配電系統的降損節能措施分析

配電網線損的有很大的危害，本文介紹了配電系統降損節能的技術措施，再配合配電系統降損節能的管理措施，相信可以做到很好的降損節能。

概述

我國現有電力系統中，35kV以上電壓等級輸變電系統主要擔負著遠距離傳輸電能的作用，l0kV及380/220V電壓等級則是配電系統的主體，與使用者關係最為密切。電能通過導線、開關、變壓器等裝置進行傳輸的過程中，會產生功率損失(有功、無功功率)，並在相應的時間內產生能量損失(有功、無功電量)。配電系統的線損率就是指在一段時間內，配電過程中損失的有功電量和該系統所獲得的總電量之比。

線損電量通常包括兩部分：技術線損電量和管理線損電量。技術線損電量是在傳輸過程中直接損失在傳輸裝置上的電量，主要有：正比於電流平方的配電線路導線和變壓器繞組中的電能損失，也稱負載損失;與運行電壓有關的變壓器損失和電容、電纜的絕緣介質損失，電能表電壓線圈損耗，互感器鐵心損耗等，也稱空載損失。技術線損電量可以通過採取相應的技術措施予以降低。管理線損電量則是在計量的統計管理環節上造成的，包括：各類電錶的綜合誤差;錯抄、漏抄及計算錯誤;裝置漏電;無表用電、竊電等造成的電量損失，需要採取必要的組織措施與管理措施來避免和減少。

1
配電網線損的危害

1.1
發熱是線損造成的最突出問題

發熱的過程就是把電能轉化為熱能的過程，造成了電能的損失;發熱使導體溫度升高，促使絕緣材料加速老化，壽命縮短，絕緣程度降低，出現熱擊穿，引發配電系統事故，例如變壓器的絕緣材料在140℃21t寸的壽命降低率將是常規工作溫度(98℃)時的128倍。尤其當建築物內配電線路容量不夠時，發熱常是造成電氣火災的直接原因。

發熱在接觸部分的影響最為明顯，配電網中相當多的故障是由接點處的電阻發熱引起的。一般接點處的接觸電阻往往大於兩端材料的電阻，即使在正常負荷電流情況下也會產生嚴重發熱，從而又加劇導體接觸電阻上升，產生惡性迴圈，最終導致接觸部分燒壞，引起故障。架空線路的壓接處與電力電纜的中間接頭處經常是事故多發點。

1.2
配電系統的線損造成能源的大量浪費

配電系統的線損沒有轉化為有用的能量而白白浪費，而且還要通過如通風、冷卻等方式對熱量進行散發，也需要電能。根據統計資料，一般配電網的線損率在3%t~2上，嚴重者可達到10%甚至更高。這不僅意味著電能的損失，更表現在一次能源的大量浪費以及對環境造成更多的汙染。因此，配電系統的線損產生的經濟損失，體現在發、供、用電的各個環節。如果不採取措施降低配電系統的線損率，必然對國家能源利用、環境保護和企業的經濟效益產生不良影響，而且隨著電力需求的不斷增長，電量損失也會越來越大。每個用電企業都必須從大局出發，從技術上、管理上降低線損。

2
配電系統降損節能的技術措施

2.1
合理使用變壓器

應根據生產企業的用電特點選擇較為靈活的結線方式，並能隨各變壓器的負載率及時進行負荷調整，以確保變壓器運行在最佳負載狀態。變壓器的三相負載力求平衡，不平衡運行不僅降低出力，而且增加損耗。要採用節能型變壓器，如非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9系列的25%~30%，很適合變壓器年利用小時數較低的場所。

2.2
重視和合理進行無功補償

運行中的變壓器，其消耗的無功功率是消耗的有功功率的幾倍至幾十倍。無功電量在電網中的傳輸中造成大量的有功損耗。一般的配電網中，無功補償裝量安裝在變壓器的低壓側400V系統中，通常認為將負載功率因數補償到0.9-0.95已是到位，而忽視了對變壓器的無功補償，即對l0kV高壓側的補償。

合理地選擇無功補償方式、補償點及補償容量，能有效地穩定系統的電壓水平，避免大量的無功通過線路遠距離傳輸而造成有功網損。對配電網的電容器無功補償，通常採取集中、分散、就地相結合的方式;電容器自動投切的方式可按母線電壓的高低、無功功率的方向、功率因數大小、負載電流的大小、晝夜時間劃分進行，具體選擇要根據負荷用電特徵來確定並需注意下列幾個問題：

(1)
高層建築或住宅聚集區單相負載所佔比例較大，應考慮分層單相無功補償或自動分相無功補償，以避免由一相採樣訊號作無功補償時可能造成其它兩相過補償或欠補償，這樣都會增加配網損耗，達不到補償的目的。

 (2)
裝設並聯電容器後，系統的諧波阻抗發生了變化，對特定頻率的諧波會起到放大作用，不僅對電容器壽命產生影響，而且會使系統諧波幹擾更加嚴重。因此有較大諧波幹擾而又需補償無功的地點應考慮增加濾波裝置。

