配電網(wǎng)線損計算方法及降損主要措施探討

1、配電網(wǎng)線損計算方法及降損主要措施探討要摘 線損率是衡量電網(wǎng)企業(yè)管理水平高低的重要技術經(jīng)濟指標，對其進行控制具有重要意義。因此首先對線損計算方法進行研究，然后介紹降低線損的管理措施和技術措施。 關鍵詞 線損；降損；配電網(wǎng)；降損措施 電網(wǎng)的線損率既是電力系統(tǒng)一項重要的技術經(jīng)濟指標，用來綜合衡量電力企業(yè)的管理水平，也是國家電力工業(yè)發(fā)達的重要標志之一。電力系統(tǒng)中發(fā)電廠生產(chǎn)的電能是通過電網(wǎng)的輸電、變電和配電環(huán)節(jié)供給用戶的。在輸送和分配電能的過程中，電網(wǎng)中各元件，變壓器、輸電線路、補償和調(diào)整設備以及測量和保護裝置，都要耗費一定的電能。 在給定的時間段內(nèi)，電網(wǎng)所有元件中產(chǎn)生的電能損耗稱為電網(wǎng)的線損電量，簡稱

2、線損。通常，線損是用電度表計量的“總供電量”和“總售電量”相減得到的，我們把線損電量占供電量的百分數(shù)稱為線損率，即： 線損率=（供電量-售電量）/供電量100% 在電網(wǎng)的實際運行中，用電度表計量統(tǒng)計出的供電量和售電量之差得到的線損電量，稱為統(tǒng)計線損電量，相應的線損率稱為統(tǒng)計線損率。在統(tǒng)計線損電量中，有一部分是電能在輸、變、配電過程中不可避免的，其數(shù)值由相應時段內(nèi)運行參數(shù)和設備參數(shù)所決定。其中主要包括：與電流平方成正比的變壓器繞組和輸電線路導線中的電能損耗；與運行電壓有關的變壓器鐵芯、電容器和電纜的絕緣介質(zhì)損耗以及電暈損耗等，這部分損耗電量習慣上稱為“技術線損電量”，它可以通過理論計算得出，所以

3、又稱為理論線損電量。統(tǒng)計線損的另一部分是由于管理工作上的原因造成的，這部分損失電量習慣上稱為“管理線損電量”。 線損率是電力系統(tǒng)一項重要的技術經(jīng)濟指標，是綜合衡量電力企業(yè)管理水平的重要標志之一，特別對供電企業(yè)來說，它是一項主要的技術經(jīng)濟考核指標。另外，配電網(wǎng)線損計算對配電網(wǎng)的無功優(yōu)化、電網(wǎng)技術改造以及電力市場成本電價的計算都有著十分重要的意義。因此，對配電網(wǎng)線損的控制對電網(wǎng)經(jīng)濟性具有較大影響。 1 線損的理論計算方法 配電網(wǎng)具有閉環(huán)設計，開環(huán)運行的特點，因此實際運行中的配電網(wǎng)多呈輻射狀，而配電網(wǎng)中要詳細收集和整理各負荷點的負荷資料及元件運行數(shù)據(jù)是非常困難的，也缺乏進行潮流分析所需的負荷數(shù)據(jù)。一

4、般來說，饋線出口均裝有電流表、功率表，可以獲取饋線出口代表日24h正點電流。 因此，均方根電流法是10kV及以下電壓等級的配電網(wǎng)中最常見的理論線損計算方法，另外也可根據(jù)計算條件和計算資料，采用平均電流法（形狀系數(shù)法）、最大電流法（損失因數(shù)法）、等值電阻法、電壓損失法等方法進行計算。 1）均方根電流法。在進行配電網(wǎng)線損計算時，需收集沿線各節(jié)點的負荷。由于配電網(wǎng)節(jié)點數(shù)多，負荷在不同時段的變化又比較大，運行數(shù)據(jù)根本無法全面收集。為盡量減少運行數(shù)據(jù)的收集量，同時又不影響線損計算的精度，一般作如下假設：各負荷節(jié)點負荷曲線的形狀與首端相同。各負荷節(jié)點功率因數(shù)與首端相等。忽略沿線的電壓損失對能耗的影響。負荷

