配电网节能降损研究综述线损率的高低是供电企业经济管理水平和经济效益的综合反映。发展我国能源工业的基本方针，坚持“开发与节约并重”和在“近期要把节约能源放在优先地位”中就明确地提出了节能，就电力行业而言，主要体现在节能降损方面。然而，随着国民经济持续、健康的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，对电能的需求势头见涨。可是，近几年全国各种能源的发电量，远不能满足人们的需求，全国各地相继出现了拉闸限电的现象，据统计今年的缺电将会更加严重，供需矛盾的日益加剧，严重影响了经济发展和人民生活。就现状，无论是电力生产、供应单位，还是电力使用单位，节能的潜力都很大，这无不是缓解压力的一种办法，电力体制改革，将电力行业推向市场，电力作为商品，也由卖方市场转变为买方市场，企业的效益，促使企业要从各个方面降低成本，收取最高利润，降低损耗，采取节能的措施，将是提高利润，降低成本的重要手段之一。正是因为节能降损的重要性，国家电力公司及有关部门制定了一系列的管理规定和管理办法，如《国家电力公司电力网电能损耗管理规定》、《供电所线损管理办法》、《节能降损技术手册》等，同时节能降损问题也是国家考核电力企业的一项重要经济指标，又是“企业达标”、“创一流供电企业”和“创建示范（文明）窗口”的必要条件。同时，线损管理涉及面广，跨度较大，是一项政策性、业务性、技术性很强的综合性工作。为适应电力企业由计划经济向市场经济的转变，搞好电力供应，减少供电损失，向客户提供质优、价廉、充足的电力，提高企业自身经济效益和社会经济效益，必须加强电网的线损管理工作。由此可见，在电力系统内部，特别是对县供电企业而言，作为“自负盈亏、自我约束、自我控制、自我发展”的基层独立企业，线损管理水平的高低，直接关系到经济来源的多少，甚至在一定程度上影响和决定企业的生存，发展与兴衰，可以说十分重要，因此必须引起高度重视。节能降损要从管理与技术两方面着手，从管理方面着手：⒈规范线损管理，完善有关制度；⒉重视基本工作，搞好理论计算；⒊分解落实指标，实行目标管理；⒋坚持严格抄表，力求合理计量；⒌搞好营业普查，堵塞营业漏洞。从技术方面着手，主要体现在以下四方面：⒈建设和改造农村电网，实行规范化管理；⒉搞好三相负荷平稳；⒊提高功率因数，减少无功流动；⒋努力降低变压器损耗。⒈线损的组成1.1按损耗性质分⒈⒈1技术线损：在电力网输送和分配电能过程中，有一部分损耗无法避免，是由当时电力网的负荷情况和供电设备的参数决定的，可以通过理论计算得出，我们把这部分正常合理的电能消耗称为技术线损，有时也称为理论线损。对于技术线损，就现在的实际情况而言，虽然农网改造及城网改造使技术线损有了很大的降低，但要想在此基础上再降低是比较困难的，因为这不仅需要国家政策的支持还需要花费相当大的人力、物力。就县供电企业的实际能力而言，针对配电网节能降损这一环节，应设立一个长远的战略计划，逐步实施。例如，更换高耗能变压器，缩短配电网线路的供电半径，增大导线截面等。1.1.2管理线损：在电力营销的运作过程中，为准确计量和统计，需要安装若干互感器、电能表等计量装置和表计，这些装置与表计都有不同程度的误差。与此同时，由于用电抄收人员的素质关系，又会出现漏抄、估抄和不按规定同期抄表的现象，再加上管理工作不善，执行力度不够，存在部分偷漏和少量自用及其它不明因素造成的各种损失。这类损失，归根到底是我们管理不善引起的，所以称之为管理线损。对于管理线损，这是我们加以努力可以降低，而且大幅度降低的方面。因为，产生管理线损的因素主要是互感器、电能表等计量装置和表计不同程度的误差及用电抄表人员的素质，如漏抄、估抄、错抄和不按规定抄表等。我们从以上方面着手，规范管理，完善规章制度，从抄收人员的素质着手，从思想上转变，可达到降低管理线损的目的。