配电网线损计算方法及降损主要措施探讨

配电网线损计算方法及降损主要措施探讨

要摘线损率是衡量电网企业管理水平高低的重要技术经济指标，对其进行控制具有重要意义。因此首先对线损计算方法进行研究，然后介绍降低线损的管理措施和技术措施。

关键词线损；降损；配电网；降损措施

电网的线损率既是电力系统一项重要的技术经济指标，用来综合衡量电力企业的管理水平，也是国家电力工业发达的重要标志之一。电力系统中发电厂生产的电能是通过电网的输电、变电和配电环节供给用户的。在输送和分配电能的过程中，电网中各元件，变压器、输电线路、补偿和调整设备以及测量和保护装置，都要耗费一定的电能。

在给定的时间段内，电网所有元件中产生的电能损耗称为电网的线损电量，简称线损。通常，线损是用电度表计量的“总供电量”和“总售电量”相减得到的，我们把线损电量占供电量的百分数称为线损率，即：

线损率=（供电量-售电量）/供电量×100%

在电网的实际运行中，用电度表计量统计出的供电量和售电量之差得到的线损电量，称为统计线损电量，相应的线损率称为统计线损率。在统计线损电量中，有一部分是电能在输、变、配电过程中不可避免的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定。其中主要包括：与电流平方成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗；与运行电压有关的变压器铁芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗等，这部分损耗电量习惯上称为“技术线损电量”，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损电量。统计线损的另一部分是由于管理工作上的原因造成的，这部分损失电量习惯上称为“管理线损电量”。

线损率是电力系统一项重要的技术经济指标，是综合衡量电力企业管理水平的重要标志之一，特别对供电企业来说，它是一项主要的技术经济考核指标。另外，配电网线损计算对配电网的无功优化、电网技术改造以及电力市场成本电价的计算都有着十分重要的意义。因此，对配电网线损的控制对电网经济性具有较大影响。

1 线损的理论计算方法

配电网具有闭环设计，开环运行的特点，因此实际运行中的配电网多呈辐射状，而配电网中要详细收集和整理各负荷点的负荷资料及元件运行数据是非常困难的，也缺乏进行潮流分析所需的负荷数据。一般来说，馈线出口均装有电流表、功率表，可以获取馈线出口代表日24h正点电流。

因此，均方根电流法是10kV及以下电压等级的配电网中最常见的理论线损计算方法，另外也可根据计算条件和计算资料，采用平均电流法（形状系数法）、最大电流法（损失因数法）、等值电阻法、电压损失法等方法进行计算。

1）均方根电流法。在进行配电网线损计算时，需收集沿线各节点的负荷。由于配电网节点数多，负荷在不同时段的变化又比较大，运行数据根本无法全面收集。为尽量减少运行数据的收集量，同时又不影响线损计算的精度，一般作如下假设：①各负荷节点负荷曲线的形状与首端相同。②各负荷节点功率因数与首端相等。③忽略沿线的电压损失对能耗的影响。④负荷的分

配与负荷节点装设的变压器额定容量成正比，即各变压器的负荷系数相同（负荷系数为通过变压器的视在功率与其额定容量之比）。

2）平均电流法（形状系数法）。平均电流法是利用均方根电流与平均电流的等效关系进行能耗计算的方法。因为用平均电流计算出来的电能损耗是偏小的，因此要乘以大于1的修正系数。令均方根电流与平均电流之间的等效系数为K，称为形状系数。

3）最大电流法（损失因数法）。最大电流法是利用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算的方法。与平均电流法相反，用最大电流法计算出的损耗是偏大的，要乘以小于1的修正系数。令均方根电流的平方与最大电流的平方的比值为F，称为损失因数。

4）等值电阻法。等值电阻法的理论基础是均方根电流法。因10（6）kV配电网络节点多、分支线多、元件也多，各支线的导线型号不同，配电变压器的容量、负荷系数、功率因数等参数和运行数据也不相同，要精确的计算配电网络中各元件的电能损耗是比较困难的。因此，在满足实际工程计算精度的前提下，使用等值电阻法计算配电网络的电能损耗具有可行性和实用性。

