中海油節(jié)能環(huán)保服務(wù)有限公司 王震甲 李子騰 嚴少剛

1 引言

伴隨電力資源的大批量消耗，環(huán)境壓力越來越大，全球氣候也在逐漸變暖，這種種問題都引起社會的重點關(guān)注。目前我國仍處于消費升級和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時期，持久、安全、穩(wěn)定的電力資源是社會各行各業(yè)飛速發(fā)展重要的保障，所以，我國電力資源是否能夠正常供給關(guān)系重大。當前，我國10kV 等級配電網(wǎng)的線損量約占整個電力網(wǎng)絡(luò)損耗量的75%，故10kV 配電網(wǎng)降損工作是整個電力行業(yè)線損管理的重中之重。但目前多數(shù)電力單位10kV 線損計算方法粗糙，導致所得結(jié)果誤差較大、精確度低，并不能反映實際因線損而造成的電量損失。據(jù)相關(guān)資料表明，10kV 配電網(wǎng)線損電量損失占比較高，約為60%～65%。所以，10kV 配網(wǎng)的降損工作是電力企業(yè)線損管理的核心要點。但線損原因復(fù)雜，現(xiàn)存10kV 中低壓配網(wǎng)的線損理論計算方法誤差高、精度低、效果不夠理想，不能很好反映配網(wǎng)線路損耗的實際情況和水平。因此，需要加強10kV 配電網(wǎng)線損研究。

2 10kV 配電網(wǎng)線損關(guān)鍵參數(shù)

10kV 配電網(wǎng)的線損關(guān)鍵參數(shù)主要如下所示，了解掌握此類參數(shù)是做好線損工作的前提[1]。

電纜電阻值：

式中，ρ代表電纜電阻率；l代表電纜長度；S代表電纜截面積。

鑒于會受到外界溫度影響，故電阻值式優(yōu)化為：

式中，T 代表外界工作溫度；β代表RL的溫度修正系數(shù)，其中鋁β的值為0.0036℃，銅的β值為0.0038℃，各種環(huán)境工況下式（2）均普遍適用。

電纜電抗：

式中，rds代表相電纜的半徑；Deq代表目標電纜重心間的均距；m代表目標電纜分裂數(shù)。

電纜電納：

式中，BL代表單相目標電纜的電納；lg 代表目標電纜重心間的均距與相導線的半徑取對數(shù)函數(shù)。

3 10kV 配電網(wǎng)線損分析

3.1 10kV 配電網(wǎng)線損的概念

電能一般是由發(fā)電廠生產(chǎn)，然后經(jīng)過升壓變電站將電壓抬高后利用配電網(wǎng)線路進行電力傳輸，通過電力營銷平臺以及相關(guān)計量裝置后被用電客戶按需索取，在整個生產(chǎn)供配電工作中，各個流程毫無疑問地都存在或多或少的電能損耗和無功功率。將各個流程的電能損耗疊加起來的總量稱為線損；線損的電量與配網(wǎng)總供電量的比值定義為線損率[2]。

式中，ΔL%代表配網(wǎng)線損率；ΔE代表配網(wǎng)線損的電量；E1代表配網(wǎng)總供入電量；E2代表配網(wǎng)總供出電量。

3.2 10kV 配電網(wǎng)的線損分類

10kV 配電網(wǎng)的線損一般分為技術(shù)線損與管理線損，如圖1所示。

圖1 10kV 配電網(wǎng)的線損分類

技術(shù)線損主要是根據(jù)電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù)和配網(wǎng)的實際負載量進行相關(guān)計算獲得的線損值，通常包括可變損耗以及固定損耗兩種，其取值大小會跟隨電氣設(shè)備規(guī)格型號及電網(wǎng)實際負載情況的變化而變化。在10kV 配電網(wǎng)線路電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù)恒定的條件下，電網(wǎng)在正常工作中，實際電力負荷的變化會引起技術(shù)線損的理論計算值發(fā)生變動，動態(tài)變化中的最小線損率又叫經(jīng)濟線損，此刻的電流叫作經(jīng)濟電流[3]，利用經(jīng)濟電流，降低配電網(wǎng)線損的同時還可以降低系統(tǒng)的投資成本。

