低压配电网线损分析和降损措施研究

2023-12-21国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司

电力设备管理 2023年21期

国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司熊蕴

1 引言

在当前的电力工作之中，由于不同区域、供电企业所处的实际环境存在着巨大的差异，难以有效统筹，因而导致电力设备非常容易受到外界因素的干扰，带来各类不必要的损耗。鉴于此，采取合理的方法对线损产生的原因、影响因素进行准确把握，并在此基础上应用合理的措施进行改善尤为关键。

2 低压配电网线损的影响因素分析

低压配电网的线损影响因素可以分为技术因素和管理因素两个层面。首先在技术因素方面主要为如下几项。

一是线路的布局和导线的面积。在现阶段的配电网之中，导致电网线损的主要因素是线路本身和变压器，部分低压配电网在规划以及设计的阶段就缺乏合理性，在这种情况下，相关的线路安排本身也会缺乏合理性，从而导致线路的大量重复和重叠，使得导线不可避免地出现延长，供电过程中电量损耗必然会出现上升。同时部分单位在配网建设过程中也没有根据实际的情况选择符合需求的导线，造成导线截面过小，从而提升了线路的电阻，增加了线路的损耗。

二是变压器的选址和容量问题。在完整的低压配电网之中所包含的设备数量整体是较多的，同时由于存在不同的需求，所以在变压器设备的特征和参数方面也各有差异。如果相关单位在进行配置的时候，没有进行准确和科学的计算，则将导致变压器的配置无法充分地满足实际需求，并且会增加电能的损耗。

三是无功补偿。在既往控制线路损耗的过程中，比较常见的措施是使用无功补偿装置，这种方式将能够有效地增加对应线路所承载的电量，但同时大量进行无功补偿装置的使用也会导致电网的损耗增多。

四是三相负荷平衡。在电网的使用过程中，三相负荷平衡是一个相对较为理想的运行状态，如果对应的系统处在三相不平衡的情况下的时候，会导致线路的损耗增加，同时也会造成变压器整体温度的升高，从而增加设备的功耗[1]。其次是管理因素对线损的影响，这种情况则主要受到两方面因素的影响。一方面是电网的运行管理。在对应的电力系统之中，相关的变压器需要根据实际的用电情况进行调节和控制，如果相关设备在长时间之中都保持过度配电、配电不足等状态之下，则会造成能耗的增加，导致严重的线损问题出现。另一方面是计量装置管理。计量装置是现阶段进行线损管理和测算的重要手段，如果相关工作在进行的时候科学性缺乏，则会导致线损的增加。

3 低压配电网线损的现状分析

低压配电网的线损问题是现阶段广泛存在的一个问题，针对低压配电网线损问题的有效管理，将能够直接影响对能源的利用效果。以某地区的实际情况为例，相关地区在2020年总耗电量约为256亿kWh，其在综合线损率在当年为3.14%，其中高压线损率为2.64%，低压线损率为5.71%，见表1，从这一数据之中也可以发现，低压线损率在整体线损率之中占据极为重要的位置，这也是针对低压配电网线损进行控制的原因所在。

表1 某地区2020年线损情况

配网线损问题是不可避免的，但是在实际工作之中却可以采取对应的措施来进行控制该区的线损与标准之间存在较大差距的主要原因是在工作之中管理不当以及理论线损的计算存在误差。针对这两个问题，在进行工作的时候应当采取合理的措施以来进行避免。

首先从理论线损的角度来看，相关区域的整体面积相对较大，且城乡结构复杂程度较高，在这种情况下，进行对自身的电网的升级与改造，从而使其与自身的用电情况相适宜是比较关键的。然而在这一工作推进的过程中，对应单位并未充分地考虑城市与农村之间用电的区别，同时对于地区结构的差异把握不足，从而造成电网在规划过程中存在大量的重复现象，延长了线路的长度，最终导致线损的增加[2]。同时由于该地区的实际情况存在，在电网规划的过程中除了需要考虑经济性，还需要的政治、社会需求进行满足，这种现象也是相关区域在电网规划过程中面对的重要问题，直接影响了电网的经济性。

4 降低低压配电线路线损的措施分析

4.1 加强无功管理

加强无功管理工作将能够起到促进电网运行顺利性的作用，低压配电网线损与无功管理的公式：

通过该公式可以了解到功率因数对线损率的影响，相关人员也可以进行针对性的线损管理工作。实际上，在具体的实践过程中当线路的功率以恒定速度从0.6kW 增加到0.85kW 的时候，相应的线路功率损耗率可有效增加50%，见表2。

