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降低农村配电网损耗的措施与实例分析

文档作者：江朝加刘钰熊兰文档来源：重庆市电力公司市区供电局重庆大学电气工程学院		点击数：	更新时间： 2022年03月31日
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2013.4 电力系统装备Ⅰ6 7
□ 重庆市电力公司市区供电局　江朝加　刘钰
重庆大学电气工程学院　　　熊兰
降低农村配电网损耗的措施与实例分析
目前，农村电网普遍存在输电线路线径细、变压器损耗高、供电半径大等问题，导致农村电网供电电压质
量差，末端电压低，线损较高。为了准确掌握重庆沙坪坝歌乐山地区配电网的电能损耗状况，指导农网技
术改造的措施与方向，本文以10 kV歌黄线为例，利用等值电阻法计算了该地区的理论损耗，通过技术改造
前后的损耗对比，证明了配电网采用较大截面输电导线和低损耗变压器能有效降低电网损耗，提高供电电
压质量和供电企业的经济效益。经过改造，该地区的电能质量明显改善，用电可靠性明显提高。
电网损耗标志着一个供电系统的布局合理性、
运行经济性和管理水平的高低。在整个电力网电能
损耗中，配电网损耗占相当大的比例。在我国广大
的农村地区，由于供电点多、供电线路半径长、负
荷率低等原因，配电网损耗一直居高不下。同时，
线路的损耗又导致线路末端电压偏低、供电质量差
等问题。因此，我国农村的线损率普遍偏高，节电
潜力巨大。目前广泛采用的降损措施为增加导线截
面积与采用低损耗变压器。
进行线损计算具有重要的理论指导和现实意
义，传统的配电网网损计算方法有均方根电流法、
节点等值功率法、等值电阻法等。由于等值电阻法
计算数据容易收集、计算精度较高，因此该方法尤
其适用于对农村地区配电网的损耗计算。
1　等值电阻法简介
等值电阻法是将整个配电网的线损看成由两部
分组成，其中一部分是变压器铁芯产生的空载损
耗，另一部分是线路的铜损和变压器绕组的负载
损耗。前者在负荷变化的过程中可以近似地认为不
变，而后者则随着负荷的变化而变化。为了简化计
算，将随负荷而变化的第二部分线损用供电首端电
流作用下的两个等值电阻代替，其中一个对应于全
部公用配电变压器绕组损耗的等值电阻R T e q，另一
个对应于导线损耗的等值电阻R Leq。因此，全网在某
时段t 内的功率损耗等于该时段内的均方根电流I eff的
平方与这些等值电阻之积，加上配电网所有变压器
空载损耗之总和，如式（1）所示：
ΔW =[3I eff
2(R Leq+R Teq)+ P oi]t （1）
配电网线路等值电阻R Leq是这样一个电阻：配电
网总电流流过它所产生的损耗等于该配电网所有节
段的可变损耗的总和。配电网线路的节段是指从母
线、T接点到配电变压器的那段配线，或指从一台
（组）配电变压器到另一台（组）配电变压器之间
的那段配线。更严格的说法则是负荷电流分支点之
间的配线。显然，一个节段后面所挂的配电变压器
的负荷电流都流经这个节段并产生“可变损耗”。
配电网线路等值电阻的计算如式（2）所示：
R Leq= [R i( S j)2]/( S i)2 （2）
式中n 表示全网共分n 个节段；R i表示第i 个节段
的电阻；m i表示第i 个节段所供变压器的数量；m 表
示全网共有m 台配电变压器；S i表示第i 台配电变压
器的额定容量。
配电变压器等值电阻R Teq是这样一个电阻：配电
网总电流流过它所产生的损耗等于该配电网全部m
台配电变压器负载损耗的总和，其计算公式如下：
R Teq=(U / S i)2 P i 　 　 （3）
式中U 表示变压器额定电压，P i表示第i 台配电变
压器的额定负载损耗。
2　配电网网损计算实例
10 kV歌黄线供电范围涉及歌乐山片区，线路
echnology
技术研讨
68Ⅰ电力系统装备 2013.4
以树状供出方式，其主干线长度19.935 km，该线
路加上所支线长度共有113.258 km。改造前导线型
号为LG J-50/30，改造后导线型号为L G J-95/55，
装接配电变压器121台，其中S5系列3台，S7系列
