農(nóng)網(wǎng)配電線路損耗分析

紀(jì)長波 夏順忠

摘要：配電網(wǎng)起著輸送和分配電能的作用，線路損耗給供電企業(yè)造成很大的成本投入，降低能源的利用率。分析配電網(wǎng)線路損耗的原因，提出降低線路損耗的具體措施，以期為配電網(wǎng)節(jié)能降耗、安全運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：配電線路;線路損耗;降損措施

中圖分類號(hào)：TM714.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2021）01-0083-02

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村對(duì)電力資源的需求與依賴日漸加強(qiáng)，這就要求提高農(nóng)村配電網(wǎng)的供電能力與電能質(zhì)量，確保其安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于供電企業(yè)來說，線路損耗是一項(xiàng)非常重要的考核指標(biāo)，其綜合反映和體現(xiàn)了電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)水平、生產(chǎn)運(yùn)行水準(zhǔn)及經(jīng)營管理水平的高低，直接影響到電力企業(yè)效益增長與否，是電網(wǎng)經(jīng)營的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，供電企業(yè)應(yīng)給予節(jié)能降耗問題足夠的重視和正確的認(rèn)識(shí)。

1 發(fā)生線路損耗的原因

1.1 電阻原因

供電線路和電氣組件設(shè)備雖然均為導(dǎo)體，但由于其本身的材料問題并不能做到超導(dǎo)，會(huì)存在一定的電阻部分，這是無法完全避免的。由于電阻原因而產(chǎn)生的損耗屬于自然損耗。

1.2 磁導(dǎo)原因

通常情況下，電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備在運(yùn)行中需要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這就會(huì)發(fā)生電磁轉(zhuǎn)換，即利用電流建立交變磁場(chǎng)并保持其旋轉(zhuǎn)，在這個(gè)過程中電氣設(shè)備的鐵芯因?yàn)榻蛔兇艌?chǎng)而受到一定的影響，從而導(dǎo)致磁滯現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象以及鐵芯部分發(fā)熱升溫，進(jìn)而造成一定的電能損耗。

1.3 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理

我國電網(wǎng)建設(shè)初期的技術(shù)水平和整體認(rèn)識(shí)存在一定的不足之處，因此電網(wǎng)的整體規(guī)劃和供電線路的布局并不是十分合理，負(fù)荷中心與電源點(diǎn)之間的距離過遠(yuǎn)，供電半徑過長，導(dǎo)致近電遠(yuǎn)供、迂回供電，長距離輸電會(huì)不斷增加線路損耗。另外，導(dǎo)線橫截面面積過大或過小導(dǎo)致導(dǎo)線長期處于空載、輕載或過載、滿載的運(yùn)行狀態(tài)，無法達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，引起線路損耗增加。

1.4 三相負(fù)荷不平衡

當(dāng)配電網(wǎng)以三相四線制的形式供電時(shí)，單相負(fù)荷存在或三相負(fù)荷電壓波動(dòng)導(dǎo)致三相不平衡，此時(shí)變壓器的負(fù)載損耗隨之增加，一般為三相平衡運(yùn)行時(shí)的2～3倍，同時(shí)也導(dǎo)致三相總電能損耗增加，中性線也會(huì)因?yàn)槿嗖黄胶舛须娏髁鬟^，從而產(chǎn)生線路損耗。

1.5 變壓器選擇不合理

變壓器的容量對(duì)自身的空載功率和負(fù)載功率有著直接影響，變壓器容量選擇不合理會(huì)增加損耗。

1.6 功率因數(shù)

電力系統(tǒng)中有很多感性設(shè)備、組件及用電負(fù)荷，如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，這些設(shè)備、組件及負(fù)荷在吸收消耗大量有功功率的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量無功功率，直接導(dǎo)致電網(wǎng)功率因數(shù)下降和電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量降低，而電能損耗量與功率因數(shù)的平方成反比關(guān)系，所以線路損耗和變壓器損耗增加。

2 降低線路損耗的措施

通過對(duì)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、環(huán)節(jié)、設(shè)備器件等進(jìn)行技術(shù)方面的優(yōu)化和調(diào)整，可以達(dá)到降低線路損耗的目的。 技術(shù)降損措施可以分為兩種，一種具有建設(shè)性，另一種具有運(yùn)行性。具有建設(shè)性的措施是通過提高電力系統(tǒng)輸送電能的能力或改善電壓質(zhì)量等方法來降低線路損耗;具有運(yùn)行性的措施是通過改進(jìn)和優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式使之經(jīng)濟(jì)合理來降低線路損耗。

2.1 增大導(dǎo)線橫截面面積

在負(fù)荷不變的條件下，增大導(dǎo)線橫截面面積能夠減小供電線路電阻。可以通過增加并列回路來增大供電線路的導(dǎo)線橫截面面積，即在同一處電源到同一個(gè)受電點(diǎn)之間增加建設(shè)一條或多條線路，使之并列運(yùn)行，起到節(jié)約電能能源、降低線路損耗的作用。