1.2按损耗特点分：1.2.1可变损耗：所谓可变损耗是指与电网中的负荷电流有关且随其大小而变化的损耗.其中包括导线中的损耗,变压器绕组中的铜损,电流表和电度表电流线圈中的损耗等。1.2.2固定损耗：所谓固定损耗是指与电网中的负荷电流无关且不随其变化的一种损耗。其中包括变压器的铁损，电容器的介质损耗，电压表和电度表电压线圈中的损耗等。1.2.3不明损耗:所谓不明损耗系指实际线损与理论线损之差的一种损耗。该种损失变化不定，数量不明，难以用仪表和计算方法确定，只能由月末电量统计确定，其中包括用户违章用电和窃电的损失、漏电损失、抄表以及电费核收中差错所造成的损失，计量表计误差所造成的损失等。1.3按损耗等级和范围分:1.3.1一次供电损失（或主网损失）。这部分损失，属网局、省局调度的送、变电设备（包括调相机）的电量损耗。它一般由网调与省调负责管理和考核。1.3.2二次供电损失（送变电损失和地区损失）。这部分损失，属供电局（含电业局和地区供电局）调度范围的送、变电设备（包括调相机）的电能损失。它一般由县级以上供电局（公司）负责管理和考核。1.3.3配电及不明损失。这部分损失，主要是县局供电企业及其派出机构（供电营业所或供电所）配电设备的电能损失，包括营业漏电、违章、窃电与表计误差等造成的损耗。配电及不明损失，由基层供电企业负责管理和考核。2线损的计算2.1线路损失电量计算：2.1.1架空线路：当电流通过三相架空线路时，在线路导线电阻中的功率损失为（2——1）式中R——线路每相导线的电阻（欧）I——通过线路每相的电流（安）如果通过线路的电流是恒定不变的，则上式的功率损失乘上电流通过的时间就是电能损失（即损失电量）。但是，由于通过线路的电流一般都是变化的，所以要算出某一时间段（例如一个代表日）内线路电阻中损失的电量，必须知道电流随时间变化的规律。在以实测负荷电流为基础的代表日线损电量的计算中，一般每小时测录一次电流值，如果近似地认为每小时内电流不变，则全日24小时线路电阻中的损失电量为（2——2）=3(kw)式中----代表日24个小时的电流值（安）如果实测的负荷数据不是电流，而是有功功率和无功功率，则因（2——3）所以（2——4）式中每小时有功功率和无功功率的读数（千瓦、千乏）每小时同时的电压读数（千伏）2.2升压和降压变电所主变压器损失电量计算：变压器的有功功率损耗分为铁芯损耗和绕组电组中的损耗两部分，铁芯损耗可根据变压器空载试验数据或根据制造厂提供的空载损耗数据确定。变压器的日损失电量(2——5)式中——变压器的空载损耗功率（千瓦）变压器绕组电阻的损耗，可根据制造厂提供的短路损耗功率△Pdt是相当于变压器绕组通过变压器额定电流（或功率）时的有功功率损耗。所以当代日测录了通过变压器的24个小时的负荷电流以后，可按下式求出变压器绕组中的日损失电量,（2—6）或中—变压器的额定电流（安）—通过变压器的日均方根电流（安）—变压器的短路损耗（千瓦）应该指出，在式（2—6）中，变压器的均方根电流和额定电流必须是归算到同一电压测的电流值。主变压器的日损电量()（2—7）对于三绕组变压器，应该分别算出各绕组中的损失电量，然后相加而得三绕组变压器总的可变损耗电量。当各绕组都通过100容量的额定电流时，各绕组中的功率损耗为：（2—8）（2—9）（2—10）式中,及是归算到变压器额定容量的高压—中压、高压—低压及中压—低压绕组的短路损耗功率（千瓦）如果按照负荷实测记录所求得的通过各绕组的均方根电流为，它们归算到高压测的数值各为，高压侧的额定电流为Ie，则各绕组中的日损失电量分别为（2—11）（2—12）（2—13）三绕组主变压器铁芯中的损失电量，与双绕组变压器的算法相同。所以三绕组主变压器的日损失电量为：（2—14）自耦变压器损失电量的计算方法与普通变压器相同。