管理線損一般是無法查明原因的線路損失，有可能是制度法規(guī)不完善、也有可能是工作管理不到位或是電表的故障或計量誤差、抄表人員的粗心大意等因素而造成配電網(wǎng)供用電環(huán)節(jié)中頻發(fā)跑、漏電等惡性情況 ，導致一定程度的電量消耗。此外，如果某些用電居民的法律意識不高、自身素質(zhì)有待提高，可能會發(fā)生偷、盜電等不良現(xiàn)象，干擾市場秩序，引起線損管理方面的誤差。因此，線損管理工作不僅要完善管理體系，出臺相關(guān)線損管理措施，升級改造電氣設(shè)備，還應(yīng)加強偷盜電法律宣傳，做好用電居民教育提升其自身修養(yǎng)。

4 10kV 配電網(wǎng)同期線損管理

4.1 完善線損管理體系

電力單位線損管理工作是否有效已成為企業(yè)自身重要的考核指標，因此，采用新興的計算機通信技術(shù)和Internet 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行精細化的線損管理工作，并將這些技術(shù)滲透到配電網(wǎng)線損管理工作的各個流程中，利用新興的通信手段搭建四個保障、三個強化的線損管理體系，有效對整個配網(wǎng)的輸電線路線損情況進行動態(tài)的監(jiān)測。同時，電力單位要不斷完善目前配網(wǎng)的管理模式及工作體系，電力單位應(yīng)結(jié)合自身情況對系統(tǒng)中的全部供電線路、電氣設(shè)備等全面考量，調(diào)研各個設(shè)備的實際耗電情況，核算線損大小，差異化對各設(shè)備的線損狀況制定針對性的線損管理方案，在完善線損工作體系的同時要制定好線損工作各階段的小目標，并逐個擊破。此外，搭建線損管理平臺也可以實現(xiàn)對配網(wǎng)系統(tǒng)進行動態(tài)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、精準預(yù)警、有效互享，通過運行平臺的人機界面可以全面掌握系統(tǒng)線損工作的詳細數(shù)據(jù)。

4.2 加強用電過程管控

隨著通信技術(shù)的飛速前進，為滿足人民不斷增長的用電需求，當前的供電單位需要對配網(wǎng)輸電線路統(tǒng)一升級優(yōu)化，確保電力數(shù)據(jù)采集的準確性的同時利用計算機技術(shù)盡可能地對配電網(wǎng)總的線耗進行詳細測算。且經(jīng)過計算機技術(shù)的升級改造后，還可以使整個配網(wǎng)線路的通信水平大大提升，動態(tài)掌握輸電線路的電力運轉(zhuǎn)情況，及時發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的異常工作情況，第一時間通知工作人員進行處理，不耽誤生產(chǎn)進度的同時將故障帶來的影響降低到最低，強化用電過程管控，進一步改善用戶的用電體驗，此外，在線損工作實際開展過程中，還需額外安裝盲電補償裝置，設(shè)計施工時提前對配電網(wǎng)的總體線路統(tǒng)籌規(guī)劃，堅持“安全第一、高效運行”的工作理念，預(yù)先對整個區(qū)域的用電客戶情況進行摸排調(diào)查，同時結(jié)合當?shù)貙嶋H的外界工作環(huán)境，統(tǒng)籌整個配網(wǎng)的建設(shè)方案，為后面線損管理工作奠定基礎(chǔ)。

4.3 強化配電網(wǎng)智能化程度

設(shè)計人員在配電網(wǎng)設(shè)計規(guī)劃時期，為使供電單位在后期的運營維護中高效工作，具備較強的數(shù)據(jù)采集和分析處理能力，需要廣泛采用自動化技術(shù)，對于已經(jīng)建成的配電網(wǎng)，應(yīng)在其系統(tǒng)中引入自動計數(shù)的監(jiān)測設(shè)備、控制裝置等進行智能化技改，多維度提升配網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控水平，增強供電單位對配網(wǎng)的掌控能力和數(shù)據(jù)分析能力，一旦發(fā)生故障時可以及時應(yīng)對，迅速處理。總之，配網(wǎng)自動化水平的提升，不僅需要電力企業(yè)的營銷服務(wù)質(zhì)量和水平要有所提高，還需要供電單位員工加強自身的業(yè)務(wù)知識學習，以便更好操控智能化的設(shè)備，更加有效地對線損進行高效管理。

