配电网技术降损措施研究

配电网技术降损措施研究

作者：刘志熠

来源：《城市建设理论研究》2013年第35期

摘要：线损率是配电网的一项重要的综合技术经济指标，它综合反映了配电网规划设计水平、生产技术和经营管理水平。强化线损管理，降低电能损耗，对配电网节能减排有着十分重要的意义，因此电力行业对配电网降损比较重视，不少学者也对此展开了深入的研究。本文从建设措施和运行措施两个角度入手，分析和研究了各种降损措施的作用。

关键词：配电网；线损；降损；建设措施；运行措施

中图分类号：TM712 文献标志码：A

引言

线损是电网电能损耗的简称。在电力系统的实际运行中，配电网的损耗在整个电网电能损耗中占有比较大的比重，它是制约电网运行经济性的一个重要因素，因此在线损理论计算和成因分析的基础上，采取行之有效地降损措施，是降低配电系统电能损耗的重要手段[1]。

配电网技术降损措施可以分为建设措施和运行措施两个方面。建设措施一般有电网结构改造，变压器改造，线路改造，装设无功补偿装置等；运行措施一般有确定经济合理的运行方式，变压器经济运行，无功补偿优化配置，平衡三相负荷等。本文将从建设措施和运行措施入手，分别阐述相关的降损措施。

1.建设措施

1.1电网结构改造措施

随着社会经济的飞速发展，城镇居民生活水平不断提高，用电量也急剧增加。原有配电网的出现了各种各样的问题：线路高负荷运行、迂回供电、供电半径过长等因素致使线损增加。因此，对原有的配电网结构进行改造显得十分迫切，全国供电系统也就此展开了积极的尝试，大体有以下几种改造措施：

1）高压线路直接深入负荷中心

直接将高压线路深入到负荷中心向用户供电，利用有限的变电站出线，建立开关站向附近多个负荷点供电；推广小区供电，在小区中心建立低压变电站，尽量做到以变压器为中心向外辐射供电到各用户，以减少供电半径。这既保证了供电质量和可靠性，也大大降低了线损。这一改造的实施，缩短了配电线路的供电半径，解决了开关站电源及大负荷用户的供电[2]。

2）提高配电网电压等级

配电网线损高的一个重要因素就是电压等级较低，导致线路传输损耗较大。众所周知，提高电压等级可以减少线路损耗，欧美发达国家的中压配电网采用的是20kV电压等级，较我国普遍使用的10kV而言，同等条件下供电半径和容量几乎增加了一倍[3]，可以有效地提高供电能力，降低配电网线损。1996年苏州工业园区根据自身负荷特点采用了20kV电压等级[4]，10多年的运行情况表明，20kV电压等级是切实可行的。但是对于已建设成熟的10kV配网而言，升压改造成20kV是不经济的。

3）单三相混合供电

在配电线路上采用单、三相混合供电，做到高压进户，缩短低压供电线路，可以起到降低线损的作用。国外早已采取单、三相混合的供电策略，它的主要原则是：对单相用户采用单相变压器供电到户，对三相用户采用三相挂杆式变压器直接供电到户[5]。这种单、三相供电模式低压供电线路极少，因此线损远低于目前的三相供电模式。2005开始，苏州市积极推行单相配电模式，已安装单相配变数千台。对试点区域的运行情况进行分析，发现低压配电系统造成的线损大大减少，用户侧的供电质量得到了较大的提高[6]。

1.2线路改造措施

由于很多配电网建成时间较早，配电网的规划本身就不够合理，不少配电网存在迂回和“卡脖子”供电线路，而且近年来负荷增长快速导致很多线路均处于重负荷运行状态，发生了不同程度的老化，因此对配电网供电线路进行改造，重新规划迂回和“卡脖子”线路，将负荷较重的线路更换为线径较大的导线。在经济合理的前提下，适当增大导线截面积以减少配电线路电能损耗，可以达到在不增加电源点发电出力的情况下增加供电能力的目的[7]。

1.3配电变压器优化配置

不少配电网存在因为规划不合理而导致配电变压器“大马拉小车”和“小马拉大车”的情况；农用负荷的季节性导致在农忙季节配变“小马拉大车”和农闲季节配变“大马拉小车”。在“大马拉小车”的情况下，配变常常运行在轻载甚至空载状态，在“小马拉大车”的情况下，由于负荷过重而导致配变损耗增加，因此针对变压器配置不合理的种种情形，提出如下措施：

1）对配变容量配置不合理的电网，在综合考虑地区负荷增长的情况下，重新配置合理的变压器容量。

2）对于季节性生产的变压器采用母子变压器。在负荷较轻期间，切除大容量配电变压器；在负荷较大时，母子变压器联合供电或者电容量配变单独供电[8]。

2.运行措施

各地配电网改造工程得到了供电部门的重视，但是常常还是会出现配电网运行管理措施的缺失：变压器运行状态不经济、三相负荷不平衡、无功补偿配置不合理等，导致投入了大量的资金进行配电网改造却未能获得预期的降损效果。各地配电系统常常将配电网的运行管理列入年度工作计划，但却未形成一套完整的运行管理体系，比如无功补偿容量，很多配电系统还是按经验设置。如果能够在对配电网升级改造的前提下，对配电网的运行管理下一番功夫，降损效果将会大大提高。

2.1合理的运行电压

配电网的线损主要由配电变压器和线路的损耗组成。线路和变压器的可变损耗和运行电压成反比，变压器的铁耗和运行电压成反比。可以根据负荷的大小确定运行电压：

1）对负荷较重，负载电流较大的变压器，可以在电压偏差允许范围内适当地提高运行电压，以减少线路损耗；

2）对配电变压器台数较多，负载率较低，甚至还存在高损耗变压器的情况，变压器的铁耗大于铜耗，此时如果提高运行电压，线路的损耗降低，但变压器的损耗将会提高。因此提高运行电压不一定能降低线损，所以在实际操作中，需要根据负荷轻重权衡运行电压的高低。

2.2变压器经济运行

配电网线损很大一部分消耗在配电变压器上，因此有必要开展配电变压器经济运行研究。加强对配电变压器运行状态的检测，选择最优的运行方式，按变压器运行条件调整负荷，可以在同样的供电条件下实现最大限度的降低配变电能损耗[9]。对有调压能力的变压器，可以充分利用其调压能力按需调节低压配电网运行电压。

在变压器运行管理中，应能做到及时根据配变的负载情况，调整变压器的运行方式：

1）对季节性负荷而言，负荷较重时期按需投入大容量变压器，以防止变压器过载导致损耗增加和缩短变压器使用寿命；在负荷较轻或者空载时期，做到及时切换为小容量变压器或者关闭空载变压器。

2）对两台低负载率并联运行的变压器，关闭其中一台，以提高变压器的利用率，降低损耗。

3）对于大型工业企业,采用两台不同变压器，将动力电源和照明电源分开。

2.3无功补偿优化配置

配电网中功率因数较低也是产生电能损耗的一个重要原因，无功功率的远距离输送会消耗有功功率，进一步增加配电系统的线损。很多电力研究人员就无功补偿容量的优化配置展开了