配電網降損和節能的改造方案

摘要：隨著電力需求不斷增長，配電網降損和節能改造成為電力行業的重要課題。針對配電網降損和節能的問題進行了研究，提出一種新型的改造方案。通過對現有配電網的分析，確定降損和節能的關鍵因素，采用多種技術手段實現配電網的改造，通過對改造方案進行仿真試驗，驗證該方案的有效性。研究結果表明，采用該改造方案能顯著降低配電網的損耗，并提高能源利用效率。

關鍵詞：降損節能改造方案仿真試驗可持續發展

中圖分類號：TM72

TransformationPlanofLossReductionandEnergyConservationinDistributionNetwork

JIANGXudong

StateGridXuanchengPowerSupplyCompany，Xuancheng，AnhuiProvince，242000China

Abstract：Withtheincreasingpowerdemand，thetransformationofpowerdistributionnetworklossreductionandenergyconservationhasbecomeanimportantissueinthepowerindustry.Inthispaper，theproblemsoflossreductionandenergyconservationindistributionnetworkarestudied，andanewtypeofretrofitschemeisproposed.Basedontheanalysisoftheexistingdistributionnetwork，thekeyfactorsoflossreductionandenergyconservationaredetermined，andvarioustechnical meansareadoptedtorealizethetransformationofthedistributionnetwork.Theresultsshowthattheretrofitschemecansignificantlyreducethelossofdistributionnetworkandimproveenergyefficiency.

KeyWords：Lossreduction;Energyconservation;Transformationplan;Simulationtest;Sustainabledevelopment

近年來，電力需求持續增長，配電網降損和節能已成為當前電力行業改革的重要課題，傳統配電網系統存在著電能損耗較大、運行效率低下等問題，亟須工作人員進行改造，才能實現電力資源的高效利用和節能減排目標。通過配電網降損和節能的改造，能提高電力系統的穩定性和可靠性，減少停電事故的發生；優化電網結構和運行方式，減少線路損耗和電壓降落；提高電力供應的質量和效率，滿足用戶對高品質電力的需求；降低能源消耗和環境污染，促進生態環境實現可持續發展。基于此，本篇文章旨在探討配電網降損和節能的改造方案，希望本文能為相關領域的研究者提供一些啟示和思路，推動配電網降損和節能的改造工作取得重大突破[1]。

1配電網降損的原因分析

1.1導線電阻損耗

配電網降損是指電能在配電過程中由于電阻、電感、電容存在而引起的能量損，其中導線電阻是導致配電網降損的主要原因。導線材料選擇是導線電阻損耗的重要因素，導線材料種類有銅導線和鋁導線兩種常用的選項。銅導線具有優良的導電性能和較低的電阻率，在輸電功率較大、距離較遠的場合中常被選用，相比之下，鋁導線的導電性能較差，電阻率較高，但其價格相對較低，因此在中小型配電系統中較為常見。由于鋁導線的電阻率較高，使用鋁導線傳輸電能時會造成較大的電阻損耗。同時，導線截面積也會對導線電阻損耗產生影響，導線截面積越大，其導電能力越強，電阻損耗就越小。因此，在設計配電系統時，應根據實際需要選擇合適的導線截面積，從而減小電阻損耗。且隨著導線截面積不斷增大，導線成本也會相應增加，因此要在經濟性和實際需求之間做出權衡。另外，導線長度也是影響導線電阻損耗的重要因素，導線電阻正比于其長度，即導線越長，電阻損耗就越大。在設計配電系統時，應盡量減少導線的長度，才能降低電阻損耗。同時，在實際施工過程中，要注意避免過度彎曲和繞線等操作，從而減小導線長度和電阻損耗。

