实施高压单相配电技术显著降低配电网损耗

实施高压单相配电技术显著降低配电网损耗
发布时间：2022-04-24T03:26:19.161Z 来源：《中国建设信息化》2022年第1期作者：王晓丽
[导读] 单相配电有利于国家经济的更好的发展，能为节能做出更大的贡献以及能够让国家电网系统更快的发展
王晓丽
国网内蒙古东部电力有限公司兴安供电公司，内蒙古兴安盟 137400
摘要：单相配电有利于国家经济的更好的发展，能为节能做出更大的贡献以及能够让国家电网系统更快的发展。

同时，单相配电技术和节能效果之间也存在着密不可分的关系，它关系到了整个节能效果的明显程度，我们需要更多的去发展社会经济就要注重配电网单相配电技术的应用。

关键词：高压单相配电技术；配电网损耗
1 单相配电变压器性能
1.1 单相配电变压器的特点
单相配电变压器是实施高压单相配电技术的核心，需从工艺结构、材料选用优化，提高性能、降低自身损耗等几方面人手。

通过研发、改进，形成了能最大限度降低空载和负载损耗的3个单相配电变压器系列产品：①采用冷轧硅钢片、卷铁心并退火工艺，制造成单相D12型变压器产品，可显著减少铁损。

以相同容量50kV A变压器为例，s9型三相配电变压器空载损耗为170W，S11型的空载损耗为135W。

单相D12型变压器空载损耗可降到110w，比s9型下降了35％。

②采用不同厚度、牌号的硅钢片优化组合式铁心产品，优化了铁心结构，性能达到D14型标准。

以50kV A变压器为例，空载损耗可降到87～85w，比S11型下降了37％。

③采用非晶合金卷铁心结构的产品。

以50kV A变压器为例，空载损耗降为30w，比S11型下降了77．88％。

降低空载损耗的目的是充分发挥单相变压器用于居民类等用户供电时可显著降低电能损耗的优势。

由于单相变压器主要采用卷铁心工艺，非晶合金铁心材料能被充分利用(叠片式铁心的结构三相变压器要浪费掉1／3的铁心片)，所以有利于降低成本。

目前，非晶合金铁心的单相变压器价格可与硅钢片单相变压器的价格大体持平。

这为用户选用创造了条件。

1.2 关于单相变压器损耗
目前可提供的单相变压器空载与负载损耗都比同容量三相变压器低。

单相卷铁心变压器与国标GB／T6451—1999变压器主要性能比较表详见表1。

2 单相配电系统运行解析
单相变压器配电系统运行属新事物，因此经常遇到一些疑问，如安全性、适应性、负荷不平衡等问题，通过工程实践，这些问题已经得到了较好的解决。

(1)安全性(接地问题)。

原380／220V三相四线制配电系统发生零线断线时，常伴随火线电压骤升，危害照明、家用电器。

采用单相配电系统，基本不会发生这类事件。

但采用单相三线制配电时，务必要认准火线与地线，用户侧地线要接地，二相火线(即相线)不能相并联接(否则短路)。

(2)适应性。

单相配电变压器容量选择应尽量与用户群用电最大功率相匹配，既有余度，又不能过大，以最大限度地满足供应而又减少损耗。

为了适应供电区中三相用电器用户的需求，可采用三个单相变压器组合成三相供电系统供电。

(3)减少负荷不平衡对系统的影响。

采用单相供电，用户担心会引起10kV侧过大的负荷电流不平衡问题，实际上是不会出现这种记录的。

由于单相变压器容量较小，容易调整每相负荷电流，因此可以根据用电功率需求大小适当调正，减少不平衡。

因为单相变压器高压相线分别连接于10kV系统的AB、BC、CA相线，从高压侧观察，3个单相变压器组合成D，y的三相供电系统[从低压侧看是单相(单线)配电]，所以对10kV侧线路上的电流来讲，反而较Y，y0接线方式的三相变压器显得平衡。