2 降损措施

2.1 电网降损管理措施

线损率是衡量电力企业管理水平的一项重要指标，为切实降低损耗，供电企业应建立健全线损管理责任制，加强指标管理、用电管理、计量管理、明确各管理部门的职责，并落到实处。以近期线损理论计算值和前几年线损统计值为基础，根据影响线损率升、降的许多因数进行修正，制定适合本单位具体情况的线损计划指标，作为考核、评价本单位生产任务和经济效益完成好坏的依据。线损管理部门要认真收集资料，统计要及时，数据要正确，以便对线损定期定量分析，弄清线损升降的原因：①电网网损中的输、变电线损应分压、分线进行，配电线损的分析应分线（片）、分台变（区）进行，并分别与其相应的线损理论计算值进行比较，以掌握线损电量的组成，找出薄弱环节，明确主攻方向。②按售电量构成分析线损，将无损用户的专用线路，专用变压器以及通过用户的转供电、兜售电等相应的售电量扣除后进行统计分析，以求得真实的线损率。③分析供、售电量不对应对线损波动的影响。④健全营业管理分级考核，严格岗位责任制，并制订相应的奖惩办法，调动职工的积极性。⑤加强营业普查，查偷漏，查卡、帐、票、证及底册与电能表度数，查电压和电流互感器变比，查电能表接线，杜绝无表用电。对抄表人员的管辖范围实行定期轮换，对用户实行两人抄表，以削弱人情电、关系电的产生。

2.2 电网降损技术措施

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网电能损耗的重要途径，供电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。①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过大，以及为了简化电压等级所采取的技术措施。②合理调整运行电压。合理调整运行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。③更换导线截面。在输送负荷不变的情况下，更换导线截面，减少线路电阻可以达到降损节能的效果。

2.3 线路的经济运行

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电投资、年运行费用及有色金属消耗量等因素制定的。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。导线按经济电流运行电能损耗降低幅度大，导线越细，降低幅度越大。增加并列线路运行，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。

2.4 变压器经济运行

确定变压器经济运行应经过计算，按能耗最小的方式安排运行，达到最经济的目的。变压器经济运行是指安装在变电站的主变压器，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、两台三绕组变压器经济运行。当变电站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。

当变电站有多台不同型号的双绕组变压器时，计算列出各种组合方式下的临界负荷表，然后再根据变电站的负荷选择最经济的组合方式。

变电站有两台相同型号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。两台变压器高压侧并列，中、低侧分开运行的经济负荷分配系数是随着中压侧总负荷系数C变化的一条曲线。 2.5 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，故降低配电变压器损耗是降低网损的有效途径之一。通常采用以下方法：①淘汰高损耗配电变压器。②停用空载配电变压器。③加装低压电容器。④加强运行管理。⑤合理配置配电变压器容量。

2.6 配电网的无功补偿

配电网的无功补偿也属于降低配电网线损的技术措施。

1）无功功率与电压及线损的关系。首先，电力系统中无功平衡与电压水平有着密切关系。如果发电机有足够的无功备用，系统的无功电源比较充足，就能满足较高电压下的无功平衡的需要，系统就有较高的运行电压水平。反之，无功不足，系统只能在较低的电压水平下运行。在电力系统中应力求做到在额定电压下的系统无功平衡，并根据实现额定电压下的无功平衡要求装设必要的无功补偿设备。

其次，无功是影响电压质量的一个重要因素。电压是电能质量的主要指标之一，保证电压质量，即保证端电压的偏移和波动都在规定的范围内，是电网运行的主要任务之一。从电压损耗的公式ΔU= （PR+ QX）/U可见，在电网结构（R，X）确定的情况下，电压损耗与输送的有功功率和无功功率都有关，而在输送的有功功率一定的情况下，电压损耗主要取决于输送的无功功率。

造成电压波动的主要因素：一是用户无功负荷的变化，二是电网内无功潮流的变化。如果电网中没有足够的无功补偿设备和调压装置，就会产生大的电压波动和偏移，甚至出现不允许的低电压或高电压运行状态。保证电网的电压质量，与无功的平

衡之间存在着不可分割的关系。第三，无功是影响线路损耗的一个重要因素。

电压质量对电力系统稳定运行、降低线路损耗和保证安全生产都有着重要意义。因为，如果大量的无功不能就地供应，而靠流经各级输变电设备长途输送，就会产生较大的电能损耗和电压降落，若无适当的调压手段，便会造成电网低电压运行。相反，当电网有足够的无功电源，用户所需的无功又大大减少时，输送中的无功损耗也相应减少，用户端电压便会显著上升，甚至出现电网高电压运行现象。如果无功过补偿，过剩的无功反向流向电网也会造成电能损失。

2）配电网的主要无功负荷。变压器是个大感性负载，有功功率损耗一般可以忽略不计，容量越大其无功功率的消耗就越大，无功功率本身并不损耗能量，它仅完成电磁能量的相互转换，但是在电网传输过程中会造成相应的有功损耗，其产生的电压降也影响电网质量，对用户来说，无功电量增加会提高用电成本。变压器的无功功率损耗包括励磁无功损耗和漏抗无功损耗两部分，励磁无功损耗与运行电压平方成正比，但无功电量增加会使得过电压运行大幅度增加，过压百分之五励磁无功损耗增加一倍，过压百分之十励磁无功损耗增加倍数非常大，所以过电压运行会增加电网对无功补偿的需求。对容量小、空载电流大、负荷率低、运行电压偏高的农村电网，变压器的励磁功率在电网无功负荷中所占比重很大，该无功负荷可认为基本不变，且运行时间最长，对其补偿的经济性最好，所以无功补偿的首要任务就是补偿变压器的励磁功率。

