低功耗电路实现方法篇1
关键词：CmoS电路；能耗控制；双阈值；nmoS
中图分类号：tn108+.7?34；tn432文献标识码：a文章编号：1004?373X（2016）22?0112?0
0引言
集成电路工业的发展增强了CmoS电路运行频率和集成度，也导致电路功率逐渐增加。大功耗导致系统稳定性和可靠性降低，提高了系统封装的难度[1?2]。CmoS电路中的大功耗，使得芯片运行情况减弱，大大降低了芯片价值。因此，功耗问题成为CmoS电路快速发展过程中急需解决的问题。而传统的大规模集成电路的功耗控制方法，存在运算量大、精确度有限的问题[3?5]。因此，采用合理的功耗控制方法，保证CmoS电路完成预期的功耗目标，成为相关任务研究的热点方向。
以往研究出的集成电路能耗控制方法都存在一定的问题，如文献[5]基于传统晶体管功耗模块，其依据电路完整的硬件描述实施功耗模拟，但是该模块要求CmoS电路中存在完整的寄存器传输设计，并且其运行时间和内存消耗较高。文献[6]通过pSpLCe模拟采集CmoS电路电源特征和数据，通过动态阈值功耗预测方法，实现CmoS电路功耗的有效控制，但其对电源稳定性要求较高，并且需要采用大量的数据进行模拟分析，运算效率低，存在一定的局限性。文献[7]通过降低CmoS电源电压，控制CmoS电路功耗，设计出电流型CmoS电路，实现CmoS电路能耗的合理控制，但是该方法存在控制精度的缺陷，并且容易产生过电量问题。文献[8]采用基于仿真的CmoS电路平均功耗估计方法，其通过全部可能的输入组合对电路进行仿真，依据仿真功耗运算平均功耗，但是该方法需要用户明确输入模式中的全部信息，局限性较高。文献[9]通过最小平方方法预测CmoS电路的平均能耗，其通过点预测方法，可在高精度下得到较高的收敛效率，但该方法的估计结果容易受到电路内部和外部环境的干扰，无法对电路能耗进行准确控制。
为了解决上述分析方法存在的问题，降低CmoS电路能耗，采用双阈值电压技术通过较低阈值的晶体管设计CmoS能耗控制模块，也就是低阈值模块。通过高阈值电压的nmoS管控制低阈值模块，降低电路的泄露电流；通过低阈值模块中的nmoS管对CmoS门单元电路进行管理，提高门单元电路的运行效率，降低总体CmoS电路的功耗。
1CmoS电路中外部能耗控制模块设计
1.1双阈值CmoS电路能耗控制过程
双阈值CmoS电路结构图如图1所示。为了提高CmoS电路逻辑单元的性能，通过较低阈值的晶体管设计CmoS能耗控制模块，也就是低阈值模块。在低阈值模块间设计了高阈值电压的nmoS管tn，如图1（a）所示。通过Sleep_bar管理信号调控低阈值模块，如果管理信号为1，则tn导通，低阈值电路模块可顺利运行，模块同地连接。tn管的漏极可看成虚地，形成微高于0的电压，该电压不会干扰总体电路的运行。受到漏极电压的干扰，低阈值模块的晶体管中的电压增加，使得泄露电流减少；如果管理信号设置为0，则tn管不导通，低阈值模块停止运行，同地断开，虚地点悬空。tn管较高的阈值电压导致自身泄露电流降低，有效控制了低阈值模块电流，大大降低了总体CmoS电路功耗。
图1（b）描述的是采用高阈值电压pmoS管器件管理低阈值模块的结构，该结构的原理与高阈值nmoS管管理相似，通过sleep信号的置复位管理情况，管理低阈值模块电路的运行，实现降低功耗的目标。高阈值nmoS管管理低阈值模块，具有较低的导通电阻，能够更加节省CmoS电路硅片的面积。
双阈值CmoS电路结构能够完成切断电路以及电源回路的设计，过滤额外功耗。通过对CmoS电路结构中nmoS管以及pmoS管的逻辑互补特性，确保总体电路系统的上拉和下拉形成不同通路轮流互相导通，完成CmoS电路外部能耗的合理控制。
双阈值CmoS电路的抑制结构如图2所示。
分析图2能够看出，当双阈值CmoS电路采用图2（a）描述的结构时，其输出端在高阈值nmoS管子停止后会形成悬空问题，会产生负面干扰。而使用图2（b）结构情况下，额外产生的高阈值pmoS管，将在nmoS管终止运行情况下保存输出端的稳定，限制输出节点悬空问题的发生。
实际控制CmoS电路外部能耗过程中，通过冗余检测信号r替代管理信号Sleep调控高阈值nmoS管的通断，主要是因为信号r能够分析CmoS电路的冗余状况，并且其具有同管理信号Sleep的相同作用。如果信号r检测到低阈值模块为冗余状态，则终止nmoS管的运行，确保逻辑块停止运行，避免其泄露电流，降低电路能耗。该结构设计能够避免低阈值模块出现泄露电流现象，并且合理控制CmoS电路的冗余问题，避免出现冗余情况下的电平翻转波动的传递，最大程度降低电路动态功耗。
1.2双阈值CmoS电路门单元运行控制
通过上述分析的双阈值CmoS电路能耗控制过程可得，采用高阈值nmoS管可设置该低功耗控制装置。因此，在各CmoS门单元电路中融入Sleep管理信号，通过低阈值模块中的nmoS管对不同CmoS门单元电路的运行情况进行有效管理，提高门单元电路的运行效率，降低总体CmoS电路的功耗。通过门单元能够设计出双阈值的反相器、与非门以及或非门等，如图3所示。
采用关联信号Sleep_bar调控高阈值nmoS管的通断，若Sleep为0，Sleep_bar为1，则门单元正常工作；否则，若Sleep为1，终止高阈值管的运行，电路休眠，门单元终止工作，最大程度降低电路能耗。
1.3双阈值CmoS电路中单边沿脉冲触发器设计
触发器是CmoS电路中的关键电路单元，对其功耗进行优化控制，可降低CmoS电路的功耗。将CmoS电路的总平均功耗当成触发器的功耗参数，主要包括触发器内在功耗、数据驱动功耗以及时钟驱动功耗。触发器中的缓冲反相器驱动数据输入以及时钟信号的过程中，将形成数据驱动功耗和时钟驱动功耗。触发器内部功耗是其内部消耗的功耗。因此，对触发器进行优化设计，降低其功耗，可确保总体CmoS电路能耗的最低化。触发器的时序参数是其塑造时间以及单元本征延时。触发器的塑造时间是数据在时钟信号沿到来前的持续时间，如图4所示。其中，[tD-C]是数据Data到时钟C延时，[tD-Q]是数据D到输出Q的传播时间，其是单元的传播延时，[tC-Q]是时钟到输出的延时，同持续时间具有一定的关联性，其通过式（1）获取。
图5为设计的双阈值CmoS电路中的单边沿脉冲触发器，该触发器能够对CmoS电路能耗进行优化处理。图5中设计的单边沿脉冲触发器包括时钟响应电路和数据响应电路。通过高阈值电压和低阈值电压分别设计数据响应电路和时钟响应电路。该触发器中时钟脉冲时序产生过程为CLK信号通过反相器链，获取一个延时反向信号CLKBD，计算该信号和CLK信号，能够获取高窄脉冲CLKp信号。但是时钟脉冲跳变时，容易形成电平的翻转，导致CmoS电路形成较高的动态功耗。因此，为了降低电路功耗，采用双阈值技术设计单边沿脉冲发生电路，对时钟信号进行调控，降低翻转率，减少时钟电路动态功耗。该触发器采用时钟信号CK在D和Q间的延时差间产生脉冲，并且采用异或电路进行优化设计，得到如图6所示的单边沿脉冲发生电路。
该单边沿脉冲发生电路的脉冲信号波形示意图如图7所示。
传统CmoS电路触发器中的电路，存在时钟通过反相器翻转的跳变，导致动态功能增加。因此，将单边沿触发器电路数据端D信号和Q信号当成时钟响应电路的使能信号，确保时钟翻转出现D信号处于高电平的区间。
该设计能够确保当D信号处于低电平区间时，时钟信号不会出现翻转，降低反相链电路以及数据采样电路中的电平翻转发生率，减少动态功耗，实现CmoS电路的低功耗设计。同时设计的双阈值单边沿脉冲触发器，能够降低时钟在电路中的跳变，降低时钟脉冲的数量以及晶体管跳变数量，最大程度上减少功耗。
2实验分析
本文采用SmiC0.11μmCmoS工艺设计相关电路，通过HSpice软件进行仿真实验中，设置触发器的时钟频率为200mHz，电源电压是1.0V。实验在数据信号不同高电平持续时间下，对比分析本文方法和最小平方法的CmoS电路功耗情况如表1所示。
表1不同方法下的电路功耗情况
分析表1可以看出，相对于最小平方法，本文方法控制下的电路耗能较低，实现了CmoS电路能耗的有效控制。电路在0.75V和1.3V电源电压下的延迟和功耗如表2所示。
分析表2可以看出，在相同电源电压下，采用本文方法控制的CmoS电路，其电路延时和功耗低于最小平方法。而在不同电源电压下，随着电源电压值的提高，不同方法下的CmoS电路延迟和功耗都增加，但是本文方法的延迟和功耗始终低于最小平方法。
两种方法下CmoS电路动态功耗、静态功耗和总功耗对比情况如表3所示。
表3不同方法的各项功耗的方差和均方率对比分析
