配电网电能损耗机理与节能降耗措施探析

配电网电能损耗机理与节能降耗措施探析

作者：樊继兴 李靖靖

来源：《华中电力》2013年第05期

摘要：文章分析了配电网络降低有功损耗的各种技术措施和管理手段。总结了当前配网进行节能改造所面临的一些客观困难，由此提出了一些相关建议。 关键词： 配电网络；电能损耗； 降损节能

我国“十一五”规划明确提出了节能减排的任务和目标，电网公司做为电能等资源综合配置、运营和管理的主要企业，既承担服务社会，保证安全、可靠、优质供电的责任，又是执行国家节能政策任务的关键部门。电力系统本身是一个能耗大户，而城市配电网更是电力系统能量损耗的主体部分， 实现配电网的节能降耗对供电企业提高经济效益，实现目标利润起着举足轻重的作用。由于负荷增长速度快而配电网建设投资滞后，配电网在节能降耗方面有着很大的挖掘潜力。通过配网节能降耗工程惠及千家万户，优质服务于社会也是供电局期望和追求的目标。

1 降低损耗的技术措施

1.1 积极采用新技术、新设备、新材料、新工艺， 进行电网技术改造

调整不合理的电网结构， 建立小型化、密布点、无人值守变电站， 更换高耗配变， 调整迂回供电， 缩技术改造。调整不合理的电网结构， 建立小型化、密布点、无人值守变电站， 更换高耗配变， 调整迂回供电， 缩短供电半径， 增大导线截面， 减少线路阻抗。应用合成绝缘子、氧化锌避雷器。

1.2确定负荷中心的最佳位置， 避免或减少超供电半径供电。

农网线路供电半径的一般要求是： 0.4千伏线路不大于0.5千米，10千伏线路15千米，66千伏线路不大于40千米，110千伏线路不大于150千米。 1.3按经济电流的密度， 合理选择导线截面。

选择导线既要考虑经济性， 又要考虑安全性。导线截面偏大，线损就偏小， 但会增加线路投资， 导线截面偏小， 线损就偏大， 满足不了供电要求， 而且安全系数也小。在实际工作中， 最好的办法就是按导线的经济电流密度来选择导线的截面面积。 1.4选用节能型变压器。

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S9 系列配电变压器， 其损耗值与S7 系列比， 空载损耗可降低10%， 负载损耗可降低10%， 是目前农网改造的通用产品。S11型卷铁芯变压器体积小、重量轻， 空载损耗比S9 变压器平均下降75%，比S7 变压器降低78%， 但价格高于S9 系列变压器， 两种变压器的价差， 可在5 - 7年内由降损节省的电费来抵偿， 所以有条件的地方应优先考虑。 1.5更换国家明令淘汰的电能表。

积极采用电子电能表。因电子表的误差及表损明显低于机械表。据计量部门测试， 机械式表（ DD862） 型每月损耗约1KWH 电量，而电子式电表每月只损耗0. 4KWH 减少约60% 表损。以我市现有农村电表2. 8万只计算， 采用电子表， 每月可减少表损： 1. 68万KWH。 1.6按经济运行条件， 合理选择变压器容量。

当变压器的负载损耗PK 等于空载损耗RO时， 变压器的功率损耗最小， 运行效率最高。对于10000KVA 以下的变压器， 制造厂设计时一般按负载系数在40%一60% 范围内处于经济运行区， 即半载状态时运行最经济， 处于额定量的30%以下的轻载或空载状态时经济性极差。因此，提高变压器的负载率，合理选择配变容量，防止大马拉小车。根据负荷特点采用并列运行、母子运行变压器， 做到经济运行。 1.7及时停运空载变压器， 减少空载损耗。

对长期处于空载的农用配电变压器及时停止运行， 降低线损。 1.8调整用户的负荷曲线。

减少负荷曲线中高峰和低谷负荷的差值， 提高最小负荷率， 从而降低能量损耗。为此应做好负荷预测， 按经济运行要求调整负荷， 进行削峰添谷。 1.9调整电网运行电压。