5、的分配與負荷節(jié)點裝設的變壓器額定容量成正比，即各變壓器的負荷系數(shù)相同（負荷系數(shù)為通過變壓器的視在功率與其額定容量之比）。 2）平均電流法（形狀系數(shù)法）。平均電流法是利用均方根電流與平均電流的等效關系進行能耗計算的方法。因為用平均電流計算出來的電能損耗是偏小的，因此要乘以大于1的修正系數(shù)。令均方根電流與平均電流之間的等效系數(shù)為K，稱為形狀系數(shù)。 3）最大電流法（損失因數(shù)法）。最大電流法是利用均方根電流與最大電流的等效關系進行能耗計算的方法。與平均電流法相反，用最大電流法計算出的損耗是偏大的，要乘以小于1的修正系數(shù)。令均方根電流的平方與最大電流的平方的比值為F，稱為損失因數(shù)。 4）等值電阻法。等值

6、電阻法的理論基礎是均方根電流法。因10（6）kV配電網(wǎng)絡節(jié)點多、分支線多、元件也多，各支線的導線型號不同，配電變壓器的容量、負荷系數(shù)、功率因數(shù)等參數(shù)和運行數(shù)據(jù)也不相同，要精確的計算配電網(wǎng)絡中各元件的電能損耗是比較困難的。因此，在滿足實際工程計算精度的前提下，使用等值電阻法計算配電網(wǎng)絡的電能損耗具有可行性和實用性。 2 降損措施 2.1 電網(wǎng)降損管理措施 線損率是衡量電力企業(yè)管理水平的一項重要指標，為切實降低損耗，供電企業(yè)應建立健全線損管理責任制，加強指標管理、用電管理、計量管理、明確各管理部門的職責，并落到實處。以近期線損理論計算值和前幾年線損統(tǒng)計值為基礎，根據(jù)影響線損率升、降的許多因數(shù)進行修

7、正，制定適合本單位具體情況的線損計劃指標，作為考核、評價本單位生產(chǎn)任務和經(jīng)濟效益完成好壞的依據(jù)。線損管理部門要認真收集資料，統(tǒng)計要及時，數(shù)據(jù)要正確，以便對線損定期定量分析，弄清線損升降的原因：電網(wǎng)網(wǎng)損中的輸、變電線損應分壓、分線進行，配電線損的分析應分線（片）、分臺變（區(qū)）進行，并分別與其相應的線損理論計算值進行比較，以掌握線損電量的組成，找出薄弱環(huán)節(jié)，明確主攻方向。按售電量構(gòu)成分析線損，將無損用戶的專用線路，專用變壓器以及通過用戶的轉(zhuǎn)供電、兜售電等相應的售電量扣除后進行統(tǒng)計分析，以求得真實的線損率。分析供、售電量不對應對線損波動的影響。健全營業(yè)管理分級考核，嚴格崗位責任制，并制訂相應的獎懲辦

8、法，調(diào)動職工的積極性。加強營業(yè)普查，查偷漏，查卡、帳、票、證及底冊與電能表度數(shù)，查電壓和電流互感器變比，查電能表接線，杜絕無表用電。對抄表人員的管轄范圍實行定期輪換，對用戶實行兩人抄表，以削弱人情電、關系電的產(chǎn)生。 2.2 電網(wǎng)降損技術措施 在搞好線損管理的基礎上，采取行之有效的技術措施是降低電網(wǎng)電能損耗的重要途徑，供電企業(yè)從實際情況出發(fā)，要認真搞好電網(wǎng)規(guī)劃建設、調(diào)整網(wǎng)絡布局、電網(wǎng)升壓改造、簡化電壓等級、合理調(diào)整運行電壓、縮短供電半徑、減少迂回供電、換粗導線截面、更換高能耗變壓器、增加無功補償容量等。電網(wǎng)升壓改造。電網(wǎng)升壓改造是指在用電負荷增長，造成線路輸送容量不夠或者能耗過大，以及為了簡化電

9、壓等級所采取的技術措施。合理調(diào)整運行電壓。合理調(diào)整運行電壓指通過調(diào)整發(fā)電機端電壓和變壓器分接頭，在母線上投切電容器及調(diào)相機調(diào)壓等手段，在保證電壓質(zhì)量的基礎上適度地調(diào)整。更換導線截面。在輸送負荷不變的情況下，更換導線截面，減少線路電阻可以達到降損節(jié)能的效果。 2.3 線路的經(jīng)濟運行 按經(jīng)濟電流密度運行的降損節(jié)電效果，經(jīng)濟電流密度是根據(jù)節(jié)電投資、年運行費用及有色金屬消耗量等因素制定的。選用導線截面時，應根據(jù)負荷性質(zhì)考慮最大負荷利用小時數(shù)。導線按經(jīng)濟電流運行電能損耗降低幅度大，導線越細，降低幅度越大。增加并列線路運行，指由同一電源至同一受電點增加一條或幾條線路并列運行。 2.4 變壓器經(jīng)濟運行 確定

