在论文的写作过程中，本人将通过大量地、广泛地阅读专业期刊、杂志、相关学术著作，进行数据调查、分析、计算等方式，在拥有大量材料的基础上去粗取精，提炼出有代表性、有借鉴意义的观点。逐步了解配电变压器的工作原理，了解其内部的相关参数及其意义；对其损耗产生的来源进行分析，找到降低损耗的相关方法，同时计算出相应配电变压器在满负荷下的损耗值，并对相应的数值进行分析。
根据以上思路，可设计一种变压器能根据用户实际负荷大小进行有载情况下进行容量调节的变压器，能满足这种运行状况的变压器即是有载调容变压器。这正是一种根据用户实际负荷大小利用有载调容开关调节运行容量的变压器。其调容方式由两种调节方式，一种是高低压绕组均采用串并联变换；另一种是高压绕组进行星角变换，低压绕组通过串并联变换 关键词 配电网 网损计算 负荷曲线 理论计算
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目 录
中文摘要………………………………………………………………………………1 1 引言………………………………………………………………………………1 2 配电变压器分析……………………………………………………………………2 2.1 配电变压器的选择……………………………………………………………2 2.1.1 配电变压器型号的选择………………………………………………………2 2.1.2 配电变压器容量的选择………………………………………………………3 2.2 配电变压器的发展趋势………………………………………………………4 2.2.1 节能型油浸式变压器…………………………………………………………4 2.2.2 非晶合金变压器…………………………………………………………4 3 传统的配电网网损计算分析与改进措施………………………………………5 3.1 均方根电流法…………………………………………………………………5 3.2 节点等值功率法……………………………………………………………5 3.3 等值电阻法……………………………………………………………………5 3.4 配电网网损计算方法的改进…………………………………………………6 3.4.1 损失因数………………………………………………………………………7 3.4.2 持续负荷曲线及负荷率……………………………………………………7 3.4.3 由持续负荷曲线求损失因数F………………………………………………7 4 三相不平衡损耗计算…………………………………………………………8 4.1 原因分析………………………………………………………………………8 4.2理论分析………………………………………………………………………8 4.3 现场调查分析、试验情况……………………………………………………9 4.3.1负荷电流不平衡率计算：……………………………………………………9 4.3.2 理论线损计算的概念 ………………………………………………………10 4.2.3 配电变压器损耗功率 ………………………………………………………11 4.2.4 等值电阻计算………………………………………………………………12 4.2.5 低压线路损失计算方法 …………………………………………………12 4.2.6 简单线路的损失计算 ………………………………………………………13 4.2.7 复杂线路的损失计算 ………………………………………………………13
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4.2.8 电压损失计算 ………………………………………………………………14 5 配电网经济运行面临的新问题…………………………………………………16 6 合理进行无功补偿，提高电网的功率因素……………………………………17 6.1集中补偿：……………………………………………………………………17 6.2分散补偿：………………………………………………………………………17 6.3 抓紧电网建设，更换高耗能设备………………………………………………17 6.4 降低输送电流、合理配置变电器………………………………………………17 7 结论………………………………………………………………………………19 参考文献……………………………………………………………………………19
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1 引言
配电变压器指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常装在电杆上或配电所中，根据安装位置分为室外箱式变压器和室内干式变压器，本文章内容主要讨论电压从6～10千伏降至400伏左右输入用户的变压器。根据有关统计表明，目前我国每年配电变压器的电能损耗约30-50TWh，占总发电量的2%～3%。这些配变参数老化、损耗高、缺陷多,运行可靠性差，设计不合理的变压器配电系统，威胁电网安全运行，并造成巨大浪费。因此，配电变压器的合理选择和配电系统的设计优化十分重要。
配电电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，在传输电能的过程中，变压器本身要消耗电能。
