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降低農(nóng)村配電網(wǎng)損耗的措施與實例分析

文檔作者：江朝加劉鈺熊蘭文檔來源：重慶市電力公司市區(qū)供電局重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月31日
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2013.4 電力系統(tǒng)裝備Ⅰ6 7
□ 重慶市電力公司市區(qū)供電局　江朝加　劉鈺
重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院　　　熊蘭
降低農(nóng)村配電網(wǎng)損耗的措施與實例分析
目前，農(nóng)村電網(wǎng)普遍存在輸電線路線徑細(xì)、變壓器損耗高、供電半徑大等問題，導(dǎo)致農(nóng)村電網(wǎng)供電電壓質(zhì)
量差，末端電壓低，線損較高。為了準(zhǔn)確掌握重慶沙坪壩歌樂山地區(qū)配電網(wǎng)的電能損耗狀況，指導(dǎo)農(nóng)網(wǎng)技
術(shù)改造的措施與方向，本文以10 kV歌黃線為例，利用等值電阻法計算了該地區(qū)的理論損耗，通過技術(shù)改造
前后的損耗對比，證明了配電網(wǎng)采用較大截面輸電導(dǎo)線和低損耗變壓器能有效降低電網(wǎng)損耗，提高供電電
壓質(zhì)量和供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過改造，該地區(qū)的電能質(zhì)量明顯改善，用電可靠性明顯提高。
電網(wǎng)損耗標(biāo)志著一個供電系統(tǒng)的布局合理性、
運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和管理水平的高低。在整個電力網(wǎng)電能
損耗中，配電網(wǎng)損耗占相當(dāng)大的比例。在我國廣大
的農(nóng)村地區(qū)，由于供電點(diǎn)多、供電線路半徑長、負(fù)
荷率低等原因，配電網(wǎng)損耗一直居高不下。同時，
線路的損耗又導(dǎo)致線路末端電壓偏低、供電質(zhì)量差
等問題。因此，我國農(nóng)村的線損率普遍偏高，節(jié)電
潛力巨大。目前廣泛采用的降損措施為增加導(dǎo)線截
面積與采用低損耗變壓器。
進(jìn)行線損計算具有重要的理論指導(dǎo)和現(xiàn)實意
義，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)網(wǎng)損計算方法有均方根電流法、
節(jié)點(diǎn)等值功率法、等值電阻法等。由于等值電阻法
計算數(shù)據(jù)容易收集、計算精度較高，因此該方法尤
其適用于對農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)的損耗計算。
1　等值電阻法簡介
等值電阻法是將整個配電網(wǎng)的線損看成由兩部
分組成，其中一部分是變壓器鐵芯產(chǎn)生的空載損
耗，另一部分是線路的銅損和變壓器繞組的負(fù)載
損耗。前者在負(fù)荷變化的過程中可以近似地認(rèn)為不
變，而后者則隨著負(fù)荷的變化而變化。為了簡化計
算，將隨負(fù)荷而變化的第二部分線損用供電首端電
流作用下的兩個等值電阻代替，其中一個對應(yīng)于全
部公用配電變壓器繞組損耗的等值電阻R T e q，另一
個對應(yīng)于導(dǎo)線損耗的等值電阻R Leq。因此，全網(wǎng)在某
時段t 內(nèi)的功率損耗等于該時段內(nèi)的均方根電流I eff的
平方與這些等值電阻之積，加上配電網(wǎng)所有變壓器
空載損耗之總和，如式（1）所示：
ΔW =[3I eff
2(R Leq+R Teq)+ P oi]t （1）
配電網(wǎng)線路等值電阻R Leq是這樣一個電阻：配電
網(wǎng)總電流流過它所產(chǎn)生的損耗等于該配電網(wǎng)所有節(jié)
段的可變損耗的總和。配電網(wǎng)線路的節(jié)段是指從母
線、T接點(diǎn)到配電變壓器的那段配線，或指從一臺
（組）配電變壓器到另一臺（組）配電變壓器之間
的那段配線。更嚴(yán)格的說法則是負(fù)荷電流分支點(diǎn)之
間的配線。顯然，一個節(jié)段后面所掛的配電變壓器
的負(fù)荷電流都流經(jīng)這個節(jié)段并產(chǎn)生“可變損耗”。
配電網(wǎng)線路等值電阻的計算如式（2）所示：
R Leq= [R i( S j)2]/( S i)2 （2）
式中n 表示全網(wǎng)共分n 個節(jié)段；R i表示第i 個節(jié)段
的電阻；m i表示第i 個節(jié)段所供變壓器的數(shù)量；m 表
示全網(wǎng)共有m 臺配電變壓器；S i表示第i 臺配電變壓
器的額定容量。
配電變壓器等值電阻R Teq是這樣一個電阻：配電
網(wǎng)總電流流過它所產(chǎn)生的損耗等于該配電網(wǎng)全部m
臺配電變壓器負(fù)載損耗的總和，其計算公式如下：
R Teq=(U / S i)2 P i 　 　 （3）
式中U 表示變壓器額定電壓，P i表示第i 臺配電變
壓器的額定負(fù)載損耗。
2　配電網(wǎng)網(wǎng)損計算實例
10 kV歌黃線供電范圍涉及歌樂山片區(qū)，線路
