配网降损技术与分析

　　
　　配网线损包括用户变电所，配电线路，配电变压器及用电设备的电能损失，主要是用户线损。我国配网线损比发达国家高5%左右，按我国目前的发电量，降低5%的线损约相当于节电1500亿kWh。因此，推广配网降损节电技术具有可观的经济效益和社会效益。配网降损技术主要包括：优化配网结构；实现配网经济运行；采取先进合理的无功补偿措施；提高配网降损科学的管理水平等。
　　一．优化配网结构
　　1．提高用户变电站进线电压
　　当系统截面积和输送功率不变时，升压后降低进线功率损耗率参见下式。

升压后降低进线功率损耗率
　　若将用户变电所进线电压由10kV升高到35kV，则进线损耗率约可降低91.8%。
　　2．推广应用低损节能变压器
　　变压器的损耗为全部线损的1/3，因此要推广应用低损节能型变压器。如S9、S11及非
　　晶合金变压器等较S7系列变压器，其空载损耗最高约可下降80%，负载损耗下降50%。
　　二．实现经济运行
　　1．经济运行电压
　　（1）运行配变的负载损耗大于空载损耗，应适当提高运行电压；若空载损耗大于负载损耗，则应适当降低运行电压。
　　（2）在配变的低压侧的负荷终端，电压偏差应调整在-3%～+1%内运行。由于电动机负荷的电压无功灵敏度远大于电压有功灵敏度，因此应避免大于+3%的电压偏差运行，过高的电压正偏差会使配网无功增大，损耗增加。
　　2．线路经济运行
　　（1）可增加并列线路运行。既可减小线路电阻的损耗，又能提高运行的可靠性。
　　（2）可实现环网开环运行。在环网上合理确定开环点，合环运行各段线路负荷之和大于开环各段线路之和，因此环网开环运行可降低线损。
　　3．变压器经济运行
　　（1）合理选择配变容量
　　配电系统中，变压器的损耗约占整个配电系统损耗的50％左右。因此，选择低损高效的配电变压器具有十分重要的意义。几种常用系列lOkV、1000kVA配电变压器损耗的比较参见表1。
　

　几种常用系列lOkV、1000kVA配电变压器损耗的比较

　　配网配变容量应进行优化选择。变压器容量计算表可参考表2。
　　

变压器容量计算表

变压器容量计算表二

　　（2）双绕组单台变压器经济运行
　　当空载损耗与负载损耗相等时，变压器效率最高，运行最经济。一般情况下，变压器运行在40%～80%的负载率时损耗较小。
　　单台变压器经济负荷为：

单台变压器经济负荷
　　（3）多台同型号、同容量变压器经济运行
　　应计算变压器临界负荷，确定不同负荷情况下应投运的变压器台数。
　　几台变压器临界负荷可按下式计算：

变压器临界负荷
　　若总负荷Smax>Sk，则使用n台并列运行；若Smax　　（4）调整负荷，尽量减小变压器负载曲线的波动，缩小变压器平均负载率、最大负载率和最小负载率的差，使变压器始终运行在经济负载率附近，节电效果显著。
　　4．平衡三相负荷
　　设低压三相负荷电流分别为IA、IB、IC，中性线电流为I，负序电流为I2，则负序电流和零序电流在中性线和相线上产生的有功损耗将使线损增加，单相负荷产生的无功电流，负序电流将引起很大的线路损耗。因此，平衡三相负荷和无功补偿对降低线损非常重要，尽可能实现三相负荷的平衡，才能达到节能的目的。
　　三．提高无功补偿水平
　　1．确定无功补偿容量
　　低压无功补偿容量的大小决定于用电负荷的大小、补偿前用电负荷的功率因数以及补偿提高后的功率因数值，一般常用计算法求补偿设备容量
　　QB=Pm（tgФ1-tgФ2）或QB=Qm（1-tgФ2/tgФ1）
　　式中QB——所需的补偿容量，kvar；
　　Pm——最大负荷月的平均有功负荷，kW；
　　Qm——最大负荷月的平均无功负荷，kvar；
　　tgФ1——补偿前的功率因数角Ф1的正切值；
　　tgФ2——补偿后要求达到功率因数角Ф2的正切值。
　　也可用以下公式直接求出QB补偿容量值：
　　QB=P{（1/cos2Ф1-1）0.5-（1/cos2Ф2-1）0.5}（kvar）
　　cosФ2采用最大负荷月的平均功率因数，cosФ2的确定必须适当。如果将功率因数由0.9提高到1所需要的补偿容量与由0.7提高到0.9时比较，其前者的经济效果比后者要低得多，而当功率因数由0.95提高到接近1时，所需的补偿容量比从0.85提高到0.9要大得多，很可能得不偿失。因此，将功率因数提高到1是不科学的。
　　2．选择配网无功补偿方式
　　低压配网无功电源的最佳安装位置是接近无功负荷点的低压配电线路。低压配电线路无功补偿的经济效益远大于高、中压配电系统的无功补偿。据有关统计，在相同供电量的基础上，低压配网线损电量达到中压网损的六倍。主变和配变侧的无功补偿容量也仅补偿电磁绕组的无功损耗即可。因此，无功补偿优化主要是体现低压配网的无功优化。
　　如，以一条10kV配电线路为例，来分析不同无功补偿方式的不同效果。
　　某10kV、10km长的配电线路，导线为LGJ－120，在其末端有1台1000kVA的配变，接近满负荷运行，cosφ=0.7。无功补偿分A、B两种方式配置，A为低压侧就地补偿700kvar；B为10kV线路中部补偿700kvar。分析计算结果见表3。
　　

线路有功损耗比较表

　　由表3数据可见，在用户端低压侧就地无功补偿效果较好，可减小有功功率损耗1.86%。因此，在配电网中无功补偿应以低压侧就地补偿效果较好。同时，重视推广动态无功补偿技术的应用，以提高无功补偿的效率和可靠性。
　　结语
　　实现配网降损是构建“和谐电力”和电力“科学发展观”的重要内容之一，也是建设“安全经济优质配网”的重要内容。通过优化配网结构、实行经济运行、合理无功补偿、加强科学管理，使线损降低5%是完全能够实现的。通过采取上述措施不仅能够提高电能质量，取得降损节电的效果，更能够进一步提高配网安全运行的水平。
　　