摘 要：降低供電成本，取得更高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是供電企業(yè)追求的最終目標(biāo)，線損是供電成本的一大指標(biāo)，線損的高低直接影響到供電成本的高低，因此如何降低農(nóng)村電網(wǎng)線損受到電力系統(tǒng)的廣泛關(guān)注。作者從改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布、合理安排運(yùn)行方式、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、調(diào)整負(fù)荷均衡、合理安排檢修、對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行升壓改造、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理選擇導(dǎo)線截面等幾個(gè)方面闡述了降低線損的技術(shù)措施，旨在為提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益提供參考。
　　關(guān)鍵詞:降低;電網(wǎng)線損;技術(shù)措施;負(fù)荷率;無功補(bǔ)償
　　Abstract: The ultimate goal for power supply enterprise is to reduce the power supply cost, achieve higher social and economic benefits .The line loss is a major index of power supply cost, it directly affects the power supply cost, and so how to reduce the line loss in rural power network is widely concerned by the power system. The author elaborates the technical measures to reduce the line loss from improving the network power distribution, reasonably arranging the operation mode, adjusting the operation parameters and the load balance, reasonably mainstreaming, transforming the original grid boost, simplifying the network structure, reasonably selecting the conductor section, so as to improve the economic benefit of power system to provide reference.
　　Key words: reduce; power loss; technical measures; loading rate; reactive power compensation
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　　中圖分類號(hào): V242.3　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　文章編號(hào)：2095-2104(2012)
　　線損是電能在傳輸過程中所產(chǎn)生的有功電能、無功電能和電壓損失的總稱(在習(xí)慣上通常稱為有功電能損失)。電網(wǎng)的線損按性質(zhì)可分為技術(shù)線損和管理線損。技術(shù)線損又稱為理論線損，它是電網(wǎng)中各元件電能損耗的總稱。主要包括不變損耗和可變損耗，技術(shù)線損可通過理論計(jì)算來預(yù)測(cè)，通過采取技術(shù)措施來達(dá)到降低的目地。降低電網(wǎng)損耗的技術(shù)措施包括需要增加一定投資對(duì)電力網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造的措施和不需要增加投資僅需改善電網(wǎng)運(yùn)行方式的措施。如改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布、合理安排運(yùn)行方式、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、調(diào)整負(fù)荷均衡、合理安排檢修、對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行升壓改造、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理選擇導(dǎo)線截面等。
　　降低農(nóng)村電力網(wǎng)的技術(shù)線損可通過加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)。
　　1改善網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布，想方設(shè)法提高功率因數(shù)COSφ
