配电网降损改造方案研究

王 灿

配电网降损改造方案研究

王 灿

（重庆电力高等专科学校，重庆400053）

通过对配电网现状的分析，从配电增容和降损改造、损耗较高配电网和线路的无功补偿改造、卡脖子线路的改造、配电网电压质量改善、电网综合能效管理平台改造等方面提出了配电网降损改造的方案。

配电网；节能；损耗

电能依赖电力网进行传输，电网损耗的大小直接影响电能的输送效率，因此电力网的节能和降损尤为重要。目前我国电网结构的主要问题是特高压的骨干网和配电网均很薄弱。因此在加快特高压电网建设的同时，也要加强配电网的改造。而配电网由于点多面广，配电线路的结构很复杂，其电压等级较低，因此损耗又较大，几乎占据电网总损耗的一半以上，若能正确有效地进行节能改造，节能的空间巨大。随着社会经济的快速发展，对配电网要求实现更高的供电质量，如何建设经济合理、供电质量更高、电能损耗更低的新型配电网是急需解决的问题。

1 配电网现状

对国内配电网数据进行分析可知，近6年来负荷每年的增长率都在3%以上，而配电网投资相对较少，区域内存在着供电质量差、损耗大的情况。虽对配电网进行了局部维修、改造，但电网健康水平仍有持续下降趋势，电能损耗逐年递增，主要体现在以下几方面。

高损耗变压器占综合配电变的比例较重，负载率过高：现阶段10 kV配电网中，节能型变压器占比较少，损耗较高的变压器压器具有较大改造空间；部分配电变压器负载分布不均衡，配变过载、过热问题突出，既增大了运行损耗又不满足安全运行条件；从配变运行年限看，运行时间超过10年以上的配变超过了31.4%。而农村部分地区配变供电高峰时间短、低谷供电时间长，负载率随季节变化较大，也增大了运行损耗。

无功补偿存在补偿容量偏低的问题：10 kV配电网的低压无功补偿方法通常是就地平衡以便于电压调整，主要采用分散和集中相结合的方式。集中装设在配电变压器低压侧的无功补偿容量，一般为变压器额定容量的20%～30%。但近年来，由于负荷的增长与无功补偿容量的投入相差较大，且由于低压小容量用户、低压动力用户端无功补偿欠缺，配电网无功功率存在较大的缺额，功率因数较低，这使供电能力和电压质量受到很大影响，加大了线路的损耗。

2 配电网降损及电能质量提升方案

2.1 配电增容、降损改造方案

首先可考虑将城区、农网中部分的户均供电容量偏低、负载率大于30%的老旧S9型配电变压器进行增容改造，换成非晶合金的节能型变压器，并配置相应的配电箱，提高配电网供电能力，使配电变压器的损耗降低。非晶合金变压器是用非晶合金带材制作铁心的变压器，其优点是空载损耗非常低，非常适合负载率较低的农村电网，通过在各地区更换非晶合金变压器，可明显降低变压器的运行损耗。

2.2 损耗较高配电网及线路的无功补偿改造方案

可选择功率因数＜0.9、年售电量＞10万kWh、低压线损较高、供电半径较长的配电网，装设无功补偿装置，以降低线损；选择年供电量≥100万kWh、功率因素＜0.93、供电半径＞6km线路，装设线路的无功补偿装置，可有效降低线路的传输损耗，提高电能质量。无功补偿技术现今已非常成熟，是简单有效的节能措施，可有效提高系统的功率因数，在减少线路和设备的损耗，提升输电能力等方面效果明显。

根据国网公司有关技术标准，按照无功补偿以“配电变压器低压侧集中补偿为主、低压分散补偿为辅”的原则，按照“分级补偿，就地平衡，优化控制”的策略，对供电电压质量、功率因数不达标的公用台区安装自动无功补偿装置。补偿的方式如图1所示。