17台，S9系列87台，S11系列14台。额定容量总和
S i=10100 kVA，负载损耗总和 P i=152830 W，
空载损耗总和 P oi=27405 W。
2.1　歌黄线改造前损耗计算
为简化计算，将歌黄线19.935 km的主干线平均分
为21段，计算得每段为0.95 km；将总长为93.323 km的
支线平均分为212段，计算得每段为0.45 km。该电
网改造前所用导线型号LGJ-50/30，单位长度电阻为
0.5692 Ω/km，因此主干线每段电阻为0.54074 Ω，
支线每段电阻为0.25614 Ω。根据一次接线可确定歌
黄线共有233个节段，将线路数据代入式（2），计
算得歌黄线改造前线路等值电阻为R Leq=4.27 Ω。将
歌黄线变压器数据代入式（3），计算得变压器等值
电阻R Leq=0.15 Ω 。
据统计，2006年歌黄线供电232.524万kW·h，
售电198.1783万kW·h。均方根电流 I eff 的计算公式
如下：
I eff =K (W 2+W Q
2)1/2/( U ) （4）
将歌黄线2006年数据代入式（4），得均方根电
流 I eff =18.29 A。
将数据代入式（1），计算歌黄线输电导线为
L G J-50/30时全年电能损耗为ΔW 1=28万kW·h。
由数据计算得理论线损率为12.04%。根据《国家电
网公司“十一五”科技发展规划纲要》中的要求，
线损率应低于11%，因此当歌黄线输电导线为LGJ-
50/30时线损率未达到要求。
2.2　歌黄线改造后损耗计算
10 kV歌黄线改造后该电网所用导线型号为LGJ-
95/55，单位长度电阻为0.2992 Ω/km。前面计算出
歌黄线主干线每段长度为0.95 km，支线每段长度为
0.45 km。因此当输电导线为LGJ-95/55时，主干线
每段电阻为0.285 Ω，支线每段电阻为0.135 Ω。
由电网损耗计算公式知，更换导线只对线路等
值电阻有影响，其他数据不改变。将改造后的线路
数据代入式（2），计算出输电导线为LGJ-95/55时
的线路等值电阻R Leq' =2.251 Ω。
江朝加，男，1984年出生，助理工程
师，从事配电网检修管理工作。
3
将更改后的数据代入式（ 1 ） ， 计算出输
电导线为L G J - 9 5 / 5 5 时歌黄线全年电能损耗
ΔW 2=26.12万kW·h。
由计算数据得，歌黄线改造后2006年线路电压
提高25 V，理论线损率为11.24%，基本达标。
2.3　变压器更新的损耗计算
目前歌黄线上仍有S5、S7系列高损耗变压器20
台，总容量560 kVA，占总台数的1/6，占总容量的
1/18。以2006年供电232.524万kW·h为例，将10 kV
歌黄线上现有高耗能S5、S7系列变压器换为低损耗
S9系列三相卷铁心变压器后，变压器空载损耗之和
P oi=26460 W，负载损耗之和 P i=145580 W。将
数据代入式（3），计算出更换后的变压器等值电阻
R Teq' =0.143 Ω。将数据代入式（1），计算得更换变
压器后全年电能损耗ΔW 3=25.28万kW·h。
通过理论计算证实，利用L G J-95/55型输电
导线更换旧的L G J-50/30型输电导线后，歌黄线
每年可减少电能损耗约2万k W·h。将S5、S7系
列高耗能变压器更替为低损耗、节能型S9系列三
相卷铁心变压器后，歌黄线每年可减少电能损耗
近1万k W·h。不过，歌黄线2006年理论线损率为
11.4%，与实际综合线损率14.77%存在一定误差。
分析统计线损高的主要原因，估计是理论计算采用
的节段长度根据全网总长来估算，与实际情况有一
定误差，而且没有考虑到电网管理线损的存在，如
用户窃电、电网泄漏、抄表核算差错及计量表误差
等原因。
3　结论
本文通过对沙坪坝歌乐山地区10 k V歌黄线
的配电网实例计算以及与实际数据的对比，证明
在农村配电网的改造中，采用较大截面的输电导
线和低损耗、节能型变压器可以明显降低网络损
耗，实现配电网的经济运行，具有良好的经济和
社会效益。

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