1.2變壓器鐵損耗

變壓器是配電網中的重要設備，其起著將高壓電能轉換為低壓電能的作用，但在變壓器運行過程中，會產生不同程度的鐵損耗，會導致配電網的能量損耗和效率下降。鐵心材料特性直接影響著變壓器的磁導率和磁滯損耗，如果鐵心材料的磁導率較低，會導致磁場在鐵心中的擴散速度較慢，從而增加鐵損耗。如果鐵心材料的磁滯損耗較大，在變壓器工作時磁場變化會增加鐵心中的磁滯現象，進而提高鐵損耗，所以選擇具有高磁導率和低磁滯損耗的優質鐵心材料是減少鐵損耗的關鍵點。而壓器的設計參數也會對鐵損耗產生影響，變壓器設計參數主要包括變壓器額定功率、額定電壓比、變壓器負載率等，如果變壓器的額定功率過小，在實際運行中變壓器負載率會持續升高，從而增加鐵損耗。同樣，如果變壓器的額定電壓比偏離標準值，也會導致鐵損耗的增加，所以在變壓器設計過程中，要合理選擇變壓器的設計參數，才能減少鐵損耗。另外，變壓器在運行時會產生一定的熱量，如果變壓器的散熱條件不好，導致熱量無法有效散發，會升高變壓器溫度，進而增加鐵損耗。此外，變壓器工作環境中是否存在較大的電磁干擾也會對鐵損耗產生影響，保證變壓器的良好散熱條件是降低鐵損耗的關鍵。

1.3線路電感損耗

配電網降損是指在電力輸送過程中，由于各種因素的影響，電能在輸送過程中會有不同程度的損耗。導線電阻是電流通過導線時產生的阻力，會引起電能轉化為熱能而損耗，而在交流電系統中還存在著電感現象。當電流通過導線時，電流會在導線周圍產生磁場，同時這個磁場也會影響到導線本身，這種相互作用會導致電流無法完全集中在導線內部，部分電流會在空氣中形成環流，從而產生額外的電感損耗。同時，根據安培環路定理，電感的大小與電流通過的回路長度成正比。因此，當電流通過較長的線路時，電感損耗會增加，是因為較長的線路會造成較強磁場，從而導致更多的電流在空氣中產生環流，無形中增加電感損耗。根據電磁感應定律，當電流頻率較高時，電感現象會更加顯著，主要原因是在高頻率下，電流的變化速度更快，導致磁場變化進一步劇烈，電感損耗會增加。

2配電網節能降損措施

配電網節能降損是現代電力系wzIGS3mwfkFq5ApxJLDXfg==統建設中非常重要的環節，為了提高能源利用效率，降低能源消耗，配電網節能降損措施具有至關重要的作用。

2.1合理規劃配電網絡結構

在規劃配電網時，應充分考慮負載特性和用電需求，合理確定變電站、配電變壓器、線路布置。通過科學規劃，避免過度投資和資源浪費，減少電能在輸送過程中的損耗。還能減少電網負荷不均衡和電流過大等問題，提高電網運行效率。

2.2優化線路參數

傳統配電線路時常存在線路阻抗大、電壓降低、電能損耗大等問題，通過對線路進行優化設計，采用低阻抗材料和合理的導線截面積，減小線路電阻，降低電壓降低，提高電網輸電效率。同時，采用無功補償技術，通過合理調節電壓和補償電容器的安裝，減少無功功率損耗，提高電網功率因數。

2.3加強配電設備管理

配電設備是電能輸送和分配的重要環節，其運行狀態直接影響著電能損耗和供電質量。因此，要加強對變電站、配電變壓器、開關設備等的維護管理，定期檢查、清洗、及時更換老化設備，確保設備運行的穩定性。另外，要采用智能監測系統，實時監測設備運行狀態，及時發現問題，并采取措施修復，提高設備利用率[2]。

3無功優化改造方案研究

3.1功率因素、供電電壓和節能降損之間的關系

功率因素是指實際功率與視在功率之間的比值，它反映了電能的有效利用程度。功率因素的取值范圍在0～1之間，當功率因素接近1時，表示電能的有效利用率高；而功率因素接近0時，表示電能的有效利用率低。功率因素大小直接影響著電力系統的運行效率和經濟性。供電電壓是指電力系統中電源提供給用戶的電壓，通常供電電壓應保持穩定，才能確保用戶設備的正常運行。如果供電電壓過高或過低，都會對設備產生不良影響，甚至損壞設備，所以保持合適的供電電壓是非常重要的。節能降損是指通過優化電力系統的運行，減少能量損耗的一種方法，節能降損可通過提高電氣設備的功率因素來實現。當功率因素較低時，電氣設備的電流會增大，從而導致額外的能量損耗。通過改善功率因素，減少電流的大小，降低能量損耗。此外，合理調整供電電壓也是實現節能降損的一種方法。當供電電壓過高時，電氣設備的能耗也會增加，而過低的供電電壓則會影響設備的正常運行。因此，保持適宜的供電電壓有助于減少能量損耗[3]。通過分析系統中不同參數之間的關系，探究功率因素、供電電壓高低、節能降損之間存在的必然關聯，發現通過增加功率因素能有效降低有功損耗，增強電壓合格率，保證電力系統能正常運行[4]。