10、變壓器經(jīng)濟運行應經(jīng)過計算，按能耗最小的方式安排運行，達到最經(jīng)濟的目的。變壓器經(jīng)濟運行是指安裝在變電站的主變壓器，分雙繞組單臺變壓器經(jīng)濟運行、雙繞組多臺變壓器經(jīng)濟運行、兩臺三繞組變壓器經(jīng)濟運行。當變電站有多臺相同型號的雙繞組變壓器并列運行時，應分別計算變壓器的臨界負荷，確定不同負荷情況下應當投運的變壓器臺數(shù)。 當變電站有多臺不同型號的雙繞組變壓器時，計算列出各種組合方式下的臨界負荷表，然后再根據(jù)變電站的負荷選擇最經(jīng)濟的組合方式。 變電站有兩臺相同型號的三繞組變壓器需要并列或單臺運行時，應分別計算變壓器參數(shù)、經(jīng)濟負荷分配系數(shù)和經(jīng)濟負荷。兩臺變壓器高壓側(cè)并列，中、低側(cè)分開運行的經(jīng)濟負荷分配系數(shù)是隨著

11、中壓側(cè)總負荷系數(shù)C變化的一條曲線。2.5 降低配電變壓器電能損耗 配電變壓器的損耗是配電網(wǎng)絡損耗的主要組成部分，故降低配電變壓器損耗是降低網(wǎng)損的有效途徑之一。通常采用以下方法：淘汰高損耗配電變壓器。停用空載配電變壓器。加裝低壓電容器。加強運行管理。合理配置配電變壓器容量。 2.6 配電網(wǎng)的無功補償 配電網(wǎng)的無功補償也屬于降低配電網(wǎng)線損的技術措施。 1）無功功率與電壓及線損的關系。首先，電力系統(tǒng)中無功平衡與電壓水平有著密切關系。如果發(fā)電機有足夠的無功備用，系統(tǒng)的無功電源比較充足，就能滿足較高電壓下的無功平衡的需要，系統(tǒng)就有較高的運行電壓水平。反之，無功不足，系統(tǒng)只能在較低的電壓水平下運行。在電力

12、系統(tǒng)中應力求做到在額定電壓下的系統(tǒng)無功平衡，并根據(jù)實現(xiàn)額定電壓下的無功平衡要求裝設必要的無功補償設備。 其次，無功是影響電壓質(zhì)量的一個重要因素。電壓是電能質(zhì)量的主要指標之一，保證電壓質(zhì)量，即保證端電壓的偏移和波動都在規(guī)定的范圍內(nèi)，是電網(wǎng)運行的主要任務之一。從電壓損耗的公式U= （PR+ QX）/U可見，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)（R，X）確定的情況下，電壓損耗與輸送的有功功率和無功功率都有關，而在輸送的有功功率一定的情況下，電壓損耗主要取決于輸送的無功功率。 造成電壓波動的主要因素：一是用戶無功負荷的變化，二是電網(wǎng)內(nèi)無功潮流的變化。如果電網(wǎng)中沒有足夠的無功補償設備和調(diào)壓裝置，就會產(chǎn)生大的電壓波動和偏移，甚至出

13、現(xiàn)不允許的低電壓或高電壓運行狀態(tài)。保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，與無功的平衡之間存在著不可分割的關系。第三，無功是影響線路損耗的一個重要因素。 電壓質(zhì)量對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行、降低線路損耗和保證安全生產(chǎn)都有著重要意義。因為，如果大量的無功不能就地供應，而靠流經(jīng)各級輸變電設備長途輸送，就會產(chǎn)生較大的電能損耗和電壓降落，若無適當?shù)恼{(diào)壓手段，便會造成電網(wǎng)低電壓運行。相反，當電網(wǎng)有足夠的無功電源，用戶所需的無功又大大減少時，輸送中的無功損耗也相應減少，用戶端電壓便會顯著上升，甚至出現(xiàn)電網(wǎng)高電壓運行現(xiàn)象。如果無功過補償，過剩的無功反向流向電網(wǎng)也會造成電能損失。 2）配電網(wǎng)的主要無功負荷。變壓器是個大感性負載，有功功率

14、損耗一般可以忽略不計，容量越大其無功功率的消耗就越大，無功功率本身并不損耗能量，它僅完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，但是在電網(wǎng)傳輸過程中會造成相應的有功損耗，其產(chǎn)生的電壓降也影響電網(wǎng)質(zhì)量，對用戶來說，無功電量增加會提高用電成本。變壓器的無功功率損耗包括勵磁無功損耗和漏抗無功損耗兩部分，勵磁無功損耗與運行電壓平方成正比，但無功電量增加會使得過電壓運行大幅度增加，過壓百分之五勵磁無功損耗增加一倍，過壓百分之十勵磁無功損耗增加倍數(shù)非常大，所以過電壓運行會增加電網(wǎng)對無功補償?shù)男枨?。對容量小、空載電流大、負荷率低、運行電壓偏高的農(nóng)村電網(wǎng)，變壓器的勵磁功率在電網(wǎng)無功負荷中所占比重很大，該無功負荷可認為基本不變，且

