1、2012屆專科畢業設計（論文）題目：降低線路損耗的方法及措施班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 2012年4月 降低線路損耗的方法及措施學生姓名： 學 號： 所在函授站 ： 班 級： 指導教師： 完成日期： 目 錄摘要引言1 供電網絡線路損耗及影響2 降低線路損耗的技術方法2.1 負載中心供電法2.1.1 負載中心供電法功率損耗分析2.1.2 負載中心供電法電壓損耗分析2.1.3 負載中心供電法實施措施2.1.4 實施負載中心供電法的基本原則2.2 調整供電電壓及平衡三相負載法2.3 無功經濟當量法2.3.1無功經濟當量法的基本原理2.3.2無功經濟當量法的具體措施3 實際操作中降低線路

2、損耗的措施3.1 改善電網結構3.1.1 確定合理的供電半徑3.1.2 選擇合理的導線截面3.1.3 降低配電變壓器的電能損耗3.2 改善施工水平4 從電網規劃方面降低線路損耗參考文獻致謝降低線路損耗的方法及措施摘 要隨著國民經濟的迅速發展，各地的用電量都在逐年增長，在電網輸送和分配電能的過程當中，各設備元件和線路所產生的電能損失也隨之越來越大。有效減小線路損耗，對電網的安全、穩定、經濟運行具有十分重大的意義。本文討論了線路損耗的產生原因和減小線路損耗的基本原理。介紹了降低電網供電線路損耗的有效方法，包括負載中心供電法、調整供電電壓及平衡三相負載法、無功當量法，對各種方法的降耗原理和節能效果進

3、行了詳細分析，并且歸結了實際應用中減小線損的方法和措施，另外還從電網規劃的角度討論了減小線損的管理方法。關鍵詞：線路損耗；電網結構；負載中心供電；三相不平衡線損即線路損耗，是電網在輸送和分配電能過程中，各設備元件和線路所產生的電能損失。線損是衡量與考核供電企業生產技術和經營管理水平的一項綜合技術指標，也是實現經濟運行、提高經濟效益的重要手段和有效途徑。因此加強電網線損管理，提出降損措施，對于加強供電企業的線損管理工作、降低網絡損耗和供電成本有一定的意義。隨著我國電力企業體改革的不斷深入, 電網經營企業將應運而生, 地區電網的規劃、建設、改造工程將成為電網經營企業的主要工作。各項工作都要考慮不斷

4、降低生產成本, 追求經濟效益情況下, 來進一步降低供配電系統中的電能損耗, 電能損耗主要來自用電設備和供配電系統的電能損耗。要使電氣設備及供電線路處于最佳經濟運行狀態, 從而提高用電效益是很必要的。1 供電網絡線路損耗及影響在供電電網中, 電能損耗最大的要算低壓電網即380/220伏電網。據有關資料介紹, 低壓電網的電能損耗約占整個供電電網總損耗的50% 60% 。眾所周知, 線路的電能損耗，線路的電壓損耗為，其中I為線路電流, R 為線路電阻, 現有低壓電網多為單端樹干式結構, 隨著用電量的增長, 線路電流增加, 其電能損耗P 和線路的電壓損耗U 亦隨之增大。由于電流的大小受用戶電量的制約不

5、能隨意變動, 為減小電能損耗, 唯一的辦法是減小線路電阻, 即增大導線截面。實踐證明, 靠導線換粗來減小電阻實現降損的方案, 不但需要巨額資金, 大量人力物力, 且停電時間長, 影響生產和生活,諸多方面都有損失, 實施起來比較困難。供電電網中因三相負載不平衡引起的中性線電能損耗約占整個低壓線損4. 5%8% ，由于實際供電網當中，三相負載不平衡的情況不可避免，也進一步加劇了供電網的線路損耗。而輸電網功率因數偏低，不僅會增大輸電線路的電能損耗，還會導致電網電壓的降低，即電壓損耗也會增大，因此功率因數偏低也是增大線路損耗的主要原因。怎樣才能大幅度地降低低壓電網的線路電能損耗, 減少線路的電壓損失,

