摘要：该文介绍了一种计算机软件，能够优化变压器三相负荷、计算变压器安装的最佳位置和10kV线路电容器安装的最佳位置，现已在多处推广使用，取得了明显的经济效益和社会效益。
通过计算证实，变压器安装位置对低压线路损耗的影响是很大的。对于变压器位置明显不合适、用电量又比较大的配电线路，通过计算机计算，调整变压器位置，将会使线损明显降低。
现介绍一种通过多年实践，并取得一定效果的软件，可实现将变压器、补偿电容器调整到最佳位置，从而使线路损耗降到最低。
1 该软件系统的特点
1.1 比较准确的线损计算
新软件系统采用了矢量计算方法，同时充分考虑了对线损影响较大的诸多因素，计算出的结果完全可以作为对线损管理者的考核指标，使线损考核到台区、线路成为可能。
1.2 可提供有效的技术降损措施
通过对线路实际状况的线损计算、分析，提供多种切实可行的技术降损措施，使线损管理达到新的水平。技术降损措施主要有以下几种。
1.2.1 优化低压三相负荷接线
三相负荷不平衡所产生的问题，主要是损耗增大、供电质量降低，并且影响设备的安全运行。通过该系统软件对三相负荷的优化、线损计算，能够提供优化后的地理接线图。根据地理接线图，调整低压接线即可使三相负荷达到平衡。负荷优化的结果如何，可以通过对比优化前后的几个电压监测点获得。如果优化比较理想，原来电压偏低的应有所提高，而偏高的应有所降低，即各处的电压都应趋于正常值。这一措施不需任何投资，只是调整一下负荷所接相别，是一项操作简单、见效快的技术措施。
此处所说的三相平衡与传统的三相平衡是不同的。传统的三相平衡着眼点是变压器低压侧出线处，并且仅是根据测量时的情况进行平衡。而该软件系统中的三相平衡，不仅考虑了整个低压网络中的三相平衡，同时也考虑了整个运行过程中的三相平衡。
现在很多供电企业为了降低线损都在推行分相管理，但由于没有平衡依据，只能根据经验进行，所以很难达到最佳平衡状态;若在进行分相管理的同时，结合该软件系统，那么将会取得更加理想的降损效果。
1.2.2 计算变压器安装的最佳位置
通过软件计算优化三相负荷，调整变压器位置，将会使配电线路的线损明显降低。
1.2.3 计算线路电容器安装的最佳位置
该软件系统可以计算线路补偿电容器安装的最佳位置，使其发挥最大的补偿降损作用。并能判断是否存在过补偿情况及确定补偿电容的最佳容量。此处的过补偿不是指在运行时某一个时刻存在过补偿，而是指在整个运行过程中，是否因安装了补偿电容器而使线损反而增加。
1.2.4 其它技术降损措施
通过计算分析，一些其它的降损技术措施也是比较有效的。比如对于负荷比较大的单相供电线路改为两相或三相供电，加大变压器周围的导线截面、对功率因数比较低的设备采取局部补偿措施等，也能起到很好的效果。
2 该软件系统实现的功能
2.1 软件简介
根据线路的实际状况先绘制接线图，输入用户负荷所接相别，填写线路参数，根据导线的型号及线路长度计算线路上的每段电阻。
建立线路的电气连接关系及几何连接关系，电气连接关系用于完成线路的电气计算，比如计算供电半径、计算理论线损、计算变压器安装的最佳位置等。几何连接关系用于完成线路的几何变换，比如制成与实际一致的地理接线图、每个线段长度都一致的线损分析图等。
在电费管理部分输入线损计算所需要的数据，例如用户电量、功率因数、运行天数、运行方式、用户所接表箱的编号等。实际上电费管理部分与地理接线图部分是通过用户所接箱号建立连接关系的，而10kV高压部分是通过变压器所在的台区名称建立连接关系的。
计算理论线损、计算变压器安装的最佳位置、计算10kV线路电容器安装的最佳位置，并对线路进行全面的分析，制定进一步的降损技术措施。
2.2 技术流程图
图1为技术流程图。其流程为根据输入的线路参数，计算出电阻，建立电气关系，绘制地理接线图，又根据电费管理部门输入计算线损所需的数据，通过软件系统计算线损、计算变压器最佳安装位置、计算电容器最佳安装位置，并对线路结构及损耗作进一步分折，以制定出新的降损措施。
2.3 软件系统在线损管理方面的实例
刘庄村低压线路基本情况：变压器为S9/50kVA，电能表总电量为1900kWh，用户抄见电量为1440kWh，线损率为24.21%。
2.3.1 低压线路地理接线图
图2 刘庄村低压线路地理接线图