依据表3中的数据可以获取图8中不同方法的功耗情况对比结果，能够看出，不同方法的静态功耗的均方率低于动态功耗，并且动态功耗的波动幅度较高，而静态功耗的变化较为平稳。而本文方法的静态功耗略低于最小平方法，但动态功耗远远低于最小平方法，并且总功耗远低于最小平方法。说明本文方法控制下的CmoS电路功耗较低，具有较高的优势，能够满足CmoS电路节能控制的需求。
分析表4可得，相对于最小平方方法，本文方法的控制时间较低，能够极大提高控制效率，并且相差若干数量级。在本文方法下的CmoS电路漏电流低于最小平方法，说明本文方法的节能效果较优。
3结论
传统的大规模集成电路的功耗控制方法，存在运算量大、精确度有限的问题。因此，基于双阈值低功耗技术设计并实现CmoS电路中外部能耗控制模块，采用双阈值电压技术通过较低阈值的晶体管设计CmoS能耗控制模块，也就是低阈值模块。通过高阈值电压的nmoS管控制低阈值模块，降低电路的泄露电流，通过低阈值模块中的nmoS管对CmoS门单元电路进行管理，提高门单元电路的运行效率，降低总体CmoS电路的功耗。采用双阈值技术设计CmoS电路的单边沿脉冲触发器，对触发器的时钟响应电路进行优化，确保时钟翻转通过数字信号进行管理，极大降低了时钟翻转频率，减小了电路动态功耗。实验结果说明，所设计模块具有较高的控制效率，较低的延迟和功耗，其控制下的CmoS电路节能效果显著。
参考文献
[1]李志远，曹贝，卜丹，等.互连线对CmoS电路性能的仿真分析[J].黑龙江大学自然科学学报，2014（5）：697?700.
[2]王h.基于130nmCmoS工艺UHFRFiD系统中频率综合器的研究与设计[D].合肥：中国科学技术大学，2015.
[3]肖奔，殷蔚.利用Cadence设计CmoS低噪声放大器[J].现代电子技术，2009，32（10）：8?10.
[4]张丽.磁隧道结模型及自旋转移力矩磁随机存储器设计技术研究[D].西安：西安电子科技大学，2014.
[5]冯海涛，裴志强，刘宝娟.ComS电路的参数提取及模型建立[J].微处理机，2012，33（6）：4?5.
[6]张少强.基于CmV300的CmoS相机光电响应特性研究[D].北京：中国科学院研究生院，2015.
[7]卢冲赢，徐立新，李建华，等.CmoS兼容高Q值微机电系统悬浮片上螺旋电感[J].兵工学报，2014，35（5）：634?639.
低功耗电路实现方法篇2
关键词:嵌入式系统;硬件低功耗;软件低功耗;集成电路工艺
中图分类号:tp274;tp3680
引言
经过近几年的快速发展,嵌入式系统(embeddedSystem)已经成为电子信息产业中最具增长力的一个分支。随着手机、pDa,GpS、机顶盒等新兴产品的大量应用,嵌入式系统的市场正在以每年30%的速度递增(iDC预测),嵌入式系统的设计也成为软硬件工程师越来越关心的话题。
在嵌入式系统设计中,低功耗设计(LowpowerDesign)是许多设计人员必须面对的问题。其原因在于嵌入式系统被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中,而这些产品不是一直都有充足的电源供应,往往是靠电池来供电的;而且大多数嵌入式设备都有体积和质量的约束。另外,系统部件产生的热量和功耗成比例,为解决散热问题而采取的冷却措施进一步增加了系统的功耗。为了得到最好的结果,降低系统的功耗具有下面的优点:
(1)电池驱动的需要。在强调绿色环保时期,许多电子产品都采用电池供电。对于电池供电系统,延长电池寿命,降低用户更换电池的周期,提高系统性能与降低系统开销,甚至能起到保护环境的作用。
(2)安全的需要。在现场总线领域,本安问题是┮桓霆重要话题。例如FF的本安设备,理论上每个网段可以容纳32个设备,而实际应用中考虑到目前的功耗水平,每个网段安装10个比较合适。因此降低系统功耗是实现本安要求的一个重要途径。
[Jp2](3)解决电磁干扰。系统功耗越低,电磁辐射能量越小,对其他设备造成的干扰也越小。如果所有的电子产品都能设计成低功耗,那么电磁兼容性设计会变得容易。[Jp]
(4)节能的需要。特别是对电池供电系统,功耗与电压的平方成正比即:p=V2fC+p┆static,б虼私谀芨为重要。
1功耗产生的原因
[Bt3]1.1集成电路的功耗
目前的集成电路工艺主要有ttL和CmoS两大类,无论哪种工艺,只要电路中有电流通过,就会产生功耗。通常,集成电路的功耗主要有4个:
(1)开关功耗。对电路中的电容充放电而形成,其表达式为:
(2)静态功耗和动态功耗。当电路的状态没有进行翻转(保持高电平或低电平)时,电路的功耗属于静态功耗,其大小等于电路电压与流过电流的乘积;动态功耗是电路翻转时产生的功耗,由于电路翻转时存在跳变沿,在电路翻转瞬间,电流比较大,存在较大的动态功耗。目前大多数电路都采用CmoS工艺,静态功耗很小,可以忽略。起主要作用的是动态功耗,因此从降低动态功耗入手来降低功耗。
(3)短路功耗。因开关时由电源到地形成的通路造成的,其表达式为:
(4)漏电功耗。由亚阈值电流和反向偏压电流造成。目前大多数电路都采用CmoS工艺,故漏电功耗很小,可以忽略。
1.2电阻的功耗和有源器件的功耗
通常为负载器件和寄生元件产生的功耗。有源开关器件在状态转换时,电流和电压比较大,将引起功率消耗。另外,CmoS电路中最大的功耗来自于内部和外部的电容充放电产生的功耗。
2硬件低功耗设计
[Bt3]2.1选择低功耗的器件
选择低功耗的电子器件可以从根本上降低整个硬件系统的功耗。目前的半导体工艺主要有ttL工艺和CmoS工艺,CmoS工艺具有很低的功耗,在电路设计上尽量选用,使用CmoS系列电路时,其不用的输入端不要悬空,因为悬空的输入端可能存在感应信号,它将造成高低电平的转换。转换器件的功耗很大,尽量采用输出为高的原则。
嵌入式处理器是嵌入式系统的硬件核心,消耗大量的功率,因此设计时选用低功耗的处理器;另外,选择低功耗的通信收发器(对于通信应用系统)、低功耗的访存部件、低功耗的电路,目前许多通信收发器都设计成节省功耗方式,这样的器件优先采用。
2.2选用低功耗的电路形式
完成同样的功能,电路的实现形式有多种。例如,可以利用分立元件、小规模集成电路,大规模集成电路甚至单片实现。通常,使用的元器件数量越少,系统的功耗越低。因此,尽量使用集成度高的器件,以减少电路中使用元件的个数,减少整机的功耗。
2.3单电源、低电压供电
一些模拟电路如运算放大器等,供电方式有正负电源和单电源两种。双电源供电可以提供对地输出的信号。高电源电压的优点是可以提供大的动态范围,缺点是功耗大。例如,低功耗集成运算放大器Lm324,单电源电压工作范围为5~30V。当电源电压为15V时,功耗约为220mw;当电源电压为10V时,功耗约为90mw;当电源电压为5V时,功耗约为15mw。可见,低电压供电对降低器件功耗的作用十分明显。因此,处理小信号的电路可以降低供电电压。
2.4分区/分时供电技术
一个嵌入式系统的所有组成部分并非时刻在工作,基于此,可采用分时/分区的供电技术。原理是利用“开关”控制电源供电单元,在某一部分电路处于休眠状态时,关闭其供电电源,仅保留工作部分的电源。
2.5i/o引脚供电
嵌入式处理器的输出引脚在输出高电平时,可以提供约20ma的电流,该引脚可以直接作为某些电路的供电电源使用,如图2所示。处理器的引脚输出高电平时,外部器件工作;输出低电平时,外部器件停止工作。需要注意,该电路需满足下列要求:外部器件的功耗较低,低于处理器i/o引脚的高电平输出电流;外部器件的供电电压范围较宽。
2.6电源管理单元设计
处理器全速工作时,功耗最大;待机状态时,功耗比较小。常见的待机方式有两种:空闲方式(idle)和掉电方式(ShutDown)。其中,idle方式可以通过中断的发生退出,中断可以由外部事件供给。掉电方式指的是处理器停止,连中断也不响应,因此需要进入复位才能退出掉电方式。
为了降低系统的功耗,一旦CpU处于“空转”,可以使之进入idle状态,降低功耗;期间如果发生了外部事件,可以通过事件产生中断信号,使CpU进入运行状态。对于ShutDown状态,只能用复位信号唤醒CpU。
2.7智能电源设计
既要保证系统具有良好的性能,又能兼顾功耗问题,一个最好的办法是采用智能电源。在系统中增加适当的智能预测、检测,根据需要对系统采取不同的供电方式,以求系统的功耗最低。许多膝上型电脑的电源管理采用智能电源,以笔记本电脑为例,在电源管理方面,intel公司采取SpeedStep技术;amD公司采取powernow技术;transmeta公司采取LongRun技术。虽然这三种技术涉及到的具体内容不同,但基本原理是一致的。以采用SpeedStep技术的笔记本电脑为例,系统可以根据不同的使用环境对CpU的运行速度进行合理调整。如果系统使用外接电源,CpU将按照正常的主频率及电压运行;当检测到系统为电池供电时,软件将自动切换CpU的主频率及电压至较低状态运行。
