降低线路损耗的方法及措施

1、2012届专科毕业设计（论文）题目：降低线路损耗的方法及措施班 级：学 号：姓 名：指导教师：2012年4月word文档可自由复制编辑降低线路损耗的方法及措施学生姓名：学 号：所ft授站：班 级：指导教师：完成日期：word文档可自由复制编辑摘要引言1供电网络线路损耗及影响2降低线路损耗的技术方法负载中心供电法负载中心供电法功率损耗分析负载中心供电法电压损耗分析负载中心供电法实施措施实施负载中心供电法的基本原则调整供电电压及平衡三相负载法无功经济当量法无功经济当量法的基本原理无功经济当量法的具体措施3实际操作中降低线路损耗的措施改善电网结构确定合理的供电半径选择合理的导线截面降低配电变压器的电

2、能损耗改善施工水平网规划方面降低线路损耗参考文献致谢word文档可自由复制编辑降低线路损耗的方法及措施摘要随着国民经济的迅速发展，各地的用电量都在逐年增长，在电网输送和分配电能 的过程当中，各设备元件和线路所产生的电能损失也随之越来越大。有效减小线路损 耗，对电网的安全、稳定、经济运行具有十分重大的意义。本文讨论了线路损耗的产 生原因和减小线路损耗的基本原理。介绍了降低电网供电线路损耗的有效方法，包括 负载中心供电法、调整供电电压及平衡三相负载法、无功当量法，对各种方法的降耗 原理和节能效果进行了详细分析，并且归结了实际应用中减小线损的方法和措施，另 外还从电网规划的角度讨论了减小线损的管理方

3、法。关键词：线路损耗；电网结构；负载中心供电；三相不平衡word文档可自由复制编辑线损即线路损耗，是电网在输送和分配电能过程中，各设备元件和线路所产生的 电能损失。线损是衡量与考核供电企业生产技术和经营管理水平的一项综合技术指标， 也是实现经济运行、提高经济效益的重要手段和有效途径。因此加强电网线损管理， 提出降损措施，对于加强供电企业的线损管理工作、降低网络损耗和供电成本有一定 的意义。随着我国电力企业体改革的不断深入，电网经营企业将应运而生，地区电网的规 划、建设、改造工程将成为电网经营企业的主要工作。各项工作都要考虑不断降低生 产成本，追求经济效益情况下，来进一步降低供配电系统中的电能损

4、耗，电能损耗主要 来自用电设备和供配电系统的电能损耗。要使电气设备及供电线路处于最佳经济运行 状态，从而提高用电效益是很必要的。1供电网络线路损耗及影响.在供电电网中,电能损耗最大的要算低压电网即 380/220伏电网。据有关资料介绍总 低压电网的电能损耗约占整个供电电网总损耗的 50%60%。众所周知，线路的电能 损耗加=i2R,线路的电压损耗为AU =IR,其中|为线路电流,R为线路电阻,现有低 压电网多为单端树干式结构，随着用电量的增长，线路电流增加，其电能损耗 P和线 路的电压损耗 U亦随之增大。由于电流的大小受用户电量的制约不能随意变动 ，为 减小电能损耗，唯一的办法是减小线路电阻，

5、即增大导线截面。实践证明，靠导线换粗 来减小电阻实现降损的方案，不但需要巨额资金，大量人力物力，且停电时间长，影响 生产和生活，诸多方面都有损失，实施起来比较困难。供电电网中因三相负载不平衡引起的中性线电能损耗约占整个低压线损4. 5%8% ,由于实际供电网当中，三相负载不平衡的情况不可避免，也进一步加剧了供电 网的线路损耗。而输电网功率因数偏低，不仅会增大输电线路的电能损耗，还会导致电网电压的 降低，即电压损耗也会增大，因此功率因数偏低也是增大线路损耗的主要原因。怎样才能大幅度地降低低压电网的线路电能损耗，减少线路的电压损失，保证供电质量以达到节能、减耗之目的，本文就这一问题提出有效的解决方