6、 保證供電質量以達到節能、減耗之目的，本文就這一問題提出有效的解決方法及相應的實施方案。2 降低線路損耗的技術方法2.1 負載中心供電法 2.1.1 負載中心供電法功率損耗分析 圖1 圖2如圖1 所示的單端供電方式, 設5個等效負載Z均勻分布, 每個負載的電流為I, 每段線路電阻為R,則各等效負載線路電能損耗:單端供電的總線損為：。如果如圖2 所示采取負載中心供電方式, 則各等效負載線路電能損耗:負載中心供電的總線損為: 通過以上比較可以看出，負載中心供電與單端供電線路電能損耗比為：, 即當等效負載為5個時, 負載中心供電的損耗是單端供電的1/ 3,減小2/ 3。同理，比較等效負載為27個的情

7、況下的功率損耗，見表1, 可見, 并聯負載數越多, PZ / PD 越小, 因而負載中心供電節能效果越顯著。表12.1.2 負載中心供電法電壓損耗分析單端供電( 圖1) 的電壓損失：負載中心供電( 圖2) 的電壓損失：負載中心供電與單端供電線路電壓損耗比為, 即負載中心供電的電壓損失為單端供電的30% , 減小70%。同理，等效負載為27 個的電壓損失比較見表2, 可見, 并聯負載數越多, UZ / UD 越小, 負載中心供電節能效果越明顯。表22.1.3 負載中心供電法實施方法對原電網上的負載進行等效集中: 等效集中是將自然分布的大小不一的負載, 按其計算功率集中成較大的負載上, 該負載的功

8、率及產生的線路電壓損失與實際的分布負載等效。具體做法如下:1）沿線均勻分布的負載, 可集中于分布線段的幾何中心, 如圖3 中的均勻分布負載, 可得:圖3式中: L為負載中心與電源間的距離, L1為第一個負載與電源間的距離, L2為最后一個負載與電源間的距離。按圖中數據, 可求出等效集中負載為40kW, 與電源間的距離L= 300m。2）分散在線路上的負載, 可用功率距法確定負載中心。如圖4 中, 設等效負載為P1+ P2, 當導線截面為常數時, 可根據功率距相等的原則得:圖4有， 寫成一般形式，則，其中為線路上所有負載功率距之和( kWm)，為線路上某處的負載功率(kW) 。按圖中數據可得,

9、等效負載功率P= P1+ P2=42kW, 與電源間的距離L=175m。2.1.4 實施負載中心供電法的基本原則1）變壓器及配電所應盡量設置在負載中心處。視負載中心區域的分布情況, 可將變壓器分散設置,使供電干線盡量以變壓器為中心向四周輻射。2）對采用干線、支線及分支線三級放射式供電的線路, 應基本保證前級向后級的供電點在后級的負載中心處。3）對于單端供電的直線及環路布設的線路, 可斷開原電源, 將其重新接入負載中心處即可。2.2 調整供電電壓及平衡三相負載法因為低壓線路三相負荷平衡時的線損率遠小于不平衡時的線損率，有資料表明低壓線路三相負荷不平衡時的線損率是三相負荷平衡時線損率的3.679.

10、00 倍，因此必須調整低壓線路的三相負荷，使其經常保持均衡。如果有不均衡現象，其不平衡度在配電變壓器出口處不得超過10%，在低壓主干線和主要分支線的首端不得超過20%，整體不平衡度不得超過15%。三相負荷不平衡度計算公式為不平衡度=（最大的一相電流-三相平均電流）/三相平均電流100%在理想的低壓三相對稱電路中, 由于三相電壓、三相負載均對稱, 其線路中的中性線電流為零。按規程規定, 相電壓偏移不得超過額定電壓的- 5%+5%； 因三相負載不平衡產生的中性線電流不得超過額定電流的25% ； 線路上不對稱負載容量不得超過對稱負載容量的15%。中性線截面一般取相線截面的60% 左右。據有關資料介紹