2.8降低处理器的时钟频率
处理器的功耗与时钟频率密切相关。以SamSUnGS3C2410X(32baRm920t内核)为例[8],它提供了四种工作模式:正常模式、空闲模式、休眠模式、关机模式,各种模式的功耗如表1所示。[HJ1][HJ]
由表1可见,CpU在全速运行的时候比在空闲或者休眠的时候消耗的功率大得多。省电的原则就是让正常运行模式远比空闲、休眠模式少占用时间。在类似pDa的设备中,系统在全速运行的时候远比空闲的时候少,所以可以通过设置,使CpU尽可能工作在空闲状态,然后通过相应的中断唤醒CpU,恢复到正常工作模式,处理响应的事件,然后再进入空闲模式。因此设计系统时,如果处理能力许可,可尽量降低处理器的时钟频率。
另外,可以动态改变处理器的时钟,以降低系统的总功耗。CpU空闲时,降低时钟频率;处于工作状态时,提高时钟频率以全速运行处理事务,实现这一技术的方法。通过将i/o引脚设定为输出高电平,加入电阻R1,将增加时钟频率;将i/o引脚输出低电平,去掉电阻R1,可降低时钟频率,以降低功耗。
2.9降低持续工作电流
在一些系统中,尽量使系统在状态转换时消耗电流,在维持工作时期不消耗电流。例如,iC卡水表、煤气表、静态电能表等,在打开和关闭开关时给相应的机构上电,开关开和关状态通过机械机构或磁场机制保持开关的状态,而不通过电流保持,可以进一步降低电能的消耗。[Jp]
3软件低功耗设计
3.1编译低功耗优化技术
编译技术降低系统功耗是基于这样的事实:对于实现同样的功能,不同的软件算法,消耗的时间不同,使用的指令不同,因而消耗的功率也不同。对于使用高级语言,由于是面向问题设计的,很难控制低功耗。但是,如果利用汇编语言开发系统(如对于小型的嵌入式系统开发),可以有意识地选择消耗时间短的指令和设计消耗功率小的算法来降低系统的功耗。
3.2硬件软件化与软件硬件化
通常的硬件电路一定消耗功率,基于此,可以减少系统的硬件电路,把数据处理功能用软件实现,如许多仪表中用到的对数放大电路、抗干扰电路,测量系统中用软件滤波代替硬件滤波器等。
需要考虑,软件处理需要时间,处理器也需要消耗功率,特别是在处理大量数据的时候,需要高性能的处理器,这可能会消耗大量的功率。因此,系统中某一功能用软件实现,还是用硬件实现,需要综合计算后进行设计。3.3采用快速算法
数字信号处理中的运算,采用如FFt和快速卷积等,可以大量节省运算时间,从而减少功耗;在精度允许的情况下,使用简单函数代替复杂函数作近似,也是减少功耗的一种方法。
3.4软件设计采用中断驱动技术
整个系统软件设计成处理多个事件,在系统上电初始化时,主程序只进行系统的初始化,包括寄存器、外部设备等,初始化完成后,进入低功耗状态,然后CpU控制的设备都接到中断输入端上。当外设发生了一个事件,产生中断信号,使CpU退出节电状态,进入事件处理,事件处理完成后,继续进入节电状态。
低功耗电路实现方法篇3
关键词：输配电系统；电能损耗；分配问题；研究
我国的输配电系统在实际的运行过程中，电力企业要提升自身的经济效益和社会效益，就需要以社会发展的总体趋势出发，顺应社会发展以及人们生活的需要。节能减排工作是现代社会发展的重点，实现电力行业的可持续发展是输配电系统运行和发展的重要目标。要想在未来的发展中最大限度地达到节能减排的目的，需要从实际出发，降低电能的损耗量，进而提升电力企业的发展。
1电能损耗的计算方式
在配电工作中，电能的损耗现象主要是在配电线路和变压器等设备中出现，在电力输送的过程中会造成一定的经济损失。在实际的配电网中，电能的相关理论是基础部分，采取有效的措施来提升电力的管理能力，降低电力的损耗程度，这些都依赖于相对比较科学的电能损耗计算方式。
1.1输电线路所产生的电能损耗
上文中已经提到，输电线路所产生的电能损耗量相对较大，而且电能的损耗量和电能使用时间成正比。具体来说，电能的损耗可以按照具体的公式来计算：
a%=（at-aL）/at
从此公式中可以看出，电能的损耗量和输电线路中的功率以及线路的电阻之间存在着较为密切的关系，电能的损耗量和电压成反比。
1.2变压器上出现的电能损耗
在传送电能的过程中，有功功率和无功功率的大小和多少都会对电压器的电能产生一定的影响，基于以上的原因，电能的损耗分别被称为有功损耗和无功损耗两种。在变压器运行的过程中，电能的损耗量主要受到功率因数的影响。其中主要的损耗程度就是空载损耗和负载损耗两种。
2输电线路和配电线路电能损耗的分配方式
从输配电系统的电能损耗情况上可以看出，相关的工作人员不断对电力线路的电能损耗程度进行研究，并且取得了一定的成绩。所用的方法有很多，其中比较常见的有以下几种：
2.1比例分配法
从总体上看，这种比例分配法比较简单，是目前我国的电力行业普遍使用的方式。采用这种方式主要是根据相应的比例来对电力的负荷以及输配电线路的电能损耗程度来进行合理地配置。在具体的工作中，这种方式虽然具有一定的优势作用，但是在应用中却没有考虑到具体的位置，对于无功功率的电能损耗程度没有过多的要求。对这方面的电能损耗来说，还需要采用人工分配的方式来进行。所以说，这种方式无法满足现如今电能损耗分配的要求，其合理性还有待完善。
2.2mw-milemeihod
这种方式是相对比较新型的方式，在实际的应用中主要是以DC潮流为基础，可以对输配电线路上的公路进行科学地计算。同时根据线路所承担的功率大小来对路径的长度以及电力的损耗程度进行分配。这种方式的主要优势就是可以保证电网结构的合理性和科学性，在实际的电能损耗量分配工作中得到了广泛地应用。而且相关的设计人员也无需考虑到无功潮流的影响程度。
2.3微增损耗法
这种分配方式对电力系统运行的稳定性产生了较大的影响，经过技术人员的努力研究，现如今可以将itL技术应用到其中。采用这种方式虽然可以对电能的损耗量进行合理地配置，但是很容易出现收益的盈余，所以，对输配电线路进行科学地处理，增强分配方式的选择性比较重要。在应用的过程中，工作人员还可以采用分散平衡节点的方式来对微增损耗法进行完善。
2.4功率分解法
功率分解法是在电网总损耗以及支路总损耗表达式的基础上，采用电路定理方程来进行分析与推到，从而计算出输配电线路上的电能损耗情况，以及分配方式。
一般来说，技术人员对配电网的电能损耗分配与输电网电能损耗分配存在相同点，但也存在不同点，配电网的电能损耗分配存在着一定的特殊性，我国对于该方面的研究相对较少，并且还存在着以下间题：
第一，分配比例问题。上面各种方法不能将输电损耗同时、自然地分配给电网中的所有电源和负荷，都必须指定电源和负荷的网损分配比例，难以适应含有pool。
第二，基于电路方程推导的方法对平衡节点的选取具有依赖性，且平衡机不分配损耗，它们缺乏经济学意义。
第三，反向潮流与分配负损耗问题。在电力系统稳定运行过程中，不管是在什么样的条件下，电力的运行必然会出现电能损耗问题。但是也有时候会有效的降低电力系统运行中的电能损耗，这是由于输配电线路在运行过程中所产生的潮流与其主导潮流相反，从而引起“反向潮流”。
另外，在电力系统运行过程中，反向潮流具有一定的客观性，当输配电线路出现电能损耗时必然会反映反向潮流。此时相关技术人员可以通过系统反映反向潮流的真实情况来选择一个科学合理的电能损耗分配方法。如果在输配电系统运行过程中出现的反向潮流，这就表示我们在对电能损耗分配的过程中既有可能出现负值，但是针对翰配电线路分配电能损耗的过程中是否能够出现反向潮流，还需要我们进一步探究。
3减少网络电能损耗措施
减少电能损耗，就是减少线路和变压器中的电能损耗，具体措施如下：
3.1使无功功率合理分布，无功功率在电网中的传输，会使功率和电能的损耗都增加，导致电压下降，因此应在受电区域装设一定数量的无功功率补偿设备。目前有借助电子计算机进行无功功率计算来实现无功功率经济调度和随机补偿的，应用比较普遍。
3.2合理选用电力变压器和使之经济运行，电力变压器的容量不得过大。否则，变压器空载或轻载运行，会消耗较大的无功功率。而这些无功功率是由电力系统供给的，既增加了初次投资，也使功率因数降低，电网损耗增加，因此必须合理选用电力变压器的容量。
结束语
对于输配电系统电能损耗分配问题的研究是当前人们重点关注的问题，如果输配电线路在运行过程中出现严重的电能损耗，那么不仅浪费了资源，还对生态环境造成的严重的污染，不利于提高电力企业的经济效益。因此我们必须要根据实际情况，采取有效的措施，通过应用各项新技术，提高电力系统的自动化水平，降低系统运行中的电能损耗，响应我国节能减排的政策，从而促进社会经济的发展，提高企业的社会经济效益。■