表2 功率因数与无功功率关系（单位：kW）

基于上述内容，在进行线损降低的过程中相关单位可以首先强化无功电压的控制，如应用全自动控制方案、合理地计算与分析现阶段电力系统的无效补偿容量，同时根据无功负荷需求进行大电容器电容量调整等。当然，针对无功功率进行管理时，可以着重采取如下方法。一是施行无功就地平衡。该过程中根据电力系统的实际情况，选择合适的无功补偿装置，包括电容器的安装位置和容量等，以尽可能地减少线损。其次通过调整变压器的分接头位置，改变电力系统的电压水平，从而调整无功功率的分布和降低线损。最后通过调节无功发生器的输出功率，控制电力系统的无功功率平衡，以降低线损；二是加强用电管理。在工作之中强化用电行为的规范性将能够显著提高用电效率，减少偷电漏电等行为，从而降低线损；三是定期维护检查。定期对无功补偿装置进行检查和维护，确保其正常运行和减少故障率，同时及时调整无功补偿装置的参数，以达到降低线损的目的。

4.2 采取措施降低配电网线损

当在相关线路和变压器的正常运行过程中也会出现损失有功和无功的现象，变压器本身在电网之中占据着至关重要的位置，且其造成的线损较大，通常在电网系统之中变压器导致的线损率可以达到34%左右。有鉴于此，相关单位还应当积极地进行对变压器使用的优化，例如通过确保变压器始终保持在经济运行的状态之中，从而降低其损耗率，或者是使用具经济性的变压器等，推动线损率的进一步降低。实际实施过程中相关单位可以根据电网的转换要求进行目标区域内高功耗变压器的更换，在这种方式之下的节电效果：

其中P01表示相关设备处于空载状态下而产生的电能损耗，P02则表示空载损耗，Pk1/Pk2则表示变压器的短路损耗，S/SH则表示相关设备的负载率，而t 则代表对应设备在一个年度之中的运行时间，通常可以将这一时间明确为9000h左右。在此基础上进行对相关地区的变压器的更换，即可明确对应区域每年可以节约的电能数量。同时在进行变压器的安装过程中相关单位和人员应当尽可能确保变压器与负载中心位置的靠近，这种方式也能够保证变压器在使用过程中的充分节能。同时在变压器布置位置选择的时候，相关人员也应当尽可能选择便于进行维护的区域，从而确保对变压器进行充分有效的维护工作开展，最终推进变压器使用的经济性得到提升。目前我国的低压配电网之中所使用的变压器整体数量、型号都越来越多，且不同类型的变压器在具体的功率方面也存在着巨大的差异，针对这种情况，相关单位在工作之中有必要对自身的需求状况进行调查和分析，并按照国家政策来进行对变压器的更新和改造工作，以增强其与区域用电需求的契合程度。

4.3 合理进行低压配电网导线截面的选择

低压配电网之中的线损与导线自身的电阻息息相关，针对导线截面进行控制则是进行电阻控制的重要手段，通过这种方法最终能够比较有效地降低线损，保证配电网的节能降耗目的实现。从实际情况来看，在相关配电网线路所负载的电流处于稳定状态的时候，导线的截面积增加，将能够起到降低功率损耗的效果，这种措施也会让导线材料的使用量增加，从而增加整体的建设成本，所以相关人员和单位在推进对应工作前有必要进行对实际情况的充分考量，该过程中可以采取经济电流密度的测定值，推算相关建设工作之中可供选择的导线截面积。经济电流密度的计算可以根据对应设施建设投资、运营等参数来进行确定，具体见表3。

表3 经济电流密度值（单位：A/mm2）

通过这种方式可以对现有的低压配电网的线损状况进行综合性评估，同时也可以根据相关的数据来对更换导线之后整体可以取得的降损效果进行评估，从而为实际的工作开展创造比较良好的条件。需要注意的是，导线截面积的增加固然可以实现对线损率的全面降低，但是这个过程中也会对整体的资金投入数量形成增加，为了保证相关工作的经济性，在工作之中可以针对更换导线之后的理论节电值进行计算，从而明确改造工作的科学性和合理性程度。以某地区为例，相关单位在改造工作之中，计划针对部分区域进行LGJ-120型号的导线更换，在线路负荷电流为32A 的情况下，年节电量可以达到7.5万kWh 左右，由于其改造范围较小，在长期运营过程中该方案的整体经济性是符合需求的。

4.4 配电网的节能运行

配电网节能运行措施也是实现降低线损的重要手段，相关工作在开展过程中可以从如下几个方面入手。

一是进行费用和时间参数的调整。在工作之中相关单位可以通过对应的人计算措施，对现阶段低压线路的负载电流值进行明确，同时根据相应的结果合理地进行负载的调整。同时在线路投入运行之后，采取仪器对负载状况进行检测。如果相关线路的整体负载状况较大的时候，可以适当地进行对特定时间内的电力使用状况进行调节和控制，并在高峰阶段组织排队等。

二是合理地进行动作电压调节。该过程中可以通过对相关系统之中变压器的分接开关进行合理的调整，从而实现对电压的调整。同时也可以依托对变电站补偿电容器的使用，达到在相对较短的时间之内进行电压调节的目的。

三是调整无功补偿方式。作为相关电网系统之中最为常见的损耗现象，功率损耗的控制将能够有效地保证电网运行的节能性，相关单位和人员可以采取降低电力的传输距离、实施无功补偿设备安装等方式来达到对应的效果。