　　在有功功率合理分配的同時(shí)，做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠(yuǎn)距離輸送。增設(shè)無功補(bǔ)償裝置，提高負(fù)荷的功率因數(shù)。合理地配置無功補(bǔ)償裝置，改變無功潮流分布，減少有功損耗和電壓損耗、減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，使線損大為降低，還可以改善電壓質(zhì)量，提高線路和變壓器的輸送能力。
　　1.1對(duì)電壓的影響
　　電網(wǎng)在進(jìn)行功率傳輸時(shí)，電流將在線路等阻抗上產(chǎn)生電壓損耗△U，假如始端電壓為U1，末端電壓為U2，則電壓損耗計(jì)算公式為: △U = U1- U2=(PR+QX)/U n ①
　　式中：P----線路傳輸?shù)挠泄β?kW)
　　Q----線路傳輸?shù)臒o功功率(kvar)
　　U n----線路額定電壓(kV)
　　R、X----線路電阻、電抗(Ω)
　　若保持有功功率恒定，而R和X為定值，無功功率Q愈小，則電壓損失愈小，電壓質(zhì)量就愈高。當(dāng)線路安裝容量為Q C的并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置后，線路的電壓損耗變?yōu)椋?br /> 　　△U´=[PR+(Q-Q C)X]/ Un ②
　　可以看出: 采取無功補(bǔ)償以后，線路傳輸?shù)臒o功功率變小，相應(yīng)地減少了線路電壓的損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。
　　1.2對(duì)線損的影響
　　無功功率不僅影響配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且導(dǎo)致了配電系統(tǒng)供電線損的增加;
　　1.2.1線路
　　在農(nóng)用配電網(wǎng)中線路的年電能損耗為：
　　△A=3RI2maxて×10-3=△P maxて×10-3 =P2Rて×10-3/(U2COS2φ) (kWh) ③
　　式中：△P max ----年內(nèi)線路輸送最大負(fù)荷時(shí)的有功功率(kW)
　　Imax---裝置所通過的最大負(fù)荷電流(A)
　　て----最大負(fù)荷損耗時(shí)間(h)，其值可由年負(fù)荷曲線確定
　　將功率因數(shù)由COSφ1提高到COSφ2時(shí)，線路中的功率損耗降低率為：
　　△P%=[1-(COSφ1/ COSφ2)2]×100% ④
　　當(dāng)功率因數(shù)由0.7提高到0.9時(shí)，線路中的功率損耗可減少39.5%。
　　1.2.2變壓器
　　當(dāng)電壓為額定值時(shí)，在農(nóng)用配電網(wǎng)中變壓器的年電能損耗為：
　　△A= n△P0t +S2max△PKて/(nS2n) (kWh) ⑤
　　式中：△P0----變壓器的鐵損(kW)
　　△PK----變壓器的銅損(kW)
　　Sn----變壓器的額定容量(kVA)
　　Smax----變壓器的最大負(fù)荷(kVA)
　　t----變壓器每年投入運(yùn)行的小時(shí)數(shù)(h)
　　n----并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)
　　て----最大負(fù)荷損耗時(shí)間(h)，其值可由年負(fù)荷曲線確定
　　由于最大負(fù)荷損耗時(shí)間て與功率因數(shù)COSφ有關(guān)，當(dāng)COSφ增大時(shí)，輸送的無功功率減少，相應(yīng)的て值也就減少，因而電網(wǎng)損耗也就明顯降低。
　　實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，不僅能改善電壓質(zhì)量，對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也有重大作用，應(yīng)根據(jù)各種運(yùn)行方式下的網(wǎng)損來優(yōu)化運(yùn)行方式，合理調(diào)整和利用補(bǔ)償設(shè)備提高功率因數(shù)。對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)中無功負(fù)荷及無功分布情況合理選擇無功補(bǔ)償容量和確定補(bǔ)償容量的分布，以進(jìn)一步降低電網(wǎng)損耗。
　　實(shí)際補(bǔ)償過程中，電容器容量的選擇是一個(gè)十分重要的問題，如果我們選擇的容量過小，則起不到很好的補(bǔ)償作用;如果容量選擇過大，供電回路電流的相位將超前于電壓，就會(huì)產(chǎn)生過補(bǔ)償，引起變壓器二次側(cè)電壓升高，導(dǎo)致電力線路及電容器自身的損耗增加。電容器的補(bǔ)償容量要以具體情況而定，最佳計(jì)算公式為：
　　QC=βavqcPc ⑥
　　式中：βav ----平均負(fù)荷率，一般取0.7～0.8
　　qc ----電容補(bǔ)償率(kvar/kW)，即每千瓦有功負(fù)荷需補(bǔ)償?shù)臒o功功率，可通過有關(guān)數(shù)據(jù)表格得到
　　Pc----由變配電所供電的月最大有功計(jì)算負(fù)荷(kW)