参考文献
[1]王立文，曾强，李兆龙.关于变压器单台运行有功电能损耗的计算[J].电子世界，2014，2.
[2]张建发.关于高压配电网电能损耗的研究[J].科技致富向导，
2011，30.
[3]马丽丽.探讨如何降低电力系统电能损耗[J].科技致富向导，
低功耗电路实现方法篇4
论文摘要：本文介绍了线损理论计算的原理，对农村电网进行了全面的线损理论计算在分析计算结果的基础上，有针对性地拟定了降损方案。根据拟定的降损方案对电网的各类参数进行了修改，重新进行了线损理论计算。通过对两次线损理论计算结果的比较，验证了降损方案的可行性和经济性。和传统的线损分析相比，本文方法具有更为科学、精确、针对性强的特点，为农村电网进行降损改造和电网规划提供了很好的参考依据。
aBStRaCt：thispaperintroducesthetheoriesabouttheoreticalcalculationofthelinelosses,discussescalculationofthelinelossesforschooldistrictpoeofreducinglossesforneeofreducinglosses,throughmodifyingrespectiveparametersofthispoparisonofthetyoftheschemeisvalidated.Comparedeinthispaperhasofmanyadvantages,suchasmathematicalsoundnessexactnesspertinenceandsoon,canprovidegoodreferenceforreducinglinelossesandtheplanningofpowernetwork.
KeYwoRDS:schooldistrictpowernetwork;linelosses;theoreticalcalculationandanalysis.
第一章概论
1.1电能损耗管理的目的和意义
电力网的电能损耗（俗称线损），是电网经营企业在电能传输和营销过程中从发电厂出线起至用户电能表止所产生的电能损耗。而电能损耗率是衡量电力在传输过程中损耗高低的指标，它反映和体现了电力系统的规则、设计、运行和经营管理的水平，是电网经营企业的一项重要经济、技术指标。降低电能损耗是贯彻“生产与节约并重”能源政策的一个组成部分，应加强管理。而前些年电网的发展却滞后于国民经济的高速发展，特别是作为电网不可分割的组成部分—农村电网，更是到了非改造不可的时候，它直接制约了农村经济的发展。由于农村电网负荷分散、接线杂乱、规格不一、管理薄弱等原因，造成农村电网电能损耗偏高的现象。究其原因，主要是网络布局不合理，供电路径过长，导线截面过小，功率因数低，设备利用率低，计量设备不全，导致管理不善，加之农电管理体制不顺，多家管电，导致农村电价远远高于城市电价的情况，增加了农民的负担。
为此，国家投入巨资，提出了改革农村用电管理体制、改造城乡电网、实施城乡同价等措施，以提高电网送电能力，降低电能损耗，降低农村电价，减轻农民用电负担，开拓农村电力市场，繁荣农村经济。经过持续三年多时间的城乡电网建设和改造，一个改善的电力网络已呈现在人们面前，全方位的供用电管理工作正在紧张有序地进行。为了达到电网安全、经济地运行，巩固同网同价成果，加强线损管理，降低电能损耗，便是摆在电网经营企业面前的一项长期艰巨的任务。
（1）降损就是效益。例如，某县电网经营企业年供电量5亿kwh，原电能损耗率降到13%，通过电网改造，加强电能损耗管理，使电能损耗降到10%，一年可节约电能损耗电量1500万kwh，按每千瓦·时电价0.56元计算，一年可节约资金840万元。这个帐人人会算，但是怎样去加强电能损耗管理，便是一个大家值得讨论、研究的课题。要把电能损耗降到国家规定的范围之内，尤其是农村电网经过全面的建设和改造，调整了网络布局，新建和改造了各级电压等级的一大批输配电线路和变电所，将老式变压器更换为节能型变压器，增强了调度、通信功能和计量、测量手段，因此，开展一次全面的电能损耗组成状况，找出薄弱环节，从而明确主攻方向，狠抓措施落实，为制定降损措施和提高科学管理水平提供理论依据。
（2）电能损耗理论计算。在计算方法上，力求取值方便，计算简单，实用性强，并能达到较高的准确度。
1.2电能损耗形成及组成
1.2.1电能损耗形成
电能的输送过程，如图1-1所示。
图1-1电能输送过程
电力的传输过程，要通过电力网中的导线和电压器等输、配电设备到用户，由于导线和变压器都具有电阻和电抗，因此电流在电网中流动时，将会产生有功和无功的电能损耗。
电力损耗的大小与流过导线电流的平方成正比。对同一部分无功功率。这些无功功率除靠发电厂的发电机发出无功外，调相机、电力电容器也向电网输送无功。
1.2.2电能损耗组成
电能损耗（线损）是输电网络、配电网络损耗电量的总称，它包括技术电能损耗和管理电能损耗两部分，主要计算公式如下
电能损耗电量=供电量（输入电量）—售电量（输出电量）
线损率（％）＝线损电量/供电量×100％
线路损失电量，一般可分为可变损失、固定损失和不明损失三部分。
可变损失。随线路、设备上通过的电流变化而变化，既与电流平方成正比，电流越大，损耗也越大。
固定损失。不随负荷电流的变化而变化，只要设备上接上电源，就要消耗电能，它与电压成正比。在实际运行中，一般电压变化不大，为了计算方便，这个损失作为一个固定值。
不明损失。理论计算损失电量与实际损失电量的差值，它包括漏电及电损失电量在内。
（一）可变损失
1、线路上产生的可变损失。
（1）输电线路上产生的负荷损失。
（2）配电线路上产生的负荷损失。
（3）低压线路上产生的负荷损失。
（4）接户线路产生的负荷损失。
2、变压器上产生的可变损失
（1）主变压器的负荷损耗。
（2）配电变压器的负荷损耗。
在变压器上产生负荷损耗的原因如下。
（1）由负荷电流在变压器绕组导线内流动造成的电能损失。
（2）由励磁电流在变压器绕组导线内造成的电能损失。
（3）杂散电流在变压器绕组导线内造成的电能损失。
（4）由于泄漏电流对导体影响所引起的涡流损失。
3、调相机的负荷损耗
由于调相机发出无功功率，因此原动机需要消耗一些有功功率。
（二）固定损失
（1）主变压器的空载损耗。
（2）配电变压器的空载损耗。
（3）电缆、电容器的介质损耗。
（4）调相机的空载损耗。
（5）电能表电压线圈的损耗。
（6）35kV及以上线路的电晕损耗。
变压器空载损耗，主要包括以下三方面。
（1）铁心的涡流损耗。
（2）铁心的磁带损耗。
（3）夹紧螺丝的杂散损耗。
（三）不明损失
造成不明损失的原因是多方面的，供电企业必须加强管理，密切各部门之间的联系；加强电能计量监督和营业工作中的抄核收制度、月末抄表制度，和用电检查制度等。
产生不明损失的原因大致有以下几方面。
（1）仪用互感器配电套不合理，变比错误。
（2）电能表接线错误或故障。
（3）电流互感器二次阻抗超过允许值；电压互感器二次压降超过规定值引起的计量误差。
（4）在互感器二次回路上临时工作，如退出电压互感器，短接电流互感器二次侧末作纪录，未向用户追补电量。
（5）在营业工作中，因漏抄、漏计、错算及倍率差错等。
（6）对供电区因馈电总表与用户分表时间不对引起的误差（抄表时间不固定并不会损失电量，只影响线损计算）。
（7）用户违章窃电。
1.3影响电能损耗主要因数
作为一个供电企业，电能损耗（线损）管理可以说是一个系统工程。它不仅涉及规划、设计、运行与检修的各个方面，还与线路、变电、用电等部门联系密切，电能损耗率的大小与网络结构、传统运行方式、负荷大小、工农业用电比重、检修质量、用电管理、表记管理、抄标周期、无功补偿等因素有关。
一、运行方式
电网结构不合理，近电远送；迂回供电；供电半径超过规定，导线截面过细；检修质量不高，裸导线触碰树枝，绝缘子破裂或有放电闪络现象；负荷分配不合理。
二、设备因素
无功补偿度低，造成功率因素低；主变压器、配电变压器容量配置过大，使变压器空载损耗比率增加；电流互感器二次阻抗超过允许阻值，电压互感器二次压降超过规定值，引起计量误差；电能表校前合格率、准确率、轮换率达不到规定要求。
三、管理方法
没有成立企业电能损耗管理组织、无电能损耗管理专职人员，制度不健全；未全面开展线损理论计算，降损措施不落实；没有按月召开电能损耗分析会议对电能损耗进行分析或分片、分线对电能损耗进行承包等办法。
四、环境因素
线路、设备检修无计划，用电检查人员没有经常到用户处检查电气设备、检查电能计量装置以及用户违章用电等情况。
五、人员因素