现代社会中，电能是一种使用最广泛的能源。在当今社会经济猛速发展的今天，我国电力事业也得了迅速发展。随着国民经济的发展和人民物质文化水平的不断提高，用户对供电质量和供电可靠性的要求也越来越高，这就要求供电部门提供安全、经济、可靠和高质量的电力。变压器是电力传送过程中的主要电力设备，是一种交流电能的变换装置，能将某一数值的交流电压和电流转变为同频率的另一数值交流电压和电流，它担负着电压、电流转换以及功率传输的任务，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。节能降损是电网建设的重要内容之一，国际上将提高变压器运行效率的要求放在首位，并力求再提高。本文提出的新颖有载调容变压器可以适应于城、农配电网络，对于降低配电变压器损耗、提高配电变压器运行效率、优化低压配电网络具有重要意义和广阔前景。
未来几年，电网建设和城乡配电网改造仍是我国电力工业的首要任务，配电变压器的市场需求量有望保持较强劲的增涨。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。
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2 配电变压器分析
配电电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，在传输电能的过程中，变压器本身要消耗电能。
变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分；其中有功功率损耗包含铁损和铜损，铁损与变压器的铁心材质有关系，而铜损与负荷电流有关系；变压器的无功功率损耗包含空载时的无功功率和额定负载时的无功功率，空载时的无功功率与铁心材质有关系，额定负载时的无功功率与负荷电流有关系。
ΔP=P0+β2PK
ΔP—有功功率损耗,KW; P0—变压器空载损耗,KW；PK—变压器短路损耗,KW;β—变压器负载率，%。
ΔQ=Q0+β2QK
ΔQ—无功功率损耗,Kvar; Q0—空载时的无功功率,Kvar；QK—额定负载时的无功功率,Kvar;β—变压器负载率，%。
β= P2/SNCOSΦ
P2—变压器负载侧输出功率；KW, SN—变压器的额定功率；KVA, COSΦ—负载功率因数。
当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。根据以上变压器数据计算出变压器损耗，尽量使变压器的损耗最小化。 2.1 配电变压器的选择 2.1.1 配电变压器型号的选择
我国目前运行的变压器产品中，按变压器技术参数水平进行分析，可把目前国内的各类型变压器划分为四代产品，第一代变压器成为热轧硅钢片变压器，其型号为TM，TN，SJ,SJI及SJII型（简称“64”标准变压器）；第二代变压器称为冷轧钢硅钢片变压器，按GB1300-1973系列生产的SJ3~SJ5或S3~S5型（简称”73“标准型变压器）；第三代变压器产品称为低损耗节能型变压器，即S7，
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SL7和S9型（简称”86”标准变压器）；第四代变压器是非晶合金铁心变压器。
以前的配电变压器大都采用高损耗SJ系列的变压器供电,损耗比重大。近年来,国家新开发的新型节能型变压器有S8和S9及S11三大类。S11是三相油浸式R型、阶梯型卷铁心配电变压器。阶梯型三柱内外框卷制结构，均在最外层点焊不绑扎。铁心材料选用DQ133-30(9型)、30ZH120(11型)、23ZH90(13型)等冷轧硅钢片，实际生产中使用的铁心材料不低于图样要求。铁心为无接缝连续卷制而成。R型铁心片宽保证铁心截面为圆形，阶梯型铁心为多级片宽卷制而成。铁心卷铁成型后进行真空退火，消除了应力，降低了损耗。S11、10kV级低损耗电力变压器采用全密封波纹油箱结构,变压器油和周围空气不接触，因此变压器油不会吸收外界水分,从而不会降低绝缘强度;另外因氧气无法进入油箱,从而避免了绝缘材料的老化，提高了该产品的使用寿命,同时也提高了社会效益。
技术特点比较：（1）节能:S11型比GB/T6451空载损耗平均降低30%，负载损耗平均降低25%，运行费用平均下降20%。（2）使用寿命长:变压器油箱采用全密封结构,油箱与箱沿可用螺栓联接或焊死，变压器油不与空气接触延长了使用寿命。（3）运行可靠性高:油箱密封有关零部件进行改进，增加了可靠性，提高工艺水平以保证密封的可靠性。（4）占地面积小:S9-M、S11-M系列变压器油箱采用波纹板式散热器，当油温变化时波纹板热胀冷缩可取代储油柜的作用,波纹板式油箱外形美观,占地面积小。
第四代的非晶合金铁心变压器是国家重点推广的新型节能产品，它是利用铁、硼、硅、碳四中元素合成的非晶合金作为铁心材料而研制的变压器，铁磁损失极小，对配电系统的节能降耗有着重大意义。 2.1.2 配电变压器容量的选择
以10kV配电变压器容量的选择为例来说，要合理选择配电变压器的容量,既要考虑当地经济发展带来的对电力需求的增加,也要考虑购置成本的合理性。一般原则是选择当地实际电力需求量的65%～85%,考虑未来五到十年的用电增长需求,切忌出现“大马拉小车”等不考虑当地购置成本一味上大容量配电变压器,等不合理现象。
在选择变压器容量时，要根据建筑物的性质、负荷大小、负荷等级及经济运行等因素综合选择变压器的容量和台数。当有大量一级负荷和二级，有变化较大的季节性负荷，有较大的集中负荷时，需考虑装设多台变压器，合理分配变压器
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的用电负荷，做到经济、节约、合理。
