《电力网线损产生的原因》

电力网线损产生的原因

摘要。线损是供电企业浪费电力的“黑洞”，每年在线路上白白损失掉的电量高达千亿千瓦时，降低线损是供电企业最大的节约工程，本文介绍了技术降损和管理降损的主要措施。

关键词：供电企业，降低线损，节电工程

节约用电是节约能源的重要组成部分，对于加快建设节约型社会具有十分重大的意义。那么供电企业如何节约用电呢。积极参与电力需求侧管理，引导各行各业节约用电，协助政府部门建立全社会节电体系与机制固然势在必行，但是我们决不能把节电当成与己无关的事情，供电企业同样是用电大户，浪费电力的现象仍然十分严重，供电企业必须从自身出发节约用电。

一、线损是供电企业浪费电力的“黑洞”

电能在经过线路以及变压器等供电设备时，所产生的电能损耗和功率损耗，即为供电损耗，简称为线损。线损分为两个部分，一部分是固定损耗，包括变压器的铁损、电能表电压线圈的损耗，电力电容器的介质损耗等等，固定损耗与电流大小无关，只要设备接通电源就有损耗；另一部分是可变损耗，指电流通过导体所产生的损耗，导体截面、长度和材质确定后，其损耗随电流的大小而变化。以上两部分线损称为技术损耗，即供电网络输送和分配电能过程中无法避免的损耗，其他损耗则称为管理损耗，是指由于管理不善、规章制度不健全、计量装置误差，以及其他不明因素等造成的各种损耗。

正确地分析线损，一方面要承认它的不可避免性，无论供电线路还是其他供电设施，从本质上讲都是必不可少的用电器具，必然耗费一定的电力（采用当今最新高温超导技术，即选用液氮或液氢能够确保超级电缆实现零损耗输电，不过这项尖端技术正在试验阶段，离实际运用还十分遥远），然而我们却不能绝对地认同它的合理性与正常性，即线损率仍然有一个科学的理论数值，尽管这个数值根据供电线路的具体情况不尽一致，但是一般情况下，高压线路损耗率应低于1%，而低压线路损耗率也决不应该超过5%，特别是城市用户密集区还能低于这一数值。如果实际线损率接近理论数值，电力由发电侧向供电侧的转移过程中“电尽其用”，供电企业从发电企业买进的电，以极小的损耗卖给用户，从而获取到最大的经济效益，说明供电企业技术水平和管理水平处于一个领先地位。

我国供电企业线损率普遍高于理论数值，2009年前11个月累计统计，全国线路损耗率为6.07%，虽然逐年下降，但是终端环节的用电效率仍然低下。最近，中国科学院院士、香港科技大学朱经武教授在中国科协一次学术会议上介绍，每年在线路上白白损失掉的电量高达千亿千瓦时，相当于大亚湾核电站14年的发电总量或三峡水电站一年零五个月的发电量。这并不是故作惊人之语，而是客观存在的事实，线损率居高不下已经成为供电企业电力浪费的“黑洞”。如果线损率高于理论数值1个百分点，1亿千瓦时的电量就是100万千瓦时的损失，以辽宁省2009年前11个月全社会用电量1340亿千瓦时计算，所多耗费电量高达13.40亿千瓦时，相当于一个小型城市的全年用电量，这是一个十分巨大的数字。

二、技术降损的主要措施

电网降损的技术措施涉及电网的各个方面，笔者主要论述的是高低压配电网的技术降损方法。

1.调整完善电网结构

电网结构对线损的形成具有重要影响，在电网的规划建设与改造过程中，要充分考虑对线损的影响。一是电源应设在负荷中心，线路由电网向周围辐射。二是缩小供电半径，避免近电远供和迂回供电，一般情况下，10千伏线路供电半径应不大于15公里，0.4千伏线路供电半径应不大于0.5公里。三是合理选择导线截面。导线截面积与电能损耗成反比关系，增加导线截面会降低导线电阻，减少电能损耗和线路压降。四是选择节能型配电变压器，并合理选择容量。配电变压器损失在配电系统电能损失中占有很大的比重，减少配电变压器损失的方法是采用节能型变压器和提高配电变压器的负荷率。

