（电力系统及其自动化专业论文）阜宁配电网络电能损耗分析及降损对策研究.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t l i n el o s sr a t ei sa ni m p o r t a n ts y n t h e t i ce c o n o m i c a la n dt e c h n i c a li n d e xo fe l e c t r i c p o w e rc o m p a n y i tr e p r e s e n t st h el e v e lo ft h ep l a na n dd e s i g n ，t h el e v e lo fp r o d u c t i o na n d t e c h n o l o g ya n dt h el e v e lo fo p e r a t i o na n dm a n a g e m e n to fae l e c t r i cp o w e rn e t w o r k c o m p a r i n g w i t ht h ed e v e l o p e dc o u n t r i e so ft h ew o r l d ，t h el i n e l o s sr a t eo ft h ep o w e rn e t w o r ko fc h i n a i ss t i l lh i g h ，s ot h ep o t e n t i a lo fp o w e rs a v ei sa l s og r e a t b yt h em a n a g e m e n tc o n c e p t i o n s o ft h ep o w e rc o m p a n yh a v eb e e nu p g r a d e d ，t h eli n e l o s sr a t eo ft h ep o w e rn e t w o r ko fc h i n a w i l lb ea d v a n c e di nt h ew o r l dw i t ha d o p t i n gm o d e r nm a n a g e m e n tm e t h o d ，g i v i n gu pe x t e n s i v e m a n a g e m e n t ，m a k i n gb e t t e ru s eo fq u a n t i t a t i v e ，o p e r a b l ea n de x a m i n a b l es c i e n t i f i cm a n a g e m e n t m e t h o d s ，r e d u c i n gt h ei r r a t i o n a ll i n e l o s st ot h el e a s ta si tc a nb e t h i si sn o to n l yt h e m a i na s p e c to ft h em o d e r nm a n a g e m e n to ft h ep o w e rc o m p a n y ，b u ta l s ot h en e c e s s a r yc o n d i t i o n f o rt h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e rc o m p a n y b a s e do nt h ed i s c u s s i o no ft h ec a l c u l a t i o n ，m e t h o d s ，m a n a g e m e n to fe l e c t r i cp o w e rl o s s e s a n d t h ec o m p l i m e n to fv a r i o u ss o l u t i o n so fd e d u c i n gp o w e rl o s s e s ，t h i sp a p e rh a sa n a l y z e d t h el i n e l o s sa n a l y s i so ft h ec u r r e n ts i t u a t i o na n dt h ep r o b l e m so ff u n i n gp o w e rc o m p a n y i nt h er o u n df r o mt h es i d e so fd a t ag a t h e r i n g ， a r i t h m e t i cs i m p l i f y i n ga n dt h es o l u t