如何降低线损

如何降低线损

随着国民经济日增月益的飞速发展，人们与电能的关系越来越密切，无论是工业、农业、交通运输还是日常生活都离不开电能。当今社会如果没有了电能，一切都会变得暗淡无光。因而电力行业是一门特殊行业，且产供销同时完成，电能即不能储存，又不能再生，故电力系统就要求安全可靠地供电，与合格的电能质量（即电压、频率、波形）输送以及系统经济运行。今天着重讨论在我公司电力网络经济运行的一大经济指标——线损。即△A%=（AT-AL）/ AT
　　从理论计算线损公式来看，输送电能的过程中电能损失越多，线损就越大，以电能损失为线索深入研究，寻找其内在规律和减少电能损失的办法和对策。

　　一、造成线损过大原因

　　我们从输电线路的电能损失的计算公式：△A=3I2RT可知，线损的大小与供电线路的线径及供电电压有关，间接的还可以根据变压器损失，由△A=△Agu+△Abd即固定损耗和可变损耗两部分组成。

　　二、降低电力网络线损的措施

　　降低电力网线损的措施有管理措施和技术措施。

　　1、管理措施主要是加强用电监察管理。做好反窃电活动一边组织宣传用电规则，提高用户的法律意识，一边聘请当地派出所人员和监察人员一道对所辖区域的线路进行不定期、不定时巡视，特别是迎峰度夏，冰天雪地的季节和夜间假日查窃电力度要大一些，在查处过程中应做到捉贼捉脏，查到一处后照好照片，录好像让窃电者在事实面前不再绞辨，打击窃电分子做到准、狠，不让电能白白流失。

　　2、技术措施大体又分为运行性措施和建设性措施。

　　①运行性措施

　　合理调整电力网的运行电压水平，电力网运行电压一般可在额定电压附近允许的范围内变化，亦即运行电压可以高于或低于额定电压，当系统电压升高时，电力网的固定损耗增大，变动损耗减小。而当系统运行电降低时，电力网的固定损耗减小，变动损耗增大。对于10KV及以下的配电网络，变压器的空载损耗约占总损耗的40%~80%，甚至更高，因为小容量变压器空载电流较大，同时它的负荷又较低。所以这类电网适当降低运行电压可以降低线损。对于35KV~220KV的电网，变动损耗约占总损耗的80%左右，而固定损耗较小，只占20%左右，所以这类电网适当提高运行电压，可以降低线损。