在选择变压器设置的位置时，要尽量方便高低压出线，方便变压器设备的整体安装和搬运，尽量接近负荷中心，不应设置在潮湿、高温、剧烈震动的场所。
在选择变压器的接线时，可根据本工程的负荷等级、负荷的容量、负荷的分布情况，选择合理的接线方式，一般变压器的接线形式分为放射式、树干式、和链式联接。尽量做到变压器配电系统安全可靠节约。
在选择变压器的型式时，一般高层或大型民用建筑选择室内干式型变压器；城市住宅小区视负荷情况选择独立式配电变电所，采用干式变压器，也可采用室外箱式变压器；对于负荷小而分散的建筑群，也可采用户外箱式变压器；对于偏远地带和山区，也可采用35KV线路供电，设置35/0.4的直降变压器。 2.2 配电变压器的发展趋势
未来几年，电网建设和城乡配电网改造仍是我国电力工业的首要任务，配电变压器的市场需求量有望保持较强劲的增涨。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。 2.2.1 节能型油浸式变压器
油浸式配电变压器按损耗性能分为S9、S11、S13系列，相比之下S11系列变压器的空载损耗比S9系列低20%，S13系列变压器的空载损耗比S11系列低25%。目前国家电网公司已经广泛使用S11系列配电变压器，并正在城网改造中逐步推广S13系列，未来一段时间S11、S13系列油浸式配电变压器将完全取代现有在网运行的S9系列。尽管我国配电变压器行业竞争激烈，但对具有新技术、新材料、新工艺的生产企业来说机遇大于挑战。在国家产业政策和“节能降耗”的推动下，行业内规模较小、技术研发能力较弱的企业将面临淘汰，具备节能型、低噪音、智能化配电变压器产品研发和生产能力的企业将进一步扩大市场份额，未来市场前景广阔。 2.2.2 非晶合金变压器
非晶合金变压器兼具了节能性和经济性，其显着特点是空载损耗很低，仅为S9系列油浸式变压器的20%左右，符合国家产业政策和电网节能降耗的要求，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网等负载率较低的地方。尽管国家发改委早于2005年开始鼓励和推广非晶合金变压器，但受制于原材料
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非晶合金带材产能不足的制约，我国非晶合金变压器一直未进行大规模生产。目前在网运行使用的非晶合金变压器占配电变压器的比重仅为7%-8%，全国范围内仅上海、江苏、浙江等地区大批量采用非晶合金变压器。随着安泰科技非晶合金带材生产线的达产，原材料制约问题得以解决，未来5-10年非晶合金变压器将在全国范围内得到推广使用，市场潜力巨大。
3 传统的配电网网损计算分析与改进措施
3.1 均方根电流法
均方根电流法原理简单, 易掌握, 对局部电网和个别元件电能损耗的计算或线路出口处仅装设电流表时是相当有效的。尤其是在0. 4～ 10 kV 配电网的电能损耗计算中, 该法易于推广和普及。但缺点是负荷测录工作量庞大, 需24 h 监测, 准确率差, 计算精度不高, 且由于当前我国电力系统运行管理水平所限, 缺乏用户用电信息的自动反馈手段, 给计算带来困难, 所以该法适用范围较窄。 3.2 节点等值功率法
节点等值功率法方法简单, 适用范围广, 对于运行电网进行网损的理论分析时, 所依据的运行数据来自计费用的电能表, 即使不知道具体的负荷曲线形状, 也能对计算结果的最大可能误差作出估计,并且电能表本身的准确级别比电流表要高, 又有严格的定期校验制度, 因此发电及负荷24 h 的电量和其他的运行参数等原始数据比较准确, 且容易获取。这种方法使收集和整理原始资料的工作大为简化。在本质上, 这种方法是将电能损耗的计算问题转化为功率损耗的计算问题, 或者说是转化为潮流计算问题, 这种方法相对比较准确, 而又容易实现。因而在负荷功率变化不大的场合下可用于任意网络线损的计算, 并得到较为满意的结果。缺点是该法实际计算过程费时费力, 且计算结果精度低。因为该法只是通过将实际连续变化的节点功率曲线当作阶梯性变化的功率曲线处理或查负荷曲线形状系数的方式获取节点等效功率, 近似地考虑系统状态的时变性, 这样计算出来的等效功率会与实际情况有一定误差。另外, 当各节点功率取等效功率时, 得到的系统潮流分布并不一定就是该段时间内的等效分布。且运行数据多为人工抄表所得, 无法保证数据的同时性。 3.3 等值电阻法
等值电阻法是将整个配电网的线损看成由2 个部分组成, 其中一部分是对应变压器铁芯产生的不变损耗, 另一部分是对应线路和变压器绕组产生的可变
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损耗。前者在负荷变化的过程中可以近似地认为不变, 而后者则随着负荷的变化而变化。为了简化计算, 对于随负荷而变化的这一部分线损用供电首端电流作用下的2 个等值电阻代替, 其中1 个是对应导线损耗的等值电阻, 另1 个是对应全部公用配电变压器绕组损耗的等值电阻。这种方法将配电网的可变损耗等价为2 个等值电阻上的损耗, 避开了配电网结构上的复杂性, 而且该法还根据实际电网中负载的变化情况对这2 个电阻进行修正, 因而精度较高。同时该法只需要配电网首端的运行记录, 使收集和整理原始资料的工作也大为简化。主要缺点是在计算带补偿电容器的线路时会出现较大误差, 其原因是没有考虑无功补偿网络的无功潮流变化。总之, 这些传统的方法有它们各自的优点, 但同时也存在着或多或少的不足, 其中普遍存在的不足有: a. 