i o n o fd e d u c i n gl o s s ，a n ds oo n e s p e c i a li nt h es i d eo fd e d u c i n gl o s s ，t h i sp a p e rb r o u g h to u t al o to fv a l u a b l es u g g e s t i o n s ，a n dh a v ep r o v i d e dar e f e r e n c eb yt h ef a c tt h a tt h ee c o n o m i c e f f e c ta n a l y s i n g ，f o rc a m p a n y sn e x ts t e pm a r k e t i n gs t r a t e g ya n dd e v e l o p i n gd i r e c t i o n k e y w o r d s ：p o w e rl o s s e s ：r e d u c el o s s ：s t r a t e g y ： i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名：数日期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 日期： 第一章绪论 1 1 研究的目的和意义 第一章绪论弟一早珀t 匕 电能损耗是电网线路及设备对电力的消耗，是电力企业自行消化的一个指标。电力网的电能损 耗率是电力工业中一个重要的技术经济指标，降低电能损耗是电力部门在节约能源方面的繁重任务。 准确简便的电能损耗计算和分析方法有利于拟定出合理的降低电能损耗的措施并考察措施的实际效 果，也便于制订适当的电能损耗考核指标和规划，从而对电能损耗管理工作起指导和促进的作用。 在一个供电区域内，电能通过电力网的输电、变电和配电的各个环节供给用户。在电能的输送 和分配过程中，电力网中各元件( 变压器、输电线路、补偿和调整设备以及测量和保护装置等) 都要消 耗一定的电能。在一个供电区域的电网在给定时段( 日、月、季、年) 内，输、送、配各环节中所损耗 的全部电量即为电能损耗电量，它通常是根据电能表所计量的总供电量和总售电量相减而得出的。 电力网元件中所损失的电量，一部分与电力网元件中所通过的功率或电流的平方成正比，例如变压 器绕组电阻和导线电阻中所损失的电量，这类损失称可变损失。另一部分与通过电力网元件中的负 荷功率或电流之间的关系不大，而主要与电力网元件上所加的运行电压有关，例如变压器铁芯、电 缆和电容器的绝缘介质中所损失的电量以及电晕损耗电量( a p 空载损耗) 等，这类损失称为固定损失。 这两部分损耗电量习惯称为“技术损耗电量”，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论电能损耗 电量( 相应的电能损耗率称为理论电能损耗率) ，可以通过技术措施予以降低。另外，在电力网的实际 运行中，还有各种不明损失，例如对计费表的漏抄错算，计费表的负误差，带电设备由于绝缘不良 而漏电以及无表用电和窃电等。它是由于管理上的原因造成的，这部分习惯称为“管理损耗电量”， 它应该而且可以采取必要的组织措施和管理措施予以避免或减少。 在电能损耗的管理工作中，既要重视降低技术损耗电量，也要重视避免或减少管理损耗电量。 电力网在规划、接线方案比较和变电所设计时，都要进行理论电能损耗计算，对一些降损措施 和效益进行预计，通过技术经济比较来选择经济合理的降损方案。供电部门对运行的电力网进行理 论电能损耗计算，并与实际统计所得的电能损耗比较分析，从而估计出损耗的构成情况，为降低管 理损耗电量提供依据。可见，精确的电能损耗计算是非常重要的，然而由于我国配电系统的自动化 程度还比较落后，而用户众多，分布广泛，这就使得全面的实时负荷数据不可能得到，因此，如何 充分利用现有的数据，比较精确的估算网络的理论电能损耗，就成为众多研究者的目标。 本文正是根据阜! j 2 配电网络的数据特点，研究其相应的理论电能损耗计算方法，并根据配电网 1 东南大学工程硕士学位论文 络的具体特点，进一步研究其相应的降损措施，寻求最优的无功补偿配置方案。显然，本文的研究 不仅具有重要的理论意义，同时更具有重要的实际应用价值。 1 2 国内外研究现状 1 - 2 1 电能损耗的基本概念及构成 在输送和分配电能的过程中，电力网中各个元件所产生的一定数量的有功功率损耗和电能损失 统称为线路损失，简称电能损耗。电能损耗电量占供电量的百分比称为线路损失率，简称电能损耗 率【5 】。 电能损耗包括固定损失、可变损失和其他损失。 固定损失一般不随负荷变动而变化，只要设备带有电压，就要消耗电能，就有损失，主要与外 加电压高低有密切关系。