紅旗供電所線損分析及降損措施研究

李志杰

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海金灣供電局，廣東珠海，519000）

1 紅旗供電所線損分析

1.1 珠海紅旗地區(qū)配電網(wǎng)概況

現(xiàn)紅旗所運(yùn)行管理范圍內(nèi)有220kV變電站一座和110kV變電站一座，變電站10kV出線25條（包括用戶專線7條），其中有18條線路已實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)負(fù)荷互供。總運(yùn)行10kV線路達(dá)到251.012km（包括架空線路172.697公里，公用電纜線路78.315公里）,公變198臺(tái)（總?cè)萘?7805kVA），公用低壓無(wú)功補(bǔ)償容量23310kvar，全年配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)供電可靠率99.9159%，全年統(tǒng)計(jì)線損實(shí)現(xiàn)0.4KV累計(jì)線損為2.88%，10kV累計(jì)線損為1.15%。

1.2 理論線損計(jì)算結(jié)果分析

本次分析的理論線損計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)是在2010年10月份開(kāi)展的以代表日理論線損計(jì)算工作中得出的結(jié)果：珠海紅旗供電所10kV配電網(wǎng)的理論線損率為1.31%；低壓配網(wǎng)理論線損率為2.25%。

1.2.1 10kV配電網(wǎng)線損分析

2010年10月27日紅旗供電所10kV配網(wǎng)理論線損率為1.31%。截至2010年10月，紅旗供電所管理的變電站10kV饋線共25條（參與本次計(jì)算的有23條），配網(wǎng)運(yùn)行線路總長(zhǎng)為251.012km。2010年代表日參與計(jì)算的公用變壓器198臺(tái)。其中10kV配變（公變）損耗占10kV配電網(wǎng)網(wǎng)損的20.021%。

1.2.2 低壓網(wǎng)線損分析

2010年代表月紅旗供電所0.4kV低壓網(wǎng)理論計(jì)算損失率為2.25%。個(gè)別臺(tái)區(qū)的線損較高是由于近年經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，外來(lái)人口增多，當(dāng)?shù)鼐用裥缕鸱课葺^多，而且均為五六層的套房用于出租，由于電源接線不合理導(dǎo)致三相負(fù)荷分配不平衡，線路偏長(zhǎng)、線路殘舊、導(dǎo)線選擇不合理，造成首末端電壓差偏高，線損較高。

1.2.3 紅旗供電所線損分析結(jié)論

線損計(jì)算代表日的各電壓等級(jí)理論線損與電網(wǎng)實(shí)際結(jié)構(gòu)符合，反映了紅旗供電所管理線損與技術(shù)線損均處于合理水平。通過(guò)線損計(jì)算結(jié)果的分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)配電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)紅旗地區(qū)配電網(wǎng)線損方面存在以下問(wèn)題：（1）配電網(wǎng)布局和結(jié)構(gòu)不合理；（2）部分供電設(shè)備陳舊老化；（3）配電變壓器的負(fù)荷不平衡，部分公變處于輕載運(yùn)行；（4）部分公變無(wú)功補(bǔ)償不足。下一步我們將根據(jù)理論計(jì)算分析結(jié)果，提出對(duì)目前配電網(wǎng)存在的問(wèn)題改進(jìn)的措施。

2 降低配電網(wǎng)線損的技術(shù)措施

對(duì)理論線損計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)客觀的分析，就是要以科學(xué)理論為指導(dǎo)，以經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，制定降損措施，提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，降低電能損耗。現(xiàn)結(jié)合珠海紅旗地區(qū)配電網(wǎng)線損現(xiàn)狀分析和配電網(wǎng)運(yùn)行情況以及珠海供電局配電網(wǎng)改造技術(shù)提出紅旗所配電網(wǎng)節(jié)能降損的措施。

根據(jù)電力網(wǎng)元件（線路或變壓器）中的功率損耗的關(guān)系式：

式中，I為通過(guò)各元件的電流，R為元件的電阻，P、Q分別是通過(guò)各元件的有功功率、無(wú)功功率，U為加在元件上的電力網(wǎng)的電壓。

可以看出，降低電力網(wǎng)的線損有兩種途徑：減小流過(guò)元件中的電流和減少元件的電阻因此，要降低網(wǎng)絡(luò)的損耗，可采取以下措施。

2.1 采取負(fù)荷中心供電，降低損耗

紅旗鎮(zhèn)社會(huì)供電量年增長(zhǎng)都在20%左右，原有的配電網(wǎng)特別是配電網(wǎng)的改造顯得十分迫切，10kV線路高負(fù)荷運(yùn)行、迂回供電、低壓線路超過(guò)正常允許供電半徑范圍供電等因素致使線損增加。我們采用深入負(fù)荷中心進(jìn)行供電的辦法，從規(guī)劃改造入手調(diào)整不合理的供電區(qū)域，改善由上述不利因素造成的影響。

（1）將110kV變電站深入到中心負(fù)荷高密集區(qū)（聯(lián)港工業(yè)區(qū)），直接向10kV專變的工業(yè)用戶供電，這既提高了供電能力，保證了電壓質(zhì)量和供電可靠性，也大大降低了線損。在負(fù)荷中心的110kV變電站縮短了部分架空線供電半徑，并減緩了其他線路高負(fù)荷運(yùn)行問(wèn)題，使紅旗工業(yè)區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)更為合理、高效、可靠。（2）推廣住宅小區(qū)供電，新建公用電房，改造公用低壓臺(tái)區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)，縮小供電半徑，從變壓器的低壓出線到各用戶，盡量以變壓器為中心向外輻射。在2010年紅旗供電所就立項(xiàng)改造低壓線路50km，有效降低了損耗。對(duì)公用配電變壓器供電半徑要求是不超過(guò)300m(繁華市區(qū)不超過(guò)200m)，郊區(qū)和分散居民區(qū)要求不超過(guò)500m。今后須加強(qiáng)低壓網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，統(tǒng)籌建設(shè)，改造布局不合理、線路過(guò)長(zhǎng)、負(fù)荷密集的配電臺(tái)區(qū)，將大容量配電變壓器大范圍供電臺(tái)區(qū)拆分為若干小容量小范圍供電的配電臺(tái)區(qū)，降低配電損失。

