降低線損實現電網增效的無功管理

崔建軍

摘要：文章首先分析了供電系統線損的主要影響因素及其危害性，再以實際工作經驗為基礎，從技術和管理兩個方面探討了降低線損實現電網增效的有效措施，希望能夠為我國電力事業的發展做出微薄的貢獻。

關鍵詞：線損;危害性;功率因數;降損增效;無功管理文獻標識碼：A

中圖分類號：TM714文章編號：1009-2374（2016）04-0019-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.010

在供電企業的日常經營與管理過程中，線損率是反映電力系統規劃和管理能力的一項綜合性指標。而隨著供電企業運營機制的不斷改進和完善，降低配電線網的線損率，提升設備利用率，保證配電系統安全且穩定的運行，從而增加企業的經濟效益并實現創利增收，已經成為各供電企業所共同關注并急需解決的問題。為此，本文將以筆者多年的實際工作經驗為基礎，對降低配電線網的線損措施做全面性的探討，希望能夠給予同行業人員有意義的借鑒。

1 影響線損的主要因素及其危害

1.1 電網結構設計缺乏合理性

電網結構設計的不合理，主要體現在主干網架的結構強度不夠、電源布點且層次混亂、主輸電斷面設備常發生重載和過載現象、電力的交換能力差等情況。而且在局部地區，當分網運行時，由于缺少必要的條件，常發生電磁環網迂回供電等現象，造成主網線損明顯。此外，由于供電方式和電壓等級配置的不當，在部分為低壓等級且層次較復雜的地區，其變電環節的損耗也較大。

1.2 電網運行管理缺乏合理性

當同一電網的負荷分布不均衡并具有重載和輕載變壓器時，運行中的變壓器將偏離其最佳性能區間，其電能損耗量將增加;當無功管理和控制無法實現分層就地平衡、中壓和低壓電網的無功補償或調節能力較差等情況時，主網的損耗也將明顯增加。另外，由于運營機制的改革，部分供電企業過于注重管理的經濟性效益，而忽略電網運行的安全性。在部分地區采用高低壓電磁環網運行方式，導致高低壓電網間產生環流或采取開環、拉停線路等方法限制短路電流，造成潮流迂回，增加了電網電能的損耗量。

1.3 設備老化嚴重

在很多經濟落后、位置偏遠的地區，其電網設施基礎性差，設備的老化現象嚴重，如電能計量裝置、S7型變壓器等耗能較高的老舊設備，對其更換或改造的工作進展緩慢，制約了實現節能環保、降低電網線損以增效的基本目標。

1.4 線損的危害性

配電網線損的直接后果是發熱，而發熱不僅會導致電能損失，也會使導體的溫度不斷升高，加速電纜絕緣材料的老化，降低絕緣效果并縮短其使用壽命，引發熱擊穿等配電事故。同時，隨著社會經濟的快速發展以及對電力需求的增加，這種配電網線損的危害性將會愈發明顯，并越來越大。

2 降低線損實現電網增效的技術措施

2.1 改造配電網

對原有的不合理的配電線路進行調整和改造，增設新的輸配電線路，縮小輸送距離，避免出現迂回供電和近電遠送的情況;合理選擇導線的型號、材質并盡可能加大導線的截面，妥善處理線路接點處的接觸電阻，以降低接點處的熱量損失;對于配電系統中變壓器的選用，要結合電網運行的實際情況，對其容量、損耗率等參數對比后再進行選擇，杜絕大馬拉小車的情況發生;電網升壓并簡化電壓的等級和變壓的層次，減少重復的變電容量;盡可能避免孤網運行的情況。

2.2 電力網及系統的經濟運行

在合理分配有功功率的同時，應對輸送方式進行線損計算，制定無功功率的分布，降低無功遠距離輸送的幾率，并利用補償設備提高功率因數;環網的運行方式分為合環運行和開環運行。電力網采用合環運行方式，可提高供電系統的安全性、可靠性以及經濟效益，但其繼電保護結構較為復雜。采用開環運行方式，則要結合網損的計算結果確定最佳的解列點。因此，應結合電力網建設的實際情況，合理選擇環網的運行方式。提高輸送電壓的主要目地是做好電力網的無功平衡工作，其主要措施包括提高用戶的功率因數和發電機的端口電壓以及采用無功補償裝置等。通過實驗證明，35kV以上的供電網絡，每提高1%的運行電壓，電力網中各電氣元件的空載損耗量可降低1.2%;而10kV供電網絡，由于負荷低、空載損耗占總損耗量比重大（約為50%～80%），所以要根據不同時段電壓的偏移情況做出適當調整;對于低壓電網，由于空載損耗量較小，所以應提高其運行電壓。

2.3 合理選擇變壓器

由于變壓器損耗量占系統線損總量的30%以上，所以控制變壓器損耗是降低電網線損的重要技術措施。通過研究發現，變壓器空載損耗主要是由其內部結構和質量所決定的，而負載損耗與負載電流的平方則成正比。所以在選擇電力網的變壓器時，要選用節能型的變壓器并考慮變壓器的容量，避免在電網運行過程中變壓器出現過載、滿載或輕載現象，以提高其功率因數和使用效率。此外，在變電所內，要并聯兩臺以上的變壓器，當負荷變化時，可根據實際需要啟停變壓器的臺數，在保證電網運行可靠的前提下，有效降低變壓器的損耗。