固定损失主要包括变压器及调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈 等设备的铁损及绝缘子的损失；电缆和电容器的介质损失；电度表电压线圈损失；电晕损失等。 可变损失随负荷电流的变动而变化，与电流的平方成正比，电流越大，损失越大。主要包括： 变压器的铜损；输、配电线路的铜损；调相机、调压器、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铜损； 电度表电流线圈损失；接户线铜损等。 其他损失是指由于管理工作不善，规章制度不健全或执行不力，以及其他不明因素在供用电过 程中的跑、冒、滴、漏等造成的损失，也称为管理电能损耗或不明损失。主要包括：计量装置本身 的综合误差，计量装置故障；营业工作中的漏抄、漏计、错算及倍率差错等；客户的违章用电、窃 电：供售电量抄表时问不同期；统计电能损耗与理论电能损耗计算的统计口径不一致，以及理论计 算的误差等。 供电企业电能损耗种类分为统计电能损耗、技术损耗和管理损耗。统计电能损耗是根据电度表 的读数计算出来的，即供电量和售电量二者的差值。理论电能损耗是根据供电设备的参数和电力网 当时的运行负荷情况，由理论计算得出的电能损耗，又称技术损耗。管理损耗即不明损失，等于统 计损耗与理论损耗的差值。 1 2 2 国内外研究现状 电力网电能损耗是指一定时段内网络各元件上的功率损耗对时间积分值的总和。因此，准确的 电能损耗计算比在电力系统中确定的运行方式下稳态潮流计算还复杂，这是因为表征用户用电特性 的负荷曲线具有很大的随机性，各元件上的损耗对时间的解析函数关系很难准确表达出来，因此只 2 第一章绪论 能用数理统计的方法解决。 有些电力系统由于表计不全，运行数据无法收集，或者电网的元件和节点数太多，例如l o k v 配电网和低压电网，运行数据和结构参数的收集整理很困难，无法采用潮流法计算，则要求简化计 算方法，以便减少人力、物力而又能达到一定的准确度。下面介绍一些国内外通常应用的电能损耗 计算方面的一般方法。 对于电能损耗计算，目前国外研究的重点是对电能损耗的分析和降损措施与方法的研究，如以 降损为目标的网络重构伫1 1 、无功优化、补偿电容投放位置的确定等问题【2 2 1 ，其中涉及到的电能损耗 计算问题大都转换为功率损耗问题，以潮流方法来求解。 随着电力市场研究与实践的不断深化，网损分摊成了研究的热点，对基础性的网损计算问题， 多是用潮流理论来进行分析。近年来提出的一些新方法，主要有模糊理论逼近法】、人工神经元法 2 4 】、负荷统计学方面的聚类法等【2 5 1 ，都是将别的学科的一些新方法引入到电能损耗计算，虽然在电 能损耗计算方法上有所创新，但是这些方法并不是很适合于实际系统的电能损耗计算，他们大都停 留在理论研究阶段，没见到推广应用的先例。 国内电网电能损耗理论计算按 墨r l 为了满足经济分布的条件，可以在z 尺比值较大的一条线路上串联接入 电容器来补偿它的部分电抗，以达到两条线路的x r 比值相等，从而使电流分布符合有功功率损 耗最小的条件，可见，接入的电容器的容抗k 应满足下式的要求 x 2 - x c ：墨 ( 4 2 ) 尺 墨 从( 4 2 ) 式可求出补偿的容抗 x c = 置一五鲁 3 ， 也就是说，2 # 线路的补偿度为 群：墨：卜墨量( 4 4 ) 。 x 2蜀天2 ( 3 ) 合理安排设备检修，尽量实行带电检修 电力网正常运行时的接线方式，一般是比较安全和经济合理的接线方式。如果设各检修时，正 常运行时的接线不得不加以改变。改变后的接线方式不但会降低运行的可靠性，而且会使电能损耗 大量增加。运行结果表明，设备检修时，电能损耗是正常运行时的几倍。因此，合理安排设备检修， 加强检修的计划性，尽量将要检修的时间集中，尽量缩短检修时间，或者有条件者积极实行带电作 业来完成检修任务，以减少电能损耗。 ( 4 ) 配电变压器动态管理，使其处于经济运行状态 农村和工业企业的配电变压器，当其用电后负荷相对比较稳定，较长的一段时间内变化不大， 所以，在给农村和工业企业供电前，选择其配电变压器的容量时，就按经济运行、损耗最小的原则 东南大学工程硕十学位论文 来选择，这样也可以减少用电户的电费支出。而对于城区的公用配电变压器，当其投运后所带的负 荷变化较大，有可能一台公用配电变压器刚投运时处于轻载状态，而运行一两年后就满载或过载。 轻载、满载和过载都不利于配电变压器的经济运行，都会使电能损耗增加，轻载则投资发挥不了其 应有的作用。不过，公用配电变压器全部都由供电部门负责运行、维护和管理，供电部门可以定期 测量和掌握公用配电变压器的负载情况，当某一台配电变压器由于其供电区域内的负荷增大而满载 或过载时，供电部门根据经济负载率确定的相应容量的配电变压器，将已运行的但处于轻载状态的 或者备用的相同或相近容量的配电变压器调换，使公用配电变压器始终处于经济运行状态，从而使 配电变压器的变损最小。 ( 5 ) 调整和平衡负荷 电力系统的负荷曲线波动幅度大，则电能损耗会增加；若提高负荷率，降低最大负荷，可以减少 电能损耗。 对于城网中的“手拉手”线路，正常运行时，选择合理的断开点，使线路首端电流较大者减小 其供电半径，线路首端电流较小者使其供电半径可以大些。这样也可以减少电能损耗。 低压配电网在运行中要经常测量配电变压器出线端和一些主干线的三相负荷电流及中性线电 流，要随时调整尽量使三相负荷平衡。因为三相负荷若不平衡，不但要影响低压网络的电压质量， 而且也会增加电能损耗。控制三相负荷的不平衡度，可以减少由于三相负荷不平衡所造成的损耗。 一般要求配电变压器出线端电流的不平衡度( 中性线电流与三相电流平均值之比) 不大于1 0 ，低压 干线及主要支线始端电流的不平衡度不大于2 0 。 4 1 3 提高电力网负荷的功率因数 我们由公式p = s e c o s j 可以看出：在电力网输送的视在功率一定时，功率冈数c o s j 越高，电力 网输送的有功功率p 就越大。功率因数低的实质就是用电设备向电力网中吸收无功功率太高。如要 提高电力网所输送负荷的功率因数，就必须设法减少电力网所输送的无功功率。提高功率因数，减 少无功损耗的途径有以下两个方面： 一是提高自然功率因数。提高电气设备的自然功率因数，主要是：通过合理选择供、用电设备 的容量和型号；推广使用- 1 了电新产品和新技术；及时停用空载设备来减少电力网中各个部分所需的 无功功率，特别是减少负载的无功消耗。 二是在负荷的有功功率p 保持不变的条件下，提高负荷的功率因数，就意味着减少了负荷的无 功功率q ，因而可以减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率。所以也将减少线 3 6 第阳章降低电能损耗的措施分析 路和变压器中的有功功率损耗和电能损耗。 设电网的元件电阻为r ，功率因数为v a 3 s1 i r 则元件电阻上的功率损耗，与功率因数的平方成反比。 如果负荷用均方根功率( 等效功率) 表示，则电能损耗与对应功率因数的平方成反比。 可得出提高功率因数对降低负载损耗的影响，结果如表禾1 所示。 表4 1 负荷功率因数提高到o 9 5 时负荷有功损耗的降低 负载原有 功率冈数 o 60 6 5o 70 7 5o 8 o 8 50 9 值 负载有功 损耗降低 百分数 6 05 34 63 82 92 01 0 ( ) 提高负荷的功率因数，让无功功率基本就地平衡，电能损耗就可以大为降低，而且还可以改善 电压质量和提高线路和变压器的输送能力。美、英、日等国家规定配电线路上基本不送无功功率， 供电线路的功率因数在高峰负荷时达o 9 5 以上，在低谷负荷时为1 0 左右。我国各地区的电力网的 平均功率因数均较低，可见大有降损的潜力。我国原电力工业部颁发的电力系统电匿和无功电力 管理条例( 试行) 中对电力用户功率因数的规定为：一般工业用户的功率因数要求从0 8 5 提高到0 9 0 ： 对大量用电的工业用户的功率因数要求从o 9 0 提高到o 9 5 ；农电的功率因数要求达到o 8 0 。这是符 合我国当前电力系统的发展要求的，是合理的，也是符合节能的要求的。 4 1 4 电网升压改造 电网升压改造是指在用电负荷增长，造成线路输送容量不够或者能耗过大，以及为了简化电压 等级所采取的技术措施。 4 1 5 更换高能耗变压器为节能型，更换导线截面 变压器的损耗是配电网络损耗的主要组成部分。故降低配电变压器损耗是降低网损的有效途径 之一。通常采用以下方法：l 、淘汰高损耗配电变压器：2 、停用空载配电变压器；3 、加装低压电容 器：4 、加强运行管理；5 、合理配置配电变压器容量。 在输送负荷不变的情况下，更换导线截面，减少线路电阻可以达到降损节电的效果。 4 2 降低电能损耗的管理措旅 4 2 1 加强计量管理 3 7 东南大学工程硕上学位论文 加强计量管理，降低配电网的电能损耗，主要可采取以下措施： 计量点的选择：客户用电计量点应尽量选择在供用电双方的产权分界处，以便管理和减少电能 损耗的计算。 计量方式的选择：高压客户在高压侧计量还是在低压侧计量，主要根据售电变压器的大小而定， 尽量选在高压侧计量。 计量装置的选择主要是互感器的选择和电能表的选用。互感器应满足计量要求及符合额定电压， 还应根据负荷电流选择合适的变比。 计量装置的安装方式主要采用按户分散装表和集中装表两种。为了方便管理和防窃电，有条件 的应尽量采用表箱集中装表。按户分散装表时，主要以安全、方便为原则，并采取防窃电的措施。 此外，要加强对计量装置的定期校验和巡视，使计量装置处于正常健康的运行状态。 定期对电能表、电流互感器、电压互感器定期校验或轮换，达到准确计量。 采用防窃电的计量装置。 4 2 2 加强抄核收管理 对于配电网来说，基础资料不准确，计算出来的电能损耗也不准确，所以基础资料的管理是关 键。