王 燦

配電網降損改造方案研究

王 燦

（重慶電力高等?？茖W校，重慶400053）

通過對配電網現狀的分析，從配電增容和降損改造、損耗較高配電網和線路的無功補償改造、卡脖子線路的改造、配電網電壓質量改善、電網綜合能效管理平臺改造等方面提出了配電網降損改造的方案。

配電網；節(jié)能；損耗

電能依賴電力網進行傳輸，電網損耗的大小直接影響電能的輸送效率，因此電力網的節(jié)能和降損尤為重要。目前我國電網結構的主要問題是特高壓的骨干網和配電網均很薄弱。因此在加快特高壓電網建設的同時，也要加強配電網的改造。而配電網由于點多面廣，配電線路的結構很復雜，其電壓等級較低，因此損耗又較大，幾乎占據電網總損耗的一半以上，若能正確有效地進行節(jié)能改造，節(jié)能的空間巨大。隨著社會經濟的快速發(fā)展，對配電網要求實現更高的供電質量，如何建設經濟合理、供電質量更高、電能損耗更低的新型配電網是急需解決的問題。

1 配電網現狀

對國內配電網數據進行分析可知，近6年來負荷每年的增長率都在3%以上，而配電網投資相對較少，區(qū)域內存在著供電質量差、損耗大的情況。雖對配電網進行了局部維修、改造，但電網健康水平仍有持續(xù)下降趨勢，電能損耗逐年遞增，主要體現在以下幾方面。

高損耗變壓器占綜合配電變的比例較重，負載率過高：現階段10 kV配電網中，節(jié)能型變壓器占比較少，損耗較高的變壓器壓器具有較大改造空間；部分配電變壓器負載分布不均衡，配變過載、過熱問題突出，既增大了運行損耗又不滿足安全運行條件；從配變運行年限看，運行時間超過10年以上的配變超過了31.4%。而農村部分地區(qū)配變供電高峰時間短、低谷供電時間長，負載率隨季節(jié)變化較大，也增大了運行損耗。

無功補償存在補償容量偏低的問題：10 kV配電網的低壓無功補償方法通常是就地平衡以便于電壓調整，主要采用分散和集中相結合的方式。集中裝設在配電變壓器低壓側的無功補償容量，一般為變壓器額定容量的20%～30%。但近年來，由于負荷的增長與無功補償容量的投入相差較大，且由于低壓小容量用戶、低壓動力用戶端無功補償欠缺，配電網無功功率存在較大的缺額，功率因數較低，這使供電能力和電壓質量受到很大影響，加大了線路的損耗。

2 配電網降損及電能質量提升方案

2.1 配電增容、降損改造方案

首先可考慮將城區(qū)、農網中部分的戶均供電容量偏低、負載率大于30%的老舊S9型配電變壓器進行增容改造，換成非晶合金的節(jié)能型變壓器，并配置相應的配電箱，提高配電網供電能力，使配電變壓器的損耗降低。非晶合金變壓器是用非晶合金帶材制作鐵心的變壓器，其優(yōu)點是空載損耗非常低，非常適合負載率較低的農村電網，通過在各地區(qū)更換非晶合金變壓器，可明顯降低變壓器的運行損耗。

2.2 損耗較高配電網及線路的無功補償改造方案

可選擇功率因數＜0.9、年售電量＞10萬kWh、低壓線損較高、供電半徑較長的配電網，裝設無功補償裝置，以降低線損；選擇年供電量≥100萬kWh、功率因素＜0.93、供電半徑＞6km線路，裝設線路的無功補償裝置，可有效降低線路的傳輸損耗，提高電能質量。無功補償技術現今已非常成熟，是簡單有效的節(jié)能措施，可有效提高系統(tǒng)的功率因數，在減少線路和設備的損耗，提升輸電能力等方面效果明顯。

根據國網公司有關技術標準，按照無功補償以“配電變壓器低壓側集中補償為主、低壓分散補償為輔”的原則，按照“分級補償，就地平衡，優(yōu)化控制”的策略，對供電電壓質量、功率因數不達標的公用臺區(qū)安裝自動無功補償裝置。補償的方式如圖1所示。

圖1 配電線路和臺區(qū)的無功補償結構圖

在部分10 kV線路、公用臺區(qū)安裝集臺區(qū)信息采集與無功協調控制于一體的無功優(yōu)化及協調控制設備（如圖1中的方式1、方式2所示）。它是根據臺區(qū)變壓器負荷水平的變化，對配電變壓器自身及負荷變化產生的無功功率損耗進行補償，并按照配變容量大小及負荷變化情況，配置分組補償容量及電容器組投切策略。

