输配电系统中电能损耗产生的原因与分析
孔祥鹏
摘 要：现在我们国家的电能损耗仍然是一个比较棘手的问题，需要去解决。文章就电能损耗的问题进行了分析，总结了现在常用的分配办法，输电的系统在送电的时候，会有一些损耗，大概是总电量的6%左右，根据情况不同，损失会有不同。现在国家以市场经济为主导，这样电能的损耗就是大家共同承担的，那么怎么去对电网和损耗去分配就成了市场经济下的一个重要的问题。该文主要对电能损耗的计算方法，特别地从输送过程中的电损耗展开，提出了一些使用适合的变压器等方法进行减小损耗，不能让电力变压器的容量太大等合理性的意见。
关键词：输配电 电能损耗 分配方法
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（c）-0037-02
我国虽然资源丰富，但是人口众多。加强工业水平和发达国家仍然有一定的差距，这样生产的能耗还是比较大的。人均资源的占有量相对来说很少，所以国家的压力还是很大的。我们提倡节能减排，就是在对国情了解的基础之上制定的一个基本国策，所有的行业都要贯彻落实，要把减少电能的损耗列入到计划里面，所以，怎么样去减少电能的损耗是我们要研究的课题，也是一项重要工作。文章就如何减少电力的损耗进行了分析，提出了一些建议。
1 电能损耗的计算方法
在配电系统里面，电能的损耗有两个部分：一个是配电的线路上面的消耗，另一个是在变压器上面的的电能损失。在计算时，就是主要把这些电能的损耗加起来。这样的合计计算能够帮助电能的管理，增加供电的质量，而且还能够在一定程度上帮助减少电能的损失，对电能损耗的计算还能够为以后研究降低损耗提供科学的数据。
1.1 电路传输时的电能损耗
在电力的线路里面，运行的情况会受到电能损失情况的影响。比如：每年计算一根线路上的损耗，也就是短时间里面的电能损耗总和。这样，通过对供电的线路进行电能损耗的计算，能够发现线路里面电能的损耗和功率的平方，电阻是正相关的，但是损耗和电压的平方是反相关的。
1.2 变压器的电能损耗
在大部分时候，在电路的传输里面，根本就没有无用功这个名词，因为这些内容都包含在电能的损耗里面了，后来发现这是不合理的。在实际情况下，电力的线路传输里面，电能损耗包括有用无用功率。电阻和电线的长度有关系，电线越长，电阻越大，这样就会造成电能的损耗。所以，在对配电的变压器进行计算的时候，也要把有用无用功计算进去。变压器的电能损耗和变压器的相关的空载负载损耗、空载电流百分比、阻抗电压的百分比是正相关的，与功率因数的平方是反相关的。
2 有关损耗的研究方案
我们要想降低电能的损耗，就要对输送过程中电能的损耗量进行合理计算。这样，我们知道哪里损耗的比较多，就重点研究哪个部位，想办法降低损耗，现在我们已经得出了结论，就是降低输电线上面的电能损耗和变压器的电能损耗能够在很大程度上降低整体的损耗。
在对输电网的损耗进行计算时，众多学者的意见也不一致，有不同的意见，大体上有几种方法：第一种是比例分配方法，这种方法很简单，也是现在经常用到的方法，在这个方法里面，是把输电的损耗进行分配，按照一些节点的办法或者发电的情况进行分配。这里面有不足的地方，因为没有考虑到发电的位置和负荷的位置的关系，这样就相当于没有考虑我们之前说过的无用功率。所以，对交易时间会产生影响，需要员工自己去计算发电的负荷的损失。第二种就是MWM法，这个方法是基于DC潮流对线路上的功率进行计算，然后根据输出功率的情况再进行分配。这种方法虽然比上面的方法科学了，但是这种方法也有缺陷，因为没有考虑到无用功对损耗的影响。第三种是功率分解法（Power Decomposition Methods。这种办法是根据电网的总的损耗进行计算的，也就是说根据表达式，结合阻抗或者是导纳矩阵的公式推导演算，得到一些功率的计算式。就好像是编程序一样，输入功率着手分解有用的功，得到了一共输入的有用功的总和）和节点阻抗矩阵的数据及节点注入电流的数据，这样一来就知道了负荷的情况，如果深入的研究会发现这些方程解不止一个，有多个解，所以，就要根据实际情况选择合适的。
在给配电网的电量进行计算和分配时，原则上是和输入电网的情况计算方法一样。但是在实际中，也有特殊性，对于配电网的损耗计算来说，大家的研究还很少。根据这些情况进行了总结，研究出存在的一些问题。第一点就是上面也说过的有关分配比的问题，这里面的很多方法都不能同时把输电过程汇总的损耗均匀地给电网里面进行分配。第二点就是在电路的方程里面，这些推导的方法很大程度上是依靠節点的，那么就会出现平衡机不分配的问题。这样，这些数据就缺乏一定的科学性。第三点就是反方向的潮流和分配的问题。在电力系统里面，尤其是输电的网络里面，发生的每一个交流和交易都会或多或少地产生损耗。按照这个计算方法，如果一个交易在进行时，那么就是在实际工作中降低了总共的输电的损失，这是因为这个交易的进行，对系统里面的一些线路上引起的潮流就相反了，这个问题也确实存在，不能忽略。而且，在进行交易的时候，就会出现反潮流的现象，对此，是不是能够准确地进行反潮流，也是对输出办法的一个评价。反向潮流这种客观存在的现象，对我们的分配结果的判断有重要作用。现在，关于反向潮流再分配的时候，交易中是不是有电耗还没有一个统一的认识，有待我们去进一步研究。
3 降低输配电系统的电能损耗的措施
3.1 增加输配电网的压力
上文对电能损耗的情况进行了分析，在这里面，我们知道电能的损耗与电压和电阻的数值有关系。所以，我们要想降低电能的损耗，就要对电压进行改变，比如：把供电的电压变大，由以前的35 kV变电站（所）改造为110 kV或220 kV变电站等。由物理学知识，电线越粗，电阻越小，这样电损失就越小。所以，在条件允许的情况下，要把细电线换成粗电线，并且，要更换以前的变压器，使用现在的节能变压器，因为节能型变压器能够有效地降低输电的功率，从而使损失减小。
3.2 优化输配电网的网络结构
不管是任何的设备和仪器，我们都要按照科学的办法进行使用，这样才能使损耗减小，电网结构也是一样，要合理地利用，所以，设计科学合理，性能很好，合理布置的输电网络，是能够增强整个输电网络的运行效率的。这样，就把那些不必要的电能节约了，不进行输送了。这在设备大选型方面有技巧，要选择那些负荷超前的设计，变压器的位置也很关键，要能够有效减少供电的半径，而且，在农村和城市的电源配置也不一样，接线的时候要用网络的架线方式，最好不要用一边接线。
4 结语
我们一定要根据输电线的损失情况，研究减少输电线电能的办法，这样就能为国家的节能减排做出重要贡献。
参考文献
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