抄表应定人员、定时间、定线路，月末抄见电量比重越大，线损率越准确。造成电能损耗率不稳的原因，如农业负荷随天气、随季节影响变化大；每年二月是28天，而售电量为30天，造成电能损耗率虚降；用上月下半月电量和本月上半月电量之和代替本月电量的办法，也是造成电能损耗率虚增、虚降的原因。
抄表差错，主要指电能表底码电量和倍率差错、抄核收及大用户电能表出现问题，也有可能运行方式改变、电流互感器变比更换，电能表更换后的漏登记，造成电量不准等。
用逐条输配电线路及逐座变电所计算电能损耗的办法，可减少上述误差。
终上所述，影响电能损耗的因素很多，但关键的一条是领导重视、措施得力。充分调动企业职工的降损积极性和主观能动性，发挥职工的主人翁意识，上下一心，共同努力，通过各种降损手段，把线损率降低到最低限度。
六、建立小指标制度
为了便于检查和考核电能损耗管理工作，电网经营企业应建立小指标内部统计与考核制度，具体如下。
（1）关口电能表所在的母线电量不平衡率。
（2）10kV及一下电网综合电能损耗率。
（3）变电所所用电指标。
（4）变电所高峰、低谷负荷时的功率因数。
（5）月末日24时抄见售电量的比重。
（6）电压合格率。
1.4本文的主要工作
本文以农村电网线损理论计算分析为研究课题，主要进行如下工作：
1、介绍农村电网线损的现状和线损理论计算的原理。
3、从不同角度分析农村线损理论计算结果。
4、根据对计算结果的分析，制定有针对性的降损措施。
5、按降损措施修改电网参数后再次进行线损理论计算，对两次线损理论计算的结果进行比较，分析降损措施的效果，验证其可行性和经济性。
第二章线损理论计算的原理和和常用方法
2.1线损的分类和构成
整个电网的电能损耗计算建立在每一电网元件的电能损耗计算的基础上，电网的电能损耗是电网同一时段内个元件电能损耗总和。电能损耗按能否进行理论计算可以分为两类：第一类是可以计算的技术损耗，这类损耗可以通过理论计算求得其数值，所以也称为理论线损，它主要包括电阻发热损耗，还包括介质磁化损耗和不明损耗，后者如线路绝缘不良引起的泄漏损耗、设备接地或短路故障的电能损耗。
2.2理论线损的概念
1、理论线损电量
理论线损电量由下列损耗电量构成：
=1*GB3①变压器的损耗电能；
=2*GB3②架空及电缆线路的导线损耗电能；
=3*GB3③电容器、电抗器、调相机中的有功损耗电能、调相机辅机的损耗电能；
=4*GB3④电流互感器、电压互感器、电能表、测量仪表、保护及远动装置的损耗电能；
=5*GB3⑤电晕损耗电能；
=6*GB3⑥绝缘子的泄漏损耗电能（数量较小，可以估计或忽略不计）；
=7*GB3⑦变电所的所用电能。
2、理论线损率
理论线损率是地区供电局对所属输、变、配电设备根据设备参数、负荷潮流、特性计算得出的线损率。
线损率（％）＝线损电量/供电量×100％
式中：供电量=输入电量+购入电量
2.3线损理论计算所需的资料和参数
1、线损理论计算时应收集下列资料：
=1*GB3①变电所和电网的运行接线图；
=2*GB3②变压器、线路、调相机、电容器、电抗器等的参数；
=3*GB3③电力网中各元件的负荷、电压等参数。
2、代表日的选取方法
各元件的负荷及运行电压参数是从代表日实际测录取得的，即每一个元件电网的潮流和电压是已知的。代表日一般按下列原则选定：
=1*GB3①电网的运行方式、潮流分布正常，能代表计算期的正常情况；
=2*GB3②代表日的供电量接近计算期的平均日供电量；
=3*GB3③绝大部分用户的用电情况正常；
代表日负荷纪录应完整，能够足计算需要，应有变电所、线路等24小时的供电、输入、输入的电流，有功功率和无功功率，电压以及全天电量纪录。根据代表日正点抄录的负荷，可以为每小时内负荷不变。
2.4线损理论计算方法
1、线路等元件的电能损耗，应按元件的日负荷情况，可使均方根电流法为基本方法；
代表日的损耗电能a可以用以下公式计算
a=3·R·t10（kw·h）
式中：R——元件的电阻，Ω；
t——运行时间，对于代表日t=24，h；
——均方根电流，a。
均方根电流由24小时电流求得：
式中：——各正点时通过元件的负荷电流，a。
当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时i可由下式计算：
式中：——正点时通过元件的三相有功功率，kw；
——正点时通过元件的三相无功功率，kvar；
——与、同一测量端同一时间的线电压值，kV。
2、双绕组变压器损耗电能的计算
(1)空载损耗电能
式中：——铁芯的损耗电能，kw·h；
——变压器空载损耗功率，kw；
t——变压器运行小时数，h；
——变压器的分接头电压，kV；
——平均电压，kV。
用潮流方法计算时采取接地支路等值的方法。
(2)负载损耗电能
式中：——负载损耗电能，kw·h；
——变压器的短路损耗功率，kw；
——变压器的额定电流，应取与负荷电流同一电压侧的数值，a。
因i=，所式可以改写为
式中：——变压器代表日负荷（视在功率）的均方根值，KVa；
——变压器额定容量，KVa。
(3)变压器的损耗电能
2.510kV电网（配网）线损理论计算的方法
2.5.1配网线损计算方法
配电网络的电能损耗，包括高压配电线损耗、配电变压器损耗、低压配电线（包括接户线）损耗和测量表计损耗等。其计算方法和输电网络一样，但由于配电网络点多面广、线路长、导线型号不一，各台配电变压器及各条线段的负荷资料难以准确掌握等特点，如采用输电网络的计算方法，不仅十分复杂，而且往往无法实现，为此只能采取简化近似的计算方法。
1、高压配电线电能损耗的计算
高压配电线电能损耗的计算采用逐点计算法。逐点计算法就是将配电线路全线按每个负荷点进行分段，求出各段最大电流和全线等值电阻，最后根据均方根电流和等值电阻求出全线的电能损耗。
(1)根据高压配电线路的导线型号，算出各段导线的电阻。
(2)确定代表日变电站出口处的电流值。
根据变电站的负荷记录，查出代表日最大负荷电流，计算出均方根电流、平均电流、修正系数；
式中：——代表日供电量，k——相同相别，相同变压器容量供电的低压台区数；
n——低压导线根数；
——低压线路首端的最大电流，a；
——相同相别，相同变压器容量供电的各个低压台区的平均电阻值，Ω；
——相同相别，相同变压器容量供电的各个低压台区的负荷分散因数的平均值；
——相同相别，相同变压器容量供电的各个低压台区的损失因数平均值。
4、低压接户线电能损耗的计算
低压接户线涉及到千家万户，不但数量很多，而且导线型号、长度及负荷电流不相同，计算起来比较困难，但考虑到接户线的损耗所占比重很小（一般不超过整个配电网络的1%），可按每一百米低压接户线每月0.5kw·h进行统计。
5、电度表电能损耗的计算
3.2.2变压器电能损耗的计算
查表得，变压器空载损耗功率和负载损耗功率p为：
=2.1kw
p=1.5kw
变压器额定电流
i===1806.4（a）
实测最大电流i为2500（a）。
查得：照、动合一的三相变压器损失系数为0.4，单项照明变压器为0.2。
1.变压器有功电能损耗计算如下
（1）变压器空载电能损失a
a=t10
式中：a——变压器空载电能损失a(Kwh)
——变压器空载损耗功率（w）；
t——变压去运行时间（h）。
（2）变压器负荷电能损失a
a=K10
=K10
=p（10
式中：a——变压器负荷电能损失（Kwh）；
——变压器负荷时的功率损耗（w）；
——三相变压器损耗系数，取0.4；
（3）变压器的总电能损耗a
a=a+a（Kwh）
2.变压器无功电损耗计算
（1）变压器空载无功电损耗
=t
(2)变压器负荷无功电能损失
=（Kt
(3)变压器的无功电能损耗
=+
式中：i——变压器空载电流酚数；
U%——变压器阻抗电压酚数；
S——变压器额定容量（KVa）；
S——变压器实际使用容量（KVa）。S=
式中：cos——功率因数，取0.7；
则有：（1）求变压器空载时的有功，无功电能损耗
===36(Kvarh)
(2)求变压器负荷时的的有功，无功电能损耗
a=）t10
=72.83（Kwh）
=
其中，S===559（KVa）；
代入公式得==80.496（kvarh）
（3）变压器总的无功、有功损耗
=+=36+80.496=116.5（kvarh）
因此，变压器年总的无功、有功损耗为：
第四章提高电能质量降低电能损耗
4.1线路的无功补偿