抄表核收工作是用电管理中的一个主要组成部分，对电能损耗的升降有较大的影响。 l 、要加强抄表核收工作的质量管理和工作责任心，建立健全抄表核收工作制度。目前抄表核收 工作，主要是人工进行。因此，必须用制度来规范行为。要加强对抄收人员的职业道德教育，提高 抄收人员的思想素质。要防止在抄收电能这种特殊商品时做人情、拉关系。对于倚仗权势的不正当 用电行为要敢于秉公办事。要加强对抄收人员的岗位培训，提高抄表人员的业务、技术水平，避免 抄错读数，错标倍率等造成的错计损失，以及由于漏抄电表、估抄电表、漏乘倍率、漏算变损等造 成的漏计损失。 2 、要固定抄表日期，固定抄表时间，抄表到位，特别是对大工业用户和专线用户一般按规定都 固定在每月最后一天2 4 ：0 0 整同时抄电度表，对其它一般用户的用电量也在每月固定的日期抄电度 表，即同一用户相邻两次的抄表时间固定不变，以便使线损分析具有可比性，容易发现问题，使实 抄率达到1 0 0 。 3 、要实行管理电能损耗考核制度，可根据理论电能损耗的计算，结合考虑往年统计电能损耗和 设备现状，制订切实可行的电能损耗计划指标，按变压器台区或出线回路划分范围，做好电能损耗 分压、分线、分台区考核工作。 3 8 第l ，q 章降低电能损耗的措施分析 4 、要建立约束机制，认真执行抄表复核制度和营业稽查制度，尽量减少错漏，对抄表人员的抄 表范围实行轮换，尽量削弱人情关系网等。同时，要注意防止内外勾结窃电。此外，对不明电能损 耗要进行调查研究，力求查个水落石出。如发现用户用电量突然增加或突然减少等异常情况，应查 明原因。 5 、要逐步的推广抄收工作的现代化管理，减少抄收工作量和抄收失误而造成的电量损失。 4 2 3 加强防窃电管理 l 、联合公安部门建立电警联合打击窃电机构，组建成一支既懂专业知识，又懂法律知识，既能 从事反窃电调查取证工作，又能依法强制进行检查的工作队伍，给窃电客户以强有力的震慑。并建 立常态的工作机制和详尽的奖励制度，充分调动人员的积极性，有计划、有步骤的开展反窃电活动， 给窃电客户以有力的震慑，切实维护企业的合法权益。 2 、广泛深入的开展 电力法及其配套法规的宣传。由于宣传的不够，很多客户对电的商品属 性、窃电的违法性和应受处罚性了解的甚少，一些专业部门认识的也不够，致使窃电者心安理得， 逍遥法外。通过报纸、媒体等多种形式加大宣传力度，营造一个强大的舆论氛围，教育广大客户依 法用电，也借此引起有关国家机关对窃电违法犯罪现象的关注。 3 、组织各单位开展反窃电的经验交流会，通过培训、交流、讲座等多种形式增强人员反窃电意 识，提高反窃电的技术水平。建立起一支高素质的专业反窃电队伍，增强企业的自我保护能力。 4 2 4 开展电能损耗理论计算工作 对运行的电力网进行理论电能损耗计算，并与实际统计所得的电能损耗值比较分析，从而明确 损耗的构成情况，为降低技术和管理损耗电量提供依据。因此，根据配电网电能损耗的特点，要在 原有l o k v 线路理论电能损耗计算的基础上，全面开展低压台区理论电能损耗计算，为各单位分线 分台区电能损耗考核提供有力的依据，也为管理降损工作提供方向。 4 2 5 完善电能损耗管理考核机制 在原有分线分台区电能损耗考核的基础上，结合目前电能损耗发展的新形势，进一步理顺基础 资料，强化抄表管理，使分线分台区电能损耗统计更加准确。 本着“统一领导、归口管理、分级负责、监督完善”的原则，通过分级分层管理将电能损耗指 标落实到每个人，细化、量化各项电能损耗管理制度和考核办法，建立健全科学、完善的电能损耗 管理网络，使得整个电能损耗管理有纲可循、不留漏洞。对电能损耗的管理和考核改变以前季度考 核的方式，按月进行分解和考核，加大奖罚力度，调动起广大职工的积极性和主动性，做剑“千斤 3 9 东南大学工程硕士学位论文 重担大家挑，人人肩上有指标”。 4 3 配网降损措旋分析 4 3 1 更换高耗能变压器降损措施分析 变压器是电力系统中主要设备之一，它的投资与损耗占供电部门固定资产与电能损耗的很大比 重。因此，为了使有限的资金取得最佳的经济效益，并提高变压器的效率和降低变压器自身消耗， 以达到节约电能的目标，目前，全国各个供电企业正在有计划的采用低损耗变压器，并逐步更换改 造高损耗变压器。 ( 一) 同容量更换时 年节电量：a a = ( p 0 1 - p 0 2 ) t + ( 竭一肷2 ) ( s 册) 2x t ( 4 5 ) 其中：p 0 1 一一高耗能变压器空载损耗( k w ) ：p 0 2 一一节能变压器空载损耗( k w ) ；p k l 一一 高耗能变压器短路损耗( k w ) ；尸j k 2 一一节能变压器短路损耗( k w ) ；s s h 一一变压器负载率； t 一一年运行小时数，按可靠性9 9 6 计算一般可取8 7 2 5 小时。 ( - - ) 不同容量更换时 年节电量：a a = ( p 0 1 - p 0 2 ) x t + p k lx ( s s h l ) 2 一只砭x ( s i s 日2 ) 2 】f ( 4 6 ) s 一一变压器供电负荷( k v a ) ；s h l 一一高耗能变压器额定容量( k v a ) ：腰2 一一节能变压 器额定容量( k v a ) 4 3 2 更换小截面导线( 电缆、架空线) 降损措旌分析 从公式( 4 1 ) 可以得出结论要降低网络损耗，可以通过减小电阻的方式，而增大导线截面 可以达到减小电阻的目标，从而达到降损的效果。按经济条件选择导线截面时，从降低损失的条件 出发，要求导线截面积越大越好；从减少投资和节约有色金属材料出发，要求导线截面越小越好。 综合考虑各方面因素所定出的符合总的经济利益的导线截面成为经济截面。更换小截面导线的节电 量计算如下。 计算公式 a a = 3 1 2 ( 尺l r 2 ) t l o 。 ( 4 7 ) 其中：1 一一线路年平均负荷电流( a ) ；置一更换前导线电阻；r 2 一一更换后导线电阻。 4 3 3 新增无功补偿设备降损措施分析 在电力网的输、变、配电设备本身，是系统中主要的无功功率消耗者，其中变压器消耗的无功 4 0 第四章降低电能损耗的措施分析 功率最大；用电设备中感应电动机是最大的无功功率消耗者。供、用电设备所消耗的无功功率的合 计值，约为系统有功负荷的1 0 0 - - 1 2 0 ，因此，当系统中无功功率补偿设备不足时，导致功率因 数下降，不仅无法维持供电能力，而且使电网电压低，电能损失增加。 为了满足无功功率的需要，使电网功率因数达到规定的要求，在切实做好无功功率平衡的基础 上，在电力网中适当处所增设足够容量的无功补偿装置。增设补偿设备后的节电计算公式如下： a , 4 = 刀f = i a a i - ( 1 - c o s 2 1 f c o s 2 2 f ) 一缈f f g j f 】 ( 4 8 ) 鲋一一补偿后电网降损电量( k w h ) ；鲋f 补偿点至电源点各串连元件补偿前年损耗电量 ( k 、h ) ；c o s o l f 一一补偿前功率因数；c o s ( i ) 2 f 一一补偿后功率因数；q c 一一补偿容量( k v a r ) = 辔艿一一电容器的介质损耗角正切值；f 一一线路补偿设备年投入时间。 4 3 4 新增配变布点降损措旌分析 新增配变布点，能够大大改善线路上的电流分布，相当于缩短线路长度( 缩短供电半径) 和加 大导线截面。其节电计算公式如下： a a = a x 所1 一( 1 一所) ( 1 一刀) 】 ( 4 9 ) 其中：彳一一低压网年供电量( 万k w h ) ；一一改造前低压网电能损耗率；m 一一改造后 低压网供电半径平均缩短的百分数；刀一一改造后低压网负荷电流平均下降的百分数。 4 4 总结降损的主要措施 1 ) 优选择：i 了能设备实现节能降耗。 2 ) 调整变压器相间不平衡负载实现节能降耗。 3 ) 采用并联变压器运行，适时调整运行方式实现节能降耗。 4 ) 调整变压器的运行位置，实现经济运行的节能降耗。 5 ) 使用特种变压器运行的节能降耗。 6 ) 中、低压配电网推广电容无功补偿，实现节能降耗。 7 ) 配电线路间负载的经济调整节能降耗。 8 ) 变压器、线路组间的经济调整节能降耗。 9 ) 改善运行条件的节能降耗。 1 0 ) 提高负荷率的节能降耗。 1 1 ) 电网改造电力线路的节能降耗。 4 1 东南大学工程硕上学位论文 1 2 ) 线路升压改造的节能降耗。 1 3 ) 电网改造中结构优化的节能降耗。 1 4 ) 电网改造中变压器的节能降耗。 1 5 ) 削峰填谷的节能降耗。 1 6 ) 淘汰高能耗用电设备的节能降耗。 1 7 ) 完善管理方式，堵塞各种漏洞的节能降耗。 1 8 ) 引进新技术，运用新方法的节能降耗 4 5 阜宁电网降损措施 针对以上对降低电能损耗的措施分析，结合阜宁县的电网实际，得出阜宁配电网降损可以从如 下几方面入手： 1 、增加电网电源布点，合理调整电网结构，增加变电所布点，建议新建杨集变电所和芦蒲变电 所，降低杨集线和芦蒲线的损耗。 2 、加大电网改造力度，结合新农网项目对1 0 k v 线路、低压台区进行改造，解决部分线路供电 线路长、供电半径大、线径偏细的状况，缩短低压台区供电半径，采用节能型变压器及单相变。 3 、加强全网无功优化工作，加大无功补偿投入，正常投入使用无功电压优化综合控制系统，并 做好系统运行维护工作，降低电压和功率损耗，加强对用户无功电压管理，按规定配置相应容量的 无功补偿容量并实现自动投切，加强非线性用户管理，做好谐波监测分析。 4 、做好电网经济运行，合理选择经济运行方式，合理安排设备检修、尽量缩短停电时间，力争 多供少损。 