广东金辉华集团有限公司
摘 要:加强对变配电系统损耗的控制，不仅有利于供电企业的经济效益和社会效益的实现，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置极为有利。文章对某单位变配电系统线路损耗的原因，变压器的空载损耗、负载损耗的原因以及变压器的合理选择进行了研究分析,并总结了改造措施，以期为变配电系统的节能降损工作提供参考。
关键词:降耗；改造；负载耗损；空载耗损；变压器
引 言：
近几年，我国的电力企业大力倡导节能环保，为建立节能型社会,降低生产成本,减少浪费,提高企业经济效益等，节能降损则成为电力系统设计中的重中之重。变配电系统作为电力系统能量损耗的主体部分，是电力系统节能降损的重要部分，因此变配电系统节能及其降损显得尤其重要。某单位变配电系统线路耗损大部分是由于配电线路陈旧、线路配置不合理、变压器过期等原因造成。文章针对此案例，从改造不合理旧线路，提高配电网络的功率因数，更换陈旧变压器等方面对变配电系统的节能降耗进行了分析。
1 变配电系统的线路损耗及改造
1.1 供配电系统的线损率
供配电系统的线损率是指线损电量占供电量的百分比，计算公式:线损率=(线损电量/供电电量)×100%。电压损失法只要求简单的电压运行数据，避免了难于整理的电力网结构数据，既简便易行又相对合理。计算原理如下:抽样测量该网送端电压和末端电压，首端平均功率因数，得到抽样的电压降:
其中U1为首端电压，即0.4kV低压网从公用配电变压器出口的线电压，kV；U2为末端电压，即与送端电气距离最远处的线电压，kV。
1.2 线损案例分析
低压配电线路采用架空导线，采用交联聚乙烯绝缘电线，1号、2号架空电线横截面同为95mm2的铜芯导线，其在35℃温度下的载流量为413A；1号线路首端与线路末端配电箱的距离大约为200m，测量得首端电压为0.4kV，末端为0.363kV；2号线路首端与线路末端配电箱的距离大约为180m，测量得首端电压为0.4kV，末端为0.362kV；配电屏平均功率因数cosφ为0.78(tanφ=0.8)，则根据电压损失法估算出该网的线损率。
1.3 负荷计算
本案例全部为单相负荷，按三相负荷平衡计算。住宅用户有1号楼45户、2号楼24户、3号楼24户、4号楼24户、5号楼28户，共有145户住户；办公楼旧1号有40间办公室，旧2号有16间办公室，新办公楼有40间办公室，一楼有10间商铺。根据文献中的民用建筑负荷密度指标的规定，住宅建筑为20～60W/m2，办公建筑为30～70W/m2；按现在的生活工作标准，住宅每户四台空调机及其他用电设备等，功率大约为8kW；每间办公室按3kW计算。查表可知:住宅楼的需要系数Kx取0.7，有功功率同时系数KP取0.85，无功功率同时系数Kq取0.93；办公楼的需要系数Kx为0.7～0.8，在此取0.75，有功功率同时系数KP为0.9，无功功率同时系数Kq取0.95。
(1)1号、2号线路的计算负荷
1)1号线路(由办公楼和3号、4号、5号住宅楼组成)
数，τ为7400h，则WL=PDPCτ=7.486%×769.1×7400=426054kWh。按现在0.68元/kWh计算，则年损失电费=426054×0.68=289716.72元，一年损失电费将近30万元。
1.4 无功补偿
在本案例中，用电设备均为单相设备，且没有高压设备。从前面的计算中可知，1号线路和2号线路布置不合理，并且严重超负荷，从配电屏的功率因数表中读出的cosφ为0.78，没有达到供电部门cosφ为0.94的要求，因此要进行线路整改及无功补偿。本案例采用并联电力电容器进行无功补偿。
1.5 0.4kV低压配电网络改造
从上述计算中可知，1号线路计算电流为IC=985.3A，2号线路计算电流为IC=468.6A，原1号、2号架空电线横截面同为95mm2的铜芯导线，可知95mm2铜芯导线在35℃环境下的截流量为321A，当垂直安装时，则为321×0.9=188.9A，明显无法承受现在的流量，是造成经常动作的原因。
解决的方法是重新设计配电线路，重新分配负荷。具体的分组是:1号住宅楼为1号线路，2号、3号住宅楼为2号线路，4号、5号住宅楼为3号线路，两栋旧办公楼为4号线路，新办公楼为5号线路，如图1所示。
(6)导线截面的选择
导线截面选择(35℃环境下，选择时留有裕量)1号线路:150mm2；2号线路:150mm2；3号线路:185mm2；旧1号办公楼:35mm2；旧2号办公楼:16mm2；5号线路(新办公楼):70mm2。
2 电力变压器的损耗及选择
2.1 变压器的空载损耗
变压器的空载损耗包括基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗包括变压器铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗。附加铁耗只包括铁芯叠片间由于绝缘部分引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中，如夹板、螺钉等处引起的涡流损耗记忆高压变压器中的介质损耗等，变压器的空载损耗约占变压器损耗的20%～30%。
变压器的空载损耗:PO=KCPCGC
由公式可知，要降低空载损耗P0，必须分别降低工艺系数KC，铁芯材料的单位损耗PC和铁芯质量GC。因此必须:采用性能优良的冷轧晶粒取代硅钢片，以降低PC和GC；改进铁芯结构和制造工艺，降低工艺系数。
2.2 变压器的负载损耗
变压器的负载损耗约占变压器损耗的70%～80%，其中主要是线圈电阻损耗I2R，故可以近似认为变压器的负载损耗为
Pk=KmJ2Gm
从式中可知，要降低负载损耗Pk，必须分别降低Km，电流密度J和导线质量Gm。因此在保证变比不变的前提下，适当提高匝间电压以减少高低压线圈匝数，使电流密度J和导线质量Gm适当降低，还可以从改善绝缘结构缩小绝缘体积，提高填充系数，减小线圈尺寸来达到降低负载损耗的目的。
2.3 变压器的选择
本案例中，由于变压器室及配电室位于办公楼一楼，室内没有抽风设备，因此选择干式变压器；0.4kV低压侧的计算负荷为Sc=836.27kVA，选择的变压器三相环氧树脂浇注干式变压器，容量为1000kVA，高低压分别为10kV和0.4kV，其型号为SCB10-1000/10/0.4，同时在变压器室安装排风设备。
3 结论
综上所述，变配电系统经济高效的运行对于社会以及电力企业的发展有着重要的意义，为了降低变配电系统的电能损耗,电力部门和用电企业单位应同心协力,采取各种切实可行的措施来降低损耗,最大限度的减少无功功率,提高电能的利用率及用电的质量。
参考文献：
[1]邹宗宝.谈配电网如何实现节能降耗[J].大科技.2013(33)
[2]闫丽霞;赞登.谈电力输配电线路中的节能降耗技术[J].城市建设理论研究:电子版.2013(22)
论文作者:张大赛
论文发表刊物:《电力技术》2016年第4期
论文发表时间:2016/7/23
标签：线路论文; 变压器论文; 办公楼论文; 导线论文; 系数论文; 系统论文; 电压论文; 《电力技术》2016年第4期论文;