2.2 縮短供電半徑

供電半徑過長是造成線路損耗量過多的原因之一，供電半徑越長，線路損耗越大。供電半徑是指從線路的首端到末端（或最遠(yuǎn)端）的變電站之間的供電距離，縮小供電半徑相當(dāng)于縮短線路長度，可以減小線路自身的電阻值，從而達(dá)到降低線路損耗的目的。

2.3 調(diào)整運(yùn)行電壓

在電網(wǎng)負(fù)荷固定不變的情況下，供電線路的有功功率損耗與流經(jīng)電流值的平方成正比，與運(yùn)行電壓值的平方成反比。因此，可以在額定電壓上限允許范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)靥岣哌\(yùn)行電壓，以減小流經(jīng)線路的電流值，從而降低線路損耗，這是減少電能損耗最直接、最有效的方法之一。

2.4 配置新型節(jié)能變壓器

在電能運(yùn)輸過程中，變壓器自身會(huì)產(chǎn)生一定的電能損失，不同類型及型號(hào)的變壓器所產(chǎn)生的損耗量大小也不同。新型節(jié)能變壓器的自身損耗明顯小于其他類型的變壓器，降低線路損耗的效果非常顯著。因此，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，淘汰掉電網(wǎng)中高耗能的變壓器，采用新型節(jié)能變壓器取而代之，可以節(jié)能降損。同時(shí)，在日常運(yùn)行中要跟蹤監(jiān)測(cè)變壓器及負(fù)荷變化情況，及時(shí)進(jìn)行技術(shù)分析與調(diào)整，使負(fù)荷率穩(wěn)定在變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。

2.5 改進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行方式

電網(wǎng)的運(yùn)行方式影響著電網(wǎng)的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。通常情況下電網(wǎng)采用環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)。環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式可以分為開環(huán)運(yùn)行和閉環(huán)運(yùn)行。閉環(huán)運(yùn)行方式在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)可以從兩個(gè)或多個(gè)不同的方向受電，從而增強(qiáng)供電可靠性，提升電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性。

2.6 改善導(dǎo)線接頭工藝

一般來說導(dǎo)線接頭處的電阻很小，但是如果在具體的施工過程中處理不好，接頭處的電阻就會(huì)變大，直接導(dǎo)致接頭處的線路損耗增加。可以通過涂抹導(dǎo)電膏等方法減小導(dǎo)線接頭處的電阻，從而降低接頭處線路損耗。

2.7 控制運(yùn)行溫度

在相同的負(fù)載條件下，變壓器的運(yùn)行溫度越高，其繞組的電阻值就越大，損耗也因此增加。運(yùn)行溫度每降低1 ℃，損耗降低0.4%，因此控制運(yùn)行溫度可以有效降低損耗。可以通過加強(qiáng)變壓器日常維護(hù)、將變壓器裝設(shè)在具有良好通風(fēng)條件或環(huán)境溫度較低的場(chǎng)所等方式來控制運(yùn)行溫度。

2.8 平衡三相負(fù)荷

通常采用兩種方法來減少由三相負(fù)荷不平衡而產(chǎn)生的線路損耗。一是定期對(duì)三相負(fù)荷進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整，盡量使負(fù)荷均勻分布在三相上，使三相電流相同，這樣可以將三相不平衡率降低到合理范圍內(nèi)，這是降低線路損耗最節(jié)約資金的措施。二是在電網(wǎng)運(yùn)行過程中盡量使用三相四線制，將單相的用電客戶平均接到三相上，這樣不僅能夠減輕單條線路的壓力，還可以減少中性線上的電流值，從而起到降低線路損耗的作用。

2.9 優(yōu)化無功補(bǔ)償

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，當(dāng)有功功率不發(fā)生任何變化時(shí)，電網(wǎng)的功率因數(shù)越高，其所包含的變壓器或線路所產(chǎn)生的電能損耗也就越小。可通過適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償來提高功率因數(shù)，從而有效地減少電力系統(tǒng)中的變壓器損耗及線路損耗。

3 結(jié)論

降低線路損耗是節(jié)約能源的有效措施，能夠提高電能質(zhì)量和使用效率，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)于發(fā)電企業(yè)和用電用戶均有益處。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳明.淺談農(nóng)村配電網(wǎng)降損節(jié)能技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（20）：31-32.

[2] 梁常聰.配電網(wǎng)線損分析和降損策略分析[J].電子測(cè)試，2020（8）：103-104，106.

[3] 汪仙.配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與降損措施研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[4] 楊陽，王吉生.配電網(wǎng)的降損措施探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（4）：68，70.

[5] 柯國洲.縣級(jí)供電企業(yè)配電網(wǎng)線損分析和降損策略優(yōu)化的研究[D].廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2019.

Analysis and Research on the Loss of Rural Distribution Lines

JI Changbo， XIA Shunzhong

（Jiangyuan Electric Power Supply Company， Baishan Jilin 134700， China）

Abstract： Distribution network plays the role of conveying and distributing electric energy. Line loss causes great cost input to power supply enterprises and reduces energy utilization. This paper analyzes the causes of line loss in distribution network， and puts forward specific measures to reduce line loss， in order to provide reference for energy saving and safe operation of distribution network.

Key words： distribution lines; line loss analysis; loss reduction measures