6、法及相应的实施 Zu 0word文档可自由第制编辑2降低线路损耗的技术方法负载中心供电法负载中心供电法功率损耗分析如图1所示的单端供电方式，设5个等效负载Z均匀分布，每个负载的电流为I, 每段线路电阻为R,则各等效负载线路电能损耗：P =i2r22.F2 =(2I)2R=4I2RE =(3I)2R = 9I2R22.P4 =(4I)2R = 16I2R单端供电的总线损为：Z APD =(1 十4十9十 16)|2R = 30|2R。如果如图2所示采取负载中心供电方式，则各等效负载线路电能损耗P = I2RF2 =(2I)2R=4I2RP3 =I2RF4 =(2I)2R =4I2R负载中心供电的

7、总线损为：，PZ =(1 4 1 4)12R =10I2R通过以上比较可以看出，负载中心供电与单端供电线路电能损耗比为:” .彩厂.R =10|2R/30I2R=1/3即当等效负载为5个时，负载中心供电的损耗是单端供电的1/ 3,减小2/ 3。同理，比较等效负载为27个的情况下的功率损耗,见表1,可见，并联负载数越多，2APZ / 2APD越小，因而负载中心供电节能效果 越显著。word文档可自由复制编辑表1UPn必P/丛P:121.(X1321 R51 R04NR4 J5MWh91H5SI n0. 372KI-K0. 302.1.2负载中心供电法电压损耗分析单端供电（图1）的电压损失：x U

8、D =IR 2IR 3IR 4IR = 10IR负载中心供电（图2）的电压损失：x . UZ - IR 2IR-3IR负载中心供电与单端供电线路电压损耗比为Z AUz/Z AUd =3IR/10 IR=0.3 ,即 负载中心供电的电压损失为单端供电的 30% ,减小70%。同理，等效负载为27个 的电压损失比较见表2,可见，并联负载数越多，2AUZ / 2AUD越小，负载中心供 电节能效果越明显。表2一战教mI的u的,心122JHIRLUO1in3 IBn.3?4M H$3【Rifrn(1.36UR4inn. 47EK2un心9负载中心供电法实施方法对原电网上的负载进行等效集中：等效集中是将自

9、然分布的大小不一的负载，按其计算功率集中成较大的负载上，该负载的功率及产生的线路电压损失与实际的分布 负载等效。具体做法如下：1）沿线均匀分布的负载，可集中于分布线段的几何中心，如图3中的均匀分布负 载，可得：word文档可自由复制编辑mmHid式中：L为负载中心与电源间的距离，L1为第一个负载与电源间的距离，L2为最后 一个负载与电源间的距离。按图中数据，可求出等效集中负载为 40kW,与电源间的距 离 L= 300m。2）分散在线路上的负载，可用功率距法确定负载中心。如图 4中，设等效负载为 P1+ P2,当导线截面为常数时，可根据功率距相等的原则得：31TsMn=i4i p（ri-21图

10、4（P1 P2）L =PiLi P2L21PL，有.明+叽/日+巳），写成一般形式，则=h（m）（=，n），其中 工PLi为线路上所有负载功率距之和（kW-m）, P为线路上某处的负载功率（kW）。按 图中数据可得，等效负载功率P= P1+ P2=42kW,与电源间的距离L=175m。实施负载中心供电法的基本原则1）变压器及配电所应尽量设置在负载中心处。视负载中心区域的分布情况，可将变压器分散设置，使供电干线尽量以变压器为中心向四周辐射。2）对采用干线、支线及分支线三级放射式供电的线路，应基本保证前级向后级的供电点在后级的负载中心处。word文档可自由复制编辑3）对于单端供电的直线及环路布设的