5 10kV 配電網(wǎng)同期降損策略研究

5.1 合理選擇配電網(wǎng)電纜橫截面積

在我國目前的10kV 配網(wǎng)中，廣泛采用的電纜是鋁包鋼絞線。電纜材料為鋼芯，強度較好不易斷裂，電纜長度在配網(wǎng)設(shè)計階段也做好了規(guī)劃因此也保持固定，但電纜的橫截面積卻是能夠選擇的。單從降損角度進行選擇，電纜的橫截面積肯定是越大降損效果越好，然而，電纜的橫截面積越大其投資成本也越高，因此，應(yīng)統(tǒng)籌多方面進行考慮，可以參考上面提到的經(jīng)濟電流密度參數(shù)來選擇10kV 配電線路的電纜橫截面積，其常見取值見表1。

表1 10kV 配電線路的常用電纜的經(jīng)濟電流值（單位：A）

5.2 通過變壓設(shè)備實現(xiàn)降損目的

電力單位可以借助調(diào)整變壓設(shè)備的工作參數(shù)來降低10kV 配網(wǎng)的線損值，比如，采用新一代的變壓設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高能變壓器，并根據(jù)一年四季的氣候的特點改變變壓設(shè)備的運行狀態(tài)來適應(yīng)10kV配電網(wǎng)中電力負載的變化，從而減小系統(tǒng)線損，提升配網(wǎng)的總工作效率[4]。在實際輸電線路施工過程中，要根據(jù)當?shù)氐乩砬闆r合理選用多種形式有機組合的安裝方式，減少安裝成本的同時提高施工質(zhì)量。

5.3 做好電網(wǎng)配電線路無功補償

電容、電感等電氣件安裝于10kV 配網(wǎng)電能生產(chǎn)及傳輸?shù)母鱾€生產(chǎn)流程中，造成線網(wǎng)線路中許多無功功率的產(chǎn)生，科學采取無功補償手段降低10kV配網(wǎng)的線損已迫在眉睫。在10kV 配網(wǎng)中引入現(xiàn)代化無功補償技術(shù)后，無須增加任何變壓裝置，一方面充分發(fā)揮了現(xiàn)有變壓設(shè)備的效能，提高了各用電設(shè)備的功率因數(shù)，另一方面減小了由于無功引起的線路損耗，也為企業(yè)降低了設(shè)備成本，自動控制10kV配電網(wǎng)的有功傳輸?shù)耐瑫r提高了配網(wǎng)的電能利用率。因此，10kV 配網(wǎng)要想做好線損工作，需采用現(xiàn)代化的無功補償手段，降低配網(wǎng)系統(tǒng)無功損耗的同時提升配網(wǎng)的運行質(zhì)量[5]。

5.4 優(yōu)化改善計量管理

電力企業(yè)必須合理的選擇計量設(shè)備及計量方式，滿足自身使用條件的同時兼顧用戶的相關(guān)需求，達到對電能計量的精準控制，進而對配網(wǎng)線損的進行高效化掌控。此外，電力企業(yè)需要根據(jù)實際情況綜合考慮集中計量和局部計量相結(jié)合的方式進行布置，前者可以整體測量整個配電網(wǎng)中全部的供電量，后者是對某片區(qū)域內(nèi)的用電客戶的實際耗電量分別進行統(tǒng)計，通過兩者采用的計量值進行一一對比，可以對區(qū)域內(nèi)的實際用電情況進行把控。

6 結(jié)語

本文首先對10kV 配電網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)進行了介紹，然后在10kV 配電網(wǎng)的技術(shù)及管理線損充分分析基礎(chǔ)上，探究了10kV 配電網(wǎng)同期線損管理措施，提出了優(yōu)化了配網(wǎng)供電架構(gòu)、合理選擇配網(wǎng)設(shè)備與材料、減小供電半徑、配電線路無功補償及優(yōu)化計量管理等策略，節(jié)約成本的同時，又為企業(yè)創(chuàng)造了較高經(jīng)濟利益，推動了電力企業(yè)的健康發(fā)展。