关于配电网经济运行的探讨

关于配电网经济运行的探讨
摘要：从规划设计、合理配置和安排无功补偿、变压器经济运行、经济调度等
方面对配电网的经济运行进行了探讨。

关键词：配电网；经济运行；降损
引言
降损增效是电力企业的一项重要工作，配电网经济运行是降损的重要环节。

所谓配电网的经济运行，是指在保证电力系统安全可靠运行和电能质量符合标准
的基础上，充分利用电网中现有配变电设备．通过优选变压器及电力线路经济运
行方式、对负载进行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，最大限度地降低变压器与供电线路的有功损耗和无功消耗。

线损是电能在传输过程中所产生的有功电能、无功电能和电压损失的总称。

电网的线损按性质可分为技术线损和管理线损。

技术线损可通过理论计算来预测，通过采取技术措施来达到降低的目地。

降低电网损耗的技术措施包括需要增加一
定投资对电力网进行技术改造和不需要增加投资仅需改善电网运行方式。

如改善
网络中的功率分布、合理安排运行方式、调整负荷均衡、对原有电网进行升压改
造等；管理线损是由计量设备误差引起的线损以及由于管理不善和失误等原因造
成的线损，如窃电和抄表核算过程中漏抄、错抄、错算、电费拖欠等原因造成的
线损。

管理线损通过加强管理来达到降低的目地。

这里重点讨论技术降损。

1规划设计方面
配电网结构对供电可靠性起关键作用，而且也是配电网降损的重要环节。

改
造配电网不能简单化地加大导线截面或改为电缆、增大配变容量，而是应该首先
做好配电网络的规划，并在统一规划的指导下进行配电网的建设和改造，使其逐
步成为合理的现代化配电网络结构。

一般采用环网结构，通过手拉手开关或环网
柜方式，简单易行；对于可靠性要求高的，可采用双回线加备自投方式。

既可满
足“N-1”的要求，又能利于配电网的经济运行。

配电网规划设计要和城市发展规划
紧密结合，以经济发展规划和城市用地规划来进行负荷预测和负荷分布，划分供
电区域，确定导线截面、开关站规模和配变容量。

1.1规划设计时调整不合理的网络结构，合理地分配负荷
在满足安全、可靠要求的前提下，电网结线方式应力求简单，缩短供电半径，减少迂回供电。

同时，电网结构还应能适应不同运行方式的变化，根据需要可灵
活地改变系统的运行方式。

1.2 合理配置无功补偿设备
电网运行中，存在大量非线性负载，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定
的无功功率。

负荷电流通过线路、变压器将会产生功率损耗。

当线路或变压器输
送的有功功率和电压不变时，线损与负荷功率因数的平方成反比。

因此在受电端
安装无功补偿装置，实现无功就地平衡，减少电网中无功功率的流动，降低线路
与变压器的可变有功功率损耗，从而降低线损。

电网的无功补偿装置应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的
总原则，进行合理配置，以便取得最大的综合补偿效益。

具体要求是：既要在变
电站进行集中补偿，又要在配电线路及部分用户进行分散补偿，但大部分补偿设
备应配置在配电网络中，实现就地就近补偿。

配电线路分支多、挂接变压器多，
给理论计算带来诸多不便，但是对大多数公用配电线路，配电变压器的布点较均匀、容量也较接近、且其用电量与变压器容量几近正比；其负荷性质较为一致、
形状曲线相似，因此可近似将此类配电线路，看成是负荷沿线均匀分布的理想线路，从而使计算工作大为简化。

一般对于均匀分布负荷的配电线路，其补偿容量
和安装位置按[2n/(2n+1)](其中n为不小于l的整数)规则，求得最优补偿方案。

据
统计，无功功率约有50％消耗在用户方面，另外约50％左右为电网的损耗。

因
此电力部门与用户共同进行补偿是适宜的。

2 配电网的经济调度
合理安排调度、改进电网运行是不需要花钱或花钱不多就能奏效的措施。

注
重电网的经济运行和科学合理地安排经济运行方式，一直是降损工作的重点。

根
据不同季节用电的特点将安全与经济有机地统一起来，使其经常处于经济合理的
状况下运行，如何解决经济运行与安全系数降低的问题，是从事电网经济运行过
程中不可回避的矛盾。

采取以设备安全可用为前提，以经济运行为策略，根据电
网潮流分布，以及主变参数，画出变压器有功损耗曲线，作出不同负荷时的损耗
曲线图，可变损耗等于不变损耗时的负荷点，也就是经济点，然后严格按此并、
解列两台主变，通过科学计算和实际操作使线损下降。

2.1 确定合理的线路运行经济区间
由于配电网线路上接带很多配电变压器，所以配电线路有经济运行负荷区间。

根据计算推导，线路的经济运行的负荷区域为0.67～1.52Pj（Pj 为线路传输的负
荷值称为线路的有功经济负荷）较为合理，其线路线损率仍处于较小值。

2.2 确定合理的变压器运行方式
配电变压器是配电网中的主要配电设备，虽然本身容量小，但总的数量和总
容量都很大，运行条件也较复杂，应用范围非常广泛。

由于配电变压器的铜损和
铁损会造成很大的电能损耗，且配电变压器的规格选择不当或安装地点不当也会
增加电能损耗，因此，配电变压器的节电潜能较大。

变压器并非在额定时最经济，当负荷的铜损和铁损相等时才最经济，即效率最高。

在配电网中，开闭所、配电站、环网柜所带的变压器一般都在两台或两台以上，其运行方式应根据变压器经
济运行曲线，确定其经济运行区域，负荷小于临界负荷时，一台运行。

负荷大于
临界负荷时两台运行。

而台架变、箱变多为单台变压器运行，所以需要确定经济
运行区间，负荷运行在此区间内，可降低配变损耗。

3 平衡配电网相间负载
负荷的三相不平衡引起的磁滞和涡流损耗往往使变压器局部金属件温度升高，严重时将导致变压器运行事故。

而且还会导致电动机出力减少。

如果电动机中性
线接N线，零序电流通过电动机绕组将会消耗电能，引起局部过热，且消耗较大
的无功功率。

同时，负荷的三相不平衡，将增加配电线路、变压器的损耗。

在输
送相同容量电能的情况下，其消耗掉的功率比对称负载运行时多得多，必将造成
很大的浪费。

当变压器运行在平衡时，即
Ia=Ib=Ic=I； Qa = Qb = Qc =I2R
当变压器运行在最大不平衡时，设
Ia =3I；Ib=Ic=0；Qa =(3I)2R
通过比较可以看出，变压器处于三相负荷最不平衡运行状态时的变损是处于
平衡时的3倍。

因此，调整配电网三相负荷分布，使其达到平衡，是降变压器损
耗的一个重要措施。

4 推广带电作业，减少线路停电时间
即使对双回路供电的网络，如因检修工作，其中一条线路停电，由于负荷电
流全部通过另一条运行的线路，会使线损大大增加，因此也要尽量利用带电作业，减少双回线的停电次数与时间。

5 结论
电力是现代社会使用最广泛的能源，节约电力是一项长期的战略任务，需要
动员各行各业的力量，长期坚持“全面节约”的战略方针。

对于地区级调度机构要
加强研究，挖掘潜力，不断优化配电网运行方式，使配电网达到最优的经济运行，提高社会的经济效益，促进电网运行管理走向定量化、择优化、有序化的现代化
管理。

参考文献
[1]陈衍.电力系统稳态分析,北京:中国电力出版社,2000:243-253.
作者简介
张志军（1982—），女，天津市人，工作单位：国网天津电力城南供电分公司，职务：无，研究方向：电网调度管理。