试析低压配电网电能损耗的原因及降损措施

试析低压配电网电能损耗的原因及降损措施

摘要：本文对低压配电网中电能损耗的类型、原因进行进行了分析，并提出了一些降低电能损耗的措施，旨在提升配电网运行的经济性。

关键词：低压配电网；输电损耗；差异；降损措施

随着社会的快速发展，人们的生活水平得到了快速提高，对电力资源的需求量增长迅速。目前我国开展了很多低压配电网工程，并通过线损管理提高其输电线路效益，这是其中的重要工作之一。但是目前低压配电网的输电损耗严重，使得企业的经济效益提高困难，在这样的背景下，企业就要开展线损管理，通过输电损耗差异对比，采取有效措施，了解目前输电过程中主要的输电损耗。

1 低压配电网主要的输电损耗类型

1.1 低压直流输电线路损耗

在低压配电网低压直流输电系统中，主要的输电损耗有绝缘介质、电阻、直流线路、换流站、电晕、接地极系统等多个方面的损耗，而占比最重的就是电阻损耗和直流线路损耗。在低压直流输电线路中，衡量损耗的重要指标就是其线损率，在不包括电晕损耗线损率的情况下，把握直流输电线路的线损率就可以了解线路的实际损耗情况。直流输电线路线损率计算公式：ΔP％ =（供电量- 用电量）÷ 供电量×100％，其中线损率与导线电流密度和送电距离成正比，而电压与其成反比。在电压相同的情况下，送电距离与输电线路的线损率、导线电流密度成正相关关系，即具有线性的关系。在电压、导线电流密度和送电距离之外，低压直流输电线的线损率和输送功率也有直接的关系，直流输电线路输送功率越大，线路线损率就越大，它们成正比关系。

1.2 低压交流输电线路损耗

无功损耗、趋肤效应和电晕放电损失是低压配电网中低压交流输电线路的主要损耗部分。趋肤效应是指交流输电线路中在表面出现的电流集中现象，主要受到交变电流的影响，而大地电流和导线电流是其集中的电流。趋肤效应是基于交变电流的作用产生的，与交变电流有非常密切的关系，如果交变电流频率增大，其效应就会更加显著，出现非常明显的趋肤效应，使得导线外侧薄层中出现大量的集中电流。因为交流输电线路的电流汇集，在趋肤作用下通过电流时导体的有效截面就会减小，结合电流、电阻和电压三者之间的关系，电流截面面积减小有效电阻就会增大，输电线路的功率损耗也会增大。

2 低压配电网输电损耗的差异

虽然在低压配电网输电过程中交流输电和直流输电线路都有输电损耗，但是它们之间的损耗存在一些差异，而电晕损耗和电阻损耗是它们都有的输电损耗。交流输电线路中有无功损耗，而直流输电线路没有，这是因为交流输电线路中有趋肤效应，使得增加了损耗，但直流输电线路电压分布均衡稳定，没有电容电流的产生，电能不会因为感抗和容抗而出现消耗，所以就不存在无功损耗。在直流输电线路中，沿线电压分布非常稳定，电容电流在这样的状态下就无法产生，因此不会和交流输电线路一样，受到趋肤效应的影响而产生无功损耗。在电晕损耗中，相比较而言直流输电线路的损耗更小，这与其空间电荷效应和极性效应方面的优势有关，使得其输电损耗更小，即使在天气恶劣的情况下也是如此，不会受到影响。而交流输电线路损耗不同，其没有极性效应和空间电荷效应，所以就会

产生更多的电晕损耗，将气候因素考虑进来其电晕损耗也比直流输电线路损耗大。最后要考虑其线路建设的经济性，通常交流输电线路的架设需要3 根导线，而直

流输电线路（一回直流线路）只需2 根导线，具有更高的经济性，其输电功率相

当于交流输电线路的3 倍，而且直流输电线路的导线电阻较小，提高了其截面面

积的利用率，因为没有趋肤效应其输电功率更低，使得交流输电线路的电阻损耗

要远远超过直流输电线路的电阻损耗，相比之下直流输电线路要优于交流输电线路，其输电损耗更小，详见表1。

3 低压配电网输电降损措施

3.1 直流输电线路

减少导线电流密度，低压配电网搭建中，通常其送电距离固定，因此，降低

直流输电线路损耗最有效的措施就是减小导线的电流密度，这样能保证损耗最小。提高运行电压和输电功率，要降低低压配电网的输电损耗，就要降低直流输电线

路中的线损率，因此，可以在低压直流输电线路中运用有载调压设备，并结合实

际的输电线路情况进行电压的合理调整，这样才能提高其电压，并保证在电流密

度稳定的情况下大大降低直流输电线路的线损率。

3.2 交流输电线路

合理分布无功功率，减少电网输送的无功功率。除了电能向光能、热能、机

械能等消耗能量转换之外，在感性负载电路中，电源也要提供一定的无功功率。

无功功率并不是“用”的功率，而通过无功补偿用电设备补偿无功功率可以快速提

高其功率，这是一种人工无功功率的补偿方法，比如运用电容器、同步电动机、

同步调相机等。因为无功功率的不合理分布，使得交流输电线路的输电损耗大大

增加，因此，可以将无功补偿装置增设在线路中，这样可以对装置中的无功潮流

分布进行调整，改变原来不合理的分布情况，有效降低交流输电损耗中的电压和

有功损耗。

减少电晕发生频率。导线起晕电压会受到子导线半径和导线分裂数的影响，

并与其成正比，所以说导线起晕电压的增高是因为子导线半径比较大，而且导线

分裂数很多。因此，要改变这一现象可以运用分裂导线或者增大导线的截面积的

措施。分裂导线有利于避免输电线路中电晕的发生，使得其无功功率损耗大大降低，是降低电晕损耗非常有效的措施。改变交变磁场。在交流输电线路中，引起

输电损耗较大的原因是电流都集中在导线外侧薄层中，这样就使得输电线路损耗

增加，所以可以运用编织成束的导线代替线路中相同截面的粗导线。因为编织成

束的导线是通过彼此间互相绝缘的细导线组成的，在编织成束的导线中电流会使

得交变电流磁场发生变化，并形成一种涡流状的磁场，使得电流的集中路线受到

影响发生变化，而之前在导线外侧薄层中集中分布的电流会分布在导体表面，此

时电阻就会变小，最终降低线路中的输电损耗。

3.3 改造旧有低压配电网

对以前的低压配电网要进行改造，加大其改造力度，保证所有的输电线路都

是10 kV，增大其输送功率，减少其中的电能损失，实现负荷增长的需求，使得

电压等级更加简化。在低压配电网中的近电远供和迂回供电等线路也要积极进行

改造，防止出现“卡脖子”和过负荷运行线路的情况，同时也要坚决杜绝铁线、钢

绞线来代替导线的情形。

4 结束语

随着我国科学技术的发展，低压配电网得到了越来越广泛的应用，但在实际

运用中交流输电线路和直流输电线路有不同的损耗，使得低压配电网中的损耗增