11、线路，可断开原电源，将其重新接入负载中 心处即可。调整供电电压及平衡三相负载法因为低压线路三相负荷平衡时的线损率远小于不平衡时的线损率，有资料表明低 压线路三相负荷不平衡时的线损率是三相负荷平衡时线损率的3.679.00倍，因此必须调整低压线路的三相负荷，使其经常保持均衡。如果有不均衡现象，其不平衡度在 配电变压器出口处不得超过10%在低压主干线和主要分支线的首端不得超过20%整体不平衡度不得超过15%三相负荷不平衡度计算公式为不平衡度=（最大的一相电流-三相平均电流）/三相平均电流X 100%在理想的低压三相对称电路中，由于三相电压、三相负载均对称，其线路中的中 性线电流为零。按规程规定，相

12、电压偏移不得超过额定电压的-5%+5% 因三相负 载不平衡产生的中性线电流不得超过额定电流的25% ;线路上不对称负载容量不得超过对称负载容量的15%中性线截面一般取相线截面的60%左右。据有关资料介绍，线 路上偏压偏负载越大，产生的中性线电流也越大。将电压偏移 25涮整到偏移5%,能 降损96%;将负载偏移40%调整到偏移15% ,能降损85%因此，在设计安装时，应 尽量使负载平均分布在各相上，以使各负载正常工作时，中性线中的电流尽可能的 小。以上两种降低低压电网供电线路损耗的措施，如果在新建和扩建低压电网时引起重 视，则不必为日后改造电网而投资，可大大提高经济效益。正常情况下，在三相四线制

13、低压电力网中，由于各种单相负载的存在，三相负载 一般是不对称的。因为：（1） 单相负载连接时，三相负载分配很难做到平衡；（2）即 使在连接时三相负载分配很均衡，但各个单相负载运行、停止时间也不会做到同时；（3） 即使在连接时三相负载分配得很均衡，但在使用过程中各相都有可能增加负载。在非正常情况下三相负载不对称的情况尤为严重 ，其原因有：（1） 配电变压器高 压侧线路发生一相或两相断线或接地故障 ；（2） 配电变压器调压分接开关接触不良， 或高、低压侧接头，绕组故障；（3）配电变压器高、低压侧一相或两相熔断器熔断；（4） 低压电网一相或两相线路发生接地或断线故障 ；（5） 三相线路阻抗不相等，或

14、电动机 三相绕组中有一相或两相发生故障；（6）单相负载私拉乱接，或为窃取电价差额，把高 电价负荷接到低电价线路上。word文档可自由复制编辑低压三相负载不对称会使配电变压器损耗增大。变压器的损耗包括空载损耗和负 载损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量，而负载损耗则随变压器运行负载的变化而变化，且与负载电流的平方成正比。当变压器输出相同 容量的情况下，不对称运行使变压器有功损耗增大。由于变压器绕组结构是按对称运 行情况设计的，三相绕组结构性能一致，其最大允许出力受每相额定容量的限制。当 不对称运行时，负载轻的相就有富裕容量，从而使变压器出力降低。由于输出容量降 低，变压器

15、的备用容量亦相应减小，同时过载能力也降低。另外由于三相配电变压器 是按对称运行情况设计的，三相负载对称时，三相电流相等，则变压器的内部压降相 同，所以输出电压是对称的。当三相负载不对称时，各相电流不一致，因此各相在变压器内部的电压降低就不相等，造成三相输出电压不对称。当变压器三相负载很不平 衡时，中性线电流较大，由于中性线具有较大的阻抗压降，从而使中性点位移，引起各 相电压畸变，降低电能质量，影响各相负载的正常运行。减少三相负载不对称运行的措施主要有：（1）为了取得三相负载的对称，三组单相 接户线应尽量由同一电杆上分别从 U, V,W三相引下，且三组单相接户线的负载应尽量 平衡。（2）定期测量

16、三相接户线的负载，检查三相负载是否平衡。不平衡时,应及时进 行调整。（3）减少单相接户线的总长度,一般不超过20 m,且负载电流超过10 A时，必 须从三相四线制线路上引出，如距三相四线制线路较远，应重新架设三相四线制线 路。（4）三相四线制线路上所带的电焊机，应根据电焊机台数，分别规定出所接电源的 相别，并尽可能规划出具使用时间。无功经济当量法无功经济当量法的基本原理无功经济当量是指研究电网处单位无功负荷的增减所引起的连接系统有功损耗的 增减量，单位为kW/kvar。GO龙电机Fif 11 - B?图5如图5所示，发电机F发出电能经升压变压器B1,输电线路L,再经降压变压器B2配送给用户P+