2.调节线路电压

在负载功率不变的条件下，提高线路电压，线路电流会相应减少，线路损失会随之降低。如果将6千伏升压到10千伏，线路损失降低64%，将10千伏升压到35千伏，线路损失会降低92%。负载容量较大，离电源点较远宜采用较高电压等级的供电方式。对于运行在一定电压下的线路，电压在额定数值上下允许一定的波动范围，输送同样的功率，用上限电压供电比用下限电压供电减少线路损耗24%，0.4千伏线路用上限电压供电比用下限电压供电减少电能损失33%。

3.提高功率因数

提高功率因数的途径主要有两个。一是减少电力系统中各个部分所需的无功功率；二是进行补偿。提高自然功率因数，要正确地选择异步电动机的型号和容量，要合理选择变压器容量，变压器在电磁转换过程中需要一定的励磁功率，而励磁功率绝大部分是无功功率，在变压器二次侧所带负荷功率因数一定的情况下，变压器一次功率因数的高低，取决于其负荷率的高低，负荷率高，则一次功率因数高，反之一次功率因数低，空载时，功率因数最低。为了避免变压器的空载和轻载运行，变压器的负荷率控制在50%以上时比较经济。

技术降损的措施很多，而技术降损正是电网技术改造的重要内容。舍得投资和气力，加大电网技术改造的步伐，必将带来降损的明显效果，无论对于供电企业本身，还是对于社会都是一件节约能源，减少浪费的重大举措。

降损措施是供电企业一项重要工作，直接关系到企业的管理水平和经济效益。供电企业要发展，必须依靠科技手段，加强线损管理，实施节能降损措施。就线损管理而言，我认为，突出地方特色，努力构筑“技术、管理、保证”三大体系，应当是县级供电企业经营管理中的重点，是真正实现节能降耗、向管理要效益、建立节约高效企业的有效途径。

降损技术措施

一、采用无功功率补偿设备提高功率因数。在负荷的有功功率p保持不变的条件下，提高负荷的功率因数，可以减小负荷所需的无功功率q，进而减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率，减少线路和变压器的有功功率和电能损耗

二、对电网进行升压改造。在负荷功率不变的条件下，电网元件中的负荷损耗部分随电压等级的提高而减少，提高电网电压，通过电网元件的电流将相应减小，负载损耗也随之降低。升压是降低线损很有效的措施。升压改造可以与旧电网的改造结合进行，减少电压等级，减少重复的变电容量，简化电力网的接线，适应负荷增长的需要，以显著降低电力网的线损。具体可有如下措施：

1、分流负荷，降低线路的电流密度。利用变电站剩余出线间隔，对负荷大、损耗高的线路进行分流改造，通过增加线路出线的方式降低线路负荷，从而降低线损。

2、调整负荷中心，优化电网结构。针对农村10kv配电网中存在的电源布点少，供电半径过长的问题，采取兴建新站和改造旧站的方法来缩短供电半径，农村低压配电网中则采取小容量、密布点、短半径的方式来达到节电的目的。

3、改造不合理的线路布局，消除近电远供，迂回倒送现象，减少迂回线路，缩短线路长度。对运行时间长、线径细、损耗高的线路更换大截面的导线。

4、更新高损主变，使用节能型主变。主变应按经济运行曲线运行，配有两台主变的要根据负荷情况投运一台或两台主变，并适时并、解裂运行，有载调压的主变，要适时调整电压，使电压经常保持在合格的范围内。配电变压器的损耗对线损的影响起着举足轻重的作用。在农网中造成配变不经济运行的主要原因是产品型号，容量选择不合适，安装位置不恰当；运行因素如农村用电负荷存在季节性强，峰谷差大，年利用小时低，全年轻载甚至空载时间长，管理不善等。合理选型和调整配变容量，提高配变平均负荷率是配电网络降损工作的重点内容。

