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电网线损分析及降损措施第一章、输电线路节能降耗的必要性节能是我国经济和社会发展的一项紧迫任务，要把节约资源作为基本国策，加快建设 组员节约型、环境友好型社会。就供电企业而言，主要体现在节能降损方面。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，将是提高利润，降低成本的重要手段之一。因此线损率的高低也就是供电 企业经济水平和经济效益的综合放映。 正是因为节能降损的重要性，国家电网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”的必要条件。同时，线损管理涉及面广，跨度加大， 是一项政策性、 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，向客户提供优质、价廉、充足的电力，提高企业自身经济 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，线损率放映 了供电企业网络结构、布局、运行方式及管理的技术经济效果。嗲里交易是特殊的，没有 可见、可数的商品交接和所有权转移过程。对于电力传输中的消耗以及网络是否合理等问 题，不可能象其他商品一样用废品率、运输成本等指标来评价，而只能通过比较购售电量 的差额来衡量，显然，线损率就是唯一能全面反映电力传输与营销过程中技术经济效果的 指标。如果换一个角度来看线损，我们还可疑发现：对于一个规模相当不变的供电企业， 在一定投入后的产出水平。 因此， 从某种意义上来说， 线损率就是供电企业的投入产出率。 线损率的大小，经济效益跃然纸上，不用解释，一目了然。 供电企业节能降损要从管理与技术两方面着手，从管理方面着手：1.规范线损管理， 完善有关制度；2.重视基本工作，搞好理论计算；3.分解落实指标，实行目标管理；4.坚 持严格抄表，力求合理计量；5.搞好营业普查，杜塞营业漏洞。从技术方面着手，主要体 现在以下四方面：1. 强化健全合理的电网结构；2.搞好三相负荷平衡；3.提高功率因数， 减少无功流动；4.努力减低变压器损耗。1.11 电力系统组成电力是现代工业主要动力，电力系统是由电压不等的电力线路将一些发电厂和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。电力系统示意图如下：1发电厂种类很多，有火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、风力发电厂等。目前，各国都以火力发电和水力发电为主。详细请阅读14.1.2。 各类发电厂中的发电机几乎都是三相同步发电机。2电力网 由变电所和各种不同的电压等级的线路组成。其任务是将电能输送、变换和分配到电能用户。电力网分为输电网和配电网。为加强供电的可靠性、稳定性，通常电力网形成环网。 使用升压和降压变压器的原因是，电厂距离用户几十公里以上，为降低输出线上的电能损耗，必须提高电压，即所谓高压远距离输电。3电力用户也称电力负荷，或称电力负载，根据其重要程度可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。2.1 线损的分类 2.1.1 按损耗性质分 (一) 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，有时通过理论计算得出，我们把这本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 大的减低，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。 (二) 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，存在部分透漏和少量自用及其他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减低，而且大幅度降低的方面。因为，生产管 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，可达到减低管理线损的目的。 2.1.2 按损耗特点分 (一) 可变损耗 所谓可变损耗是指与电网中的负荷电流有关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。 (二) 固定损耗 所谓固定损耗就是指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。 (三) 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。 2.1.3 按损耗等级和范围分 (一) 一次供电损失（或主网损失） 这部分，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。 (二) 二次供电损失（送电损失和地方损失） 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。 (三) 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。3.1配电网线损的危害3.1.1 发热是线损造成的最突出问题发热的过程就是把电能转化为热能的过程，造成了电能的损失；发热使导体温度升高，促使绝缘材料加速老化，寿命缩短，绝缘程度降低，出现热击穿，引发配电系统事故，例如变压器的绝缘材料在14021t寸的寿命降低率将是常规工作温度(98)时的128倍。尤其当建筑物内配电线路容量不够时，发热常是造成电气火灾的直接原因。发热在接触部分的影响最为明显，配电网中相当多的故障是由接点处的电阻发热引起的。一般接点处的接触电阻往往大于两端材料的电阻，即使在正常负荷电流情况下也会产生严重发热，从而又加剧导体接触电阻上升，产生恶性循环，最终导致接触部分烧坏，引起故障。架空线路的压接处与电力电缆的中间接头处经常是事故多发点。3.1.2 配电系统的线损造成能源的大量浪费配电系统的线损没有转化为有用的能量而白白浪费，而且还要通过如通风、冷却等方式对热量进行散发，也需要电能。根据统计数据，一般配电网的线损率在3%t2上，严重者可达到10%甚至更高。这不仅意味着电能的损失，更表现在一次能源的大量浪费以及对环境造成更多的污染。因此，配电系统的线损产生的经济损失，体现在发、供、用电的各个环节。如果不采取措施降低配电系统的线损率，必然对国家能源利用、环境保护和企业的经济效益产生不良影响，而且随着电力需求的不断增长，电量损失也会越来越大。每个用电企业都必须从大局出发，从技术上、管理上降低线损。第二章、输电线路损耗的计算方法1.1.1 线损的简单计算方法 线损理论计算方法 线损理论计算是降损节能，加强线损管理的一项重要技术管理手段。通过理论计算可 发现电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损 工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理 更加科学。所以在电网的建设改造过程及正常管理中要经常进行线损理论计算。 线损理论计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线路多、负 荷量大、数据多、情况复杂，这项工作难度更大。线损理论计算的方法很多，各有特点， 精度也不同。这里介绍计算比较简单、精度比较高的方法。 (一)输电线路损耗 当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。 （1）单一线路有功功率损失功率损失计算公式为： ? = 2 R 式中 ? 损失功率，W； I负荷电流，A R导线电阻， ? （2）三相电力线路有功损失为： ? = ?A + ?B + ?C = 3I 2 R (3)温度对导线电阻的影响：导线电阻 R 不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻 值随导线温度的变化而变化。 铜铝导线电阻温度系数 a = 0.004 。 在有关的技术手册中给出的 20 0 C 时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路 随周围的环境温度变化的；另外，负载电流通过导线电阻时，发热又使导线温度升高，所 以导线中的实际电阻值随环境和负荷电流的变化而变化。(4)线路电压降 ?U 为： ?U = U 1 ? U 2 = IZ (二) 配电变压器损耗（简称变损）功率 ?PB 配电变压器分为铁损（空载损耗）和铜损（负载损耗）两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。铜损与变压器负载率的平均成正比 1.1.2 配电网电能损失理论计算方法 配电网的电能损失，例如配电线路。由于配电网点多面广，结构复杂，客户用电质量 不同，负载变化波动大，要计算出每一条线路在某一时刻或某一段时间内的电能损失是困 难的。因为不仅要详细的电网资料，还要有大量的运行资料。这些运行资料是很难取得的， 另外，某一段时间的损失情况，不能真实反应长时间的损失变化，因为每个负荷点的负载 时间随季节发生变化， 而且这样计算的结果只能用于事后的管理， 而不能用于事前的预防， 所以在进行理论计算时，都要对计算方法和步骤进行简化。 为简化计算，一般假设： （1） 线路总电流按每个负荷点配电变压器的容量占该线路配电变压器容量的比例， 分 配到各个负荷点上。 （2） 每个负荷点的功率因数 cos ? 相同。 这样，就能把复杂的配电线路利用线路参数计算并简化成一个等值损耗电阻，这种方 法叫等值电阻计算。 设： 线路有 m 个负荷点， 把线路分成 n 个计算段， 每段导线电阻分别为 R1 , R2 , R3 Rn a. 设基本等值电阻 Re b. 