17、 j Q,以降压变B2的低压母线A处为考察点，设其电压为U,假设从word文档可自由复制编辑U）,那么这个系统的有功损耗为:发电机出口母线至A处的阻抗为R+ j X（归算到电压22P2Q2可以得出，无功经济当量0嗡暇口。根据无功经济当量的物理意义：当无功负荷每减少1kvar时，引起连接系统有功损耗下降的kW值；或者当无功负荷每增加1kvar时，引起连接系统有功损耗增加的kW 值。无功经济当量给出了衡量某一负荷点的无功消耗对系统线损影响大小的一个尺度， 无功经济当量越大表明该点的无功消耗对系统线损影响越大，反之，无功经济当量越 小表明该点的无功消耗对系统线损影响越小。从上式中可得出结论：无功经济

18、当量 K与无功负荷Q成正比，与负荷至电源之间 的电气距离R成正比。进而可得出无功补偿的两点结论：安装同一容量的无功补偿设 备，其安装地点与电源之间的电气距离越远，降损效果越大；安装同一容量的无功补 偿设备，其初始无功负荷越大，降损效果也越大。无功经济当量法的具体措施1）确定调整无功的先后次序为尽可能减少无功功率在电网中的传输，使无功功率的传输所引起的系统线损降 至最小，在调整无功电压时应按以下次序进行：当系统无功不足电压较低时，首先应 投入用户及变电所的并联补偿电容器，然后增加发电厂的无功出力，最后再考虑变压 器调档；当系统无功过剩电压较高时，首先应减少发电厂的无功出力，发电机提高功 率因数运

19、行，然后变压器调档，只要用户及变电所不向系统倒送无功，原则上最后再 考虑切除用户及变电所的并联补偿电容器。2）由负荷轻重合理确定电压水平根据参考文献可得知：一个电力网的有功损耗可以分解为空载损耗与负载损耗， 空载损耗与电压的高次方成正比，而负载损耗与电压的平方成反比。所以对农村电网 而言，负荷的季节性很强，14月系统负载较轻，各农变空载损耗所占比重较大时， 应使各农变电压偏下限运行。512月系统负载较重，各农变负载损耗所占比重较大 时，应使各农变电压偏上限运行，各农变采用逆调压方式对降低系统线损有着积极意 义。word文档可自由复制编辑3）充分发挥发电机的调压能力随着电网网架规模的不断扩大，1

20、10kV线路及高压电缆长度在不断增加，系统充 电无功功率随之增加，每年第一季度系统负载较轻时，无功过剩电压偏高的问题将日 益突出，因此应充分发挥发电机的调压作用。首先各电厂应将发电机功率因数提高至 0.950.98运行，其次应选择热电厂接入110kV系统的部分大机组进相运行，吸收系 统多余无功。反之，当系统无功严重不足时，各电厂发电机应按额定功率因数带足无 功出力运行。4）采用无功补偿完善调压手段针对夏季农电高峰期，下野地变电所 110kV母线电压长期偏低的问题，可考虑采 用一些新型无功补偿装置，完善调压手段，在下野地变电所装设无功静止补偿装置（SVO以稳定其110kV母线电压，通过技术经济比

21、较，无功静止补偿装置（ SVC远 优于同期调相机，应当首选。对于无功负荷变化较大，电压波动频繁的变电所及用户， 应安装按照功率因数和电压自动投切的电容器微机自动控制装置。5）合理安排电网运行方式从电力系统稳态分析理论中可以推知：由同一电压等级线路组成的均一电网所形 成的环网，选择闭环运行最为经济；而由不同电压等级线路组成的电磁环网，选择合 适的开环点开环运行较为经济。针对农灌负荷高峰期间，供电区电压偏低，线损较高 的情况，应尽快完善继电保护装置，形成大环网具备闭环运行的条件，潮流计算表明 闭环运行能明显提高变电所110kV母线电压，从而降低线损。3实际操作中降低线路损耗的措施改善电网结构确定合