2.2 改造線路，合理選擇導(dǎo)線截面

配電線路的導(dǎo)線類型，導(dǎo)線大小直接影響到線路導(dǎo)線的電阻，所以在農(nóng)網(wǎng)的改造中應(yīng)該結(jié)合經(jīng)濟(jì)條件方面的因素，合理選擇導(dǎo)線的類型與型號(hào)。紅旗地區(qū)農(nóng)網(wǎng)改造中，新架設(shè)的架空線路的正常運(yùn)行負(fù)荷電流宜控制在允許最大電流的70%以內(nèi)，同時(shí)要注意實(shí)時(shí)環(huán)境溫度的因素影響。架空導(dǎo)線截面選擇應(yīng)規(guī)格化，架空主干線的導(dǎo)線截面應(yīng)為為150mm2或185mm2，支線導(dǎo)線截面不小于70mm2。10kV架空線路的供電半徑不宜過(guò)大，末端電壓損失不得超過(guò)7%；市區(qū)一般控制在5km以內(nèi)，郊區(qū)一般情況不超過(guò)15km。

2.3 合理采用新型節(jié)能變壓器，開(kāi)展配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

在10kV配電網(wǎng)規(guī)劃、改造中應(yīng)逐步淘汰老舊變壓器，更換和采用低損耗節(jié)能變壓器，如S11型油浸變壓器，SC9系列型干式變壓器，以及非晶合金鐵心配電變壓器等低損耗產(chǎn)品。實(shí)踐證明，10kV配變負(fù)荷在額定容量40%-80%時(shí)較為經(jīng)濟(jì)。所以，在選擇配變?nèi)萘繒r(shí)要切合實(shí)際，避免“大馬拉小車”或“小馬拉大車”的情況。在開(kāi)展配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作中，為降低空載損耗,可采取下列措施：（1）提高功率因數(shù)；（2）合理配置配變?nèi)萘浚唬?）根據(jù)負(fù)荷情況，決定并聯(lián)變壓器的投退。

2.4 合理調(diào)整配電變壓器的三相負(fù)荷，減少三相負(fù)荷的不平衡度

目前低壓配電網(wǎng)采用三相四線制接線方式，且配電變壓器為Y,yn0接線，存在很多的單相負(fù)載，因此配電變壓器的三相不平衡運(yùn)行是不可避免的。配電變壓器三相不平衡運(yùn)行時(shí)三相繞組的總損耗（單位為kW）可計(jì)算為：

式中Ia、Ib、Ic為三相負(fù)荷電流；R1為變壓器二次側(cè)繞組電阻。

三相平衡時(shí)每相繞組電流為：(Ia+Ib+Ic)/3；

三相繞組總損耗為：Pf2=3[(Ia+Ib+Ic)/3]2R1×10-3；

三相不平衡時(shí)帶來(lái)的附加損耗為：

從上式可知配電變壓器三相不平衡電流的增加會(huì)引起變壓器損耗的增加，我們必須合理調(diào)整配電變壓器的三相負(fù)荷。

珠海地區(qū)配電網(wǎng)一般采用的配電變壓器為Y,yn0接線方式,中性點(diǎn)直接接地。由于低壓用戶負(fù)荷變化較大，三相負(fù)荷不平衡將產(chǎn)生不平衡電壓，加大電壓偏移，增大中性線電流，從而增大線路損耗。實(shí)踐證明，一般情況下三相負(fù)荷不平衡可引起線損率升高2%－10%，三相負(fù)荷不平衡度若超過(guò)10%，則線損顯著增加。一般要求配電變壓器低壓出口電流不平衡度不超過(guò)10%，低壓干線及主要支線始端的電流不平衡度不超過(guò)20%，超過(guò)此限則應(yīng)進(jìn)行遷移調(diào)整負(fù)荷工作，使不平衡度降下來(lái)。

紅旗供電所在3月份的配電變壓器負(fù)荷測(cè)量中發(fā)現(xiàn)有部分配變?nèi)嗖黄胶饴蔬_(dá)30.5%，所以在城網(wǎng)改造中，應(yīng)重新調(diào)整部分低壓臺(tái)區(qū)負(fù)荷，將用戶負(fù)載均衡地接在A、B、C三相上，使三相負(fù)荷趨于平衡，減少中性線電流；在日常運(yùn)行中，要加強(qiáng)進(jìn)行公用配電變壓器的三相負(fù)荷測(cè)定，并根據(jù)低壓負(fù)荷季節(jié)性變化較大的特點(diǎn)，在換季和負(fù)荷高峰期嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，對(duì)三相不平衡線路及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)移負(fù)荷工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

在電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行、維護(hù)過(guò)程中采取合理的降損措施降低配電網(wǎng)線損，既能提高配網(wǎng)整體供電能力，又能實(shí)現(xiàn)降低配電網(wǎng)線損增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，使整個(gè)配電網(wǎng)，在電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電壓質(zhì)量、供電可靠性、線損降低等方面都取得非常明顯的效果。

[1]周瑜菲.配電網(wǎng)降損措施分析[J].中小企業(yè)管理與科技.2009.11.

[2]廖學(xué)琦.農(nóng)網(wǎng)線損計(jì)算分析與降損措施[M].北京:中國(guó)水利水電出版社.2003.