2.3 卡脖子線路的改造方案

線路的損耗產生，主要因為導線中流過電流，在導線的電阻上產生有功損耗，它和線路中流過電流的平方、導線的單位長度阻值以及線路的長度成正比，所以在線路負荷狀況及線路長度不變的情況下，采用單位長度阻值更低的導線可有效降低線損。因此可將配電網中超齡運行的老舊、線徑細、單位長度電阻高、卡脖子現象比較嚴重的10kV線路更換為大截面導線，由原70，95，120 mm2等截面導線更換為 JKLGYJ－240絕緣導線，以降低線路損耗，達到節(jié)能效果。

2.4 改善配電網電壓質量方案

可在配變負荷變化大、電壓波動幅度大、存在短時電壓越上下限問題的配電網中，裝設有載調壓變壓器，配合配電自動化系統(tǒng)，保證配電網的電壓合格率。在有載調壓配電變壓器方面，我國《電力系統(tǒng)技術導則》規(guī)定：“對110 kV及以下變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用帶負載調壓方式?！痹趯嶋H應用中當配電網的電壓變化超過了允許值時，有載調壓變壓器會在設定的時間對配電網的電壓進行調節(jié)，以保證電壓的穩(wěn)定。因此，對負荷比較集中的地區(qū)安裝有載調壓配電變，保證無功功率的分區(qū)就地平衡，當配電網的負荷發(fā)生變化時，可配合無功補償裝置，通過投入切除并聯的電容器組和低壓電抗器，以及對變壓器分接頭的調節(jié)，可以很好地保證用戶的供電質量。

2.5 電網綜合能效管理平臺改造方案

電網綜合能效管理平臺可對配電網的線路和設備進行多方面的評估和管理，是配電網節(jié)能降損的有效支撐手段。平臺采用省級部署模式，通過臺區(qū)采集裝置，采集并上送臺區(qū)能效信息，同時實現與配電自動化系統(tǒng)、用電信息采集等系統(tǒng)的橫向貫通，實現能效相關信息的管理和分析，整體提升能效管理水平。其總體架構如圖2所示。

圖2 電網綜合能效管理平臺框架圖

平臺主要包括電網能效診斷、能效數據監(jiān)測、能效治理和能效管理四大功能，通過電網綜合能效管理平臺的應用，能夠規(guī)范能效設備管理，加強能效數據監(jiān)測，最終達到從管理上降低能效的目的。其整體功能架構如圖3所示。

圖3 電網綜合能效管理平臺功能結構圖

平臺結構主要分為3層：數據層、應用層和展現層。其中數據采集主要包括線路、配變、無功補償、電能質量、電量等。展現層采用B／S方式展現，同時實現與手機、PDA、IPAD等終端交互。其整體硬件部署如圖4所示。

圖4 電網綜合能效管理平臺硬件結構圖

3 結語

配電網節(jié)能改造方案的實施，可增強配電網供電能力和供電可靠性，提高配電網的功率因數和供電質量，通過構建配電網綜合能效管理平臺，可強化配電網能效管理的水平，使服務水平得到大幅提升，還可優(yōu)化配電網的運行參數，協調各級電網發(fā)展，有著較好的經濟效益、社會效益和環(huán)保效益。

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A Study on the Scheme for the Loss Reduction Renovation of the Distribution Network

WANG Can
（School of Electric Power Engineering of Chongqing Electric Power College，Chongqing 400053，P.R.China）

It is a realistic and urgent task to renovate the energy conservation of the distribution network and improve the quality of the electric energy in the construction of the distribution network.Based on the analysis of the current situation of the distribution network，this paper presents the scheme for the loss reduction renovation in the aspects of the renovation of the capacity expansion of the distribution and the loss reduction，the renovation of the reactive compensation of the distribution network and lines with high losses，the renovation of the blocked lines，the renovation of the quality of voltage of the distribution network and the renovation of the comprehensive energy efficiency management platform of the power grid.

distribution network；energy conservation；loss

TM727.2

A

1008-8032（2017）04-0017-04

2017－06－05

國網重慶市電力公司群眾性創(chuàng)新科技項目（2017渝電科技自17＃）。

王 燦（1981－），副教授，研究方向為電力系統(tǒng)繼電保護及自動裝置。