三、提高计量准确性。更换淘汰型电能表，减少计量损失，积极采用误差性好、准确度高、起动电流小、超载能力强、抗倾斜、防窃电，可实现抄表自动化管理且表损低的全电子电能表，提高计量精度、合理设置计量点，对专线用户加装更换失压记录仪，并推广使用具有宽量程，高精度电子式电能表，为一些用户装设ic卡表，杜绝人为因素的影响，及时查处现场各种计量差错。推广应用集中抄表系统，实现大用户和居民用户远方抄表。每月抄报日应及时核算当月功率因数是否在0.9以上，不足时应考虑采用高压补偿措施。对大用户可装设带分时计费的无功电能表，进行高峰时段的功率因数考核。

四、科学管理降低线损的组织措施

（一）加强组织领导，健全线损管理网络，并建立线损管理责任制，在制度中明确职能科室和生产单位之间的分工，不断完善线损承包考核制度，使线损率指标与全公司职工工作质量挂钩。

（二）搞好线损统计，坚持做到年部署、季总结、月分析考核，逐季兑现奖惩的管理制度，及时发现解决线损管理工作中存在的问题。公司主管部门每月应定期组织相关人员召开一次线损分析会，分析指标完成情况，针对线损较高的线路，从线路质量、表计接线、是否窃电、无功补偿等方面进行讨论和分析，并责成有关部门进行落实，下月线损分析会必须汇报问题查找、处理结果，通报有关情况，研究解决存在的问题。

（三）合理安排检修，及时清除线路障碍，合理安排检修，尽量缩短检修时间，提高检修质量。另外，在春、秋两季输电部门应认真组织清除线路障碍，对线路绝缘子进行擦拭维护，减少线路漏电。

（四）加强抄核收管理，堵塞抄核收漏洞，制定“抄表管理制度”，要求抄表人员严格按照规定日期完成抄收工作，抄表时间及抄表人公开公布，公司主管部门不定期组织抽查，杜绝抄表不同步、漏抄、估抄或不抄现象，确保抄表及时准确，核算细致无误。

（五）开展潮流计算、潮流分析工作，重大方式变化时，及时进行潮流计算。选择最佳运行方式使其损耗达到最小。充分利用调度自动化系统，制定出各变电站主变的经济运行曲线，使各变电站主变保持最佳或接近最佳运行状态，保证主变的经济运行。实现无功功率就地平衡，提高用户的功率因数，强化地方电厂发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率的管理，使线损大大降低，并且改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。

公司所辖电网供电区域复杂、负荷分散。升压改造和优化供配电网结构降损：合理调度，适当提高（或降低）和改善运行电压，合理调整变电站主变运行方式，适时投切补偿电容;低压电网的降损，计量管理是前提，线损考核是动力，营业普查是手段;补偿电容合理配置降损，实现无功负荷的最优补偿。农村400v低压网功率因数低，合理地进行无功补偿，尤为重要。降损方案与措施的实施，是集建设电网、输、配、用电的全过程的方案，涉及供电企业的方方面面，是典型的技术与管理相结合的工作。建议把这项工作贯穿于全面工作的多方面、全过程中，把线损切实降下来，最终达到提高公司经济效益的目的。

电力网降损技术措施在搞好线损管理的基础上，采取行之有效的技术措施是降低电力网电能损耗的重要途径，各级电力企业从实际情况出发，要认真搞好电网规划建设、调整网络布局、电网升压改造、简化电压等级、合理调整运行电压、缩短供电半径、减少迂回供电，换粗导线截面、更换高能耗变压器、增加无功补偿容量等。技术措施需要投资和设备材料，对此要进行经济技术比较才能确定。对投资回收年限短、投入资金少、工期短、降陨节电效果显著的工程项目要优先安排实施。下面介绍技术措施降损效果的计算方法。