在计算配电线路首端负荷曲线形状系数时,未直接采用代表日实际负荷曲线的形状系数, 而是依据其负荷率和最小负荷率以相近的典型负荷持续曲线的形状系数来取代, 这虽然可减少计算工作量,但却影响了计算的精确度。另外也未考虑根据精度较高的电量记录对精度较低的电流记录进行修正。b. 当配电网中存在小电源时, 只考虑了各电源点平均电流的叠加, 而没有考虑时变性负荷曲线的叠加对线损特别是对功率平衡点附近支路损耗的影响。c. 在计算配变铜损时, 采用的负荷电流是分配到配电变高压侧的一次电流, 没有计及配变的空载电流(或空载损耗) 对配变铜损的影响。d. 没有考虑配电网的三相不平衡问题。e. 以整条馈线为单位进行计算, 所采用的数据仅是馈线首端的实测数据, 一般假设网络中各节点的负荷曲线形状, 功率因素均与首端相同, 忽略了沿线的电压损失对能耗的影响。f. 没有考虑配电系统运行中的不确定性因素的影响(如系统负荷随着时间变化, 由于配电网的节点数目众多, 因投资等方面的原因, 不可能采集到各个负荷点的数据) , 这些近似的方法导致线损结果的准确性很难把握, 计算精度较低。 3.4 配电网网损计算方法的改进
损计算可以根据不同的计算目的和不同的准确度要求而采用不同的算法。采用最大电流法求线损很适合于电力网的规划设计。规划设计时所采用的计算负荷和其他技术数据都是用近似的方法确定的, 原始数据本身就有相当大的误差, 从而导致计算结果产生误差。而电网的规划设计是通过综合分析大量的重要因素来选择最合理、最经济的方案, 在众多的因素中线损不是最重要的。为此要充分利用现场能够采集到的原始数据, 以提高在电网规划设计过程中线损计算的精
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确度。因此, 提出采用最大电流法与新的数据处理方式相结合的线损计算方案。 3.4.1 损失因数
损失因数F 等于线损计算时段(日、月、季、年)内的平均功率损失$P av 与最大负荷功率损失$Pmax之比:F =$P av$Pmax=时段T 内电流平方的平均值I2rm s时段T 内最大电流的平方值I2max段T 内的电能损耗值为:$A = $P avT = $PmaxF T$A = 3I2maxR FT × 10- 3 =(P2max + Q2max)V 2max× R F T × 10- 3采用最大电流法计算线损的关键之处不是如何获取最大电流, 而是如何求取损失因数。影响损失因数大小的因素主要有: 电力系统的结构、损耗类型、负荷分布、负荷曲线形状等, 其中负荷率对损失因数的影响最大。 3.4.2 持续负荷曲线及负荷率
依时序记录变化的负荷, 可得到负荷曲线。在时段T 内, 不按时序而按负荷大小及其持续时间排列的派生曲线称为持续负荷曲线, 如图1 所示。经分析可知, 持续负荷曲线与负荷曲线之间存在着电能与电能损耗的双重等效性, 在线损计算分析过程中, 持续负荷曲线是主要的分析对象, 所得的结论适用于对应的负荷曲线。负荷率f 是测计时段内的平均负荷与最大负荷之比, 它反映了电力系统设备的平均利用情况, 也是考核电力系统运行状态的重要指标。最小负荷率B是测计时段内最小负荷与最大负荷之比。
对于配电网, 损失因数的经验计算公式为F =0. 3f + 0. 7f 2 或F = 0. 2f + 0. 8f 2 。事实上, 负荷率f 并不能完全代表负荷曲线的形状, 在相同的f值下, B值往往不同, 则F 的值也将不同, 这就要求导出F 与f 及B的函数关系。
3.4.3 由持续负荷曲线求损失因数F
对于持续负荷曲线, 不同的负荷电流与对应的持续时间之间存在的关系可用概率的大小来表示。将横轴时间变量与计算时段T (基值) 相比, 纵轴电流变量与电流最大值Imax (基值) 相比, 可得到用标幺值表示的持续负荷曲线, 它反映了电流随机变量的概率规律。随机变量的二阶原点矩等于其数学期望的平方加上随机变量的方差, 方差D I 为:D I = I2rm s - I 2av
当负荷电流这个随机变量按Bata 概率分布函数变化时, 其方差D i 为:D I =( Imax - I av) õ ( I av - Im in ) 2Imax + I av - 2Im in由以上推导可得:F =I2rm sI2max= f 2 +(1 - f ) õ (f - B) 21 + f - 2B = f - f (1 - f )
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õ (f - B2)1 + f - 2B此外, 也可以采用直接积分法计算损耗因数F 。
4 三相不平衡损耗计算
农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化，电网结构薄弱环节基本上已经解决，低压电网的供电能力大大增强，电压质量明显提高，大部分配电台区的低压线损率降到了10%以下，但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下，给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失，下面针对这些情况进行分析和探讨。 4.1 原因分析
在前几年的农网改造时，对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量，新增和改造配电屏，配电变压器放置在负荷中心，缩短供电半径，加大导线直径，建设和改造低压线路，新架下户线等一系列降损技术措施，也收到了很好的效果。但是个别台区线损率仍然很高，针对其原因，我们做了认真的实地调查和分析，发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。从理论和实践上分析，也会引起线路损耗增大。 4.2理论分析