22、理的供电半径在确定电网的结构和运行方式时，应尽量缩短供电半径，避免近电远供和迂回供电。10KV最大为15km , 400V线路的供电半径应不大于 500m。也可根据经济发展 情况和供电环境依据下列原则确定：对低压线路负荷在1000KW/km为0.4Km；负荷在 400 1000KW/km2 取 0.5Km； 负荷在 200 400KM/km2 取 0.7Km;负荷在 200KM/km2以下，取1Km;平原及山牧区， 设备容量密度小于 200KM/ km2的供电半 径：平原块状地区不应大于1.0km,带状地区不应大于1.5km。word文档可自由复制编辑选择合理的导线截面增加导线截面会降低导线电

23、阻，较少电能损耗和电压损失。导线电能损耗与导线 的截面积成反比， 但增加导线截面会增加投资，在增大导线的截面时应考虑投资与降 损之间的最优方案。偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案，在多长时间内可以通过其年运行费的节省，将多支出的投资收回来，它的目的就是找出最佳方案。在设计低压配电网之前，首先应对用电负荷进行全面、详细的调查，在掌握可靠 的负荷资料基础上，综合考虑投资、节能效益，合理规划线路走径，合理选择导线截 面积。对于低压架空线路，可按配电变压器出口到线路末端电压降不超过 7%勺要求，来 选择确定线路导线的截面积（或导线型号），即S=M/8 U=PL/C U式中S低压线路导线横截面积，

24、mm2M低压线路中的负荷距，kW?mP低压线路输送的有功功率，kWl变压器出口至线虫&末端的线路长度，m U低压线路电压损失率（如取 U （% =7%则U=7）;C低压线路电压损失计算常数， 对于380/220 V线路，铝导线C=4q铜导线C=77对于220 V线路，铝导线C=7.7,铜导线C=13相应地，对于正在运行的线路，具导线截面积是否选择合理，也可以根据电压损 失来进行校验或判断，即4 U （% =M/CS=PL/CS 100%?要提醒的是，按上述方法选择确定线路导线截面积后，还要检查这一导线截面积的实际载流量，以不超过安全载流量为宜。其次，在上述计算方法中，把线路负荷功率因数假定为1

25、,而实际的功率因数是达不到1的，因此所选用的导线截面积应有一定的余度，一般为 10%20%降低配电变压器的损耗配变变压器的电能损失在配电系统电能损失中占很大的比例，减少配变的电能损耗，对降低线路线损具有很大的作用。1）选择节能型配电变压器积极推广应用S9系统和非晶合金变压器； 坚决淘汰64、73系列高能耗变压器。2）合理选择配电变压器的容量一般农村配电变压器的负荷率较低其铁损功率Po大于铜损功率Pdn,合理选择配word文档可自由复制编辑 变容量Sn,使其运行在最高效率附近，可达到降低损耗的目的 2。合理选择变压 器容量，既要防止出现“大马拉小车” 现象，又要避免变压器经常型的过载。3）配电变

26、压器经济运行变压器经济运行节电技术是一项技术上可行，经济上合理的节能技术，由于我国变压器都在自然状态下运行， 实践证明， 即使是节能变压器， 如果运行不当， 实 际运行时效也不会理想， 因此变压器的经济运行在节能上大有潜力可挖。 据分析，全 国开展变压器经济运行可使变压器的能耗下降10% 每年可节电30亿KWh以上。4）切除空载运行配电变压器在配电网中，配电变压器的损耗约占总损耗的 60%70%而其中的固定损耗（空 载损耗） 又占变压器损耗的80%以上，即空载损耗占配网总损耗的50%60%&右。 因此，及时切除某些季节性不用电的农电配电变压器，对降低整个配电网的电能损耗是非常有意义的。改善施工