11、, 線路上偏壓偏負載越大, 產生的中性線電流也越大。將電壓偏移25%調整到偏移5%, 能降損96%; 將負載偏移40% 調整到偏移15% , 能降損85%。因此, 在設計安裝時, 應盡量使負載平均分布在各相上, 以使各負載正常工作時, 中性線中的電流盡可能的小。以上兩種降低低壓電網供電線路損耗的措施,如果在新建和擴建低壓電網時引起重視, 則不必為日后改造電網而投資, 可大大提高經濟效益。正常情況下, 在三相四線制低壓電力網中, 由于各種單相負載的存在, 三相負載一般是不對稱的。因為: (1) 單相負載連接時, 三相負載分配很難做到平衡; (2) 即使在連接時三相負載分配很均衡, 但各個單相負載

12、運行、停止時間也不會做到同時; (3) 即使在連接時三相負載分配得很均衡, 但在使用過程中各相都有可能增加負載。在非正常情況下三相負載不對稱的情況尤為嚴重, 其原因有: (1) 配電變壓器高壓側線路發生一相或兩相斷線或接地故障; (2) 配電變壓器調壓分接開關接觸不良, 或高、低壓側接頭, 繞組故障; (3)配電變壓器高、低壓側一相或兩相熔斷器熔斷; (4) 低壓電網一相或兩相線路發生接地或斷線故障; (5) 三相線路阻抗不相等, 或電動機三相繞組中有一相或兩相發生故障; (6) 單相負載私拉亂接, 或為竊取電價差額,把高電價負荷接到低電價線路上。低壓三相負載不對稱會使配電變壓器損耗增大。變壓

13、器的損耗包括空載損耗和負載損耗。正常情況下變壓器運行電壓基本不變, 即空載損耗是一個恒量, 而負載損耗則隨變壓器運行負載的變化而變化, 且與負載電流的平方成正比。當變壓器輸出相同容量的情況下, 不對稱運行使變壓器有功損耗增大。由于變壓器繞組結構是按對稱運行情況設計的, 三相繞組結構性能一致, 其最大允許出力受每相額定容量的限制。當不對稱運行時, 負載輕的相就有富裕容量, 從而使變壓器出力降低。由于輸出容量降低, 變壓器的備用容量亦相應減小, 同時過載能力也降低。另外由于三相配電變壓器是按對稱運行情況設計的, 三相負載對稱時, 三相電流相等,則變壓器的內部壓降相同, 所以輸出電壓是對稱的。當三相

14、負載不對稱時, 各相電流不一致, 因此各相在變壓器內部的電壓降低就不相等, 造成三相輸出電壓不對稱。當變壓器三相負載很不平衡時, 中性線電流較大,由于中性線具有較大的阻抗壓降, 從而使中性點位移,引起各相電壓畸變, 降低電能質量, 影響各相負載的正常運行。減少三相負載不對稱運行的措施主要有：(1)為了取得三相負載的對稱, 三組單相接戶線應盡量由同一電桿上分別從U, V,W三相引下, 且三組單相接戶線的負載應盡量平衡。(2)定期測量三相接戶線的負載, 檢查三相負載是否平衡。不平衡時, 應及時進行調整。(3)減少單相接戶線的總長度, 一般不超過20 m, 且負載電流超過10 A 時, 必須從三相四

15、線制線路上引出, 如距三相四線制線路較遠, 應重新架設三相四線制線路。(4)三相四線制線路上所帶的電焊機, 應根據電焊機臺數, 分別規定出所接電源的相別, 并盡可能規劃出其使用時間。2.3 無功經濟當量法2.3.1 無功經濟當量法的基本原理無功經濟當量是指研究電網處單位無功負荷的增減所引起的連接系統有功損耗的增減量，單位為kW/kvar。圖5如圖5所示，發電機F 發出電能經升壓變壓器B1，輸電線路L，再經降壓變壓器B2配送給用戶PQ，以降壓變B2的低壓母線A處為考察點，設其電壓為U，假設從發電機出口母線至A處的阻抗為RX（歸算到電壓U），那么這個系統的有功損耗為：可以得出，無功經濟當量。根據無