低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗。因此，在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流，做好三相负荷电流的平衡工作，是降低电能损耗的主要途经。
假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW，中性线电流为 IN，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为
ΔP1=（I2UR+I2VR+I2WR+2I2NR）×10-3 （1）
当三相负荷电流平衡时，每相电流为（IU+IV+IW）/3，中性线电流为零，这时线路的有功损耗为
ΔP2=■2R×10-3 （2）
三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为
ΔP=ΔP1-ΔP2=■（I2U+I2V+I2W-I2UI2V-I2VI2W+I2WI2U+3I2N）R×10-3（3）
同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷
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电流进行计算。由此可见三相不平衡负荷电流愈大，损耗增加愈大。
三相负荷电流不平衡率按下式计算 K=■×100 （4） ■代表平均电流
一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%，低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。可见若不平衡，线损可能增加数倍。据了解，目前农村单相负荷已成为电力负荷的主要方面，农村低压线路虽多为三相四线，但很多没有注意到把单相负荷均衡的分配到三相电路上，并且还有一定数量的单相两线、三相三线制供电。按一般情况平均测算估计，单相负荷的线损可能增加2～4倍，由此可知，调整三相负荷平衡用电是降损的主要环节。 4.3 现场调查分析、试验情况
实践是检验真理的标准，理论需要在实践中验证。2004年我们在庄寨供电所检查分析个别台区线损率高的原因,发现庄寨供电所杨小湖配电台区损耗严重,我们重点进行了解剖分析:
该台区配电变压器容量为100kV•A，供电半径最长550m，由上表得该配变台区267户用电量12591kW•h，没有大的动力用户，只有1户轧面条机，户均月用电46.98kW•h，低压线损一直17%左右，用钳流表测量变压器出口侧24h电流平均值为：IU=9A,IV=15A,IW=35A,IN=21A。 4.3.1负荷电流不平衡率计算：
K=■×100%=■×100%=35.59%（5）
由（5）式看出三相不荷严重不平衡，超出规定范围的25%。为此,我们组织农电工用两天时间（5人2天）对该台区三相电流负荷进行调整，调整后在变压器出口侧进行测量,用钳流表测量24小时电流平均值为：IU=18A,IV=21A,IW=24A,IN=4A。
此时三相负荷电流不平衡率为： K=■×100%=■×100%=6.34%（6）
由（6）式得出配电变压器出口三相负荷电流不平衡率已经降低10%以下，不平衡率已达到合理范围之内。
在运行10天后计算线损率降为9.35%，降低8.55个百分点，效果之佳令人震惊！
从上表可以看出,该村自调平三相负荷电流后，线损率明显下降，到目前已
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稳定在9%左右。
此后，陆续对几个配电台区负荷进行调整,也都收到了较好的降损效果。 根据对我县几个配电台区进行三相负荷电流调整实地调查分析情况来看，个别配电台区低压线损较高的原因主要是由于三相负荷电流不平衡所引起。从实验结果表明，以前没有搞过三相负荷电流平衡的配电台区，粗调可现有基础上降损20%～30%，细调降损40%～50%，不需花钱仅费几天功夫能取得如此好的效果，目前此方法已得到推广应用，并取得了很大的经济效益。
线损理论计算是降损节能，加强线损管理的一项重要的技术管理手段。通过理论计算可发现电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。所以在电网的建设改造过程以及正常管理中要经常进行线损理论计算。
线损理论计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、负荷量大、数据多、情况复杂，这项工作难度更大。线损理论计算的方法很多，各有特点，精度也不同。这里介绍计算比较简单、精度比较高的方法。 4.3.2 理论线损计算的概念
1．输电线路损耗
当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。 (1)单一线路有功功率损失计算公式为 △P＝I2R
式中△P--损失功率，W； I--负荷电流，A； R--导线电阻，Ω (2)三相电力线路 线路有功损失为
△P＝△PA十△PB十△PC＝3I2R (3)温度对导线电阻的影响：
导线电阻R不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值 随导线温度的变化而变化。