27、水平1）在架设低压线路前注意，所用导线应尽量不设或少设接头。因接头处接触电阻 大，将使电能损耗增加。地埋线路更应该尽量避免接头，万一出现接头，必须加强绝 缘处理，以防漏电，增加电能损耗。2）低压地埋线应选用专用塑料地埋线，绝不能用其他绝缘线代替。同时还要采取 防鼠害措施，以避免老鼠咬破绝缘层，造成漏电。3）架空线路所用的绝缘子，应选用泄漏电流小的合格产品，以提高线路绝缘水平, 减少泄漏损失。4）进户线和穿墙线，应按相关规程采用有足够长度的瓷套管，禁止两线或多线同 穿一管。5）建议选用集束电缆进行供电。集束电缆是一种新型可分裂对称组合绝缘导线。 由耐候型防老化绝缘层将相线及中性线通过筋膜以不同形

28、状相互连接在一起，形成星 形、三角形或方形的平行结构，与常规裸导线架空线路相比，集束电缆线路具有相同截面积下载流量高、电纳增大、电抗降低等特点。由于集束电缆结构独特，故抗拉强 度较常规同截面积导线高，在低压配电网络中每个表箱均可实现三相四线供电形式， 一般无法在线路上窃电。在绝缘强度方面，采用了高密度耐候型聚乙烯、聚氯乙烯或word文档可自由复制编辑 交联聚乙烯等绝缘材料，绝缘强度能保持 15年。采用集束电缆后，既能降低线损，减 少线路故障，又便于实现三相负载平衡。4从电网规划方面降低线路损耗以往电网规划中常用的负荷预测方法，大都是用于电量的总量预测，若直接将其 用于地区电网规划缺少负荷分布的

29、概念。如常用的按行业用电分类预测地区用电量，只能预测到地区的总供电负荷，至于这些负荷具体分布在哪里，就不得而知了。地区 电网规划的基本思路应该是逐级进行：负荷预测、布局变压器、规划电网。按照这种 思路逐级规划出的电网、其变压器布局合理，可获得较高供电可靠性。根据目前所掌握的情况，大多数供电公司只是靠人工定期测量中压配电变压器的 主要运行数据（包括有功表，无功表和电压、电流等）,缺少多年积累的数据，无法 依此进行分布负荷的预测工作。因此应结合地区电网建设与改造工程，推广中压配电变压器运行数据的遥测，遥信技术，及早为颁预测打下坚实基础。我国经济体制由计划经济向市场经济转变，一度使得电力负荷预测“

30、无法”可 依。因为以往大多数已基本成形的电力负荷预测方法都是依托国民经济计划的。进入 市场经济应更加重视地区电网总体规划的编制工作 ，这正是负荷分布预测的基础，因 此，时下的地区电网负荷预测必须紧紧依托地区各功能小区的规划，根据不同的小区功能，合理划分供电区，进行电力负荷分布预测，根据地区总体规划结合负荷特性将 地区划分为诸多功能小区。将相应小区主要历史阶段的负荷密度进行测算，分别测算小区负荷，汇总整个地区供电负荷。供电小区的划分要结合典型负荷密度。因地制宜 ， 一般常划分为如下几种：纯工业区；纯商贸区；普通居民住宅区；高档居民住宅区； 工住区；商住区；仓储区；机关区；学校区；绿地；公园等。利用中压配电变压器分 布广，基本能满足地区电网规划需要的特点，通过其负荷统计数据掌握地区电网负荷 分布的增长情况，利用传统的数理统计分析等手段辅助预测负荷分布。通过大量广泛 收集功能小区密度值,按照历史和规划的不同地区、不同发展阶段的功能小区负荷密 度进行统计处理，建立起功能小区负荷密度数据库，以供地区电网规划参考。鉴于中压配电变压器分布广，基本能满足地区电网规划的要求特点，同时又基于 市场经济条件下政府重视地区总体规划，地区电网由下至上逐级进行