2.3
對低壓配電線路改造，擴大導線的載流水平

按導線截面的選擇原則，可以確定滿足要求的最小截面導線;但從長遠來看，選用最小截面導線並不經濟。如果把理論最小截面導線加大一到二級，線損下降所節省的費用，足可以在較短時間內把增加的投資收回。導線有功功率損耗：

Px=3IjsR0L×10-6(kW)

式中：Ijs—計算電流，A;

R0—導線電阻，12/km;

L—導線長度，m。

導線截面增加後，線損下降：

ΔPx=3IjsΔR0L×10-6(kW)

ΔWx=3IjsΔR0Lt×10-6(kWh)

式中：ΔPx—線損有功功率損耗下降值，kW;

ΔWx—線路有功電能損耗下降值，kWh;

ΔR0—線路電阻減少值，12/km;

t—線路運行小時數，h。

設每千瓦時電價為B元，兩相鄰截面電纜每米價格相差E元，則截面加大後，減少的線損電費M和增加的線路投資N各為：

M=ΔWx×B(元)

N=E×L(元)

若M=N，則節省電費與增加投資相等，可得：

t=E/3IjsΔR0B×10-6(h)

假設VV22-0.6/lkV四芯電纜埋地敷設，計算電流為環境溫度30℃時的相應載流量，截面加大後節電效果見下表：

以上的計算僅考慮線路的有功損耗，未考慮截面加大後溫升下降的影響。截面加大後線路無功損耗也會有所下降。

由於導線的使用年限一般在10年以上，加大截面節能降損所創造的經濟效益是十分顯著的。

2.4
減少接點數量，降低接觸電阻

在配電系統中，導體之間的串連普遍存在，連接點數量眾多，不僅成為系統中的安全薄弱環節，而且還是造成線損增加的重要因素。必須重視搭接處的施工工藝，保證導體接觸緊密，並可採用降阻劑，進一小降低接觸電阻。不同材料間的搭接尤其要注意。

2.5
採用節能型照明電器

據統計，工業發達國家中照明用電約佔總用電量的10%以上。隨著我國居民居住條件的不斷改善和公用場所對照明要求的逐步提高，照明用電比例逐年遞增。根據建築布局和照明場所合理布置光源、選擇照明方式、光源類型是降損節能的有效方法。如1隻20W電子節能燈的光通量相當於1隻100W白熾燈的光通量。推廣高效節能電光源，以電子鎮流器取代電感鎮流器;電子調光器、延時開關、光控開關、聲控開關、感應式開關取代蹺板式開關應用於公用場所，將大幅降低照明能耗和線損。

2.6
調整用電負荷，保持均衡用電

調整用電裝置運行方式，合理分配負荷，壓低電網高峰時段的用電，增加電網低穀時段的用電;改造不合理的局域配電網，保持三相平衡，使工礦企業用電均衡，降低線損。

3
配電系統降損節能的管理措施

3.1
指示管理

用電管理部門應進行線損理論計算，並與實際情況相比較，以獲得較合理的線損指標，將指標按年、季、月下達給各基層部門並納入經濟責任制考核。另外，還應將使用者電錶實抄率、電壓合格率、電容率可用率、電容器投入率及節能活動情況等列人線損小指標考核，獎罰分明，調動員工管理積極性。

3.2
無功管理

除進行正常的功率因數考核外，針對一些使用者只關心功率因數是否大於0.9，對無功倒送不加重視的情況，有選擇地在用電量大、功率因數接近1的使用者處裝設雙向無功電度表;根據負荷用電特點，選擇合適的電容器投切依據。

3.3
諧波管理

隨著電網中非線性用電負荷，如整流裝置、電熔煉裝置、電力機車、節能器具、熒光燈、電視機、電腦等的大量增加，配電系統中諧波汙染日趨嚴重。諧波不僅會使系統的功率因數下降，而且在裝置及線路中產生熱效應，導致電能損失。因此，用電管理部門應對本系統的諧波存在和汙染程度進行檢測，做到心中有數，必要時應採取諧波抑制措施。

3.4
計量管理

正確的電能計量既是降低線損的依據，也是考核技術經濟指標的依據。對電度表應定時檢查、校正，及時調整倍率，降低電能計量裝置的綜合誤差。對於關鍵部位的電度表盡量採用先進的全電子電度表，並儘可能的推廣集抄系統。

3.5
統計分析

分區、分區、分電壓等級進行線損統計，定期分析線損現狀，分析電壓、無功工作中出現的問題，提出改進措施，確保線損指標的完成。做好月、年度線損率曲線，掌握系統有功、無功潮流、功率因數、電壓及線損等情況，為滿足下年度負荷增長、提高電能品質、系統經濟運行及制定降損措施提供依據。

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結束語

配電網的降損節能工作不但可以減少使用者電費支出，提高企業經濟效益，挖掘配電裝置供電能力，而且對國家能源利用、環境保護、資源最佳化配置極為有利。應當引起供、用電部門的高度重視。在採用傳統降損節能措施的同時，應加大科技投入，提高用電管理的技術水平和管理水平。