铜铝导线电阻温度系数为a＝0.004。
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在有关的技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的；另外；负载电流通过导线电阻时发热又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值，随环境、温度和负荷电流的变化而变化。为了减化计算，通常把导线电阴分为三个分量考虑： 1）基本电阻20℃时的导线电阻值R20为
R20=RL
式中R--电线电阻率，Ω/km，; L--导线长度，km。 2）温度附加电阻Rt为 Rt=a（tP－20）R20
式中a--导线温度系数，铜、铝导线a=0．004； tP--平均环境温度，℃。 3）负载电流附加电阻Rl为 Rl= R20
4）线路实际电阻为 R=R20+Rt+Rl
（4）线路电压降△U为 △U=U1－U2=LZ 4.2.3 配电变压器损耗功率
配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。铜损与变压器负载率的平方成正比。 配电网电能损失理论计算方法
配电网的电能损失，包括配电线路和配电变压器损失。由于配电网点多面广，结构复杂，客户用电性质不同，负载变化波动大，要起模拟真实情况，计算出某一各线路在某一时刻或某一段时间内的电能损失是很困难的。因为不仅要有详细的电网资料，还在有大量的运行资料。有些运行资料是很难取得的。另外，某一段时间的损失情况，不能真实反映长时间的损失变化，因为每个负载点的负载随时间、随季节发生变化。而且这样计算的结果只能用于事后的管理，而不能用于事前预测，所以在进行理论计算时，都要对计算方法和步骤进行简化。 为简化计算，一般假设：
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（1）线路总电流按每个负载点配电变压器的容量占该线路配电变压器总容量的比例，分配到各个负载点上。
（2）每个负载点的功率因数cos 相同。
这样，就能把复杂的配电线路利用线路参数计算并简化成一个等值损耗电阻。这种方法叫等值电阻法。 4.2.4 等值电阻计算
设：线路有m个负载点，把线路分成n个计算段，每段导线电阻分别为R1，R2，R3，…，Rn，
1．基本等值电阻Re 3．负载电流附加电阻ReT
在线路结构未发生变化时，Re、ReT、Rez三个等效电阻其值不变，就可利用一些运行参数计算线路损失。
均方根电流和平均电流的计算
利用均方根电流法计算线损，精度较高，而且方便。利用代表日线路出线端电流记录，就可计算出均方根电流IJ和平均电流IP。
在一定性质的线路中，K值有一定的变化范围。有了K值就可用IP代替IJ。IP可用线路供电量计算得出，电能损失计算
（1）线路损失功率△P（kW） △P=3（KIP）2（Re+ReT+ReI）×10-3
如果精度要求不高，可忽略温度附加电阻ReT和负载电流附加电阻ReI。 （2）线路损失电量△W （3）线损率
（4）配电变压器损失功率△PB （5）配电变压器损失电量△WB （6）变损率 B
（7）综合损失率为 + B。
另外，还有损失因数、负荷形状系数等计算方法。这些计算方法各有优缺点，但计算误差较大，这里就不再分别介绍了。 4.2.5 低压线路损失计算方法
低压线路的特点是错综复杂，变化多端，比高压配电线路更加复杂。有单相
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供电，3×3相供电，3×4相供电线路，更多的是这几种线路的组合。因此，要精确计算低压网络的损失是很困难的，一般采用近似的简化方法计算。 4.2.6 简单线路的损失计算
1．单相供电线路
（1）一个负荷在线路末端时： （2）多个负荷时，并假设均匀分布： 2．3×3供电线路
（1）一个负荷点在线路末端
（2）多个负荷点，假设均匀分布且无大分支线 3．3×4相供电线路
（1）A、B、C三相负载平衡时，零线电流IO=0，计算方法同3×3相线路。 由表6-2可见，当负载不平衡度较小时，a值接近1，电能损失与平衡线路接近，可用平衡线路的计算方法计算。
4．各参数取值说明
（1）电阻R为线路总长电阻值。
（2）电流为线路首端总电流。可取平均电流和均方根电流。取平均电流时，需要用修正系数K进行修正。平均电流可实测或用电能表所计电量求得。
（3）在电网规划时，平均电流用配电变压器二次侧额定值，计算最大损耗值，这时K=1。
（4）修正系数K随电流变化而变化，变化越大，K越大；反之就小。它与负载的性质有关。
4.2.7 复杂线路的损失计算
0．4kV线路一般结构比较复杂。在三相四线线路中单相、三相负荷交叉混合，有较多的分支和下户线，在一个台区中又有多路出线。为便于简化，先对几种情况进行分析。
1．分支对总损失的影响
假设一条主干线有n条相同分支线，每条分支线负荷均匀分布。主干线长度为ι。
则主干电阻Rm=roL 分支电阻Rb=roι
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总电流为I，分支总电流为Ib=I/n （1）主干总损失△Pm （2）各分支总损失△Pb （3）线路全部损失 （4）分支与主干损失比
也即，分支线损失占主干线的损失比例为ι/nL。一般分支线小于主干长度，ι/nL＜1/n
2．多分支线路损失计算 3．等值损失电阻Re 4．损失功率 5．多线路损失计算