　　在變電所補(bǔ)償電容的選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合網(wǎng)內(nèi)無功潮流的分布及配電線路用戶的無功補(bǔ)償水平來考慮，由于變電所一般均設(shè)兩臺(tái)變壓器、二次側(cè)接線又可分兩段接線，為了適應(yīng)變壓器分臺(tái)運(yùn)行和二次側(cè)分段運(yùn)行及檢修方便，補(bǔ)償電容器組以分裝兩組為易，其容量一般均能適應(yīng)輕載無功負(fù)荷(接近主變空載運(yùn)行)及平均無功負(fù)荷(接近主變正常無功負(fù)荷)一般按主變?nèi)萘康?0%～20%確定。
　　無功補(bǔ)償是日常運(yùn)行中最常用、最有效的降損節(jié)能技術(shù)措施，無功分散補(bǔ)償更能實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡。對(duì)降低供電線損，提高配網(wǎng)供電能力，改善電壓質(zhì)量都有重大意義，所以，在配電網(wǎng)建設(shè)與改造中應(yīng)大力推廣無功補(bǔ)償技術(shù)。
　　2合理安排運(yùn)行方式
　　2.1實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要是確定機(jī)組的最佳組合和經(jīng)濟(jì)地分配負(fù)荷。這時(shí)考慮的是全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，線損不是決定性的因素。因此，在系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的前提下，做到電力網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低線損的有效措施。而變電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要是確定最佳的變壓器運(yùn)行組合方式和最佳負(fù)荷率。
　　2.2為電力網(wǎng)選擇合理的運(yùn)行電壓
　　電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓對(duì)電力網(wǎng)中各元件的空載損耗均有影響。一般在35kV及以上供電網(wǎng)絡(luò)中，提高運(yùn)行電壓1%，可降損1.2%左右。提高電網(wǎng)電壓水平，主要是搞好全網(wǎng)的無功平衡工作，其中包括提高發(fā)電機(jī)端口電壓，提高用戶功率因數(shù)，采用無功補(bǔ)償裝置等。將變壓器安裝在負(fù)荷中心點(diǎn)和在無功平衡的前提下調(diào)整變壓器的分接頭。
　　在10kV農(nóng)用配電網(wǎng)中，由于空載損耗約占總損耗的50%～80%，特別是在深夜，因負(fù)荷低，空載損耗的比例更大，所以應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)電壓偏移的要求，適當(dāng)降低電壓運(yùn)行。
　　對(duì)于低壓電網(wǎng)其空載損耗很少，宜提高運(yùn)行電壓。 在電網(wǎng)運(yùn)行中，大量采用有載調(diào)壓設(shè)備可以在不同的負(fù)荷情況下合理地調(diào)整電網(wǎng)的運(yùn)行電壓。
　　2.3調(diào)整負(fù)荷曲線、平衡三相負(fù)荷
　　負(fù)荷峰谷差大，在供電量相同的情況下線損大。變壓器的三相負(fù)荷不平衡時(shí)，特別是低壓網(wǎng)絡(luò)，既影響變壓器的安全運(yùn)行又增加了線損。規(guī)程規(guī)定：一般要求配電變壓器出口處的電流不平衡度不大于10%，干線及分支線首端的不平衡度不大于20%，中性線的電流不超過額定電流的25%，這是因?yàn)樵谂潆娤到y(tǒng)中，有的相電流較小，有的相電流接近甚至超過額定電流，這種情況下，不僅影響變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響供電質(zhì)量，而且會(huì)使線損成倍增加。若一條公用配電線路等值電阻為R，通過最大電流為IA=IB=IC=I，則在三相電流平衡時(shí)的有功功率損失為ΔP=3I2R。三相電流不平衡時(shí)，有負(fù)序和零序電流分量，以平衡時(shí)的正序電流即I=IA=I1為標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)的有功功率損失為：
　　ΔP=3(I21R1+I22R2+I20R0)= 3I2[(1+ε22)+ε20KR]R ⑦
　　式中：R1、R2、R0、R----正序、負(fù)序、零序和等值電阻，且R1=R2=R
　　KR=KR/R1 ,一般大于4
　　ε2=I2/ I1，ε0=I0/ I1----負(fù)序和零序電流的不平衡系數(shù)
　　從上式可見，三相電流不平衡程度越大，有功功率損失也就越多，所以必須定期進(jìn)行三相負(fù)荷測(cè)定和調(diào)整工作，使變壓器三相電流力求平衡。由于三相不平衡在配電線路中經(jīng)常出現(xiàn)，如果不平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時(shí)也危及配變的安全運(yùn)行。對(duì)于峰谷差較大的負(fù)荷，應(yīng)采取雙回路的供電方式，而對(duì)三相不平衡的負(fù)荷，調(diào)整負(fù)荷是主要手段。
　　2.4移峰填谷，提高日負(fù)荷率
　　負(fù)荷率不高，增加了電網(wǎng)損耗，因此應(yīng)根據(jù)用戶的用電規(guī)律，合理而有計(jì)劃的安排用電負(fù)荷及用電時(shí)間，提高電網(wǎng)的負(fù)荷率，從而降低損耗。為了避免夜間負(fù)荷極少的情況，我公司采用了分時(shí)電表、分時(shí)電價(jià)，大大調(diào)動(dòng)了用戶夜間用電的積極性。