首先电力系统中无功平衡与电压水平有着密切关系。如果发电机有足够的无功备用,系统的无功电源比较充足,就能满足较高电压下的无功平衡的需要,系统就有较高的运行电压水平。反之,无功不足,系统只能在较低的电压水平下运行。在电力系统中应力求做到在额定电压下的系统无功平衡,并根据实现额定电压下的无功平衡要求装设必要的无功补偿设备。其次无功是影响电压质量的一个重要因素。电压是电能质量的主要指标之一。保证电压质量,即保证端电压的偏移和波动都在规定的范围内,是电力网运行的主要任务之一。从电压损耗的公式U=(pR+QX)/U可见,在电网结构(R,X)确定的情况下,电压损耗与输送的有功功率和无功功率都有关。而在输送的有功功率一定的情况下,电压损耗主要取决于输送的无功功率。造成电压波动的主要因素,一是用户无功负荷的变化,二是电力网内无功潮流的变化。如果电力网中没有足够的无功补偿设备和调压装置,就会产生大的电压波动和偏移,甚至出现不允许的低电压或高电压运行状态。保证电力网的电压质量,与无功的平衡之间存在着不可分割的关系。而且，无功是影响线路损耗的一个重要因素。
电压质量对电力系统稳定运行,降低线路损耗和保证工农业的安全生产都有着重要意义。因为，如果大量的无功不能就地供应,而靠长途输送,流经各级输变电设备的话,就会产生较大的电能损耗和电压降落。若无适当的调压手段,便会造成电网低电压运行。相反,当电力网有足够的无功电源,用户所需的无功又大大减少时,输送中的无功损耗也相应减少,用户端电压便会显著上升,甚至出现电网高电压运行。如果无功过补偿，过剩的无功反向流向电网也会造成电能损失。
4.2配电网的主要无功负荷
输电线路与变压器对对供电性能的影响有一定的特殊性。所以在下面首先对系统的负荷特性进行深入的分析。变压器是个大感性负载，有功功率损耗一般可以忽略不计，容量越大其无功功率的消耗就越大，无功功率本身并不损耗能量，它仅完成电磁能量的相互转换，但是在电网传输过程中会造成相应的有功损耗，其产生的电压降也影响电网质量，对用户来说无功电量的增加，会提高用电成本[30]。变压器的无功功率损耗包括励磁无功损耗和漏抗无功损耗两部分，励磁无功损耗与运行电压平方成正比，但过电压运行会大幅度增加，过压百分之五励磁无功损耗增加一倍，过压百分之十励磁无功损耗增加倍数难以想象，增加电网对无功补偿的需求。额定电压下励磁功率为变压器额定功率的百分之二。对容量小，空载电流大，负荷率低，运行电压偏高的农村电力网，变压器的励磁功率在电力网无功负荷中所占比重很大，该无功负荷可认为基本不变，且运行时间最长，对其补偿的经济性最好，所以无功补偿的首要任务就是补偿变压器的励磁功率。变压器视在功率不变时，漏抗中损耗的无功功率与运行电压平方成反比。
第五章理论线损降损措施分析
5.1电力变压器节能
（1）变压器降耗改造。变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的五分之一，且全密封免维护，运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器，空载损耗较S9系列低75％左右，其负载损耗与S9系列变压器相等。因此，应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。
（2）变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。
5.2电网无功配置优化
大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线损的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。
无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗，并保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿。由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，提高电气设备的有功出力。随着电力电子技术的发展，应积极开展有源滤波装置（activepo）的试点应用。
开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的社会效益，有效的技术手段是实施需求侧管理的基础，研究掌握好能效技术、负荷管理技术，采用先进技术来提高终端用电效率，对实现电力需求侧管理的目标起到保障作用。
改变用户用电方式。主要指负荷整形管理技术，包括削峰、填谷和移峰填谷3种。根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电，以达到改变电力需求在时序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷，提高系统运行的可靠性和经济性，还能减少新增装机容量、节省电力建设投资，降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。
提高终端用电效率。主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节电材料、作业合理调度、改变消费行为等。
推广高效节能电冰箱、空调器、电视机、洗衣机、电脑等家用及办公电器，降低待机能耗，实施能效标准和标识，规范节能产品市场。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和高效变压器、电动机等节电控制技术和产品，有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用能结构、降低环境污染，提高终端电能利用率。
5.3电气设备节能
（1）电气布置及接线优化。从电气设备布置而言，尽量将需要散热的设备放在通风良好的场所，以最大限度地减少机械通风，降低建筑物内的能耗；将变压器室等产生大量热量的设备房间与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。
（2）选用环保节能型设备。a.变压器是主要的耗能设备，降低变压器的损耗是变电站节能的关键。b.尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光；所有的照明光源全部采用发光二极管。c.选用配置有变频器的风机及空调设备，即采用智能化产品，可根据环境状况自动启动和自动关闭，即仅在设备运行或事故处理的时候才启动，以达到节约用电的目的。
（1）利用自然采光。尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
（2）选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择，除根据使用场所的需求外，还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源，如用电子节能灯替换白炽灯，用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
（3）采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比（LoR）（灯具效率）。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
（4）采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面：a.通常晚间电网电压高于标准电压，至使灯具超功率运行，不仅亮度超标，而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求（特别是路灯照明）急剧减小，可以适当降低亮度水平（符合照明标准规定和要求的亮度），通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制，可以节约更多的能源，同时延长灯具寿命。
5.4照明节能
（1）利用自然采光。尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
（2）选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择，除根据使用场所的需求外，还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源，如用电子节能灯替换白炽灯，用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