当两台变压器并联运行时，若已知两台变压器输入或输出的总电流，则通过每台变压器的电流由下列近似计算式决定：}（2—15）式中—分别为两台变压器的电抗（欧）—两台变压器的总均方根电流（安）_）—分别为两台变压器的均方根电流（安）如果两台变压器的短路电压百分值相差不多，也可以近似地按照与容量成正比的分配总均方根电流。求得每台变压器的均方根电流后，每台变压器绕组中的可变损失电量可按式（2—5）~（2—7）及式（2—8）~（2—14）计算。另外还需指出，变压器的铁芯损耗与加在变压器上的电压和变压器工作的分接头电压有关。当电力网的电压水平太低，且与变压器工作的分接头电压相差较大时，应考虑对变压器的铁芯损耗按下式加以修正：（2—16）式中——变压器的额定空载损耗，即当加在变压器上的电压为它的额定电压、变压器工作在额定分接头时的空载损耗——当加在变压器上的电压与工作的分接头电压不相等时的空载损耗U——加在变压器上的电力网电压，即变压器的工作电压——变压器工作的分接头电压2.3并列电容器、调相机、串联电容器损失电量计算2.3.1并列电容器电容器的损失与电缆的介质损失一样，可根据制造厂提供的电容器绝缘介质损失角正切tgd来计算。我国生产的电容器在温度25±10℃，额定频率和额定电压下的介质角正切值应符合2—1所示的数据。一般可取tgd=0.004。额定电压（千伏）损失角正切值不大于矿物油浸渍氯化联苯浸渍0.525及以下1.05及以上0.0040.0030.0100.004表2-1因此，并列电容器的日损失电量为（2—17）式中—代表日电力网中投入运行的并联电容器总量（千乏）2.3.2调相机调相机消耗的有功功率与它所发的无功功率有关，一般可根据制造厂提供的数据和代表日调相机的无功电度表读数来计算调相机的耗用电量。调相机在代表日的平均无功功率负荷为（2—18）式中—调相机在代表日所发的无功电度（千乏时）。调相机在代表日所耗用的电量为（2—19）式中—对应于调相机平均无功负荷的有功功率消耗百分数。如果缺乏制造厂提供的有关调相机的损耗数据，则宜进行试验测定。一般调相机的日损失电量在总线损电量中占有一定比重。因此，对调相机进行这项试验工作是必要的。此外，为了便于统计损失电量，调相机应装有计量所消耗电能的低功率因数电度表。如果有了这种电度表，则在代表日记录0点及24点的电度表读数，就可确定调相机在代表日所消耗的电量。2.3.3串联电容器串联电容器所消耗的电量也是由介质损失引起的。电容器的介质损失与两端的电压有关，而两端电压又与通过它的电流有关。如果已知通过串联电容器的均方根电流，则串联电容器组的日损失电量为（2—20）式中—代表送电线路上的串联电容器，可以根据送电线路上的代表日电流计录来确定。对于高压配电线路上的串联电容器组，可以根据下面“高压配电线路损失电量计算”中所述的分段计算法来确定串联电容器所在的均方根电流。C—每相串联电容器组的电容（微法），若每相的串联电容器组由几组并联，每组由M个电容器单元串联组成时，(微法)（2—21）式中—是每个电容器单元的标称电容（微法）—串联电容器的介质损失角正切值，当温度在25±10℃范围内时，矿物质浸渍的串联电容器在额定电压下应不大于0.0035。求出各组串联电容器的损失电量以后，把它们总加起来，就得到全部串联电容器的总损失电量。2.3.4配电变压器损失电量计算从计算电力网线损的观点出发，配电变压器又可以分为以下两类：一类是由用户负担配电变压器损失的专用配电变压器，其中有的在高压侧计量，则用户配电变压器损失已包括在用户的用电量中，有的在低压侧计量，再向用户加算配电变压器的损失，这一类配电变压器的损失都已计算在电力网的售电量内，所以在线损计算中不必再计算它们的损失电量。另一类是供电部门负担损失的公用配电变压器，这类配电变压器的损失是需要逐台计算的。