5 、加强营销管理，特别是抄核收管理和计量管理，加大精度不够的计量装置轮换工作力度，定 期组织用电检查和营业普查，大力开展反窃电工作，切实降低非技术线损，坚持线损分线分压分台 变考核管理，提高线损统计分析系统的应用水平，进一步实现线损精细化管理，加强线损工作领导， 坚持月度线损分析会制度，及时解决线损工作存在问题。 6 、搞好经济运行，加强配网运行管理，平衡配变三相负荷，按季节负荷变化情况及时调整配变 分接头，并形成制度化。 7 、继续开展线损理论计算与分析，为制订降损措施提供理论依据。 4 2 第四章降低电能损耗的措施分析 4 6 本章小结 本章通过对针对阜宁电网的电能损耗计算结果分析，选取了适应阜宁电网的降损措施，从技术 降损和管理降损进行了详细阐述，探讨了在实际降损工作中的应用。 本文对降低电能损耗的措施可以为电网建设和改造提供参考，对进一步提高电网供电效率，降 低损耗具有重要意义。 4 3 东南大学工程硕士学位论文 第五章结论与展望 配电网电能损耗的计算分析是一个繁杂的课题，本文以电力网电能损耗计算原理为依据，详细 研究了阜宁县地区配电网理论电能损耗计算、电能损耗分析和降损方案，得到如下结论： l 、针对阜宁县供电公司电能损耗分析计算的现状及其存在的问题，从电能损耗计算所需数据的 收集整理、电能损耗计算的简化算法以及降损措施等方面作了比较全面的分析，特别是在降损措施 方面，提出技术降损是基础，管理降损是关键。在技术方面要加强电网结构的合理性、要注重电网 运行的经济性；在管理方面要加强抄核收、计量方面的基础管理，确保企业的经济效益。 2 、根据配电网网络复杂、运行数据较多且不易收集的特点，以等值电阻法为模型开发了理论电 能损耗的计算程序，并利用该分析软件对阜宁县配电网理论电能损耗进行了计算与分析，实际算例 表明该算法具有一定的有效性。 3 、通过典型代表日负荷实测对全网电能损耗情况进行了分析和计算，确定出技术电能损耗和管 理电能损耗所占的比例，为电网节能降损的制订奠定了基础。配电网通过典型线路和典型台区的实 测和计算分析，反映出配网电能损耗存在的问题，用电结构和一户一表改造对配电电能损耗的影响， 为电力企业下一步的营销策略提供了方向。 4 、本文对阜宁县地区配电网理论电能损耗率进行了深入的剖析，从理论上形成了较为科学的降 损方案，由于通过计算获得了确实的降损效果，各项措施的效果并不模糊，其可行性和经济性有了 定量的分析。 5 、和以前定性的电能损耗分析不同，本文克服了以往电能损耗分析简单、模糊的弱点，提出了 较为准确、可行的降损方案，为电网发展和科学规划提供了参考依据。 通过对阜宁县地区配电网理论电能损耗计算、电能损耗分析和降损方案研究，建议： l 、在电能损耗理论计算方面要结合地区的实际情况，选择合适的、可行的计算方案，根据收集 数据选择合适算法，使用程序降低计算工作量，优化计算方法。 2 、由于配电网具有网络复杂、运行数据较多的特点，在电力企业的配网运行中要加大自动化建 设资金的投入，使运行数据的收集工作不再是配电网电能损耗计算的瓶颈，也使配电网的电能损耗 理论计算和分析更加准确、可靠，选择低压台区进行损耗计算时一点要根据实际情况选择晟具有代 表性的台区，根据比例确定低压总损耗。 3 、在电力企业降损措施的制定中一定要充分考虑投入与效益的比较分析，分清轻重缓急。 参考文献 参考文献 【1 】丁心海，罗毅芳，刘巍，施流忠配电网电能损耗理论计算的实用方法一改进迭代法叨电 网技术，2 0 0 0 ( 6 ) ：p 3 9 - 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2 7 4 5 东南大学工程硕士学位论文 【18 】r a yd z i m m e r r n a n ，h s i a o - d o n gc h i a n g ，e t c ，d e c o u p l e dp o w e rf l o wf o ru n b a l a n c e dr a d i a l d i s t r i b u t i o ns y s t e m s ，i e e et r a n s o np w r s 阴v 0 1 1 0 ，n o 4n o v e m b e r1 9 9 5 ：p 2 0 4 5 2 0 5 2 【l9 】d s h i r m o h a m m a d i ，h w h o n g ，a s e m l u e n ，c o m p e n s a t i o n - b a s e dp o w e rf l o w m e t h o df o r w e a k l y m e s h e dd i s t r i b u t i o na n dt r a n s m i s s i o nn e t w o r k s ，i e e et r a n s a c t i o n so np o w e rs y s t e m j ， v 0 1 3 ，n o 2 ，m a y1 9 8 8 ：7 5 3 - 