图2中A、B、C代表用户表箱所接的相别，干线型号为LGJ-25，进户线型号为L-10，导线截面为10mm2的铝线，图中50×4的含义是线路长度为50m，4根线，20×2的含义为线路长度为20m，两根线。
2.3.2 线损理论计算
图3 线损理论计算结果
图3是线损理论计算结果。根据输入的各项参数，软件系统计算出线损率为22.5787%。
2.3.3 各相损耗计算结果显示及分析
线损计算完成后，各段线路各相损耗都可以显示出来，以做进一步分析，为了减小文章篇幅，只截取1#～3#电杆之间的线路显示在下面。由于C相没有负荷，C相也就没有损耗，故不再列出C相损耗。
2.3.4 三相负荷优化后的线损计算结果
图5为三相负荷优化后的线损计算结果及A相损耗情况，改变颜色(图5中显示为黑色)的表箱是需要进行调整的，而调整后所接的相别在其旁边自动标出。优化后理论线损率降为8.3109%。
图5 三相负荷优化后的线损计算结果
同理可计算出优化后的A相、B相、C相及N线损耗情况。
优化后各支线及N线的损耗值明显降低，尤其是干线上N线的损耗降低更为明显。
2.3.5 变压器最佳位置计算结果
经软件计算变压器安装的最佳位置确定为5号电杆处，其线损率可降为3.805%。见图6。
图6 变压器安装在5号电杆时的最低线损
由此可知，三相负荷平衡及变压器安装位置，对线损的影响是比较大的，尤其是变压器位置影响更为显著。同时也可以看出，软件系统不仅能比较准确地计算变压器安装的最佳位置，同时也是一个对线路损耗进行有效分析的工具。
由于软件系统不仅能准确地计算理论线损，还能对线路结构及损耗情况进行全面分析，所以有助于管理工作中掌控线损情况，制定技术降损措施，使线损降低到合理的范围，尤其是软件系统中的优化三相负荷、计算变压器安装最佳位置、计算10kV线路补偿电容器安装最佳位置，能科学地制定降损方案及管理措施。
3 软件系统使用效果
农网改造后，安徽省太和县有一个台区，实际线损率一直在19%左右徘徊，利用该系统对此台区进行了优化，根据优化后的方案，进行三相负荷平衡的调整，调整后进行了三个月的观察，其线损率分别为6.2%、6.3%、5.9%，每月约减少损耗800kWh。
又比如山东鄄城有一个台区，实际线损率为23%左右，经过该系统软件的计算理论值应该为11.8%，由此判断，可能存在两种情况，一是该台区可能存在偷漏电，二是计量表计有问题。后来经过夜间巡查，发现有三户偷电，处理后损率一直稳定在12%左右。
按照该系统计算出来的变压器位置进行调整，很多供电企业都看到了实际效果。实际上，供电企业存有很大的降损空间。以2004年全国的用电量为例，全国的发电量为24×105GWh，可以用来操作的电量估计占到40%左右，按降低3个百分点，那么年损耗就可以减少28800GWh，若网购电价为0.3/kWh元，那么供电企业每年就可节约86.4亿元。随着社会的发展，节能效果将会更加明显，这是因为线路损耗是与电流的平方成正比的。
移动变压器到最佳位置或加大变压器附近的导线线径，虽然需要部分投资，但能产生比较理想的降损效果，这是因为对于大部分低压线路来说，80%的线路损耗是产生在大约20%线段上的。有没有降损空间、采取哪种线损管理措施，还是多措并举，通过线损分析计算，得出改进后的线损减少情况，做一个投入产出比，计算投入资金回收周期，就可以决定是否有必要采取进一步的降损措施，而在进行电网改造时，若能充分利用这一软件提供的线损分析计算功能，将能做到有的放矢，使有限的资金产生尽可能大的经济效益。
4 该系统的其他功能
系统软件内含优秀的接线图绘制工具，图形的绘制速度非常快。
通过可视输入方式，在地理接线图中直接输入有关的线路电气参数，使输入直观快速。
自动建立电气元件间的连接关系，不必再在表格内建立接点编号。
具有图象拓扑功能，可以在各类图形之间随意转换。
由于采用了矢量仿真计算技术，并且充分考虑了影响线损的诸多因素，所以理论线损计算结果比较准确。
可对各种情况下的损耗进行仿真计算，并能在接线图中进行全面分析，从而获得最佳的技术降损方案。
若对这一系统简化使用，可以转化为其它计算方法，比如若使用同一个功率因数，就可以转化为电量法，若电量数据改为容量，就转化为容量法。并且在转化为其它方法的时候，因为考虑了负荷所接相别，所以其计算结果的准确度要高于旧的计算方法。
该系统软件经专家鉴定并在国内多个省市应用后，效果十分明显，为电力系统节能减推作出了贡献。