2.4 電力網無功補償措施

2.4.1 增設無功功率補償設備。在電源被送往用電設備并消耗有功功率之前，需消耗大量的無功功率進行傳送，而功率因數則是體現有功功率與無功功率間關系的一個重要參數。對于一些偏遠配電區域，大部分的用電設備屬于感性負載，功率因數相對較低，為了達到降低無功功率的損耗、節約電能的目的，需要在電網系統中，合理配置無功功率補償設備，從而提高電網輸送的功率因數。現階段，我國電網輸配系統普遍安設了靜電電容器，該設施重量輕、安裝及維護簡單且投資額較小，在有效提高系統功率因數的同時，還能夠完成自動投切控制等操作。

2.4.2 提高輸配線路的功率因數。當電流通過導線時，由于導線自身電阻的影響，會發熱并引起有功功率的損耗，其損耗量與電流的平方成正比，而電流又與功率因數成正比。以此推理可得出，當輸送的有功功率一定時，其功率損耗量與功率因數的平方成反比，所以提高功率因數是降低線路有功功率損耗的合理且有效的手段。

2.4.3 提高變壓器的功率因數。當變壓器輸出的有功功率一定時，其損耗量與所帶負荷的視在功率平方成正比，而視在功率則與變壓器功率因數成反比關系。所以提高功率因數，即可以降低變壓器的需用容量（視在功率），提升變壓器供電的能力。

2.4.4 提高負載的功率因數。在提高負載功率因數后，發電機、變壓器和線路的輸出無功功率將顯著減少，其輸送能力以及輸配電壓質量也會進一步加強和改善，而線損率則會明顯下降。

此外，還應根據電力網系統的無功負荷與無功分布的情況，合理選用無功補償容量并明確其裝設位置，確保低電壓區域能夠就地補償，進而減小負荷電流，并降低電網線損。

3 降低線損實現電網增效的管理措施

3.1 線損的專業化管理

電力網的線損管理，要堅持以“統一領導、職責分明、分工合作、監督完善”的基本原則，建立一套完整且滿足實際需求的質量管理體系，成立供電企業的線損領導小組，明確線損歸口管理部門，并設立一人為線損專責人，其他相關部門及供電所均設立一名線損兼職管理員。電力網的線損管理體系要明確規定各部門、各專責人的職責，認真執行上下級的“管理、控制、考核及負責”的全過程管理程序。

電力網的線損管理要專業化，其管理的各項工作要務實并落到實處。企業線損管理部門要定期對電力網的線損情況召開分析會，綜合分析階段性線損的完成情況，并找出其中的管理問題，研究并制定下一階段的降損節能控制及落實方法，制定獎罰措施，促進相關人員對線損管理予以足夠的重視。

3.2 明確線損管理控制指標

制定線損控制指標是對電力網線損管理的前提，所以供電企業應根據上級部門下達的年計劃指標，并結合本企業上一年的完成情況及近期的線損理論推算值，按照線損管理指標體系的管理職責范圍，將年計劃指標分級、分壓、分線、分臺區逐級分解并落實到責任人。

為了加強對計劃指標的管理和控制，可在各供電企業間，利用對標信息管理系統進行線損指標的對標活動，并將典型的經驗在月度經營探討會上介紹，加強彼此間的交流和學習，查找自身線損管理的不足之處，明確后續管理的重點和方向。

3.3 加強計量的管理工作

對于電網系統中的計量設備（如萬能表等），要定期進行檢查和維護，及時更新或淘汰損壞、老舊的計量設備，確保工作計量的質量和精確性，避免由于計量管理工作的不足而引起的損耗。

3.4 做好線損預測和分析工作

在供電企業，做好電力網損耗數據的管理工作，對線損的管理與控制有著重要意義，也是掌控供電網的運行，開展降損工作的有效數據支持。對上期的線損數據應進行科學、合理、認真的分析，及時總結損耗情況并與當期數據對比，做好損耗情況評估工作，保證線損管理及控制的可靠性。對于分析和總結出的問題，要制定相應的應對措施并認真落實。

3.5 重視人才培養

供電企業應將人才培養作為一項重要的工作來完成，定期開展線損專題講座、與高校等舉辦多種形式的專業知識及業務技能的培訓、組織人員外出培訓學習等形式，為企業電力網線損的管理與控制水平及能力建立基礎。

4 結語

對于供電企業來說，降低供電網的線損率，實現電網的增效具有重要的戰略和經濟意義。控制并管理供電網的線損是一項復雜且難度較大的工作，在電網的設計階段，要重點考慮影響線損的主要因素，并針對其做出相應的處置方案;而在運行管理階段，則要建立并健全嚴謹的組織和管理體系，提高降損的技術管理水平，使電網系統始終處于安全、可靠、經濟的運行狀態中，進而提升供電企業電網系統的增效能力。

參考文獻

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[2] 吳安官，倪保珊.電力系統線損[M].北京：中國電力出版社，1996.

（責任編輯：周 瓊）