因此在计算以前，必须查清楚两类配电变压器的相别、容量和台数，下面所计算的都是指公用配电变压器损失电量的计算。配电变压器的损失电量也是对每一条高压配电线路进行计算的。由于配电变压器的数量一般很大，要在代表日对每台配电变压器都进行24小时负荷电流的实测是很难做到的，只能实测少数配电变压器的负荷电流，并采用简化方法来计算全部配电变压器的损失电量。计算的步骤如下：b.计算配电变压器的固定损失电量。配电变压器固定损失电量的计算和主变压器的空载损耗可以从配电变压器的技术档案或产品目录中查到，因此一条高压配电线路上的配电变压器在代表日的固定损失电量为（2——22）式中—第K台配电变压器的空载损耗（瓦）q—一条高压配电线路上公用配电变压器的总台数。c.计算配电变压器的可损失电量。配电变压器的日可变损失量可按下式计算：=（2—23）式中和—分别是各台配电变压器的短路损耗（瓦）和额定电流（安），这两个数据可以从配电变压器的技术档案、产品目录或手册查到。和F——分别是配电变压器的最大负荷电流和损失因数，这两个数据是需要加以合理确定的。配电变压器的最大负荷电流可以按照以下三种不同情况来确定：8供电单位为了保证配电变压器及低压配电网络的安全运行和电压质量，经常在日晚高峰负荷时轮流测量各台配电变压器低压侧的最大负荷电流。如果能在代表日前的较短一段时间内（例如半个月或一个月或更长一些视配电网负荷的变动情况而定），对全部公用配电变压器能轮流测量一遍，则由于变压器的最大负荷电流在一个时期内不致有较大变化，因此，这些最大电流在一个时期内基本上可以代表配电变压器在代表日的最大电流。并把这些最大电流作为计算各台配电变压器代表日损失电量的最大电流。9如果只有较长时期（例如半年或一年）内的最大电流实测记录，则只能按照这些最大电流来计算各配电变压器的损失电量。当然这样计算的结果对代表日实际可变损失电量的误差可能大一些。10如果连较长时期内的最大电流实测记录也不齐全，则与高压配电变压器引出线路损失电量的逐点分段计算法相对应，可把各台配电变压器按照它们的容量所分配到的计算用最大电流乘上一个修正系数作为计算可变损电量的最大电流值。修正系数可按以下方法确定，在代表日或平时选择几条有代表的高压配电线路，在白天或夜晚高峰负荷时，实测这几条线路始端的电流和所接配电变压器的负荷电流，算出每条线路的比值，这里是每条线路上各高压用户和专用及公用配电变压器最大电流的总和，Imax是线路始路始端的最大电流。所选各条线路的这个比值的平均值，即是修正系数的近似值。按照各负荷点的计算用最大电流和修正系数，则可确定计算配电变压器可变损失电量的最大电流。由于在第三种情况各台配电变压器计算用最大电流都是假定按照它们的容量成正比分配的，所以式（2—23）中对每台配电变压器的或是常数。式（2—23）中的损失因数F，可根据代表日各典型配电变压器的24小时负荷电流实测记录来计算。先算出各台典型配电变压器的损失因数，并把典型配电变压器分成供照明用电、照明和动力合用、动力用电等几类，再求出各类配电变压器损失因数的平均值，作为各类配电变压器计算用的损失因数。c.计算公用配电变压器在代表日的损失电量。根据以上所述，一条高压配电线路上的公用配电变压器在代表日的损失电量可按下式确定：=（2—24）把各条高压配电线路上的配电变压器的损失电量总加起来，就可得出电力网全部配电变压器在代表日的总损失电量。2.4线损率的计算所谓统计线损电量是指用电能表计量的总供（购）电量和总售电量相减而得出的损失电量，即△A=△A_G－△A_S（2—25）线损率（）（2—26）事实上，供电企业统计和考核线损率，都是按照供电量实际和售电量实际来计算的。在求得的实际线损电量中，既有电能在传输和分配过程中无法避免的合理损失部分，也有缘于抄表、偷漏或差错而引起的不明损失。3.