echnology
技術(shù)研討
68Ⅰ電力系統(tǒng)裝備 2013.4
以樹狀供出方式，其主干線長度19.935 km，該線
路加上所支線長度共有113.258 km。改造前導(dǎo)線型
號為LG J-50/30，改造后導(dǎo)線型號為L G J-95/55，
裝接配電變壓器121臺，其中S5系列3臺，S7系列
17臺，S9系列87臺，S11系列14臺。額定容量總和
S i=10100 kVA，負(fù)載損耗總和 P i=152830 W，
空載損耗總和 P oi=27405 W。
2.1　歌黃線改造前損耗計算
為簡化計算，將歌黃線19.935 km的主干線平均分
為21段，計算得每段為0.95 km；將總長為93.323 km的
支線平均分為212段，計算得每段為0.45 km。該電
網(wǎng)改造前所用導(dǎo)線型號LGJ-50/30，單位長度電阻為
0.5692 Ω/km，因此主干線每段電阻為0.54074 Ω，
支線每段電阻為0.25614 Ω。根據(jù)一次接線可確定歌
黃線共有233個節(jié)段，將線路數(shù)據(jù)代入式（2），計
算得歌黃線改造前線路等值電阻為R Leq=4.27 Ω。將
歌黃線變壓器數(shù)據(jù)代入式（3），計算得變壓器等值
電阻R Leq=0.15 Ω 。
據(jù)統(tǒng)計，2006年歌黃線供電232.524萬kW·h，
售電198.1783萬kW·h。均方根電流 I eff 的計算公式
如下：
I eff =K (W 2+W Q
2)1/2/( U ) （4）
將歌黃線2006年數(shù)據(jù)代入式（4），得均方根電
流 I eff =18.29 A。
將數(shù)據(jù)代入式（1），計算歌黃線輸電導(dǎo)線為
L G J-50/30時全年電能損耗為ΔW 1=28萬kW·h。
由數(shù)據(jù)計算得理論線損率為12.04%。根據(jù)《國家電
網(wǎng)公司“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要》中的要求，
線損率應(yīng)低于11%，因此當(dāng)歌黃線輸電導(dǎo)線為LGJ-
50/30時線損率未達(dá)到要求。
2.2　歌黃線改造后損耗計算
10 kV歌黃線改造后該電網(wǎng)所用導(dǎo)線型號為LGJ-
95/55，單位長度電阻為0.2992 Ω/km。前面計算出
歌黃線主干線每段長度為0.95 km，支線每段長度為
0.45 km。因此當(dāng)輸電導(dǎo)線為LGJ-95/55時，主干線
每段電阻為0.285 Ω，支線每段電阻為0.135 Ω。
由電網(wǎng)損耗計算公式知，更換導(dǎo)線只對線路等
值電阻有影響，其他數(shù)據(jù)不改變。將改造后的線路
數(shù)據(jù)代入式（2），計算出輸電導(dǎo)線為LGJ-95/55時
的線路等值電阻R Leq' =2.251 Ω。
江朝加，男，1984年出生，助理工程
師，從事配電網(wǎng)檢修管理工作。
3
將更改后的數(shù)據(jù)代入式（ 1 ） ， 計算出輸
電導(dǎo)線為L G J - 9 5 / 5 5 時歌黃線全年電能損耗
ΔW 2=26.12萬kW·h。
由計算數(shù)據(jù)得，歌黃線改造后2006年線路電壓
提高25 V，理論線損率為11.24%，基本達(dá)標(biāo)。
2.3　變壓器更新的損耗計算
目前歌黃線上仍有S5、S7系列高損耗變壓器20
臺，總?cè)萘?60 kVA，占總臺數(shù)的1/6，占總?cè)萘康?
1/18。以2006年供電232.524萬kW·h為例，將10 kV
歌黃線上現(xiàn)有高耗能S5、S7系列變壓器換為低損耗
S9系列三相卷鐵心變壓器后，變壓器空載損耗之和
P oi=26460 W，負(fù)載損耗之和 P i=145580 W。將
數(shù)據(jù)代入式（3），計算出更換后的變壓器等值電阻
R Teq' =0.143 Ω。將數(shù)據(jù)代入式（1），計算得更換變
壓器后全年電能損耗ΔW 3=25.28萬kW·h。
通過理論計算證實，利用L G J-95/55型輸電
導(dǎo)線更換舊的L G J-50/30型輸電導(dǎo)線后，歌黃線
每年可減少電能損耗約2萬k W·h。將S5、S7系
列高耗能變壓器更替為低損耗、節(jié)能型S9系列三
相卷鐵心變壓器后，歌黃線每年可減少電能損耗
近1萬k W·h。不過，歌黃線2006年理論線損率為
11.4%，與實際綜合線損率14.77%存在一定誤差。
分析統(tǒng)計線損高的主要原因，估計是理論計算采用
的節(jié)段長度根據(jù)全網(wǎng)總長來估算，與實際情況有一
定誤差，而且沒有考慮到電網(wǎng)管理線損的存在，如
用戶竊電、電網(wǎng)泄漏、抄表核算差錯及計量表誤差
等原因。
3　結(jié)論
本文通過對沙坪壩歌樂山地區(qū)10 k V歌黃線
的配電網(wǎng)實例計算以及與實際數(shù)據(jù)的對比，證明
在農(nóng)村配電網(wǎng)的改造中，采用較大截面的輸電導(dǎo)
線和低損耗、節(jié)能型變壓器可以明顯降低網(wǎng)絡(luò)損
耗，實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)和
社會效益。

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