16、功經濟當量的物理意義：當無功負荷每減少1kvar時，引起連接系統有功損耗下降的kW值；或者當無功負荷每增加1kvar時，引起連接系統有功損耗增加的kW值。無功經濟當量給出了衡量某一負荷點的無功消耗對系統線損影響大小的一個尺度，無功經濟當量越大表明該點的無功消耗對系統線損影響越大，反之，無功經濟當量越小表明該點的無功消耗對系統線損影響越小。從上式中可得出結論：無功經濟當量K與無功負荷Q成正比，與負荷至電源之間的電氣距離R成正比。進而可得出無功補償的兩點結論：安裝同一容量的無功補償設備，其安裝地點與電源之間的電氣距離越遠，降損效果越大；安裝同一容量的無功補償設備，其初始無功負荷越大，降損效果也越大

17、。2.3.2 無功經濟當量法的具體措施1）確定調整無功的先后次序為盡可能減少無功功率在電網中的傳輸，使無功功率的傳輸所引起的系統線損降至最小，在調整無功電壓時應按以下次序進行：當系統無功不足電壓較低時，首先應投入用戶及變電所的并聯補償電容器，然后增加發電廠的無功出力，最后再考慮變壓器調檔；當系統無功過剩電壓較高時，首先應減少發電廠的無功出力，發電機提高功率因數運行，然后變壓器調檔，只要用戶及變電所不向系統倒送無功，原則上最后再考慮切除用戶及變電所的并聯補償電容器。2）由負荷輕重合理確定電壓水平根據參考文獻可得知：一個電力網的有功損耗可以分解為空載損耗與負載損耗，空載損耗與電壓的高次方成正比，而

18、負載損耗與電壓的平方成反比。所以對農村電網而言，負荷的季節性很強，14 月系統負載較輕，各農變空載損耗所占比重較大時，應使各農變電壓偏下限運行。512 月系統負載較重，各農變負載損耗所占比重較大時，應使各農變電壓偏上限運行，各農變采用逆調壓方式對降低系統線損有著積極意義。3）充分發揮發電機的調壓能力隨著電網網架規模的不斷擴大，110kV 線路及高壓電纜長度在不斷增加，系統充電無功功率隨之增加，每年第一季度系統負載較輕時，無功過剩電壓偏高的問題將日益突出，因此應充分發揮發電機的調壓作用。首先各電廠應將發電機功率因數提高至0.950.98 運行，其次應選擇熱電廠接入110kV系統的部分大機組進相運

19、行，吸收系統多余無功。反之，當系統無功嚴重不足時，各電廠發電機應按額定功率因數帶足無功出力運行。4）采用無功補償完善調壓手段針對夏季農電高峰期，下野地變電所110kV 母線電壓長期偏低的問題，可考慮采用一些新型無功補償裝置，完善調壓手段，在下野地變電所裝設無功靜止補償裝置（SVC）以穩定其110kV 母線電壓，通過技術經濟比較，無功靜止補償裝置（SVC）遠優于同期調相機，應當首選。對于無功負荷變化較大，電壓波動頻繁的變電所及用戶，應安裝按照功率因數和電壓自動投切的電容器微機自動控制裝置。5) 合理安排電網運行方式從電力系統穩態分析理論中可以推知：由同一電壓等級線路組成的均一電網所形成的環網，選

20、擇閉環運行最為經濟；而由不同電壓等級線路組成的電磁環網，選擇合適的開環點開環運行較為經濟。針對農灌負荷高峰期間，供電區電壓偏低，線損較高的情況，應盡快完善繼電保護裝置，形成大環網具備閉環運行的條件，潮流計算表明閉環運行能明顯提高變電所110kV 母線電壓，從而降低線損。3 實際操作中降低線路損耗的措施3.1 改善電網結構3.1.1 確定合理的供電半徑在確定電網的結構和運行方式時， 應盡量縮短供電半徑， 避免近電遠供和迂回供電。10KV 最大為15km ，400V 線路的供電半徑應不大于500m 。也可根據經濟發展情況和供電環境依據下列原則確定： 對低壓線路負荷在1000KW/km2為0.4Km

