煤矿电力网损耗分析与降损途径(杨杰)

煤矿电力网损耗分析与降损途径
杨杰
（朔里矿业有限责任公司，安徽淮北235052）
摘要：浅析配电网损耗计算方法及降损方法和途径。

关键字：配电网；降损；途径
1 引言
电力系统的损耗有多种因素有关，其计算方法也有多种。

在制定降损措施上就要针对不同的特点，多管齐下进行，这样才能收到显著的降损效果。

2 损耗计算方法
1）理论线损计算法。

它主要有均方根电流法、平均电流法、最大电流法、最大负荷损失小时法等。

平均电流法、最大电流法是由均方根电流法派生出的方法，而最大负荷损失小时法主要适用于电力网的规划设计。

比较有代表性的传统方法就是均方根电流法。

其物理概念是线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗，相当于实际负荷在同一时期内所消耗的电能。

应用均方根电流法计算6kV 配电线路线损主要存在以下问题：①配电变压器的额定容量不能体现其实际用电量情况，没有实测负荷，电流与变压器额定容量成正比的关系计算，不完全符合实际负荷情况。

②各分支线和线段的均方根电流根据各负荷的均方根电流代数相加减得到。

实际系统各个负荷点的负荷曲线形状和功率因数都不同，用负荷的均方根电流直接代数相加减不尽合理，产生误差大。

2）网损计算法。

①均方根电流法。

其原理简单，易于掌握，对局部电网和个别元件的电能损耗计算或当线路出口处仅装设电流表时是相当有效的，尤其是在0.4-6kV配电网的电能损耗计算方便。

②节点等值功率法。

其方法简单，适用范围广。

对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。

该法是将电能损耗的计算问题转化为功率损耗的计算问题，或进一步转化为潮流计算问题，相对比较准确，容易实现。

它在负荷功率变化小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。

3 降损方法与途径
1）简化电网的电压等级。

减少重复的变电容量。

煤矿可采用35kV、6kV、3kV、660V、380/220V几个等级。

2）提高输电容量。

可提高电压等级，增加导线截面积及每相的分裂导线数，或采用耐高温线材。

而耐高温线材的输电线传输的电流是普通线材输电线的2-3倍，其截面直径与普通导线相同，不会增加杆塔等支撑结构的负担。

在许多情况下，由于电压约束、稳定性约束和系统运行约束的限制，输电线路的运行容量远低于线路的热稳定极限。

现在利用大功率电力电子技术开发了一系列设备，统称为柔性交流输电设备，它可以更好地利用输电线、电缆和变压器等相关设备的容量。

柔性交流输电设备的推广应用，可以将现在受电压约束和稳定约束限制的线路的最大输电容量提高20%-40%。

3）合理的进行无功补偿。

它可分为集中补偿和分散补偿。

①集中补偿。

在变电站低压侧，安装无功补偿装置(电容器)，容量按负荷高峰时的无功功率平衡计算。

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在0.9以上，减少电网所输送的无功功率，使输电线路的电流减少，达到降低电网网损目的。

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。

用户终端电动机等功率因数较低，为提高功率因数，较大用户的变压器低压侧应安装电力电容器。

补偿原理与变电所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、合理地投切电容器，保证线路的功率因数接近0.9，减少配电线路的电能损耗。

如6kV线路末端进行无功补偿，从0.7补偿到0.9，电能损失减少了39.5%，可见节电效果显著。

4）更换高耗能设备。

导线的电阻和电抗与其截面积成反比。

截面积小的线路电阻和电抗就大，在输送相同容量负荷情况下，其有功和无功损耗大。

因此，应强化电网结构，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，更换配小截面线路和高耗能变压器。

5）降低输送电流、合理配置变电器。

①降低电网的输送电流。

变电所主变采用有载调压方式调压较为方便，可根据负荷情况，随时调节分接开关，保证电网电压处于规程规定的波动范围内，且略为偏高，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，如某处电压从额定值的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%。

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。

②提高输配电网（电气设备）效率。

从节能的观点看，配网变压器数量多，且长期处于运行状态，效率哪怕只提高千分之一，也会节省大量电能。

高效节能变压器的损耗至少可以节省15%。

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后，还要定期进行负荷测量，准确掌握各负荷情况及发展趋势，对于负荷分配不合理的可通过适当调整配电变压器的供电负荷，使各区的负荷率尽量接近75%，使配变处于经济运行状态。

在低压配电网，要考虑负荷增长趋势，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”。

另外，严格按规定选用低耗变压器，淘汰高损耗变压器。

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。

6）降低导线阻抗。

随着矿井的不断向前延伸，其风井线路也越来越远，规划好各条供电线路至关重要。

居民区面积的不断扩大，用电负荷与日俱增，为了解决0.4kV线路过长、负荷过重的问题，在安全规程允许的情况下，可将6kV 电源尽量引到负荷中心，并且根据负荷情况，合理选择配变的分布点，尽量缩小0.4kV的供电半径(一般为250m左右为宜)，避免迂回供电或长距离低压供电。

无论高低压的线路截面选择都对线损影响极大，在规划时要有超前意识，准确预测在未来几年内的负荷发展，不得因负荷推测不准而造成导线在短期内过载。

在准确推测负荷发展的前提下，按导线的经济电流密度进行选型，并留有一定裕度，以保证配电网处于经济运行状态，实现节电的目的。

7）降损的管理措施。

管理线损即为由管理因素和人的因素造成的线损。

降低管理线损的措施有多种，定期线损分析对确保最佳降耗和经济运行作用很大。

比较统计线损率与理论线损率，若统计线损率过高，说明漏电严重或管理方面存在问题多；理论线损率与最佳线损率比较，若理论线损率过高，说明电力网结构或布局不合理，运行不经济；若固定损耗和可变损耗对比，其固定损耗所占比例
大，说明线路处于轻负荷运行状态，变压器负荷率低或电力网长期在高于额定电压下运行。

定期线损分析，不仅可找出线损中的不足与降损方向，还可找出网络结构的薄弱环节，发现运行中存在的问题，并可查找出线损升、降的原因，确立下步降损方向。

降损节电既要从微观上抓，又要从宏观上加强管理：①建立线损管理队伍，定期进行线损分析，及时制定降损措施实施计划；②搞好线损理论计算，推广理论线损在线测量，及时掌握网损分布和薄弱环节；③制定切实可行的网损率计划指标，并实行逐级承包考核，与经济利益挂钩；④搞好电网规划设计和电网改造工作，使网络布局趋于合理，长期处于经济运行状态；⑤加强计量管理，落实有关规程。

参考文献
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