　　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。

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。
4、加强运行管理
加强配电变压器运行管理，及时准确掌握运行资料，如日负载曲线、功率因数、运行电压、用电量等，为制订降低配电变压器损耗提供科学依据。
5、合理配置配电变压器容量
根据日负载曲线选择配电变压器最佳容量，提高配电变压器负载率。
七、平衡配电变压器三相负荷
低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗，因此，在运行中要经常测量配电变压器的部分主干线路的三相电流，以便做好三相负荷的平衡工作，减少电能损耗。
一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%，低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。
八、增加无功补偿
当电力网中某一点增加无功补偿容量后，则从该点至电源点所有串接的线路及变压器中的无功潮流都将减少，从而使该点以前串接元件中的电能损耗减少，达到了降损节电和改善电能质量的目的。增加无功补偿有三种方案可供选择，对于需要集中补偿的可按无功经济当量选择补偿容量；对于用户来说，可按提高功率因数的原则进行无功补偿，以减少无功功率受入；对全网来说，可根据增加无功补偿的总容量采用等网损微增率进行无功补偿。
（一）、根据无功经济当量进行无功补偿
1、无功经济当量计算原则
（1）假设发电机的出口母线 。
（2）从末端向首端推算或首端向末端推算。
（3）按实际电压向高压侧推算应采用分接头电压比。
（4）等值电阻应归算到同一电压等级。
2、无功经济当量计算
3、增加无功补偿的降损节电量
4、各种供电方式的无功经济当量
4、搞好无功补偿，提高功率因数
根据部颁《电力系统电压和无功电力技术导则》和有关规定，要认真搞好无功补偿，努力提高功率因数，具体如下：
（1）220KV及以下电压等级的变电所中，应根据需要配置无功补偿设备，其容量可按主变压器容量的10%~30%确定。在主变压器最大负荷时，其二次侧的功率因数不小于表5-10中所列值。或者由电网供给的无功功率与有功功率比值不大于表中所列值。
（2）为了提高10（6）KV配电线路的功率因数，宜优先在配电变压器低压电网配置带自动投切装置的并联电容器，无功补偿总容量一般为配电变压器容量的10%~20%。
（3）电力用户的功率因数应达到下列规定值：
①、高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调压装置的电力用户，功率因数为0.9以上。
②、其他100KVA（KW）及以上电力用户和大、中型电力排灌站，功率因数为0.85以上。
③、农村生活和农业线路功率因数为0.85及以上。
④、农村工业、农副业专用线路功率因数为0.9及以上。
凡是电力用户达不到上述规定的功率因数，要按照国家规定的功率因数奖惩办法进行罚款，促进用户增加无功补偿。
（三）、根据等网损微增率进行无功补偿
1、等网损微增率
对一个电力网来说，无功补偿分配是否合理，总的电能损耗是否最小，用无功经济当量和提高功率因数的方法是难以确定的，只有根据等网损微增率的原则分配无功补偿容量才能实现。假设已知电力网各点的有功功率，那么这个网络的有功总损耗 与各点的无功功率 和无功补偿容量 有关，如果不计网络无功功率损耗，只要满足下列方程式，就或以得到最佳补偿方案。
实践证明：在电力网中安装一定数量的无功补偿设备时，就必须按照等网损微增率的原则进行合理分配，这样才能达到最佳补偿效果。
（四）、低压电网无功补偿
随着城、乡人民生活水平的提高，家用电器进入普通家庭，用电量快速增加，与此相比，低压电网建设与改造速度跟不上，普遍存在着功率因数低、电压质量差、电能损耗大等问题，因此，在低压电网增加无功补偿装置（下称装置）有着投资省、见效快、效果显著的作用。
1、补偿装置基本情况
低压电网安装的国产第二代无功补偿装置一般有控制器、投切开关、低压电容器、柜（箱）体组成的。控制器集单片机及采样、保护、控制、显示为一体，符合部颁《低压无功补偿控制器订货技术条件》标准。控制物理量综合考虑了电压和无功分量（下称复合型）。投切电容器开关有交流接触器和晶闸管（双向），对负荷比较稳定，投切次数少的宜选用交流接触器；负荷变化大，投切频繁的宜选用晶闸管。电容器选用自愈式多属化薄膜电容器，采用星形或三角形接线，户外式柜（箱）体宜采用不锈钢材料制成，具有防水、防腐、防小动物、防直晒、免维护的特点。
（1）低压无功补偿装置工作原理
