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农村电网线损治理探讨

发表时间：2020/11/26 来源：《基层建设》2020年第22期作者：邵林

[导读] 摘要：本文结合实际对电能损耗的分类、产生进行了较为详尽的说明，从组织管理和技术管理两方面就如何进一步降低农村电网线损提出了切实可行的治理措施。

        国网常州供电公司江苏常州 213000
        摘要：本文结合实际对电能损耗的分类、产生进行了较为详尽的说明，从组织管理和技术管理两方面就如何进一步降低农村电网线损提出了切实可行的治理措施。
        关键词：电网；线损；治理
        电能从发电厂送出，通过升压变压器、输电线路、降压变压器、配电线路及配电变压器等输配电设备，输送至用电负荷，在此过程中，除用电负荷所用电量外的电能损耗称为线损，其数值与供出电量之比称为线损率。线损率的高低直接关系到电力企业的经济效益，体现了供电企业的管理水平，降低线路损耗是电力企业需要花大力气研究的重要课题。
        1 电能损耗的分类
        线损电量按其特点，一般分为固定损耗、变动损耗、其它损耗三类。
        1.1 固定损耗
        固定损耗是指电网中与负荷电流变化无关或关系很小且不随负荷电流大小发生变化的那一部分损耗。各类电器设备只要接通电源就有损耗，在电源电压变化不大时，这部分损耗基本上是固定的，如：各种变压器的铁芯损耗、线路和电容器的介质损耗、各类计量和指示仪表电压线圈中的损耗、电晕损耗等等。
        1.2 变动损耗
        变动损耗是指电网中随负荷电流大小发生变化的那一部分损耗。如：各种变压器的线圈损耗、输配电线路、进接户线电阻引起的损耗、各类计量和指示仪表电流线圈中的损耗等等。
        1.3其它损耗
        将固定损耗、变动损耗以外的电能损耗归入其它损耗。其它损耗是由于计量装置的故障、误差，电量错抄、错算，用户的违章窃电、电量统计误差等因素所引起的电量损失。供电企业应通过完善的制度、严格的管理来逐步减少其它损耗。
        2.农网设备的电能损耗
        2.1 配电线路的电能损耗
        通过农网改造及供电企业每年的大修、技改工程的实施，农村高低压配电线路的状况已大为改善，但受多种因素影响，农村电网的高、低压线损与城市相比仍高出许多。
        2.1.1 受地域影响，农村高低压配电线路供电半径一般较长，使其线损电量客观上较大。
        2.1.2 从投资的经济性出发，农村高低压配电线路的主线线径一般只考虑满足线路正常运行的需要，而且部分支线老化，线径大大小于主线，从而使农村高低压配电线路线损电量高于城市。
        2.1.3 随着经济的发展，用户数量不断扩大，部分农村高低压配电线路的布局已变得不尽合理，存在线路迂回供电，公用配变偏离负荷中心等情况。
        2.1.4 农村地区的工业用户多为私营企业，用电负荷缺乏稳定性，往往会因用户生产情况的变化而使原有配电线路、配变的发生超载或轻载，造成线损变大。
        2．2 运行变压器的电能损耗
        变压器在运行过程中的损耗是随着负荷的增加呈非线性变化的，应避免变压器使用过程中出现“大马拉小车”的现象，即应使变压器的负荷率不小于30%，经过论证和实践的证明，如果变压器的负荷率维持40%—70%之间，变压器将会有较高的效率和较低的损耗，需分析公用配变的负荷实时监控数据，及时采取调整措施。
        3 降损措施
        降低线损率应需从组织管理和技术改造两方面下功夫。
        3.1 组织管理措施
        3.1.1 建立管理体系，严格考核制度