15、運行時間最長，對其補償?shù)慕?jīng)濟性最好，所以無功補償?shù)氖滓蝿站褪茄a償變壓器的勵磁功率。 3）配電網(wǎng)無功補償?shù)脑瓌t。無功補償盡量做到使無功就地平衡，盡量減少從電源側(cè)輸送的無功電力；配電網(wǎng)無功補償?shù)脑O備以安裝維護方便、成本低、補償效益好的電容器為主；配電網(wǎng)無功補償既要滿足全網(wǎng)總的無功電力平衡，又要滿足分線、分站的無功電力平衡，盡可能地使長距離輸送的無功電力最??；集中補償和分散補償相結(jié)合，以分散補償為主。在變電站進行集中補償，在線路上用電設備處和變壓器旁進行分散補償，以實現(xiàn)就地（近）補償；高壓補償和低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主；降損與調(diào)壓相結(jié)合，以減損為主，兼顧調(diào)壓，特別是對于線路長、分支多、負荷分

16、散、功率因數(shù)低的農(nóng)村配電網(wǎng)降損是主要目的；供電企業(yè)的無功補償要和用戶的無功補償相結(jié)合；力求取得最佳的補償效果，要防止負荷輕載時的過補償。 4）配電網(wǎng)無功補償?shù)臉藴?。功率因?shù)補償?shù)母叩?，既要考慮經(jīng)濟性，又要達到要求。補償?shù)眠^高，投資高而不經(jīng)濟，過補償反而又使線損增加；補償?shù)眠^低達不到降低線損的目的，對于參與利率考核的用戶，由于利率電費的增加也不經(jīng)濟。一般補償?shù)臉藴室赃_到規(guī)定要求為準。按照電力工業(yè)部1996年頒布的供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定，用戶的功率因數(shù)應達到以下標準： 100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)的標準為0.9。其它電力用戶和大、中型電力排灌站、定購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)的標準為0.85。農(nóng)業(yè)

17、用電功率因數(shù)的標準為0.8。 5）提高功率自然因數(shù)。利用現(xiàn)有設備，提高自然功率因數(shù)，降低用電設備所需的無功功率是無功平衡的首要措施。負荷的自然功率因數(shù)是指未進行無功補償前的功率因數(shù)，提高功率自然因數(shù)的方法如下：合理選擇和使用感應電動機。感應電動機是影響功率因數(shù)的最重要因素，在容量相同時，一般高轉(zhuǎn)速的電動機比低轉(zhuǎn)速的電動機功率因數(shù)高。在容量、型式、轉(zhuǎn)速相同時，鼠籠式電動機比繞組式電動機的功率因數(shù)高約4-5%，開啟式電動機較封閉式電動機的功率因數(shù)高。因此，選擇電動機時，在滿足機械性能、電氣指標及環(huán)境等情況下，盡可能選擇功率因數(shù)高的電動機。因為感應電動機吸收的無功功率與加在每個定子繞組上的電壓平方成

18、正比，根據(jù)式Q=U2/R，所以當電動機長期所帶負荷小于其額定負荷時，減低電動機定子上所加的電壓，以降低電動機吸收的無功功率。合理選擇配電變壓器的容量和臺數(shù)變壓器在運行中由于建立主磁通而要消耗一定數(shù)量的無功功率。如果變壓器的容量比實際負荷大得多，則將使變壓器經(jīng)常處于低負荷的狀態(tài)下運行，這樣變壓器本身將消耗多余的無功功率。因此在選擇變壓器的容量時，一般考慮負荷率在75-80%最合適，這時，變壓器的效率也最佳。所以，合理選擇配電變壓器的容量和臺數(shù)，使負荷率增高，從而提高功率因數(shù)。 6）無功功率補償辦法。根據(jù)無功負荷分布的特點，按照無功功率就地補償?shù)脑瓌t，應采用以分散補償和集中補償相結(jié)合的補償方式，更好地實現(xiàn)降低網(wǎng)損的目的。分散補償就是對分散的配電變壓器以及分散的用戶感性負荷進行分散就地補償，集中補償就是對主變壓器、輸電線、配電線在變電所的主變壓器二次側(cè)進行集中補償。在電力系統(tǒng)中，有功不足將引起頻率下降，無功不足將導致電壓下降。