一、电网升压改造电网升压改造是指在用电负荷增长，造成线路输送容量不够或者能耗大幅度上长，达到明显不经济的地步，以及为了简化电压等级，淘汰非标准电压所采取的技术措施。

二、合理调整运行电压

合理调整电压指通过调整发电机端电压和变压器分接头，在母线上投切电容器及调相机调压等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整。根据式（5-1）推知，电力网输、变、配电设备的有功损耗与运行电压的平方成反比关系，所以合理调整运行电压可以达到降损节电效果。

（一）、判断调压条件

1、当电网的负载损耗与空载损耗的比值c大于表5-2的数值时，提高运行电压有降损节电效果.

（二）、调整电压的方法

1、改变发电机端电压进行调压。（1）选用发电机的p~q曲线调压；（2）将发电机改为调相运行调压；（3）利用发电机进相运行调压。

2、利用变压器分接头进行调压。

3、利用无功补偿设备调压。（1）利用串联电容器调压；（2）利用并联电容器调压；（3）利用调相机调压；（4）利用并联电抗器调压。

三、换粗导线截面

在输送负荷不变的情况下，换粗导线截面，减少线路电阻可达到降损节电效果。

四、线路经济运行

（一）、按经济电流密度运行的降损节电效果

经济电流密度是根据节省投资、年运行费用及有色金属消耗量等因素制订的。选用导线截面时，应根据负荷性质考虑最大负荷利用小时数，一般铁全金为7000~8000h，化工为6000~7000h，轧钢为4000~5000h，农业用电为2000~4000h。

（二）、增加并列线路运行

增加并列线路指由同一电源至同一受电点增加一条或几条线路并列运行。

（三）、环网开环运行

五、变压器经济运行

各级电力调度部门在确保安全可靠供电前提下，认真搞好变压器经济运行，是降低电力网电能损耗（网损）的一项重要措施。确定变压器经济运行需要通过计算，按能损最小的方式安排运行，达到最经济的目的。

这里讲的变压器经济运行是指安装的变电所的主变压器，分双绕组单台变压器经济运行、双绕组多台变压器经济运行、两台三绕变压器经济运行

（一）、双绕组单台变压器经济运行

根据部颁变压器的运行负荷、空载损耗、负载损耗、功率因数的曲线可知：（1）时的损耗最小，运行最经济。

（2）变压器运行在40%~80%负荷时比较经济。（3）功率因数高损耗小，功率因数低损耗大。

（二）、双绕组多台变压器经济运行

1、多台同容量变压器经济运行

当变电所有多台相同型号的双绕组变压器并列运行时，应分别计算变压器的临界负荷，确定不同负荷情况下应当投运的变压器台数。

当变电所总负荷的最大值时，使用n台变压器并列运行经济；当变电所总负荷的最大值时，使用（n-1）台变压器并列运行经济。

2、多台不同容量变压器经济运行

当变电所有多台不同容量的双绕组变压器时，计算列出各种组合方式下的临界负荷表，然后再根据变电所的负荷选择最经济的组合方式。为方便起见，一般有两台变压器以上的变电所应作出经济运行曲线供运行人员掌握。

如果知道两台变压器额定容量，短路电压百分比，空载损耗，短路损耗，代表日24h有功负荷、无功负荷、运行电压后，按计算式就能算出经济负荷等数据，然后为确定经济运行方式提供了依据。