7 6 2 2 0 】c a r o l s c h e n g ，d a r i u s h s h i r m oh a m m a d i ，t h r e e - p h a s ep o w e rf l o wm e t h o df o rr e a l t i m ed i s t r i b u t i o ns y s t e ma n a l y s i s ，i e e et r a n s a c t i o n so np o w e rs y s t e m j ，v 0 1 1 0n o 2m a y1 9 9 5 ： 6 7 1 - 6 7 9 【2 1 】d r a g o s l a vr a j i c i c ，r i s t oa c k o v s k i ，r u b i nt a l e s k io l t a g ec o r r e c t i o np o w e rf l o w ，i e e e t r a n s a c t i o n so np o w e rd e l i v e r y j ，v 0 1 9 ，n o 2 ，a p r i l1 9 9 4 ：1 0 5 6 1 0 6 2 【2 2 】c t x l u o ，a s e m l y e n 塌c i e n t ，l 0 a df l o wf o rl a r g ew e a k l ym e s h e dn e t w o r k s ，i e e e t r a n s a c t i o n so np o w e rs y s t a n s j ，v o i 5 ，n o 4 ，n o v e m b e r1 9 9 0 ：1 3 0 9 1 3 1 6 2 3 】c n m a c q u e e n ，m i l i r v i n g ，a na l g o r i t h m f o rt h ea l l o c a t i o no fd i s t r i b u t i o ns y s t e m d e m a n da n de n e r g yl o s s e s ，l e e et r a n s a c t i o n so np o w e rs y s t e m j ，v 0 1 1 1 ，n o l ，f e b r u a r y1 9 9 6 ： 3 3 8 3 4 3 【2 4 】m a m a r d a rk r c c h e n o w e t hr d ，o p t i m a lc o n t r o lo f r e a c t i v ep o w e rf l o wf o ri m p r o v e m e n t s i nv o l t a g ep r o f i l ea n dr e a lp o w e rl o s sm i n i m i z a t i o n ，i e e e t r a n s o np o w e rs y s t e m j ，1 9 8 1 ，1 0 0 ： 3 1 8 5 3 1 9 4 【2 5 】z h a n gf ，c h e n gcs ，am o d i f i e dn e w t o nm e t h o df o rr a d i a ld i s t r i b u t i o ns y s t e mp o w e rf l o w a n a l y s i s 【j 】1 e e et r a mo np o w e rs y s t e m ，1 9 9 7 ，1 2 ( 1 ) 【2 6 】l i nwm ，c h i nhc ，an e wa p p r o a c hf o rd i s t r i b u t i o nf e e d e rr e 圮o n f i g u m t i o nf o rl o s sr e d u c t i o n a n ds e r v i c er e s t o r a t i o n j 1 e e et r a n so np o w e r d e l i v e r y ，1 9 9 8 3 【2 7 】r a m a n a t h a ni ld y n a m i cl 0 a df l o wt e c h n i q u eo f p o w e rs y s t e m ，l e ep w r j 】，1 9 9 6 ，l ( 3 ) 【2 8 】r a m a n a t h a n c o m p a r i s o no fa l t e m a t i v ef o r m so fd y n a m i cl o a df l o wm e t h o d sf o rp o w e r s y s t