（3）采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比（LoR）（灯具效率）。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
（4）采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面：a.通常晚间电网电压高于标准电压，至使灯具超功率运行，不仅亮度超标，而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求（特别是路灯照明）急剧减小，可以适当降低亮度水平（符合照明标准规定和要求的亮度），通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制，可以节约更多的能源，同时延长灯具寿命。
第六章结论
配电网线损的计算分析是一个繁杂的课题，本文以电力网电能损耗计算原理为依据，详细研究了校区地区配电网理论线损计算、线损分析和降损方案，得到如下结论：
1、针对洛阳理工学院东区配电网线损分析计算的现状及其存在的问题，从线损计算所需数据的收集整理、线损计算的简化算法以及降损措施等方面作了比较全面的分析，特别是在降损措施方面，提出技术降损是基础，管理降损是关键。在技术方面要加强电网结构的合理性、要注重电网运行的经济性；在管理方面要加强抄核收、计量方面的基础管理，确保企业的经济效益。
2、根据配电网网络复杂、运行数据较多且不易收集的特点，以等值电阻法为模型开发了理论线损的计算程序，并利用该分析配电网理论线损进行了计算与分析，实际算例表明该算法具有一定的有效性。
3、通过典型代表日负荷实测对全网线损情况进行了分析和计算，确定出技术线损和管理线损所占的比例，为电网节能降损的制订奠定了基础。配电网通过典型线路和典型台区的实测和计算分析，反映出配网线损存在的问题，用电结构和一单位一表改造对配电线损的影响。
4、本文对洛阳理工学院东区配电网理论线损率进行了深入的剖析，从理论上形成了较为科学的降损方案，由于通过计算获得了确实的降损效果，各项措施的效果并不模糊，其可行性和经济性有了定量的分析。
5、与以前定性的线损分析不同，本文克服了以往线损分析简单、模糊的弱点，提出了较为准确、可行的降损方案，为电网发展和科学规划提供了参考依据。
通过对洛阳理工学院东区配电网理论线损计算、线损分析和降损方案研究，建议：
1、在线损理论计算方面要结合地区的实际情况，选择合适的、可行的计算方案，确保算法的有效性。
2、由于配电网具有网络复杂、运行数据较多的特点，在电力企业的配网运行中要加大自动化建设资金的投入，使运行数据的收集工作不再是配电网线损计算的瓶颈，也使配电网的线损理论计算和分析更加准确、可靠。
3、在电力企业降损措施的制定中要充分考虑投入与效益的比较分析。
参考文献
[1]杨期余，配电网络[m]，北京：中国电力出版社，1998
[2]吴安官，倪保珊，电力系统线损[m]，北京：中国电力出版社，1999
[3]罗毅，丁毓山，李占柱，配电网自动化实用技术[m]，北京：中国电力出版
社，1999
[4]丁毓山，俞淳元，线损管理系统及其软件设计[m]，北京：中国水利水电出
版社，1996
[5]中国电机工程学会城市供电专业委员会，电力网电能损耗计算导则[Z]，2000
[7]王春生，彭建春，卜水红，配电网线损分析与管理系统的研制[J]，中国电
[8]王刚军，王承民，李恒，郭志忠，基于实测数据的配网理论网损计算方法[J]，
电网技术，2002，26（12）：
[9]鄢长春，张焰，陈章潮，配网网损计算的新方法研究[C]，配电网自动化分
专委会论文集，1998：
[10]邓佑满，张伯明，相年德，配电网络重构的改进最优流模式算法，全国高
校第十届电自专业学术年会论文集，1994:
[11]秦守任，宋冶，刘超仁，电力网电能损耗的管理，河南科学技术出版社，1991，
[12]丁心海，罗毅芳，刘巍，施流忠，配电网线损理论计算的实用方法－改进迭代
法，电网技术，2000（6）：
[13]鄢长春，张焰，陈章俊，陈芯蕊，配电网网损计算的新方法的研究，中国电力，
1999（2）：
[14]陈星莺，廖迎晨，单渊达，虞忠年，江卫中，配电网络及低压配电台区理论线
[15]宋文南，张双瑞，王勇，苏宏田，用于降低配电网络损耗的配电网重构算法，
电网技术，24（10）：
低功耗电路实现方法篇5
关键词:线路;降损;电网:改造;线损管理
1配网改造方面的降损措施(需要增加投资费用的建设性措施)
配网改造需对电网进行合理的总体规划,以改善配电网络的布局和结构。合理的总体规划能有效地降低线损,得到的经济效益是不可估量的。如:乳源县小水电资源比较丰富,一些山区镇由于用电负荷少,小水电全部往外送,其线损率长期居高不下。在安排小水电上网时,不要只考虑暂时的经济利益,把上网点安排在路径长、导线截面小的支线上,而要用规范的线路引到负荷中心。如果上网负荷比较大,造成主干线损耗过大,就把线路架设到变电所。这种做法还可以避免出现支线用户丰水期线路末端用户电压过高而迫使小水电停发的现象,取得了较好的社会和经济效益。配网改造中降低线损可通过加强以下几项技术措施来实现。
1.1合理确定供电电源点,正确选择电力线路的路径,控制供电半径
电源布置的方式不同,电能损失和电压损失有很大的差异。电源应尽量布置在负荷中心,负荷密度高,供电范围大时,优先考虑2点或多点布置。多点布置有显著的降损节能效果,同时也能有效地改善电压质量。供电半径应根据负荷分布并按电压降进行选择,以损耗校核。在规划设计时,应考虑远期负荷增长的需要,一般压降不应超过线路额定电压的5%,每回出线输送功率一般不应超过2000kV•a,若过大,则应考虑增加出线回数或新增电源布点。
这种方法的降损节能效果比较显著,但供电范围大时,实行多点布置投资较大,应当通过技术经济比较。
1.2优化线路结构,合理选择导线截面
配电线路电能损耗的绝大部分在主干线段,因此降低主干线段上的电能损耗是线路降损节能的一个主攻方向。减少主干线段的电压降还能提高全线路的电压质量。对于主干线段的技术降损可采取多种方法,比如增大导线截面或加装复导线来增大线路的输送容量,提前分流,转移负荷,有时甚至还可以架设第二回线路等。导线的选择应首先考虑末端电压降(10kV允许5%,低压允许7%),同时考虑经济电流密度,并结合发热条件、机械强度等确定导线的规格。
合理选择导线截面是降低主干线段损耗的一项切实可行、立竿见影的技术措施,线路的能量损耗同电阻成正比,增大导线截面可以减少能量损耗。但导线截面的增加,线路的建设投资也增加。所以在实施时,要作经济核算,以免资金回收年限过长造成经济上的不合理。这种方法是电网改造中常采取的措施之一。
1.3对电能计量装置进行技术改造或者更换
大用户由于负荷变动大,电流互感器变比偏大而实际负荷偏小的现象,电压互感器二次压降过大造成的计量精度下降现象,大量的照明户表由于设备老化存在着计量精度不合格且偏慢的现象,普通存在。因此,应逐步更换使用年限长的淘汰表,采用新型DD862型电能表,在条件允许情况下最好采用电子表,因为电子表的误差以及表损都远远低于机械表。据计量部门测试,机械式电表(DD862型)每月要耗损电量约1kw•h,而电子式电表每月只耗损电量约0.4kw•h,减少约60%的表损。
逐步改造和更换新型电能表,投资较小,且大大提高了计量精度,有效地降低了线损,是电网改造中常采取的措施之一。
1.4提高电力网的电压等级
虽然线路的导线和变压器绕组中的功率损耗与电压的平方成反比,而变压器铁芯的功率损耗却与电压平方成正比。因配电变压器是电网的重要组成部分,它的损耗占电网总损耗很大的部分,因此,应根据负荷的变化对母线电压适时调整,降低电网的电能损耗。减少重复的变电容量和采用节能型配变更换高能耗配变是一项切实可行的节能技术措施,具有明显的经济效益。电网升压后可降低电网的电能损耗,电网电压与线损率关系见表1。
在无功功率充足的地方,可加装能升高电力网运行电压水平的设备,如调压变压器。但必须注意,在系统中无功功率供应紧张时,用调整变压器分接头来提高电力网电压的办法,将使负荷的无功功率损耗增加。这种方法对降低电能损耗比较明显,但投资明显增加。采用该方法时,应当通过技术经济比较。
1.5重视无功补偿,降低设备损耗
在有功功率合理分配的同时,重视无功补偿,做到无功功率的合理分布。按照就近的原则安排减少无功远距离输送,增设无功补偿装置,提高负荷的功率因数。合理地配置无功补偿装置,改变无功潮流分布,减少有功损耗和电压损耗,减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率,使线损大为降低,还可以改善电压质量,提高线路和变压器的输送能力.