现用线损管理办法、降损规划3.1领导重视、管理到位本文研究对象━子长县供电公司关于线损的管理工作是这样做的，该局成立了线损管理领导小组，由局长任组长，各有关部门负责人为组员，计划处设线损专责工程师，并且下发《子长县供电公司线损管理办法》。定期组织召开线损分析会，交流节能降损经验，研究降损措施。如果全局线损或个别线损发生异常情况，则随时召开分析会议，分析原因找出症结所在，直到将问题解决为止。此外，该局建立了严格的岗位责任制，定岗位、定人员、定指标，将线损指标下达到各处、所。实行领导责任制，将线损与相关人员的奖金挂钩，使线损的管理变为人人有责，充分调动了干部职工参与降损节能工作的积极性和主动性。针对农电管理中的不利因素，用户特别分散，该局建立了用电稽查科，负责全局的稽查反窃电工作。稽查人员经常采取临时，夜查等多种手段检查用户的用电及计量情况，杜绝了内外勾结窃电的问题。另外，稽查人员通过现场稽查，还可起到对营业管理人员的监督检查作用。3.2制定严格的技术指标3.2.1配电线路综合损失率（包括配电变压器损失）≤103.2.2低压线路损失率≤12。3.2.3线路末端电压合格率≥903.2.4配电线路电压允许波动范围为标准电压的±73.2.5低压线路到户电压允许波动范围为标准电压的±103.2.6农村生活和农业线路≥0.853.2.7工业、农副业专用线路≥0.904.线损分布规律、降损的技术措施4.1线损的分布规律4.1.1季节性对县级供电企业，配电网主要分布在农村，以农村用电、农田灌溉，农业加工为主，因此具有很强的季节性，冬、夏两季是用电的高峰季节，主要是农业加工和灌溉，而在这两个季节窃电现象又比较频繁，容易造成线损较高。4.1.2供电半径大的影响由于10KV配电线路的供电半径不能超过15km，低压线路供电半径不能超过0.5km，而在陕西北部、南部，以山区为主，加之居住比较分散造成线路过长，增加了导线的线损率。4.2降损的技术措施4.2.1正确选择配电变压器的容量和安装位置综合性配电变压器的容量，一般应以满足实际需要负荷的最大值为标准，最多留有10的裕度，以防止“大马拉小车”，增加变压器的损耗。配电变压器设立在负荷中心位置，供电方式采用放射式，缩短低压供电半径，降低线路损失。4.2.2及时调整配电容量在农村电网中，季节性负荷变化较大，在不同的负荷时期投运相应容量的配电变压器，减少配电变压器的空载损耗，提高配电变压器的利用率。这样做也有其不利的一面，作为供电企业，配电变压器台数的增加，也增加了工人的工作量，因此，根据调整与不调的投入和产出之间的关系比，对于变化不是很大的可不进行调整。4.2.3加快高能耗配电变压器的更新速度在农网中，配电变压器产权多为用户所有，因此造成了农网中高耗变的用户可给予一定的优惠政策，例如减收增容贴费等。对于局属产权配电变压器，每年拿出部分资金用于高能耗配电变压器的更新。4.2.4做好三相负荷平衡工作三相负荷不平衡，将降低配变的出力，增大线路上的功率损失。经过计算证明，将负荷调整到一相上的功率损失是三相负荷平衡时损失的6倍。农村配电变压器三相负荷不平衡状况，不同程度的存在。按规定三相负荷不平衡度过能大于20，因此应及时做好三相负荷不平衡的调整工作，尤其在单相负荷较集中使用时更应及时做好调荷平衡工作。现在，该局每台配电变压器基本上都处于合理的平衡运行状态。4.2.5加大导线截面，减少线路自身损失由于农网中负荷比较分散，线路供电半径较长，按国家有关规定，10KV配电线路的供电半径不能超过15km，但在该局的30条配电线路中，有多一半超过此规定，最长的达28km，因此线路自身的损失较大，更换大的导线能够有效地降低线路的自身损失，也使线路上的功率损失将下降30左右。但是，也不能只顾加大导线截面，增加不必要的投入。对于部分分线路供电半径过长的问题，由于投入产出暂无可比性，不能仅靠通过新建变电所加以解决。