负载电流附加电阻 ReI c. 温度附加电阻 ReT 在线路结构未发生变化时， Re 、 ReI 、 ReT 三个等效电阻其值不变，就可利用一些运行 参数计算线路损失。 2.1输电线路的潮流计算2.1.1电力网的功率损耗1线路末端导纳中的功率损耗 （MVar）式中电压的单位为KV，电纳的单位为S。2阻抗上的功率损耗 (MW) ，(MVar) ;I单相电流，KA。1）已知流出阻抗的功率，则 (MW)； (MVar) ，U2线路末段电压，KV。2)已知流入阻抗的功率，则 (MW)； (MVar) ，U1线路首端电压，KV。注意：上式中的功率必须是流入或流出阻抗的功率，且功率和电压应是同一点的。3线路首端导纳上的功率损耗 （MVar）式中电压的单位为KV，电纳的单位为S。二、变压器的功率损耗 transformers power loss1双绕组变压器 ； 或 式中功率单位为MW、MVar，电压单位为KV。2三绕组变压器式中：U1变压器一次绕组的额定电压，KV;P1、P2、P3、Q1、Q2、Q3相应绕组的负荷，MW, MVar。RTi、XTi归算到变压器一次侧的数值。3可根据变压器短路和空载试验数据计算功率损耗 ； ； 有n台参数相同的变压器并列运行时： ； ； 2.1.2电力网的电压损耗2 电力线路的电压降落电压降落:电力网任意两点电压的相量差，即 设已知电力网环节末端电流或三相功率，当负荷为感性时， 则因此 其中： 电压降落的纵分量 电压降落的横分量 说明：上述公式是按感性负荷下推出的，若为容性负荷，公式不变，无功功率Q前面的符号应改变1) 电压损耗: 线路首末端电压的代数差，即 电压损耗常以百分数表示，即 2) 电压偏移:电力网中任一点实际电压与网络额定电压的数值差 首端电压偏移 末端电压偏移 3）电压调整：线路末端空载与负载时电压的数值差。其百分数为4.1线路电能损耗计算的基本方法是均方根电流法，其代表日的损耗电量计算为： A=3 Rt10-3 (kWh) (Al-1) Ijf = (A) (Al-2) 式中A代表日损耗电量，kWh； t运行时间(对于代表日t24)，h； Ijf均方根电流，A； R线路电阻，n； It各正点时通过元件的负荷电流，A。 当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时： Ijf= = (A) (Al-3) 式中Pt t时刻通过元件的三相有功功率，kW； Qtt时刻通过元件的三相无功功率，kvar； Utt时刻同端电压，kV。 A2 当具备平均电流的资料时，可以利用均方根电流与平均电流的等效关系进行电能损耗计算，令均方根电流Ijf与平均电流Ipj(代表日负荷电流平均值)的等效关系为K(亦称负荷曲线形状系数)，Ijf=KIpj，则代表日线路损耗电量为： A=3K2 Rt10-3 (kWh) (A2-1) 系数K2应根据负荷曲线、平均负荷率f及最小负荷率确定。 当f 0.5时，按直线变化的持续负荷曲线计算K2： K2=+1/3(1)2/ 1/2(1+)2 (A2-2) 当f 时，按二阶梯持续负荷曲线计算K2： K2=f(1+)/f 2 (A2-3) 式中f代表日平均负荷率，fIpj/ Imax，Imax为最大负荷电流值，Ipj为平均负荷电流值； 代表日最小负荷率，=Imin/ Imax，Imin为最小负荷电流值。 A3 当只具有最大电流的资料时，可采用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算A1 本条是关于在线路等元件电阻损耗计算中采用均方根电流法计算的规定。电阻元件上 的电能损耗为： A=3Rt0 dt 由于I(t)是一随机变量，一般不能以解析式表示，所以依近似积分原理，对计算期均分 为n个时段，设每个时段t内的负荷电流不变且等于其正点小时的电流，则：nt=t 。 （ t）/t = ( )/n = Ijf = 式中Ij f计算期各时段电流的均方根值。 由上可知采用均方根电流法计算，实际上考虑了计算期的负荷特性，当t愈小时愈符合客观实际。 A2 本条是关于采用计算期平均最大电流计算时的有关问题的说明。 因为计算期(一般为一日即代表日)平均电流未能反映负荷曲线的形状，所以应以负荷曲线形状系数反映负荷曲线形状对电能损耗计算的影响。负荷形状系数应建立在概率统计方法上，根据负荷曲线的特征值，如平均负荷率、最小负荷率、功率或负荷电流的最大值、平均值、最小值等确定。对于一些难以获得每时段实测资料的情况或为了减少实测工作量，可以用计算期平均电流或最大电流来代替。 计算期平均电流和均方根电流以及最大电流之间的等效关系为： = K2= F K=Ijf/Ipj F= / 式中K负荷曲线形状系数； F损失因数。 又因平均负荷率为： f =Ipj / Imax 所以，FK2f2 ，将K、F的表达式代人用均方根电流计算电能损耗的表达式得： 平均电流： A=3 K2Rtl0-3 (kWh) 最大电流： A=3 FRt10-3 (kWh) 关于负荷曲线形状系数K2和损失因数F的确定，可