（三）两台三绕组变压器经济运行

变电所两台相同容量的三绕组变压器需要并列或单台运行时，应分别计算变压器参数、经济负荷分配系数和经济负荷。详细计算方法不介绍。

六、降低配电变压器电能损耗

配电变压器的损耗是配电网络损耗的主要组成部分。目前在配电网络上运行的配电变压器有三个时期的产品，即“64”标准（gb500——64）、“73”标准（gb1300~1301——73）和“86”标准。近几年开始和生产卷铁芯、非晶态等低损耗配电变压器，但数量少缺标准这里暂不研究分析。下面分析10/0.4kv铜芯线卷配电变压器经济运行降低损耗的途径。

（一）、不同标准配电变压器损耗比较

1、空载损耗比较

2、负载损耗比较

配电变压器负载损耗随用电负荷变化而变化，为了便于比较，把三种标准的配电变压器的不同负载时损耗绘制成损耗曲线。

（二）、“86”标准不同容量配电变压器损耗比较

同一标准中不同容量的配电变压器损耗有较大差异。现在配电网络中常用的100、

315、500kva这三种规格配电变压器的损耗见表5-7，从表中看出：配电变压器损耗与容量成反比，容量大的损耗小，容量小的损耗大；从效率最佳点比较，以100kva配电变压器的损耗为1，则三种容量配电变压器的损耗比为1：0.76：0.685，损耗差别比较大。

（三）、功率因数影响配电变压器损耗对于一定的有功负荷，当功率因数下降时，配电变压器损耗率必然要增大空载损耗大小与功率因数变化无关，负载损耗大小与功率因数的平方成反比，与负荷成正比。当负荷不变时，负载损耗与功率因数的变化有关，“86”标准100kva配电变压器负荷为60%时，功率因数从0.6提高到0.8，损耗下降1.45%，负荷为50%时，损耗下降1.21%，负荷为40%时，损耗下降0.97%。

（四）、降低配电变压器损耗的措施

1、淘汰高损耗配电变压器从上述分析可知，以100kva容量的配电变压器为例，当负荷为20%~100%时，“86”标准的配电变压器比“64”标准的配电变压器损耗率降低2.66~1.01个百分阶段点，比”73”标准的配电变压器损耗率降低1.94~0.7个百分点，降损效果显著。因此要根据部颁规定淘汰”64”、”73”标准的高损耗变压器。

2、停用空载配电变压器

在配电网络中有些配电变压器全年负荷是不平衡的，有时负荷很重，接近满载或超载运行；有时负荷很轻，接近轻载或空载状态，如农业排灌、季节性生产等用电的配电变压器，可采取停用或采用“子母变”的措施，即排灌用配电变压器，空载运行时约有半年的应及时停用，如一台500kva配电变压器每年可减少空载损耗电量4700~11000kwh，季节性轻载运行配电变压器，根据实际情况配置一台小容量配电变压器，即“子母变”按负载轻重及时切换，以达到降损节电的效果。

3、加装低压电容器

对于功率因数较低的配电变压器宜在低压网加装低压电容器，其作用除提高功率因数降低配电变压器损耗外，还提高负载端的电压，增加供电能力，降低电能损耗的作用，是一项投入少产出高的降损措施。

合理投入变压器的运行台数，当变电所装有两台同型号同容量的变压器时，对不同的负荷适当改变变压器的运行台数，可以降低变压器的有功损耗。如△p=η.△p0+（△pk/η）.（s/sn）2由此式可知变压器的固定损耗与投入运行的变压器台数成正比，变动损耗与投入运行变压器的台数成反比，当变压器轻载运行时，固定损耗将大于变动损耗，此时若减少一台变压器运行，变能降低变压器的总功率损耗。因此，合理的投切变压器运行台数可以降低网络电能损失，从而降低线损。

合理调整负荷。在运行时，合理调整负荷，提高负荷率也可以降低线损。

②建设性措施提高负荷的功率因数，可以减少无功功率在电网中的流动，从而降低了电网中的电能损耗。为此，在各大中型用户及终端变电站都应装设无功补偿装置。再者就是按经济密度来选择导线的截面等方法来降低线损。