资和资源浪费，减少电能在输送过程中的损耗。还能减少电网负荷不均衡和电流过大等问题，提高电网运行效率。

2.2优化线路参数

传统配电线路时常存在线路阻抗大、电压降低、电能损耗大等问题，通过对线路进行优化设计，采用低阻抗材料和合理的导线截面积，减小线路电阻，降低电压降低，提高电网输电效率。同时，采用无功补偿技术，通过合理调节电压和补偿电容器的安装，减少无功功率损耗，提高电网功率因数。

2.3加强配电设备管理

配电设备是电能输送和分配的重要环节，其运行状态直接影响着电能损耗和供电质量。因此，要加强对变电站、配电变压器、开关设备等的维护管理，定期检查、清洗、及时更换老化设备，确保设备运行的稳定性。另外，要采用智能监测系统，实时监测设备运行状态，及时发现问题，并采取措施修复，提高设备利用率[2]。

3无功优化改造方案研究

3.1功率因素、供电电压和节能降损之间的关系

功率因素是指实际功率与视在功率之间的比值，它反映了电能的有效利用程度。功率因素的取值范围在0～1之间，当功率因素接近1时，表示电能的有效利用率高；而功率因素接近0时，表示电能的有效利用率低。功率因素大小直接影响着电力系统的运行效率和经济性。供电电压是指电力系统中电源提供给用户的电压，通常供电电压应保持稳定，才能确保用户设备的正常运行。如果供电电压过高或过低，都会对设备产生不良影响，甚至损坏设备，所以保持合适的供电电压是非常重要的。节能降损是指通过优化电力系统的运行，减少能量损耗的一种方法，节能降损可通过提高电气设备的功率因素来实现。当功率因素较低时，电气设备的电流会增大，从而导致额外的能量损耗。通过改善功率因素，减少电流的大小，降低能量损耗。此外，合理调整供电电压也是实现节能降损的一种方法。当供电电压过高时，电气设备的能耗也会增加，而过低的供电电压则会影响设备的正常运行。因此，保持适宜的供电电压有助于减少能量损耗[3]。通过分析系统中不同参数之间的关系，探究功率因素、供电电压高低、节能降损之间存在的必然关联，发现通过增加功率因素能有效降低有功损耗，增强电压合格率，保证电力系统能正常运行[4]。

3.2无功优化方案研究

在制订配电台区无功优化方案过程中，工作人员要详细研究一体化设计理论，明确主要的功能特征。

（1）功能一体化。集中无功自动补偿、台区状态监测、用电信息检测、远程通信、低电压治理等功能为一体。

（2）两低治理一体化。充发挥无功补偿和低电压治理综合控制作用，加强设备的实时收集功能，进一步优化计算机系统电压和无功电力，从而实现对电压情况的跟踪计算。同时，工作人员要利用相间平衡、共补、定补等方式，合理控制功率因素所产生的低电压问题。

（3）管控一体化。其是指和配电网调控分站管控相同结合，充分发挥该设备的远程无线通信功能，帮助工作人员实时管理台区信息化程度，能通过无线方式将非正常运行数据、即时状态数据、电能质量数据传输给控制中心，实现和配电网调控分站的信息共享，从而远程控制台区设备[5]。

根据以往工作人员的优化经验，当设备电压持续升高时，会影响到低压补偿设备的容器。为了解决上述问题，工作人员需全面分析设备的核心元件，明确影响容器安全性的主要因素，如电压、电流、温度等因素。针对该种情况，工作人员要选择高性能的电容器参数，要求电容器的额定电压为0.45kV，超过标准的额定电压0.4kV，让其能在额定电压的1.1倍情况下长时间运行。同时，对电容器使用环境温度提出更高要求，要求其在-25℃～+50℃的范围内较长时间运行。因此，工作人员在控制器的控制基础上设置过压保护措施，当检测到系统电压超过242V时，控制器会自动闭锁，不再投入切电容器。这样既保证了设备的安全可靠运行，又加强电容器本身的质量。

在上述图片中，补偿1区位变电站集中补偿，补偿2是中压侧线路补偿，补偿3是台区无功优化和协调控制设备，补偿为就地补偿。

3.3优化方案效果检验

为了准确判断无功优化对低电压、低功率因素的影响，工作人员选择合适的试验点，将其负载率较高、功率因素控制在0.85下，低压侧三项电压不平衡度超过2%。在所有设备安装完成后，要利用先进远程控制设备，对比其运行数据内容，让设备每隔1天相互交替运行，后台监控每隔20min记录一次运行数据。通过工作人员进行定期监测，发现该地区用电高峰在8：00、21：00、12：00、17：30这4个时间段。结合检测数据得到如下结论。

（1）当功率因素平均值超过0.95时，其数值成功超过0.983。

（2）如果电压不平衡度平均值降低到1.15%以下，其最高下降幅度为2.59%。

（3）当无功功率平均补偿值为37.4kVA，最高补偿值为54kVA。

通过总结上述分析结果，发现设备在正式投入运行后，有效提升在负荷高峰时间段的功率因素，功率因素超过0.95。且对供电台区三相电压不平衡具有明显的优化效果。

4结语

随着能源需求不断增加，进一步提高环境保护意识，配电网降损和节能的改造成为迫切需要解决的问题。本研究旨在探索一种有效的改造方案，以降低能量损耗并实现节能目标。经过对现有配电网结构和运行方式的分析，发现配电网降损和节能的改造方案需要综合考虑多个因素。通过采用高效变压器、优化线路布局、定期维护和检测、引入智能监控系统以及推广可再生能源的方式，能有效降低能量损耗，并实现节能目标。这些措施不仅有助于减少能源浪费，还有益于环境保护和可持续发展。因此，建议在配电网改造中广泛应用这些方案，为实现低碳经济和可持续发展作出贡献。

参考文献

[1]张璐璐.中低压配电网差异化节能降损对策研究[J].光源与照明，2023（11）：231-233.

[2]海家鸣，柴梦圆.配电网线损管理现状及节能降耗技术分析[J].光源与照明，2023（8）：234-236.

[3]陈畅.配电网线损异常识别及多措施组合降损优化研究[D].南京：东南大学，2021.

[4]胡程平.10 kV长线路系统通用降损方法与节能技术分析[J].电力系统装备，2021（17）：22-24.

[5]郭上华.配电网故障定位与供电恢复方法研究[D].广州：华南理工大学，2023.