3.2無功優化方案研究

在制訂配電臺區無功優化方案過程中，工作人員要詳細研究一體化設計理論，明確主要的功能特征。

（1）功能一體化。集中無功自動補償、臺區狀態監測、用電信息檢測、遠程通信、低電壓治理等功能為一體。

（2）兩低治理一體化。充發揮無功補償和低電壓治理綜合控制作用，加強設備的實時收集功能，進一步優化計算機系統電壓和無功電力，從而實現對電壓情況的跟蹤計算。同時，工作人員要利用相間平衡、共補、定補等方式，合理控制功率因素所產生的低電壓問題。

（3）管控一體化。其是指和配電網調控分站管控相同結合，充分發揮該設備的遠程無線通信功能，幫助工作人員實時管理臺區信息化程度，能通過無線方式將非正常運行數據、即時狀態數據、電能質量數據傳輸給控制中心，實現和配電網調控分站的信息共享，從而遠程控制臺區設備[5]。

根據以往工作人員的優化經驗，當設備電壓持續升高時，會影響到低壓補償設備的容器。為了解決上述問題，工作人員需全面分析設備的核心元件，明確影響容器安全性的主要因素，如電壓、電流、溫度等因素。針對該種情況，工作人員要選擇高性能的電容器參數，要求電容器的額定電壓為0.45kV，超過標準的額定電壓0.4kV，讓其能在額定電壓的1.1倍情況下長時間運行。同時，對電容器使用環境溫度提出更高要求，要求其在-25℃～+50℃的范圍內較長時間運行。因此，工作人員在控制器的控制基礎上設置過壓保護措施，當檢測到系統電壓超過242V時，控制器會自動閉鎖，不再投入切電容器。這樣既保證了設備的安全可靠運行，又加強電容器本身的質量。

在上述圖片中，補償1區位變電站集中補償，補償2是中壓側線路補償，補償3是臺區無功優化和協調控制設備，補償為就地補償。

3.3優化方案效果檢驗

為了準確判斷無功優化對低電壓、低功率因素的影響，工作人員選擇合適的試驗點，將其負載率較高、功率因素控制在0.85下，低壓側三項電壓不平衡度超過2%。在所有設備安裝完成后，要利用先進遠程控制設備，對比其運行數據內容，讓設備每隔1天相互交替運行，后臺監控每隔20min記錄一次運行數據。通過工作人員進行定期監測，發現該地區用電高峰在8：00、21：00、12：00、17：30這4個時間段。結合檢測數據得到如下結論。

（1）當功率因素平均值超過0.95時，其數值成功超過0.983。

（2）如果電壓不平衡度平均值降低到1.15%以下，其最高下降幅度為2.59%。

（3）當無功功率平均補償值為37.4kVA，最高補償值為54kVA。

通過總結上述分析結果，發現設備在正式投入運行后，有效提升在負荷高峰時間段的功率因素，功率因素超過0.95。且對供電臺區三相電壓不平衡具有明顯的優化效果。

4結語

隨著能源需求不斷增加，進一步提高環境保護意識，配電網降損和節能的改造成為迫切需要解決的問題。本研究旨在探索一種有效的改造方案，以降低能量損耗并實現節能目標。經過對現有配電網結構和運行方式的分析，發現配電網降損和節能的改造方案需要綜合考慮多個因素。通過采用高效變壓器、優化線路布局、定期維護和檢測、引入智能監控系統以及推廣可再生能源的方式，能有效降低能量損耗，并實現節能目標。這些措施不僅有助于減少能源浪費，還有益于環境保護和可持續發展。因此，建議在配電網改造中廣泛應用這些方案，為實現低碳經濟和可持續發展作出貢獻。

參考文獻

[1]張璐璐.中低壓配電網差異化節能降損對策研究[J].光源與照明，2023（11）：231-233.

[2]海家鳴，柴夢圓.配電網線損管理現狀及節能降耗技術分析[J].光源與照明，2023（8）：234-236.

[3]陳暢.配電網線損異常識別及多措施組合降損優化研究[D].南京：東南大學，2021.

[4]胡程平.10 kV長線路系統通用降損方法與節能技術分析[J].電力系統裝備，2021（17）：22-24.

[5]郭上華.配電網故障定位與供電恢復方法研究[D].廣州：華南理工大學，2023.