低压无功补偿装置的工作原理主要是根据国家标准《电能质量、供电电压允许偏差》规定的220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%~—10%范围内工作的。当装置的开关全上后，电网向控制器输入电压摸拟量和无功功率模拟量，然后装置自动进行检测、比较、判断、发出指令信号，具体工作原理不详细介绍。
（2）补偿效果
①、改善电压质量，提高电压合格率
距离低压线路首端处2/3~3/4处安装无功补偿装置，能够提高用户端电压8~20V，在市区和部分集镇上安装无功补偿装置，可解决了灯峰期间因电压低日光灯不启动、电视机画面收看不清的问题。
②、提高功率因数，降损节电效果显著
③、提高低压线路和配电变压器供电能力
经实测计算，功率因数在0.65~0.9范围内每装1kvar电容器能提高供电能力0.5KW，这不仅能缓解电力供需矛盾，充分发挥供用电设备潜力，而且能在改造低压电网方面节省投资和劳力。
九、地区电网无功电压优化运行
（一）、无功电压优化运行的基本原则
地区电网无功电压优化运行指利用地区调度自动化的遥测、遥信、遥控、遥调功能，对地区调度中心的220KV以下变电所的无功、电压和网损进行综合性处理。无功电压优化运行的基本原则，是以地区网损最佳为目标，各结点电压合格为约束条件，集中控制变压器有载分接开关档位调节和变电所无功补偿设备（容性和感性）投切，达到全网无功分层就地平衡、全面改善和提高电压质量、降低电能损耗的目的。
（二）、无功电压优化运行的调控方法
地区电网无功电压优化运行调控方法如下：
1、调整母线电压（假设无功功率在合理范围内流动）
（1）同级或下级10KV变电所母线电压同时超上限或超下限，则调上一级变电所主变压器分接开关档位。
（2）单个10KV变电所母线电压超上限或超下限，则调节器本变电所主变压器分接开关档位。
2、调节无功补偿容量（假设母线电压在合格范围内）
（1）若10KV变电所流过10KV母线的无功功率和加上主变压器励磁功率大于无功补偿容量50%（具体数值可另行设定），同时变电所的无功功率不会向上级电网倒送时，变电所无功补偿设备可以投入运行。
3、综合控制主变压器分接开关档位和无功补偿容量
（1）10KV母线电压超上限时，先调低主变压器分接开关档位；母线电压仍超上限，再切除无功补偿容量。
（2）10KV母线电压超下限时，先投入无功补偿容量，电压仍超下限时，再调升主变压器分接开关档位。
（三）、基本功能
地区电网无功电压优化运行应具有下列功能：
1、全网调整母线电压
在无功功率合理流动情况下，当某变电所10KV母线电压偏离合格范围时，能自动分析同电源、同电压等级变电所和上级变电所（电源）电压情况，判断调节本变电所分接开关档位还是调节上级变电所（电源）主变压器分接开关档位，避免多个变电所、多台变压器同时调节分接开关的现象。
2、全网调节无功补偿容量
在母线电压合格范围内，能自动实现无功功率合理流动，充分利用无功补偿容量和提高地区受电功率因数。
3、降低全网电能损耗
在母线电压合格范围内，高峰负荷时能自动实现母线电压偏上限运行，减少负载损耗；低谷负荷时能自动实现母线电压偏下限运行，减少主变压器空载损耗。
4、防止无功补偿设备振荡投切
通过无功补偿设备投切引起的电压变化计算，能自动防止无功补偿设备振荡投切，保证设备可靠、安全运行。
5、其他
具有语言报警、操作命令存档和自动生成年、月运行报表等功能。
（四）、无功电压优化的作用
地区电网实现无功电压优化运行充分发挥了调压设备和无功补偿设备的作用，有以下几个方面：
1、减少了全网变压器分接开关调节档位次数，全面提高了电压质量。
2、实现了调度所辖范围内无功功率合理流动，充分利用无功补偿容量，达到了无功率分层就地平衡，提高了地区受电功率因数，减少了电能损耗。
3、实现了全网无功、电压实时监控，避免了人为误差，减轻了值班人员的劳动强度。
4、克服了单靠无功电压综合自动控制（又称VQC）装置，局限于“就地无功—电压优化”而达不到“全网无功—电压优化”的弊端。
十、其他降损技术措施
（一）、搞好输、变、配电设备维护管理，防止泄漏电。主要是清扫绝缘子，更换不合格的绝缘子，修剪树枝，经常测量接头电阻等。
（二）、合理安排设备检修，提高检修质量。电力网正常运行一般应考虑既安全又经济，当设备检修时，正常运行方式受到破坏，在某此情况下还会影响安全运行和经济运行，使线损增加。因此，设备检修要做到有计划性，要提高检修质量，减少临时检修，缩短检修时间，尽可能做到发、供、用电设备同时检修，推广带电检修等。
（三）、减少迂回供电，降低损耗。电网结构不合理会产生迂回供电，尤其配电网络中缺乏统一规划，迂回供电现象更为严重，使线损增加，因此，要特别注意和加强这方面的工作。
（四）、随时着科学技术水平的提高，要积极推广应用新技术、新设备、新材料、新工艺，依靠科技进步，降低电能损耗。同时利用现代化管理手段，搞好负荷预测和监控，提高负荷率，降低电能损耗。