配变台区有多路出线（或仅一路出线，在出口处出现多个大分支）的损失计算。
设有m路出线，每路负载电流为I1，I2，…，Im 台区总电流I=I1+I2…+Im
每路损失等值电阻为Re1，Re2，…，Rem 则
△P=△P1+△P2+…+△Pm=3（I21Re1+I22Re2+…+I2mRem） 如果各出线结构相同，即I1=I2=…=Im Re1=Re2=…=Rem 6．下户线的损失
主干线到用各个用户的线路称为下户线。下户线由于线路距离短，负载电流小，其电能损失所占比例也很小，在要求不高的情况下可忽略不计。
取：下户线平均长度为ι，有n个下户总长为L，线路总电阻R=roL，每个下户线的负载电流相同均为I。
（1）单相下户线 △P=2I2R=2I2roL （2）三相或三相四线下户 △P=3I2R=3I2roL 4.2.8 电压损失计算
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电压质量是供电系统的一个重要的质量指标，如果供到客户端的电压超过其允许范围，就会影响到客户用电设备的正常运行，严重时会造成用电设备损坏，给客户带来损失，所以加强电压管理为客户提供合格的电能是供电企业的一项重要任务。 电网中的电压随负载的变化而发生波动。国家规定了在不同电压等级下，电压允许波动范围。国电农（1999）652号文对农村用电电压做了明确规定：
（1）配电线路电压允许波动范围为标准电压的±7%。 （2）低压线路到户电压允许波动范围为标准电压的±10%。
电压损失是指线路始端电压与末端电压的代数差，是由线路电阻和电抗引起的。
电抗（感抗）是由于导线中通过交流电流，在其周围产生的高变磁场所引起的。各种架空线路每千米长度的电抗XO（Ω/km），可通过计算或查找有关资料获得。表6-3给出高、低压配电线路的XO参考值。
三相线路仅在线路末端接有一集中负载的三相线路，设线路电流为I，线路电阻R，电抗为X，线路始端和末端电压分别是U1，U2，负载的功率因数为cos 。
电压降△ù=△ù1-△ù2=IZ
电压损失是U1、U2两相量电压的代数差△U=△U1-△U2
由于电抗X的影响，使得ù1和ù2的相位发生变化，一般准确计算△U很复杂，在计算时可采用以下近似算法：△U=IRcos +ιXsin
一般高低压配电线路 该类线路负载多、节点多，不同线路计算段的电流、电压降均不同，为便于计算需做以下简化。
1．假设条件
线路中负载均匀分布，各负载的cos 相同，由于一般高低压配电线路阻抗Z的cos Z=0．8～0．95，负载的cos 在0．8以上，可以用ù代替△U进行计算。
2．电压损失 线路电能损失的估算
线路理论计算需要大量的线路结构和负载资料，虽然在计算方法上进行了大量的简化，但计算工作量还是比较大，需要具有一定专业知识的人员才能进行。所以在资料不完善或缺少专业人员的情况下，仍不能进行理论计算工作。下面提供一个用测量电压损失，估算的电能损失的方法，这种方法适用于低压配电线路。
1．基本原理和方法
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（1）线路电阻R，阻抗Z之间的关系 （2）线路损失率
由上式可以看出，线路损失率 与电压损失百分数△U%成正比，△U%通过测量线路首端和末端电压取得。k为损失率修正系数，它与负载的功率因数和线路阻抗角有关。表6-4、表6-5分别列出了单相、三相无大分支低压线路的k值。
在求取低压线路损失时的只要测量出线路电压降△U，知道负载功率因数就能算出该线路的电能损失率。
2．有关问题的说明
（1）由于负载是变化的，要取得平均电能损失率，应尽量取几个不同情况进行测量，然后取平均数。如果线路首端和末端分别用自动电压记录仪测量出一段时间的电压降。可得到较准确的电能损失率。 （2）如果一个配变台区有多路出线，要对每条线路测取一个电压损失值，并用该线路的负载占总负载的比值修正这个电压损失值，然后求和算出总的电压损失百分数和总损失率。
（3）线路只有一个负载时，k值要进行修正。
（4）线路中负载个数较少时，k乘以（1+1/2n），n为负载个数
5 配电网经济运行面临的新问题
随着电力市场的深入发展, 配电市场也将逐步形成, 从而给配电网经济运行也带来了许多新问题。配电网运行的重要任务之一是运行的经济性, 要求采取先进的技术和科学的管理手段, 使组成配电网的各电气元件在运行中消耗的电能(即线损) 降至最低。为保证国民经济高速稳定发展, 寻求一条不用投资就能节电的途径具有重大意义, 配电网经济运行就是不用投资就取得明显节电效果的一项内涵节电技术。配电网经济运行是在保证城网、农网、企业网电压等级大部分在110 kV 以下的电网安全运行和在满足供电量及保证供电质量的基础上, 充分利用电网现有的输、配、变电设备, 通过优选变压器及电力线路经济运行方式和负载经济调配及变压器与供电线路运行位置的优化组合等技术措施, 从而最大限度地降低变压器及供电线路的有功损耗和无功损耗。在电力市场环境下, 电力用户对电价信息、供电的可靠性和电能质量更为关心。因此, 随着现代工业的发展, 家用电器的普及以及用户对电压质量要求的日益提高, 电压质量已不能只局限于传统的电压偏差管理, 在电压管理内容中, 增加电压闪变、电压不平衡、谐波电压的危害与管理等新内容是必需的。
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6 合理进行无功补偿，提高电网的功率因素
6.1集中补偿：