        建立完善管理网络是做好线损管理工作的基础，应建立起一个由公司主管领导、专职线损管理人员、基层线损责任人员的三个层级组成的线损管理体系，每月通报异常台区线损情况，重点关注高线损和负线损台区，排查分布式电源对线损的影响，分析线损异常原因，落实整改措施。考核不是万能的，但没有考核是万万不能的，下达考核指标会使有关人员明确工作目标，明确奖惩制度能使责任人员产生压力和动力，将上级下达的线损指标分解到逐条线路，责任到人，按目标进行考核促使降损目标得到落实。
        3.1.2 结合理论计算，建立指标体系。
        进行线损理论计算是线损管理的基础，计算出每一条线路的理论线损率，会使线损治理有的放矢，便于及时发现问题，尽快采取措施。理论线损的计算时，应建立与现场实际尽可能接近的计算模型，理论线损计算中所采用的基本资料应尽可能地与现场相符，理论线损的计算不是孤立的、静止的，应是全面的、动态的，要根据线路最新的状况及时修订。理论线损的计算仅为参照，通过理论线损与线路实际的结合，才能建立起合理的指标体系。
        3.1.3 完善设备资料，掌握准确情况
        一条线路，不管它是高压还是低压，其运行状况和由其供电的用户状况不可能总是固定不变的，应及时更新基础信息，才能保证线损统计的正确性。比如：一条10KV线路的关口应需要换大或换小了计量用电流互感器，如果没有相应抄录表计示数或变更表计倍率，事必使关口电量计算不正确，从而影响这条线的线损统计；同样，如果原来由A线路供电的用户因负荷划分而改由B线路供电，如果基础资料没有及时变更或部门之间没有及时沟通，就会使A、B两条线路的线损统计都受到影响。
        3.1.4 加强营业管理，杜绝滴漏偷送
        对关口计量和计费计量均应严格按照规程的要求配置相应精度、等级的计量表、电流互感器、电压互感器，营销专业应定期对计量装置进行周期校验、检查，及时处理计量故障，追补电量。结合大数据分析，加强反窃电检查，有针对性的组织现场检查，检查用户的计量装置的封印是否完整，计量装置是否合乎规定，及时查处违章用电及窃电用户，堵塞营业管理中的漏洞；专职用电检查人员应结合日常的巡视、业务勘查工作，对分管范围内的用户进行检查；农村供电所人员应加强对农村公有配变以下用户的管理，对临时用电和季节性的脱粒、排灌用电应尽量装表计量，装表确有困难的应按规定核算电量。
        3.2 技术管理措施
        目前，在降低线损工作中比较实用的技术手段主要有以下几种：
        3.2.1 调整线路走向，加强设备运维
        结合新建、改造工程对高、低线路的走向进行调整，避免近电远供或迂回供电，减少供电线路的长度，从而降低线路固定损耗。在供电电压不变的情况下，供电线路的有功电量损耗与通过线路的电流的平方和线路电阻成正比，而线路的电阻与线路的截面成反比，即供电线路的有功电量损耗与线路的截面成反比。可根据线路负荷的实际状况，在经济、技术比较的基础上，选择、更换最佳规格的供电线路的线径。
        通过加强日常的设备维护工作，可以减少电网运行过程中“跑掉的电量”，减少线损率，相应的措施有：定期清扫线路、变压器、开关、进户套管等设备的绝缘瓷瓶；在线路巡视中注意发现、清除导线上的抛挂的异物；经常修剪碰线的树枝；定期开展夜间巡线，及时发现、更换放电的瓷件；在线路、变电检修时，导线连接应严格符合技术规程的要求，以减少因接触电阻过大而引起的电量损失。
        3.2.2 简化电压层次，加强需求侧管理
        简化电压等级，可以有效地降低电能损耗。电网运行中所产生的有功损耗功率ΔＰ的表达公式：
        ΔＰ＝３Ｉ２Ｒ×１０－３＝Ｓ２×Ｒ／Ｕ２×１０－３（千瓦）（1—1）
        假设用电负荷的视在功率Ｓ不变，如果电网的电压Ｕ提高，则通过电网元件的电流Ｉ相应减少，有功功率损耗ΔＰ也随之降低，从公式（1—1）可以推出，电网电压从Ｕ1升压至Ｕ2后有功功率损耗降低的百分比值ΔＰ％的表达式为：
        ΔＰ％＝（ΔＰ1－ΔＰ2）／ΔＰ1＝1-（Ｕ1／Ｕ2）2          （1—2）
        经演算后，从附表二中我们可以看到升压后的降损效果。
        附表二：电网升压后的降损效果