图1 配电线路和台区的无功补偿结构图

在部分10 kV线路、公用台区安装集台区信息采集与无功协调控制于一体的无功优化及协调控制设备（如图1中的方式1、方式2所示）。它是根据台区变压器负荷水平的变化，对配电变压器自身及负荷变化产生的无功功率损耗进行补偿，并按照配变容量大小及负荷变化情况，配置分组补偿容量及电容器组投切策略。

2.3 卡脖子线路的改造方案

线路的损耗产生，主要因为导线中流过电流，在导线的电阻上产生有功损耗，它和线路中流过电流的平方、导线的单位长度阻值以及线路的长度成正比，所以在线路负荷状况及线路长度不变的情况下，采用单位长度阻值更低的导线可有效降低线损。因此可将配电网中超龄运行的老旧、线径细、单位长度电阻高、卡脖子现象比较严重的10kV线路更换为大截面导线，由原70，95，120 mm2等截面导线更换为 JKLGYJ－240绝缘导线，以降低线路损耗，达到节能效果。

2.4 改善配电网电压质量方案

可在配变负荷变化大、电压波动幅度大、存在短时电压越上下限问题的配电网中，装设有载调压变压器，配合配电自动化系统，保证配电网的电压合格率。在有载调压配电变压器方面，我国《电力系统技术导则》规定：“对110 kV及以下变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用带负载调压方式。”在实际应用中当配电网的电压变化超过了允许值时，有载调压变压器会在设定的时间对配电网的电压进行调节，以保证电压的稳定。因此，对负荷比较集中的地区安装有载调压配电变，保证无功功率的分区就地平衡，当配电网的负荷发生变化时，可配合无功补偿装置，通过投入切除并联的电容器组和低压电抗器，以及对变压器分接头的调节，可以很好地保证用户的供电质量。

2.5 电网综合能效管理平台改造方案

电网综合能效管理平台可对配电网的线路和设备进行多方面的评估和管理，是配电网节能降损的有效支撑手段。平台采用省级部署模式，通过台区采集装置，采集并上送台区能效信息，同时实现与配电自动化系统、用电信息采集等系统的横向贯通，实现能效相关信息的管理和分析，整体提升能效管理水平。其总体架构如图2所示。

图2 电网综合能效管理平台框架图

平台主要包括电网能效诊断、能效数据监测、能效治理和能效管理四大功能，通过电网综合能效管理平台的应用，能够规范能效设备管理，加强能效数据监测，最终达到从管理上降低能效的目的。其整体功能架构如图3所示。

图3 电网综合能效管理平台功能结构图

平台结构主要分为3层：数据层、应用层和展现层。其中数据采集主要包括线路、配变、无功补偿、电能质量、电量等。展现层采用B／S方式展现，同时实现与手机、PDA、IPAD等终端交互。其整体硬件部署如图4所示。

图4 电网综合能效管理平台硬件结构图

3 结语

配电网节能改造方案的实施，可增强配电网供电能力和供电可靠性，提高配电网的功率因数和供电质量，通过构建配电网综合能效管理平台，可强化配电网能效管理的水平，使服务水平得到大幅提升，还可优化配电网的运行参数，协调各级电网发展，有着较好的经济效益、社会效益和环保效益。

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A Study on the Scheme for the Loss Reduction Renovation of the Distribution Network

WANG Can
（School of Electric Power Engineering of Chongqing Electric Power College，Chongqing 400053，P.R.China）

It is a realistic and urgent task to renovate the energy conservation of the distribution network and improve the quality of the electric energy in the construction of the distribution network.Based on the analysis of the current situation of the distribution network，this paper presents the scheme for the loss reduction renovation in the aspects of the renovation of the capacity expansion of the distribution and the loss reduction，the renovation of the reactive compensation of the distribution network and lines with high losses，the renovation of the blocked lines，the renovation of the quality of voltage of the distribution network and the renovation of the comprehensive energy efficiency management platform of the power grid.

distribution network；energy conservation；loss

TM727.2

A

1008-8032（2017）04-0017-04

2017－06－05

国网重庆市电力公司群众性创新科技项目（2017渝电科技自17＃）。

王 灿（1981－），副教授，研究方向为电力系统继电保护及自动装置。