但是，最终必须通过增加二次变电所才能从根本上解决问题。目前只能随着负荷的发展情况来确定二次变电所的建设。4.2.6安装电容补偿装置提高功率因数在农村，绝大部分农业机械和乡镇企业的用电设备，都是小容量感应异步电动机。据统计，农网中60的无功功率是被异步电动机所消耗。安装电容补偿装置，提高功率因数，是农网中降损节能的重要技术手段。5.降损效果测算及效益分析线路名称线路长度（km）供电半径（km）月供电量（万kw.h）理论线损10kv子北线25.810.456.59.110kv瓦钻线43.315.258.411.8表5-11-5月份统计结果10kv线路线损率综合配变率0.4kv线损综合线损10kv子北线2.995.7210.8411.3210kv瓦钻线5.066.0314.8216.76表5—25.1降损效果测算我们抽取了同一座35kv张家岔变电所供出的两条线路——10kv子北线和10kv瓦钻线作为研究对象。其基本情况见表5—1和表5—2。从表5—1和表5—2中的数据可以看出，子北和瓦钻线的情况相仿，所处的地理位置接近，供电量和供电结构也大体一致，但线损率相差较大，其原因是子北线通过整改，线损馈管员管理得当，而瓦钻线通过调查分析，其线损高的原因是：5.1.1瓦钻线未整改线路的供电半径较长,直接导致瓦钻线上的10kv线损率要高于子北线。5.1.2子北线上综合配变22台，小集线综合配变26台，两者在综合变损上相近，但两者都比理论线损要高，其主要原因在于“大马拉小车”的现象严重。5.1.3低压线损差别更大的原因很多,总结起来有以下几条：a.低压供电半径过长b.无功补偿缺乏c.三相负荷不平衡d.管理有漏洞，偷电严重5.2效益分析就子长县供电公司2003年的售电量9800万kw.h，线损率为8，平均单位为0.68元/kw.h，按这个数子分析，每降低一个百分点，每年节能降损可多售电量为98000000×1＝980000（kw.h）可增收的电量电费980000×0.68＝66.64（万元）这是一个相当可观的数字，节能降损管理工作搞好搞坏，直接将影响到企业的效益，小小的一个百分点就可以给子长县供电公司增收66.64万元，而子长县供电公司降低一个百分点潜力是有的，可见节能降损的重要性和利益之大的诱惑性。总结与展望配电网的节能降损在现行的电力企业中，尤其是电力体制改革的促使下，显得尤为重要，它的降低直接能够给企业带来利润，降低成本，但是，节能降损工作不是一句话就可以完成的，它需要从管理、技术两方面共同着手，管理工作加大力度，严格要求，避免人为因素造成线损率上升，在技术方面，应从投资换利润的方向入手，线损率的下降不能一味从管理上入手，例如一台高耗能变压器，人员管理再好，也不能降低它的自身损耗，要想解决问题应从根本上解决问题，更换新型低损耗变压器，例如S9或S11系列的变压器。根据调查研究，节能降损的空间是有的，并且在有些地方很大，然而此项工作的成绩怎样，需要每位电力人的共同努力，尤其是2004年国家统计今年缺电将会更严重，节能降损将会给国家、社会的经济发展出一把力。电力企业的发展前景是广阔的，节能降损工作将会越来越艰巨，但是，通过技术的不断提高和管理的进一步深入，对节能降损工作必定会有一个满意的结论！致谢在这里作者要感谢陕西省农电职工培训中心的论文导师张利军老师，对本论的指导，提供研究资料，以及对研究工作中出现的疑难给予的解答和引导！感谢子长县供电公司对本论文研究工作中提供数据研究和各个方面的帮助！参考文献[1]原固均：《县供电企业管理》，中国电力出版社，167—197，2000[2]吕志恒：《配电线路工》，中国水力电力出版社，31—40，1999[3]《线损的理论计算和降损的技术措施》，中国水电力出版社，9—15，22—27。1984