        如果在供电时可根据当地的实际情况，简化供电电压，达到了减少损耗的目的。
        电网的负荷波动幅度较大，将会影响供电设备的效率，使线路功率损耗增加。假设：当线路电阻为Ｒ，在时间Ｔ内，线路的总有功损耗为：
        ΔＷ1＝３×（Ｉ12ｔ1＋Ｉ22ｔ2＋…＋Ｉｎ2ｔｎ）×Ｒ ×１０－３    （2-1）
        式中Ｉ1、Ｉ2、…、Ｉｎ为各个时段ｔ1、ｔ2、…、ｔｎ的电流。
        则平均电流ＩP＝（Ｉ1ｔ1＋Ｉ2ｔ2＋…＋Ｉｎｔｎ）/Ｔ           （2-2）
        在各个时段ｔ1、ｔ2、…、ｔｎ内，电流差额分别为：ΔＩ1＝Ｉ1 -ＩP，ΔＩ2＝Ｉ2 -ＩP，…、ΔＩｎ＝Ｉｎ -ＩP
        将上式代入（2—1）则有：
        ΔＷ1＝３×［ＩP2（ｔ1＋ｔ2＋…＋ｔｎ）＋（ΔＩ12ｔ1＋ΔＩ22ｔ2＋…＋ΔＩｎ2ｔｎ）＋2ＩP（ΔＩ1ｔ1＋ΔＩ2ｔ2＋…＋ΔＩｎｔｎ）］×Ｒ ×１０－３（2-3）
        在保持总电量不变的情况下，假设用电负荷均衡，则负荷电流为ＩP，此时线路的有功损耗为：ΔＷ2＝３ＩP２ＲＴ×１０－３（2-4）
        则因不均衡负荷引起的有功损耗百分比值为：ΔＷ％＝（ΔＷ1-ΔＷ2）/ΔＷ2＝（ΔＩ12ｔ1＋ΔＩ22ｔ2＋…＋ΔＩｎ2ｔｎ）/ＩP2Ｔ＋2（ΔＩ1ｔ1＋ΔＩ2ｔ2＋…＋ΔＩｎｔｎ）/ＩPＴ（2-5）
        若用上式进行推算，可以知道负荷电流波动幅度越大，则线路损耗增加越多，当线路在一段时间内有较大的负荷，而在另一段时间内负荷很小，甚至于没有负荷时，即峰谷差很大的情况下，线损将成倍增加。通过加强需求侧管理，均衡用电，消峰填谷，保持电网负荷的平稳性是降低线损的有效办法之一。
        低压电网存在大量单相负荷，而使各相负荷分布并不平衡，这样不仅会使相线中的总损耗增加，还会导致中性线上产生额外的损耗，应尽量使低压电网中的A、B、C三相负荷均衡。
        3.2.3 增加电容补偿装置，提高电网的功率因素。
        在高低压线路上加装电容补偿装置是降低线路损耗的有效手段。如果假设电容补偿前流经电网的电流为Ｉ1，且其有功电流分量、无功电流分量分别为Ｉ1Ｒ和Ｉ1Ｘ，功率因素为COSΦ1，则在电容补偿前线路上的有功损耗功率为：ΔＰ1＝３Ｉ1２Ｒ×１０－３＝３（Ｉ1Ｒ２/ COSΦ1）Ｒ×１０－３；同样，电容补偿后线路上的有功损耗功率为：ΔＰ2＝３Ｉ２２Ｒ×１０－３＝３（Ｉ２Ｒ２/ COSΦ２）Ｒ×１０－３。则电容补偿后有功损耗功率降低的百分比值为：ΔＰ％＝（ΔＰ1－ΔＰ2）／ΔＰ1＝１-（COSΦ1/ COSΦ２）２。功率因素提高与功率损耗的关系可见附表三：
        附表三：功率因素提高与功率损耗的关系

        4 结束语
        总之，线损率是电力企业的一项重要的经济技术指标，我们应通过不断地研究，不断地探索，在实际工作中采取各种行之有效的办法来降低线损，从而使电力企业获得更好经济效益。
        参考文献：
        [1]台区线损管理与分析王永平编中国电力出版社
        [2]线损计算与管理濮贤成等编著中国电力出版社
        [3]台区同期线损异常处理手册国家电网有限公司营销部组编中国电力出版社
        [4]线损管理手册赵全乐主编中国电力出版社
        [5]农网线损计算与降损措施廖学琦编著水利水电出版社