21、； 負荷在400 1000KW/km2，取0.5Km； 負荷在200 400KM/km2， 取0.7Km; 負荷在200KM/km2 以下, 取1Km; 平原及山牧區， 設備容量密度小于200KM/ km2 的供電半徑:平原塊狀地區不應大于1.0km, 帶狀地區不應大于1.5km。3.1.2 選擇合理的導線截面增加導線截面會降低導線電阻，較少電能損耗和電壓損失。導線電能損耗與導線的截面積成反比， 但增加導線截面會增加投資，在增大導線的截面時應考慮投資與降損之間的最優方案。償還年限法是直接比較兩個技術上可行的方案， 在多長時間內可以通過其年運行費的節省， 將多支出的投資收回來， 它的目的就是找出

22、最佳方案。在設計低壓配電網之前，首先應對用電負荷進行全面、詳細的調查，在掌握可靠的負荷資料基礎上，綜合考慮投資、節能效益，合理規劃線路走徑，合理選擇導線截面積。對于低壓架空線路，可按配電變壓器出口到線路末端電壓降不超過7%的要求， 來選擇確定線路導線的截面積（或導線型號），即S=M/CU=PL/CU式中S低壓線路導線橫截面積，mm2；M低壓線路中的負荷距，kWm；P低壓線路輸送的有功功率，kW；L變壓器出口至線路末端的線路長度，m；U低壓線路電壓損失率（如取U（%）=7%，則U=7）；C低壓線路電壓損失計算常數， 對于380/220 V 線路，鋁導線C=46，銅導線C=77，對于220 V 線

23、路，鋁導線C=7.7，銅導線C=13。相應地， 對于正在運行的線路，其導線截面積是否選擇合理，也可以根據電壓損失來進行校驗或判斷，即U（%）=M/CS=PL/CS100%需要提醒的是， 按上述方法選擇確定線路導線截面積后，還要檢查這一導線截面積的實際載流量， 以不超過安全載流量為宜。其次，在上述計算方法中，把線路負荷功率因數假定為1，而實際的功率因數是達不到1 的，因此所選用的導線截面積應有一定的余度，一般為10%20%。3.1.3 降低配電變壓器的損耗配變變壓器的電能損失在配電系統電能損失中占很大的比例，減少配變的電能損耗，對降低線路線損具有很大的作用。1) 選擇節能型配電變壓器積極推廣應用

24、S9 系統和非晶合金變壓器； 堅決淘汰64 、73 系列高能耗變壓器。2) 合理選擇配電變壓器的容量一般農村配電變壓器的負荷率較低其鐵損功率Po大于銅損功率Pdn， 合理選擇配變容量Sn， 使其運行在最高效率附近，可達到降低損耗的目的 2 。合理選擇變壓器容量， 既要防止出現“ 大馬拉小車” 現象， 又要避免變壓器經常型的過載。3) 配電變壓器經濟運行變壓器經濟運行節電技術是一項技術上可行，經濟上合理的節能技術， 由于我國變壓器都在自然狀態下運行， 實踐證明， 即使是節能變壓器， 如果運行不當， 實際運行時效也不會理想， 因此變壓器的經濟運行在節能上大有潛力可挖。據分析， 全國開展變壓器經濟運

25、行可使變壓器的能耗下降10%， 每年可節電30 億KWh 以上。4) 切除空載運行配電變壓器在配電網中， 配電變壓器的損耗約占總損耗的60%70%， 而其中的固定損耗（ 空載損耗） 又占變壓器損耗的80% 以上， 即空載損耗占配網總損耗的50%60% 左右。因此， 及時切除某些季節性不用電的農電配電變壓器， 對降低整個配電網的電能損耗是非常有意義的。3.2 改善施工水平1）在架設低壓線路前注意，所用導線應盡量不設或少設接頭。因接頭處接觸電阻大， 將使電能損耗增加。地埋線路更應該盡量避免接頭，萬一出現接頭，必須加強絕緣處理，以防漏電，增加電能損耗。2）低壓地埋線應選用專用塑料地埋線，絕不能用其他

