山区配电网降损节能技术探析

白鹏飞

摘 要：社会的进一步发展，促使我国电网建设规模逐渐增加，山区作为电网建设的主要内容，以为建设环境较为复杂，无论是线路还是设备都会影响电力运输质量。基于此，为了保证山区电力运输质量，配电网安全使用，本文结合山区配电网线损常见情况，立足于配电网基础组成部分进行综合分析，认为可以通过配电网线路、变压器等硬件设备的合理选择，以及线路无功补偿、三相负荷等方面的优化，降低山区配电网线损净。希望以下内容的论述可以促使我国山区电网建设得以逐步完善。

关键词：配电网;降损节能;三相负载;配电变压器;无功补偿;经济运行;负荷率

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）23-0171-02

0 引言

近几年，我国经济水平不断提升，此种背景下，山区电网建设不断加速，配电网作为电网中的基础组成部分，需要发挥更加重要的作用。从配电网应用角度而言，内部电压等级较低，并且涉及到电力设备种类数量较多，加之山区电网线路外部环境较为复杂，线损量逐年增加，对电力企业可持续发展十分不利。因此，对山区配电网降损节能技术研究有着鲜明现实意义。

1 配电线损分类

配电网的线损效率通常被当做考核供电部门技术水平的重要依据，也是衡量电厂经济效益的重要指标，从角度分析，配电网降损并非仅仅是一种技术性的过后工作，也可以说是电厂经济发展过程中必要的经营性工作。从宏观角度而言，配电网的建设损耗与电网规划、设计方案、电力调度等方面有关;从微观角度而言，损耗与应用设备、建设用线路、材料等有关。以上诸多问题造成配电网线损种类多样化。

1.1 固定损耗

配电网所具有的固定损耗，是较为常见的一种损耗类型，将会发生在电力生产的各个环节，无论是电力输送、电力变压、配电传输等环节，都会存在电能损耗。此类损耗与电网内部应用元件所具有的电流数值并不相关，与元件电压存在反向作用，简而言之，元件电压越大，电力损耗明显。通常可以分为以下几种类型：（1）变压器应用过程中将会产生铁损。（2）调压器以及电抗器等设备产生铁损。（3）线路绝缘性物质损耗。（4）用户电能表内部相关附件损耗。

1.2 可变损耗

此类损耗相比于固定损耗而言，有一明显差别，固定损耗主要由电网内部各个元件电压所决定，可变损耗则是由配电网内部负荷所决定，并且随着电力负荷的变化而变化。具体关系可以做以下描述：当系统各个元件所具有的负荷电流平方值越大，则电力损耗越明显。具体可以分为以下几种类型：（1）变压器绕组在电力传输过程中可以发生铜损。（2）各类型电线电力运输过程中可以发生铜损。（3）电压、流互感器将会发生铜损。（4）接户线在进行电流传输中也会发生铜损。需要注意，此类电力损耗主要由电网实际运行参数所决定，通常将其称之为“技术损耗”，并且只要测试出某一时段电网电流、电压等相关参数，就可以计算出损耗量，因此可以将其称之为“理论损耗”。

1.3 其它损耗

通常情况下，将不是由以上两种原因引起的线路损耗称之为其它损耗，这类损耗在配电网建设以及实际运行过程中因为较为复杂，因此很难总结出产生的实际原因，但是却真实存在，通常情况下可以将其称之为“不明损耗”。例如相关工作人员在进行电表记录过程中，发生漏抄、错抄或者是估抄等造成电力损耗;用户没有按照具體规定进行电力应用造成电力损耗;线路漏电造成损耗等。

2 山区配电网线损过高的原因

2.1 配电网布局和结构不合理

对于山区配电网而言，在建设过程中，因为建设环境较为复杂，各个电力基站之间的跨度较大，所以很难按照原有建设方案进行精准施工，这就造成配电网内部结果经常会出现迂回线路以及T型线路，这些线路在投入使用之后将会增加电力运输长度，影响电网结构，造成不必要的电力损耗。除此之外，电网线路复合点分散、变压器供电点与电网系统的负荷中心距离较远等问题，也会造成电网线损增大等问题。

2.2 电力线路不合格

通过对山区配电网建设案例进行分析可以发现，现阶段电网应用线路存在很大问题，主要表现在以下几个方面：（1）线路直径不满足要求。对于电力线路而言，当线路截面越小，则电力传输困难，此种情况下电力线损就会形成，并且随着截面减小而增大。（2）线路内部电阻较大。如果没有对线路材质进行合理优化，电力传输过程中将会克服更大的阻力做功，因此产生线损，并且随着阻力的增加，电线线损逐渐增大。（3）导线部分位置存在老化和破损。（4）线路运维能力低下，往往会造成漏电等问题，从而形成线损。

2.3 供电设备陈旧

近几年，随着科学技术的不断发展，虽然诞生出了很多新型节能、性能稳定的供电设备，但是因为山区电力电网建设较为落后，所以一些地区仍然在应用传统供电设备，例如老式SJ型号、SJL型号变压器，这些变压器在实际应用过程中无法适应日益增长的供电需求，并且自身损耗较为明显，很大一部分设备的应用都会形成大量线损，对整体电力传输十分不利。

2.4 配电变压器的负荷率低

对于山区电力应用而言，往往系统内部电力负荷较小，这就造成一部分变压器在工作过程中基本上保持在空载运行状态，此种情况下，电力损耗较大[1]。除此之外，山区电网的电力负荷通常会受到外界环境因素的影响，不仅存在季节负荷差异，还会具有昼夜负荷差异，加之电力变压器空载运行时间较长，电力损耗十分明显。