　　3變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　根據(jù)負(fù)荷的變化適當(dāng)改變投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)，可以減少功率損耗(參見公式⑤)。當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時(shí)，減少一臺(tái)運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì); 反之，當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行較為合理。由于變壓器的損耗占全系統(tǒng)總線損量的30%～60%，故降低變壓器的損耗是電網(wǎng)降損的重要內(nèi)容。一般選用節(jié)能型變壓器，在變電所內(nèi)設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)以上的變壓器，同時(shí)為改變系統(tǒng)運(yùn)行方式奠定設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)。這樣既提高了供電的可靠性，又可以根據(jù)負(fù)荷合理停用并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)，以降低變壓器損耗。
　　4進(jìn)行電網(wǎng)改造
　　由于各種原因使電網(wǎng)送變電容量不足，出現(xiàn)“卡脖子”、供電半徑過長(zhǎng)等。這些問題不僅影響了供電的安全和質(zhì)量，也嚴(yán)重影響著線損。因此，我公司認(rèn)真貫徹國(guó)家有關(guān)供電半徑的規(guī)定：0.38kv----0.5km、10kv----15km、35kv----40km(0.22kv農(nóng)村照明控制在1km以內(nèi))。
　　4.1調(diào)整不合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　架設(shè)新的輸配電線路，改造原有線路，加大導(dǎo)線截面，采用低損耗變壓器。改造迂回線路，消除“卡脖子”現(xiàn)象，是電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此，需要對(duì)迂回供電、“卡脖子”的線路進(jìn)行改造，制定按期發(fā)展建設(shè)的電網(wǎng)規(guī)劃，確保電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
　　4.2電網(wǎng)升壓
　　雖然線路的導(dǎo)線和變壓器繞組中的功率損耗與電壓的平方成反比，而變壓器鐵芯的功率損耗卻與電壓平方成正比，因配電變壓器是電網(wǎng)的重要組成部分，它的損耗占電網(wǎng)總損耗很大的部分。因此，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的變化對(duì)母線電壓適時(shí)調(diào)整，降低電網(wǎng)的電能損耗。減少重復(fù)的變電容量和采用節(jié)能型配變更換高能耗配變是一項(xiàng)切實(shí)可行的節(jié)能技術(shù)措施，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。電網(wǎng)升壓后可降低電網(wǎng)的電能損耗見下表。

原電壓等級(jí)（kv)	升壓后電壓等級(jí)（kv)	降低線損率（％）
10	20	75
10	35	92
35	110	90

　　目前，我公司對(duì)于城網(wǎng)已主要采用110kv/10kv方式供電，減少了中間變壓器損失，降損效果極佳。
　　4.3電源分布
　　電源布置方式不同，電能損失和電壓損失有很大的差異。電源應(yīng)盡量布置在負(fù)荷中心，負(fù)荷密度高，供電范圍大時(shí)，優(yōu)先考慮兩點(diǎn)或多點(diǎn)布置，多點(diǎn)布置有顯著的降損節(jié)能效果，同時(shí)也能有效的改善電壓質(zhì)量。
　　4.4合理選擇導(dǎo)線截面
　　線路的能量損耗同電阻成正比，增大導(dǎo)線截面可以減少能量損耗。但導(dǎo)線截面的增加，線路的建設(shè)投資也增加。導(dǎo)線的選擇應(yīng)首先考慮未端電壓降(10kv允許5%，低壓允許7%)，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)電流密度，并結(jié)合發(fā)熱條件，機(jī)械強(qiáng)度等確定導(dǎo)線的規(guī)格。
　　5 結(jié)論
　　總之，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低供電成本的有效途徑。合理選擇降低網(wǎng)損的措施，是一項(xiàng)極為重要的工作。電網(wǎng)降損管理工作者除了采取各種切實(shí)可行的措施外，還需要根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際需要，選擇適合本地電網(wǎng)的降損措施，以取得更高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。