基于降低10kV配網損耗的技術措施分析

蔣欽

摘要：本文基于10kV配網損耗分析，對電壓質量與10kV配網損耗的關系闡述，提出降低10kV配網損耗的技術措施，最后以實際案例結合分析，以便更深層次對降損技術探討，為電力系統運維的可靠性及經濟性提供參考。

關鍵詞：10kV配網；電壓質量；損耗；降損

長期以來，10kV網損耗居高不下，包括固定損耗、可變損耗、其他損耗等。完全避免配網損耗是不可能的，但降低損耗卻是十分必要也切實可行的。本文僅以電壓質量控制為落腳點展開論述。

1 10kV配網損耗分析

10 k V配網損耗主要可以劃分為以下三種：（1）固定損耗：如變壓器、互感器鐵損，電容器、線路絕緣子損耗，電度表電壓線圈、附件損耗等等。（2）可變損耗：可變損耗與配網中各元件的電阻、電流相關，如變壓器銅損，線路、互感器電阻損耗等等。（3）其他損耗，主要是指竊電、漏電等導致的損耗。由此可知，本文重點分析如何提高電壓質量、降低10kV配網損耗[1]。

2 電壓質量與10kV配網損耗的關系

10kV配網損耗與電壓呈反相關，即運行電壓提高，可有效降低10kV配網損耗。線損計算公式如下：

ΔP=3P2（UN×cosφ）2R×10-3

式中，ΔP為線路有功功率損耗值；

P為線路有功功率值；

UN為線路額定電壓值；

cosφ為功率因數；

R為線路電阻值。

由公式可以看出，當UN增大時，ΔP減小；當UN減小時，ΔP增大。

但上述公式僅僅表示線路損耗，變壓器損耗也是10kV配網損耗的重要組成部分。變壓器損耗具體可以分為兩種：（1）鐵損，即空載損耗；（2）銅損，即短路損耗。然而由10kV配網實際運行情況可知，電力變化是必然的，此時的空載損耗與變壓器一次電壓呈正相關，如：當變壓器處于輕載、空載狀態下，通過降低線路電壓，可以達到降損的效果。

當然，在10kV配網運行中，并不是一味地要求降低或是提高電壓來實現變壓器降損，而應認識到合理控制電壓是減少配網損耗的一項重要措施。

3 降低10kV配網損耗的技術措施分析

（1）調整運行方式。

加強10kV配網運行的實時監控、負荷預測，同時結合潮流分布、經濟運行理論計算數值，對10kV配網運行方式進行合理的調整，平衡潮流，最終達到降低配網損耗的效果。（2）增設無功補償設備。

當前，我國變電站新建、改擴建工程層出不窮，可以借此時機為各大變電站配置相應的無功補償設備，通過電壓無功綜合裝置，實現主變分接頭自動調整、電容器分組自動投切的目的，以此實現10kV配網電壓的合理調節、無功電容的及時投切，減小損耗。（3）[JP2]調整配網布局。

在全面掌握供電臺區負荷情況的基礎上，對配網布局進行科學調整，確保臺區處于負荷中心，減小供電半徑，盡可能杜絕近電遠送或迂回供電，保證電壓運行質量。若是部分10kV配網線路存在以下幾種情況：a.供電半徑長；b.負荷重；c.首末端電壓變化大。則需配置饋線自動調壓器，切實保證線路電壓質量，降低損耗。同時，在10kV配網運行中，當負荷相同時，導線截面越大，線路損耗越小。基于此，在10kV配網新建時必須合理確定導線截面，保證運行經濟性；對于部分已建10kV配網，應在日常運維管理中，重視殘舊線路、小截面線路的更新工作，及時降損。

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4 10kV配網降損實例分析

4.1 10kV配網分析

某地區以農村供電為主，少數涉及城區，負荷密度小的特點。其10kV配網運行現狀如下：

4.1.1 變電站配置

（1）110 kV：2座；（2）35kV：9座。

4.1.2 10kV線路配置

（1）1015km：27條（2）>15km：14條。共計41條，此處均是指主干長度，10kV線路供電半徑普遍過長。

4.1.3 配電變壓器配置

合算1500多個變壓器，容量均在8MVA之內。經了解四條線負載過大（包括城中），總線擁有超過188.85 MVA容量。

4.1.4 線路配置

導線截面以50mm2， 70mm2為主，根據DL/T51312015《農村電網建設與改造技術導則》與區域現狀調查可知，區內10kV線路導線截面普遍過小。

4.2 潮流計算

選取區內的一座35kV變電站進行10kV饋線潮流分析，此變電站中10 kV饋線共計6條，現以CEES供電網計算分析及輔助決策軟件開展潮流計算，得到6條饋線損耗情況，如電壓損耗情況：Ⅰ=0.76%，Ⅱ=5.48%，Ⅲ=12.49%，Ⅳ=29.67%，Ⅴ=7.08%，Ⅵ=14.74%，見饋線系統損耗情況：Ⅰ=4.15%，Ⅱ=6.62%，Ⅲ=11.07%，Ⅳ=24.67%，Ⅴ=10.38%，Ⅵ=12.94%。

分析以上數據可知，線路III. IV . VI電壓損失十分嚴重，均超過了10%，線路III.IV.V.VI有功損耗率也均超過10%，必須引起重視。

4.3 損耗原因分析

根據潮流計算結果與該區10kV配網實際運行情況分析

可知，其損耗原因主要在于以下兩點：

1）無功補償不足。調查發現，該區采取的是變電站集中補償方法，配電線路出口功率因數滿足要求，然而10kV線路功率因數一直較低。

2）供電半徑長、導線截面小，導致供電損耗高，配網整體運行可靠性較低。

4.4 降損技術措施

1）無功補償。該區應加強低壓無功補償，尤其是要集中于大容量配電變壓器處開展無功補償，以達到提高電壓質量、降低損耗的目的。該區增設了無功補償裝置后，III. IV . VI線路末端電壓均得到顯著提升，III. VI電壓損失率均不超過10%。

2）更換導線、變壓器。目前，該區導線截面過小問題嚴重，必須開展改造換線作業，切實降低線損。完成無功補償后，IV線路末端電壓已經提升，但電壓損失率依舊在10%以上，對此，應將其主干線路更換為截面為95 mm2的鋼芯鋁紋線，進一步降損。

3）改造不合理臺區。通過對不合理臺區的改造，解決供電半徑過長、配電變壓器過載等問題，同時通過在變電站附近增設電源點，也可實現供電半徑的縮短，有效降損。

5 結語

綜上所述，由工程實例分析可知，通過上述降損技術措施的綜合應用，區內線路電壓質量顯著提高，配網損耗大幅下降，經濟效益良好。

參考文獻：

[1]賀先豪.配電網降低線損的誤區研究[J].電力系統保護與控制，2010， 38（1）：9699.