在变电站低压侧，安装无功补偿装置(电容器)，安装配置容量按负荷高峰时的无功功率平衡计算，安装电容补偿装置的目的是根据负荷的功率因数的高低而合理及时投切电容器，从而保证电网的功率因数接近0.9，减少高压电网所输送的无功功率，使输电线路的电流减少，从而降低高压电网的网损。 6.2分散补偿：
由于电力用户所使用的电器设备大多都是功率因数较低，例如工厂的电动机、电焊机的功率因数更低，为提高功率因数，要求大电力用户的变压器低压侧安装电力电容器，其补偿原理与变电站的无功补偿大致相同，不同的是用户就地补偿采用随机补偿，利用无功补偿自动投人装置及时、合理地投切无功补偿电容器，保证10kV电网的功率因数符合要求(接近0.9)，从而减少10kV配电线路的电能损耗。例如：10kV线路末端进行无功补偿，如补偿前0.7到补偿后功率因数达到0.9，经过补偿后，电能损失减少了39.5%，节能效果可见一斑。 6.3 抓紧电网建设，更换高耗能设备
导线的电阻和电抗与其截面积成反比.因此，截面积小的线路电阻和电抗大，在输送相同容量负荷情况下，其有功和无功损耗大。目前，配电网，特别是农网中，部分线路线径截面小，负荷重，导致线损率偏高。此外，配电网中还存在相当数量的高耗能配电变压器，其空载损耗P、短路损耗P、空载电流百分值I%、短路电压百分比U%等参数偏大.根据这些情况，应抓紧网架建设，强化电网结构，并按配电网发展规划，有计划、有步骤地分期分批进行配电设施的技术改造，更换配电网中残旧线路、小截面线路以及高耗能变压器。 6.4 降低输送电流、合理配置变电器
提高电网的电压运行水平，降低电网的输送电流。若变电站主变采用有载调压方式调压，调压比较方便，根据负荷情况，随时调节主变压器的分接开关保证电网电压处于规程规定的波动范围之内，最好略为偏高，避免负荷高峰期电网的电压水平过低而造成电能质量的下降，同时也可提高线路末端的电压，使线路电流下降，从而达到降损目的，例如：电压水平从额定值的95%升到105%时，线路所输送的电流降低9.5%，电能损耗下降18.2%。同样道理，对于用户配电变压器及10kV公用配变，可根据季节的变化，在规程规定电压波动范围内可合理调节
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配变的分接开关，尽量提高配网的电压运行水平，同样达到降损的目的。另外，可根据负荷的大小，利用变压器并列经济运行曲线分析负荷情况，合理切换，实行并列运行或是一单台主变运行，减少变电站的主变变损。
提高输配电网效率的另一项关键技术，就是提高电气设备的效率。其中，提高配网变压器的效率尤其具有重大意义。从节能的观点来看，因为配网变压器数量多，大多数又长期处于运行状态，因此这些变压器的效率哪怕只提高千分之一，也会节省大量电能。基于现有的实用技术，高效节能变压器的损耗至少可以节省15%。
通常在评价变压器的损耗时，要考虑两种类型的损耗:铁芯损耗和线圈损耗。铁芯损耗通常是指变压器的空载损耗。因为需要在变压器的铁芯中建立磁场，所以不论负荷大小如何，它们都会发生。线圈损耗则发生在变压器的绕组中，并随负荷的大小而变化。因此它又被称为负荷损耗。
变压器的空载损耗可以通过采用铁磁材料或优化几何尺寸来减少。增加铁芯截面积，或减小每一匝的电压，都可以降低铁芯的磁通密度，进而降低铁芯损耗。减小导线的截面积，可以缩短磁通路径，也可以减小空载损耗。降低负荷损耗有多种方法，比如采用高导通率的线材，扩大导线截面积，或用铜导线来替代铝导线。采用低损耗的绕组相当于缩短了绕组导线的长度。更小的铁芯截面积和更少的匝数，都可以减少线圈损耗。
从以上的分析可见，减少空载损耗可能导致负荷损耗的增加，反之亦然。因此，降低变压器的损耗是一个优化的过程，它涉及物理、技术和经济等各方面因素，还要对变压器整个使用寿命周期进行经济分析。在大多数情况下，变压器的设计都要在考虑铁芯及绕组的材料、设计，以及变压器的业主总费用等各方面因素后，得到一个折中的方案。合理配置配电变压器，对各个配电台区要定期进行负荷测量，准确掌握各个台区的负荷情况及发展趋势，对于负荷分配不合理的台区可通过适当调整配电变压器的供电负荷，使各台区的负荷率尽量接近75%，此时配变处于经济运行状态。在低压配电网的规划时，也要考虑该区的负荷增长趋势，准确合理选用配电变压器的容量，不宜过大也不宜过小，避免“大马拉小车”的现象。另外严格按国家有关规定选用低耗变压器，对于历史遗留运行中的高损耗变压器，在经济条件许可的情况下，逐步更换为低损耗变压器，减少配电网的变损，从而提高电网的经济效益。
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7 结论
在论文的写作过程中，本人将通过大量地、广泛地阅读专业期刊、杂志、相关学术著作，进行数据调查、分析、计算等方式，在拥有大量材料的基础上去粗取精，提炼出有代表性、有借鉴意义的观点。逐步了解配电变压器的工作原理，了解其内部的相关参数及其意义；对其损耗产生的来源进行分析，找到降低损耗的相关方法，同时计算出相应配电变压器在满负荷下的损耗值，并对相应的数值进行分析。
根据以上思路，可设计一种变压器能根据用户实际负荷大小进行有载情况下进行容量调节的变压器，能满足这种运行状况的变压器即是有载调容变压器。这正是一种根据用户实际负荷大小利用有载调容开关调节运行容量的变压器。其调容方式由两种调节方式，一种是高低压绕组均采用串并联变换；另一种是高压绕组进行星角变换，低压绕组通过串并联变换。
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