26、絕緣線代替。同時還要采取防鼠害措施，以避免老鼠咬破絕緣層，造成漏電。3）架空線路所用的絕緣子，應選用泄漏電流小的合格產品，以提高線路絕緣水平，減少泄漏損失。4）進戶線和穿墻線，應按相關規程采用有足夠長度的瓷套管，禁止兩線或多線同穿一管。5）建議選用集束電纜進行供電。集束電纜是一種新型可分裂對稱組合絕緣導線。由耐候型防老化絕緣層將相線及中性線通過筋膜以不同形狀相互連接在一起，形成星形、三角形或方形的平行結構，與常規裸導線架空線路相比， 集束電纜線路具有相同截面積下載流量高、電納增大、電抗降低等特點。由于集束電纜結構獨特，故抗拉強度較常規同截面積導線高，在低壓配電網絡中每個表箱均可實現三相四線供電

27、形式， 一般無法在線路上竊電。在絕緣強度方面，采用了高密度耐候型聚乙烯、聚氯乙烯或交聯聚乙烯等絕緣材料，絕緣強度能保持15 年。采用集束電纜后，既能降低線損，減少線路故障，又便于實現三相負載平衡。4 從電網規劃方面降低線路損耗以往電網規劃中常用的負荷預測方法, 大都是用于電量的總量預測, 若直接將其用于地區電網規劃缺少負荷分布的概念。如常用的按行業用電分類預測地區用電量, 只能預測到地區的總供電負荷, 至于這些負荷具體分布在哪里, 就不得而知了。地區電網規劃的基本思路應該是逐級進行: 負荷預測、布局變壓器、規劃電網。按照這種思路逐級規劃出的電網、其變壓器布局合理, 可獲得較高供電可靠性。根據目

28、前所掌握的情況, 大多數供電公司只是靠人工定期測量中壓配電變壓器的主要運行數據( 包括有功表, 無功表和電壓、電流等) , 缺少多年積累的數據, 無法依此進行分布負荷的預測工作。因此應結合地區電網建設與改造工程, 推廣中壓配電變壓器運行數據的遙測, 遙信技術, 及早為頒預測打下堅實基礎。我國經濟體制由計劃經濟向市場經濟轉變, 一度使得電力負荷預測“ 無法” 可依。因為以往大多數已基本成形的電力負荷預測方法都是依托國民經濟計劃的。進入市場經濟應更加重視地區電網總體規劃的編制工作, 這正是負荷分布預測的基礎, 因此, 時下的地區電網負荷預測必須緊緊依托地區各功能小區的規劃, 根據不同的小區功能,

29、合理劃分供電區, 進行電力負荷分布預測, 根據地區總體規劃結合負荷特性將地區劃分為諸多功能小區。將相應小區主要歷史階段的負荷密度進行測算, 分別測算小區負荷, 匯總整個地區供電負荷。供電小區的劃分要結合典型負荷密度。因地制宜, 一般常劃分為如下幾種: 純工業區; 純商貿區; 普通居民住宅區; 高檔居民住宅區; 工住區; 商住區; 倉儲區; 機關區; 學校區; 綠地; 公園等。利用中壓配電變壓器分布廣, 基本能滿足地區電網規劃需要的特點, 通過其負荷統計數據掌握地區電網負荷分布的增長情況, 利用傳統的數理統計分析等手段輔助預測負荷分布。通過大量廣泛收集功能小區密度值, 按照歷史和規劃的不同地區、不同發展階段的功能小區負荷密度進行統計處理, 建立起功能小區負荷密度數據庫, 以供地區電網規劃參考。鑒于中壓配電變壓器分布廣, 基本能滿足地區電網規劃的要求特點, 同時又基于市場經濟條件下政府重視地區總體規劃, 地區電網由下至上逐級進行規劃為宜, 可將負荷分布預測的重點放在預測中壓配電變壓器負荷上, 功能小區