电网降损技术的探讨

杨 军，刘 哲

(哈尔滨电业局，黑龙江哈尔滨150010)

0 引言

电力网电能损耗是电网经营企业在电能传输和营销过程中自发电厂出线起至客户电度表止所产生的电能消耗和损失。线损率是衡量线损高低的指标，也是电网经营企业的一项经济技术指标，它综合反映了电力系统规划设计、生产运行和经营管理水平。为了提高电能的利用率和效率，本文分析了电力网电能损耗形成的原因，提出了电力网电能降损的主要途径，同时对电力网电能降损的方法、新技术、新设备进行了探讨，达到了节约能源、节约资金、节约设备和劳动力的目的。

1 电网降损构成及降损途径

1.1 电力网电能损耗构成

电力系统由发电、供电、用电部分组成，电力系统的电能损失为发电、供电、用电设备的全部损失之和。发电、供电、用电设备的功率损失都以损耗表示，如图1所示。各部分损耗与供电量为基数的能耗损耗率如表1所示。

图1 电力网电能损耗构成

在图1中，△A发为发电机、升压变压器、厂用电变压器及其厂用电损耗;△A供为超高压输电线路、一次变压器、高压送电线路损耗;△A用为用户变电站、配电线路、配电变压器及用电设备的电能损失(约占发电量的15%左右)。

表1 电网各部分电能损耗率概况 %

从表1可以看出，农网占比例较大，输电、变电、配电、用电网全部损耗率为16%左右。

1.2 电力网的线损及其降损主要途径

线损是电能以热能和电晕的形式散失于周围的空间，因此可以采取适当措施将线损降低到合理值或控制在规定值之内。线损产生的原因主要有电阻作用、磁场作用和管理方式的因素。

1.2.1 降低线路损耗

1)提高电压 。应用有载调压变压器，适当提高运行电压兼顾配电损失和设备安全，在高峰期，调高运行电压不超过5%;根据线路输送容量、输变距离和电网发展情况进行必要的升压改造，对大用户尽量采用高压供电，以利于降损，提高输送能力和扩大供电半径。如可将负荷密集度或输电距离长的10 kV配电网升至20 kV配电网。

2)提高功率因数 。合理分布补偿电容，根据负荷需要自动投切，减少无功潮流来回输送。

3)降低导线的电流密度。对主干线和主分支线应适当加大截面，原则上使线路长时间按经济电流密度运行，高峰时按导线的安全电流控制。提高负荷率，削峰填谷，使日负荷曲线尽量均衡平坦。

4)选用低电阻率的导线。综合考虑投资和线损，高压架线采用钢芯铝绞线，低压线路和高压电缆宜采用铜线。

5)将高压引入负荷中心，尽量缩短送电距离。综合改善投资和线损，10 kV线路宜控制2 km以内，0.4 kV线路宜控制200 m以内。尽量采用三相平衡送电，三相四线制低压供电线路变压器出口处不平衡度应不大于10%，干线和主分支线首端不大于20%。

1.2.2 降低变压器损耗

变压器损耗包括空载铁损和负载铜损。损失率K为

式中:PO为铁损;V为电压;I为电流;r为内阻; cos φ为功率因数。

式(1)前部分为铁损率，后部分为铜损率。可采用如下方法降低变压器损耗:

1)提高功率因数，提高变压器有功出力比例。

2)采用低损耗变压器，逐步淘汰高耗变压器，可降低铁损或降低铜损。

3)电网电压应与负荷相适应，在供电峰期提高受电电压，在供电谷期宜降低受电电压。

4)铁损与电流成反比，铜损与电流成正比，应合理选择变压器容量，尽量按经济负荷率运行。

5)对于并列运行的变压器，应根据负荷情况决定投入和退出运行。

1.2.3 提高计量精度

计量设备引起的误差包括互感器误差、表计误差、故障误差、二次线电压降 。提高计量精度的措施如下:

1)选择互感器时，使二次负载不大于额定负载。选择合适的变比，负荷变动在30%～100%。

2)对于电能表的选用和校验，要选用负荷电流变动范围(不大于误差下限，小于误差上限)，保证计量准确度，居民和低负荷用户要优先采用宽负荷电能表，尽量减少校验误差。

3)安装检修计量装置应尽量避免工作失误和疏漏，做好定检和巡检，发现问题及时处理。高压用户的电压互感器二次回路应加装失压记录仪。

4)计量设备设计和安装时，应尽量减少二次线损阻抗。二次线路宜采用不小于2.5 mm2的铜导线，线长尽量缩短，电流回路不要串联保护，电压回路单独从二次端头或电压母线引线。

5)每月抄表时计入电能表损耗电量。

1.2.4 管理线损的因素和降损途径

管理因素:管理和人为因素造成的线损可分为有意损失和无意损失。

1)有意损失。由于思想意识因素，主动或被动少计电量，如人情电、关系电、权势电。

2)无意损失。由于营业人员的技术业务因素，发生的失误、疏漏造成的损失，如窃电、错误和漏计损失。

降低管理线损的途径如下:

1)加强岗位培训，提高人员技术业务水平。

2)加强防范措施，采用防窃电技术措施，定期普查及非定期突击检查，对抄表人员实行轮换制度。

3)固定抄表日期，保证实抄率达到99%以上，严格执行审核制度。有条件的采用手用抄表器抄表和实行微机管理。

4)以法管电，严肃处理窃电行为、依仗权势用电和营业人员的徇私舞弊行为。

2 新技术和新设备降低电能损耗

2.1 调容量变压器降损

因季节性负荷变化，配电变压器负荷极不均匀，用电高峰时为低谷的2～3倍，调容量变压器绕组时可以根据负荷改变连接方式，提高负荷率，降低线损。

2.2 非晶合金配电变压器降损

“非晶合金”指将铁、硼、硅等主要材料熔化后，以106℃/s速度冷却，高速聚冷使材料的原子排列变成杂乱无章、密堆排列，具有高磁导率、低矫顽力、高电阻率、低铁损的特点，铁芯厚度可为变压器普通硅钢片的1/10，比普通S9变压器损耗降低1/2～1/3。

2.3 储能降损

储能降损采用储水电站、电池储能、电动汽车、蓄冷空调、储热热水、电暖炉等。

2.4 自动装置降低损耗

自动装置采用如下方式降低损耗:

1)电力变压器并列运行时按经济运行方式投切。

2)路灯专用变压器节能装置白天断开，减少空载损耗。

2.5 节能家用电器降低损耗

在家用电器中，照明、空调、电视、冰箱、电脑是消耗电量多的电器。目前中国照明用电量占社会用电量的12%(大约4 300亿kW·h)，若将白炽灯换成节能灯，则每年可节电480亿kW·h。采用变频空调、液晶电视、液晶显示屏，可以减少电能消耗。

3 结论

上述分析结果表明，通过加强电网管理，采用新技术、新设备和节能技术，能够降低电力系统的电能损耗，使电网降损控制在合理值，提高了电网的利用率和经济效益。