如一个Y，y0连接的三相变压器，其低压相电流幅值(折算到高压侧)，则高压线电流不平衡度为50％。

对由相同负荷的3个单相变压器组合为D，Y的三相供电系统，其高压侧线路电流幅值大致为，，电流不平衡度降为23．7％。

又如，接线时高压侧线路电流不平衡度为30％，而D，Y接线方式下高压侧线路电流不平衡度降为14．2％。

工程实践表明，5年来，3700多台单相变压器运行中没有出现不安全或负荷不平衡过大的问题。

3 单相配电方式线损降损措施
3.1 线路半径
站在客观角度来说，在配电网运行过程中，配电方式线损的影响因素并不单一，体现在多个方面，比如，电网布局、三相不平衡、负
荷特性，导线型号、负荷特性二者在单相配电方式线损方面的影响程度大致相同，但线路半径、三相不平衡在单相配电方式线损方面有着较大的影响。

在线路半径方面，如果应用到配电网中的导线有着相同的型号，供电负荷、线路电阻动态变化和供电半径有着某种必然联系，在一定程度上影响单相配电方式线损。

电力企业可以围绕线路半径，合理表示单相配电方式下线损功率，进行相关的计算，明确配电网运行中具体线损。

一般来说，在低压配电网运行中，和三相配电方式相比，单相配电方式有着本质上的区别，供电“半径、负荷”较小，在单相配电方式作用下，供电半径、供电负荷分别为三相配电方式的1/3、1/4。

如果应用到配电网中的型号相同，单相二线制下的配电低压损耗率明显降低，单相三线制下的线路损耗更低，也就是说，在配电网运行中，和三相配电方式相比，单相二线制与三线制供电方式更具优势，尤其是单相三线制线损。

3.2 负荷不平衡
在低压配电网运行中，三相负荷不平衡现象频繁出现，导致零线电流超过规定范围，零线线损大幅度增加，加上三相四线制配电网线路半径大都较长，极易出现负荷不平衡问题，提高线损率。

在单相配电负荷不平衡主要在这两个方面，即低压与中压系统方面。

在低压系统方面，如果应用其中的是单相二线制配电方式，很少出现负荷不平衡这一问题，如果采用的单相三线制配电方式，在低压一侧必须存在零线与相线，如果相线负荷没有出现不均匀分布情况，说明零线电流为0，线损并不会增加，如果相线负荷处于不均匀分布状态，运行中的零线会产生一定的电流，增加运行中线路损耗。

在中压系统方面，如果应用到配电网中的单相配电变压器特别少，不需要综合分析线路运行中的三相不平衡问题。

如果应用其中的单相变压器较多，可以根据容量相同的单相变压器各方面情况，进行相关的计算，客观分析计算结果，准确把握在中压配电网运行中，负荷不平衡会对配电网线损的具体影响，线损较低。

从整体上说，在配电网运行中，单相配电方式下的负荷不平衡并不会对中低压系统线损造成严重的影响，要多采用单相配电方式，充分发挥多样化优势，最大化降低线损的基础上，确保地区配电网电能输送顺利进行，提高供电质量。

在此过程中，电力企业要根据单相配电方式应用情况，优化完善配电网管理方法，科学管理配电网，定期对其进行合理化检修维护，优化完善配电网管理制度，科学管理配电网线损，提高配电网系统设备运行性能，避免故障问题、安全事故频繁出现，优化利用单相配电方式，同时降低配电网线损与运行成本。

结语
总而言之，在日常运行过程中，电力企业必须全方位正确认识单相配电方式特点、优势等，结合配电方面存在的一系列问题，坚持具体问题具体分析的原则，客观分析线路半径、负荷不平衡等对单相配电方式线损的影响。

以此，优化利用单相配电方式，借助其多样化优势，科学开展配电工作，降低配电网运行成本的基础上，促使配电网具有较好的“经济、社会、生态”效益，促使地区配电网处于高效运行中，更好地为地区经济发展服务。

参考文献
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[2]李睿,王玮,徐丽杰,王英男.城乡配电网中单相配电系统供电模式研究[J].电力系统保护与控制,2012,14:127-131+136.。