2.5 三相负荷不平衡

对于山区电力传输而言，因为电力用户较多，并且区域电力传输跨度较大，这就导致电网内部单相负荷较多，此种情况下，电网三相负荷也会收到影响，无法持续稳定。简而言之，“Ia≠Ib≠Ic”。同时电网内部的中性线路将会产生电流，此时电路线损形成。

3 山区配电网降损节能技术研究

3.1 改善配电网结构

针对现阶段配电网线路结果问题，需要从线路总体布局角度出发，通过合理的方法优化网络结构，进一步降低山区配电网线损。首先而言，应该对线路供电半径进行合理控制，这就需要在电网建设之前，相关技术人员可以准确测试出供电中心与用户之间的距离，然后更具要求合理控制电力传输长度，以求缩短供电半径，减少电力损耗[2]。

3.2 改造电力线路

对于电力线路的使用与改革可以根据线路应用情况以及自身金属损耗进行综合分析，通常情况下，主干、支杆、分支干线路导向截面应用控制在70mm2、50mm2、35mm2。此类线路选择可以合理有效的降低线路损耗，还可以节约电网建设成本[3]。除此之外，还应该做好线路运维工作，长时间线路应该及时更换，以保证电网基础结构良好。

3.3 提高计量准确度

为保证计量精准度可以从以下几个方面进行考虑：一方面，应用DD28以及DSB系列的电能表。另一方面，保证电能表与互感器之间搭建正确。

3.4 配电变压器的选择

作为电网的基础组成部分，变压器承担的线损量占总線损量的50～70%。因此变压器的节能降损优化十分重要，具体可以分为以下两方面内容：

一方面，使用低耗节能变压器。根据现有《配电变压器能效技术经济评价导则（DL/T985）》中的规定，淘汰原有老旧变压器，更换S11、S13系列变压器;

另一方面，促使变压器经济运行。（1）根据电网实际建设内容，合理考虑变压器容量，促使变压器可以保持经济运行状态。（2）合理划分设备运行区间。1）经济运行区域。所谓的经济运行区域指的是变压器的额定负载运行状态，此时运行区间上、下限规定为1se、（PoZ/Pkz）Se。2）最佳运行区域[4]。此时运行区间上、下限规定为0.75se、（1.333PoZ/Pkz）Se。3）劣性运行区域。此时运行区间上、下限规定为（PoZ/Pkz）Se、0se。（3）对于山区配电网而言，还需要结合季节气候进行变压器调节，以求变压器可时刻保持经济运行。

3.5 三相平衡措施

针对线路中因为三相不平衡所引起的线损，可以通过以下方法进行优化：（1）通过对电网中局部相间负荷的合理调节可以达到平衡目的[5]。但是应用此种方法之后需要对三相负荷重新进行测量，要求三相正常平衡。（2）优化线路前期建设。1）需要充分考虑台区电网实际负荷以及阶段性变化规律。2）检测台区电力负荷分布情况。3）按照三相线路布设标准进行线路布设。

3.6 无功补偿

对于电网系统而言，无功补偿通常会被应用为磁场的建立，并且将产生的磁场进一步转化为电能，而系统内部带有的电能将会被转化为磁场，但是无功补偿有一个较为鲜明的特点：对外部电路不做功。如果将有功、无功、视在功率分别表示为p、q、s，则三者之间的关系可以表示为“s2=p2+q2”，从此类等式中可以发现，当电网系统内部的无功功率增加之后，有功功率将会减少，因此为了降低电路线损，需要进一步增加无功功率，此种方法便是无功补偿。对于线路的无功补偿，主要依赖于无功补偿装置进行实现，因此对于补偿装置的选择需要做到合理，通常情况下，可以在变电站中加入电容器或者是静止补偿器来实现无功补偿[6]。但是仍然需要结合实际情况进行综合考虑，这样才能保证设备应用合理，例如配电网中存在的大容量电力设备，则可以应用单项补偿方法达到补偿目的;35kv的变电站无功补偿设备实际容量需要按照中心变压器电力容量的1/10～2/10进行确定;110kv的变电站无功补偿设备实际容量需要按照中心变压器电力容量的8%～10%进行确定;如果应用变压站经常进行低压负荷运行。补偿器容量可以按照中心变压器电力容量的8%～10%进行确定。

4 结论

综上所述，配电网作为电力运输的基础所在，必须通过降低线损提升运输质量，这也是可持续发展的具体要求。就配电网降损工作而言，其涉及内容较为复杂，应该同时立足于硬件设备与线路性能两个角度进行正对性优化，才能达到节能降损的目的。随着未来科技的发展，硬件设备与电网建设工艺都会不断革新，降损节能必将会更加高效。

参考文献

[1] 许文秀，张立斌，李萌文.引入效益分享型合同能源管理的配电网节能风险分析及对策研究[J].节能与环保，2015（04）：64-65.

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[3] 杨帆.低压配电网三相不平衡治理相关问题探讨 访安徽大学教育部电能质量工程研究中心测试评估研究所所长朱明星[J].电气应用，2018，37（08）：6-9.

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[5] 吴鸿亮，门锟，董楠，廖兵兵，郑全朝.基于J2EE架构的线损理论计算与诊断分析系统开发与应用[J].电力系统保护与控制，2016，44（05）：108-116.

[6] 张江林，庄慧敏，刘俊勇，高红均，张里，夏榆杭.分布式储能系统参与调压的主动配电网两段式电压协调控制策略[J/OL].电力自动化设备：1-8[2019-05-09].