3）配电网无功补偿的原则。①无功补偿尽量做到使无功就地平衡，尽量减少从电源侧输送的无功电力；②配电网无功补偿的设备以安装维护方便、成本低、补偿效益好的电容器为主；③配电网无功补偿既要满足全网总的无功电力平衡，又要满足分线、分站的无功电力平衡，尽可能地使长距离输送的无功电力最小；④集中补偿和分散补偿相结合，以分散补偿为主。在变电站进行集中补偿，在线路上用电设备处和变压器旁进行分散补偿，以实现就地（近）补偿；⑤高压补偿和低压补偿相结合，以低压补偿为主；⑥降损与调压相结合，以减损为主，兼顾调压，特别是对于线路长、分支多、负荷分散、功率因数低的农村配电网降损是主要目的；⑦供电企业的无功补偿要和用户的无功补偿相结合；⑧力求取得最佳的补偿效果，要防止负荷轻载时的过补偿。

4）配电网无功补偿的标准。功率因数补偿的高低，既要考虑经济性，又要达到要求。补偿得过高，投资高而不经济，过补偿反而又使线损增加；补偿得过低达不到降低线损的目的，对于参与利率考核的用户，由于利率电费的增加也不经济。一般补偿的标准以达到规定要求为准。按照电力工业部1996年颁布的《供电营业规则》规定，用户的功率因数应达到以下标准：

100千伏安及以上高压供电的用户功率因数的标准为0.9。其它电力用户和大、中型电力排灌站、定购转售电企业，功率因数的标准为0.85。农业用电功率因数的标准为0.8。

5）提高功率自然因数。利用现有设备，提高自然功率因数，降低用电设备所需的无功功率是无功平衡的首要措施。负荷的自然功率因数是指未进行无功补偿前的功率因数，提高功率自然因数的方法如下：①合理选择和使用感应电动机。感应电动机是影响功率因数的最重要因素，在容量相同时，一般高转速的电动机比低转速的电动机功率因数高。在容量、型式、转速相同时，鼠笼式电动机比绕组式电动机的功率因数高约4-5%，开启式电动机较封闭式电动机的功率因数高。因此，选择电动机时，在满足机械性能、电气指标及环境等情况下，尽可能选择功率因数高的电动机。②因为感应电动机吸收的无功功率与加在每个定子绕组上的电压平方成正比，根据式Q=U2/R，所以当电动机长期所带负荷小于其额定负荷时，减低电动机定子上所加的电压，以降低电动机吸收的无功功率。③合理选择配电变压器的容量和台数变压器在运行中由于建立主磁通而要消耗一定数量的无功

功率。如果变压器的容量比实际负荷大得多，则将使变压器经常处于低负荷的状态下运行，这样变压器本身将消耗多余的无功功率。因此在选择变压器的容量时，一般考虑负荷率在75-80%最合适，这时，变压器的效率也最佳。所以，合理选择配电变压器的容量和台数，使负荷率增高，从而提高功率因数。

6）无功功率补偿办法。根据无功负荷分布的特点，按照无功功率就地补偿的原则，应采用以分散补偿和集中补偿相结合的补偿方式，更好地实现降低网损的目的。分散补偿就是对分散的配电变压器以及分散的用户感性负荷进行分散就地补偿，集中补偿就是对主变压器、输电线、配电线在变电所的主变压器二次侧进行集中补偿。在电力系统中，有功不足将引起频率下降，无功不足将导致电压下降。电网中常用的几种无功补偿措施有：①调相机补偿。调相机是一种专门设计的无功功率发电机，是一种不带机械负载的可以过励磁或欠励磁运行的发电机，一般装设在枢纽变电站。②静止无功补偿装置（SVC）。静止无功补偿装置是七十年代发展起来的无功补偿技术，是一种利用电容器、电抗器和电力电子装置组合而成的无功功率补偿设备，也称静止无功补偿器。③电容器补偿。并联电容补偿是目前应用最广的一种调压方式，可永久连接或用断路器连接至系统某些节点上。当系统无功不足时，补偿装置要尽量装在无功负荷的中心，做到无功功率就地平衡。通常小容量的、分散的或用户的无功补偿采用电容器，而大容量的、系统中枢点的无功补偿则采用调相机或兼用调相机和电容器。

3 结束语

能源是发展国民经济的关键，充分合理地利用和节约能源不仅可以大大降低国民生产成本，同时对社会发展也具有深远的意义。供电系统的安全生产和降损是直接面向电力用户的电力企业始终面临的两大主题，线损水平是衡量和考核供电企业生产技术和经营管理水平的一项重要综合指标，有效降损也是提高企业经济效益的重要手段和有效途径。

参考文献

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