В процессе эксплуатации действующих сетей большое внимание уделяется выполнению различных мероприятий по снижению потерь электрической энергии. Проведение таких мероприятий улучшает экономические показатели сети, так как потери энергии определяют одну из составляющих эксплуатационных расходов. По этой причине работы по снижению потерь энергии, как правило, планируются с разработкой квартальных и годового планов.
Организация работы регламентируется Временной инструкцией по расчету и анализу потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем (ОРГРЭС, 1976 г.).
Успешное выполнение этих мероприятий невозможно без знания подробной технической характеристики распределительной сети, параметров ее отдельных элементов, электрических схем отдельных участков сети, с указанием точек ее деления и т. д.
Вместе с этим в каждой сети, как отмечалось, должны проводиться периодические измерения нагрузки всех элементов, учет этих нагрузок и анализ данных измерений, что позволяет выявлять перегруженные и недогруженные линии и трансформаторы сети, участки с неравномерной нагрузкой и т. д.
На основе такого анализа работы каждого элемента и сети в целом могут разрабатываться соответствующие мероприятия по снижению потерь электрической энергии. Эти мероприятия по своему содержанию делятся на работы, имеющие эксплуатационный характер, и работы, связанные с дополнительными капитальными вложениями в сеть.
В первом случае они выполняются путем изменения режима работы сети, за счет тех или иных переключений и изменений схемы сети, за счет отключения трансформаторов и других несложных работ. Во втором случае эти мероприятия требуют реконструкции действующей сети в том или ином объеме.
Рассматриваемые мероприятия делятся на длительные, определяющие снижение потерь энергии в течение ряда лет, и сезонные, эффективность которых характеризуется отрезком времени менее одного года. В первом случае учитывается годовая эффективность, во втором — принимается действительное время, в течение которого мероприятие оказывается эффективным.
Рациональность проведения мероприятий эксплуатационного характера может базироваться на оценке снижения потерь электрической энергии. Рациональность мероприятий, требующих капитальных вложений, должна определяться с учетом уровня приведенных затрат до и после проведения работ по реконструкции сетей.
Несомненно, что прежде всего следует изыскивать и выполнять работы по снижению потерь без каких-либо капитальных вложений. К таким работам относятся: перенос делений в сетях 6—10 и 0,38 кВ в точки, соответствующие наиболее экономичному токораспределению; включение резервных кабельных линий; отключение неиспользуемой трансформаторной мощности в течение года и на летний период; выравнивание нагрузки по фазам в линиях 0,38 кВ; включение трансформаторов и линий в параллельную работу; перевод магистральных линий на двустороннее питание и т. п.
Эффективность указанных мероприятий определяется разностью потерь электрической энергии:
где ΔЭΠ — годовое (сезонное) снижение потерь электрической энергии, кВт-ч; ΔЭ1 — значение потерь до проведения мероприятия, кВт-ч; ΔЭ2 — то же, после проведения мероприятия, кВт-ч.
Расчет эффективности следует проводить на основании измерения фактических нагрузок и изменения параметров сети до и после проведения работ по формулам (6-3) и (6-4). Могут быть использованы специальные методики расчета эффективности (с целью сокращения вычислительной работы). В частности, весьма эффективным мероприятием по снижению потерь энергии является выравнивание нагрузки по фазам сети напряжением 0,38 кВ на вводах в жилые дома.
Известно, что потери энергии в сети при постоянных параметрах линий, схеме питания и передаваемой мощности меняются в зависимости от распределения нагрузки по фазам. Оптимальный режим работы сети, определяемый минимумом потерь, соблюдается при равномерной нагрузке фаз.
Экономический эффект выравнивания нагрузок фаз в элементах сети зависит от коэффициента неравномерности нагрузки фаз до и после выравнивания нагрузок и передаваемой по данному элементу мощности.
Неравномерность нагрузок фаз характеризуется коэффициентом неравномерности.
где I0 — ток небаланса. А; Iср.ар— среднеарифметическое значение тока всех трех фаз, А.
Приведенный коэффициент определяет зависимость потерь мощности в линиях от неравномерности нагрузки фаз. Для четырехпроводной сети с нулевым проводом равен абсолютной величине геометрической суммы действительных линейных токов, сдвинутых на 120°. На рис. 6-4, а приведена векторная диаграмма для определения I0 при загрузке фаз Iмакс, Iмин и Iср, (значения токов максимально нагруженной, минимально нагруженной и средней фаз соответственно).
Для упрощения расчетов тока небаланса I0, на рис. 6-4,б приведена специальная диаграмма, построенная на основании
Рис. 6-4. Диаграммы: а — векторная; б — для определения тока небаланса
векторных соотношений токов. Например, при Iмакс—Iср=40А и Iмакс—Iмин=80 А, по диаграмме рис. 6-4,б ток небаланса I0=69 А.
Каждому значению коэффициента неравномерности (при постоянной передаваемой мощности) соответствуют всегда одни и те же потери электрической энергии, независимо от распределения нагрузки по фазам. Следовательно, каждому значению коэффициента неравномерности будет соответствовать одна и та же кратность увеличения потерь, которая показывает, во сколько раз потери электрической энергии при данной неравномерности нагрузки по фазам больше, чем потери при той же передаваемой мощности и при равномерной нагрузке фаз.
Кратность потерь т зависит от особенностей выполнения сети 0,38 кВ, в частности от соотношения сопротивления фазных и нулевого провода. Она должна быть заведомо определена расчетным путем. На рис. 6-5 приведены значения кратности потерь в трехфазной сети с нулевым проводом, в зависимости от коэффициента неравномерности или различных сечениях нулевого провода. .
В частности, кривая 1 соответствует случаю, когда и выражается уравнением
где F0 и Fф — сечения нулевого и фазного проводов соответственно.
Кривая 2 относится к условию и определяется как 
Рис. 6-5. Изменение потерь мощности в трехфазной сети с пулевым проводом
Рис, 6-6. Изменение потерь мощности в трехжильных кабелях со свинцовой оболочкой, используемой в качестве нулевого провода
Кривая 3 соответствует
и равна
При использовании в качестве нулевого провода свинцовой оболочки кабелей кратность увеличения потерь при неравномерной нагрузке фаз будет несколько большей, за счет увеличенного сопротивления оболочки. В частности, на рис. 6-6 показано изменение потерь в трехфазных кабелях с заземленной нулевой оболочкой, использованной в качестве нулевого провода, в зависимости от сечения кабелей.
Кратность потерь для наиболее распространенных кабелей с жилами сечением 120, 95 и 70 мм2, согласно рис. 6-6, может быть выражена следующими уравнениями: 
Дополнительно отметим, что любые мероприятия по обеспечению экономического режима работы сети, в том числе по снижению потерь энергии, не должны являться самоцелью и решаться обособленно. Наивыгоднейшие условия работы городской электрической сети должны создаваться за счет правильного ее построения, имея в виду не только экономические показатели, но также надежность электроснабжения потребителей и качество энергии.