实践证明， 电压过高或过低， 电能损失都将增大， 必须使电压与输送的经济功率相适应。

2 降低损耗的管理手段 2.1 指标管理

供电企业应进行线损理论计算，并与实际情况相比较，以获得较合理的线损指标，将指标按年、季、月下达给各基层部门并纳入经济责任制考核。 2.2 无功管理

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根据负荷用电特点，选择合适的电容器投切依据。 2.3 谐波管理

供电企业应对本系统的谐波存在和污染程度进行检测，做到心中有数，必要时应采取谐波抑制措施。 2.4 计量管理

对电度表应定时检查、校验，及时调整倍率，降低电能计量装置的综合误差。 2.5 统计分析

分区、分片、分电压等级进行线损统计，定期分析线损现状，分析电压、无功工作中出现的问题，提出改进措施，确保线损指标的完成。 3 当前城市配电网节能改造的难点 3.1 负荷密度大，发展速度过快

从节能降耗的角度来看，这种大密度用电负荷需要更多的变电站布点、更多的出线间隔、更多的线路（电缆）走廊。但受土地资源约束和城镇规划的局限，目前要进一步增加变电站布点、出线间隔和走廊难度极大。这在一定程度上也与负荷超常规发展以至超出城市规划的承受极限有重要的关系。如何解决配电网的空间需求是目前最为头痛的难题。 3.2 居民用户对电力设施的抵触情绪

电力设施的电磁辐射是一个众说纷纭的问题，目前尚无明确结论，但是广大居民用户因三人成虎的从众心理，对电磁辐射问题存在强烈的恐惧感；加之配电设备的噪音污染、高电压等原因，居民用户更是对配电设备的布点安装持莫大的抵触情绪。致使东莞东城市及其乡镇中普遍存在“只要电力不要设备”的现象，供电企业的配网改造和发展阻力极大。 3.3 节能变压器生产成本高企

配电变压器的有功损耗是配电网损耗的重要组成部分。目前国内已经开发出各种节能型的变压器，主要是显著降低了变压器的空载损耗，但因其造价比传统配电变压器高出30%～80%， 而将健康的高能耗配变更换为节能变压器的经济回收期一般达到20 年左右。因此，出于经济成本的考虑，无论是专变用户还是供电企业，要放弃现在尚能运行的S7、S9 系列改用S11、S13 等系列的配变的主观愿望基本上是没有的。这在很大程度上影响了配电变节能降耗改造工作的进度。

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3.4 配变无功补偿最佳容量的确定

配变低压无功动态补偿是降低配网有功损耗的有效措施，目前东莞100KVA 及以上的公用变压器均要求进行动态投切无功补偿。然而无功补偿的分组容量和总容量的确定是一个相对复杂的优化问题，与配变容量、负荷曲线、功率因数等因素密切相关，并涉及到电压水平问题。目前对所有配变均按30%容量左右来配置补偿容量不尽合理，造成部分补偿度不足、部分补偿容量过剩浪费的情况，且电压合格率还有提升空间，另外，无功补偿如何分组未能结合各配变负荷的实际，造成无功补偿效率较低、降损效果远达不到理论估算值。 3.5 电力设施被盗现象猖獗， 技术手段也越来越高

从380V 到220KV 的各电压等级的设备都是被盗对象。以380V 低压线路为例，只要拉一条较大截面的电缆，短期内就会被盗。且较难防范，只好采用截面较小的电缆来降低被盗的风险，这显然是既不利于节能，又不足于满足负荷的需求，实在是无奈之举。 结束语

目前城乡配电网节能改造面临不少难点，因此，需根据不同配网实际情况，选择适合本地配网降损的综合方案，以取得更高的社会效益和经济效益。