在负荷的有功功率p不变的条件下,功率因数CoSφ
Δp=(1-CoS2φ1/CoS2φ2)×100%由此可计算出提高功率因数后的降损效果,见
表2。
1.5.1提高功率因素对线路的影响
在配电网中线路的年电能损耗为:
Δa=3Ri2maxて×10-3=Δpmaxて×10-3=p2Rて×
10-3/(U2CoS2φ)
式中Δpmax―――年内线路输送最大负荷时的有功
功率,kw;imax―――装置所通过的最大负荷
电流,a;て―――最大负荷损耗时间,h,其值可由年负荷曲线确定。
将功率因数由CoSφ1提高到CoSφ2时,线路中的功率损耗降低率为:Δp%=[1-(CoSφ1/CoSφ2)2]×100%当功率因数由0.7提高到0.9时,线路中的功率损耗可减少39.5%。
1.5.2提高功率因素对变压器的影响
当电压为额定值时,在农用配电网中变压器的年电能损耗为:Δa=nΔp0t+S2maxΔpKて/(nS2n)式中Δp0―――变压器的铁损,kw;ΔpK―――变压器的铜损,kw;Sn―――变压器的额定容量,kV•a;Smax―――变压器的最大负荷,kV•a;t―――变压器每年投入运行的小时数,h;n―――并联运行的变压器台数;て―――最大负荷损耗时间,h,其值可由年负荷曲线确定。
由于最大负荷损耗时间て与功率因数CoSφ有关,当CoSφ增大时,输送的无功功率减少,相应的て值也就减少,因而电网损耗也就明显降低。无功补偿设备主要有同步调相机、静止补偿器、电力电容器。无功需要量大时可用同步调相机,无功需要量小时可用电力电容器,冲击性负荷用静止补偿器。无功补偿设备的放置地点要根据实际情况而定。无功补偿是日常运行中最常用、最有效的降损节能技术措施之一,无功分散补偿更能实现无功的就地平衡,对降低供电线损,提高配网供电能力,改善电压质量都有重大意义。所以,在配电网建设与改造中应大力推广无功补偿技术。
2线损管理方面的降损措施
2.1进行高、低压线损的理论计算,制定切实可行的线损指标和线损考核管理制度
制定合理的线损指标,应对电网的理论线损率进行计算,特别应开展低压理论线损率的计算。需及时整理出电网改造完成后线损理论计算的基础数据,利用切实可行的线损理论计算软件对电网进行高、低压线损理论计算,再结合实际制定出合理的线损指标与线损考核奖惩办法,层层考核,县局考核供电所,供电所考核包片员工,做到有考核、有兑现。为了便于管理,高、低压线损要分别考核。
2.2保证变压器的经济运行
根据负荷的变化适当改变投入运行的变压器台数,可以减少功率损耗。当负荷小于临界负荷时,减少一台运行较为经济;反之,当负荷大于临界负荷时,并联运行较为合理。由于变压器的损耗占全系统总线损量的30%~60%,故降低变压器的损耗是电网降损的重要内容。
2.3合理布局低压线路,调整负荷曲线,平衡三相负荷三相供电是降损行之有效的手段。
在同样线路长度的情况下,由于三相供电,中性线没有电流,当然中性线也不存在电压,相当于负荷的一端直接接在了变压器的中性点上,线路的阻抗明显减少一半,线损自然也减少一半。负荷峰谷差大,在供电量相同的情况下线损大。变压器的三相负荷不平衡时,特别是低压网络,既影响变压器的安全运行又增加了线损。这是因为三相负荷不平衡时,各相的负荷电流不相等,就在相间产生了不平衡电流,这些不平衡电流除了在相线上引起损耗外,还将在中性线上引起损耗,这就增加了总的线损。如果三相负荷平衡,则向量差为零。应当尽可能使各相负荷相对平衡,否则,中性线上将有电流流过。中性线上流过的电流越大,引起的损耗也越大。因此在运行中经常调整变压器的各相电流,使之保持平衡,以降低线损。规程规定:一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%(因为不对称负荷引起供电线路损耗的增加与电流不对称度的平方成正比),干线及分支线首端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%。这是因为在配电系统中,有的相电流较小,有的相电流接近甚至超过额定电流,这种情况下,不仅影响变压器的安全经济运行,影响供电质量,而且会使线损成倍增加。若1条公用配电线路等值电阻为R,通过最大电流为ia=iB=iC=i,则在三相电流平衡时的有功功率损失为Δp=3i2R。三相电流不平衡时,有负序和零序电流分量,以平衡时的正序电流即i=ia=i1为标准,这时的有功功率损失为:
Δp=3(i21R1+i22R2+i20R0)=3i2[(1+ε22)+ε20KR]R式中R1、R2、R0、R―――分别为正序、负序、零序和等值电阻,且R1=R2=R;KR=KR/R1,一般大于4;ε2、ε0―――分别为负序和零序电流的不平衡系数,ε2=i2/i1,ε0=i0/i1。从上式可见,三相电流不平衡程度越大,有功功率损失也就越多。对于峰谷差较大的负荷,应采取双回路的供电方式,而对三相不平衡的负荷,调整负荷是主要手段。定期地进行三相负荷的测定和调整工作,使变压器三相电流接衡,这是无需任何投资且十分有效的降损措施。
2.4加强电网的维护工作
在电网运行中,电能可能由于配电网中带电设备绝缘不良而有漏电损耗。为避免这种损耗,可以通过加强电网的维护工作来降低。维护工作主要是定期清扫线路、变压器、断路器等的绝缘子和绝缘套管,清除与导线相碰的树枝及搭在线路上的鸟巢。
2.5加强营业管理,强化用电监察岗位责任制,减少内部工作的差错
为防止窃电和违章用电,要坚持定期和不定期的用电检查,对用电量波动较大的用户应定期进行各种参考量(产量、产值、单耗等)的对比分析,一旦发现问题及时处理。为减小考核的各条线路的线损波动率,应严格按照规定日期到现场进行同步抄表,不准随意变更抄表时间,严禁估抄,更不能出现漏抄。
3结束语
低功耗电路实现方法篇6
关键词：单片机；低功耗；设计
伴随电子科学技术日新月异的发展，在人们日常生产生活中，基于单片机系统设计的电子产品的应用日趋广泛，这对单片机系统的能耗功率设计提出了更高的要求，对单片机的低功耗设计这一课题的研究也越来越引起人们的重视，这其中有其必然性。
首先，单片机的低功耗设计迎合了现代社会节能潮流的要求；其次，低功耗设计在大幅提高电子产品使用寿命的同时，能够明显延长电子产品持续使用时间，降低产品维护所产生的费用，对产品竞争力的提高也有很大的帮助；此外，对于一些使用电池的电子产品，单片机的低功耗设计还有助于延长电池使用寿命，减少废旧电池的产生，对自然环境的保护具有积极的作用。
由此能够看出，单片机的低功耗设计既能够创造很高的经济效益，还具有较大的社会效益。发达国家对于单片机低功耗设计的研究起步较早，取得了不少研究成果，而国内对单片机低功耗设计的研究起步较晚，但近几年来，对于单片机的低功耗设计逐渐引起人们的重视与关注。现阶段，我国对于单片机系统低功耗设计的水平还较低，且大多还停留在对片面、局部的低功耗设计层面的追求上，单片机系统真正完整全面的低功耗设计理论还尚未得到有效的推广与应用，单片机的低功耗设计仍需不断的探索研究。
一、低功耗单片机应用系统的概念
低功耗单片机应用系统指的是，以应用系统功耗的降低来作为性能评价指标的单片机系统。由于这类系统大多应用于一些较为特殊的场合，因此多具有以下特点:
首先，对于携带方便性的要求使得这类系统多具有重量轻、体积小、便于携带的特点；其次，这类应用系统功耗的降低往往采用降低电路功耗的设计的方法，在采用低功耗器件与芯片，满足系统运行各种性能指标的基础之上，通过硬件电路与软件设计降低功耗；由于这类系统大多在交流供电的应用方面存在一些问题困难，各种电池、电瓶就成此类系统进行供电的主要手段；此外，低功耗的单片机应用系统采用RS-232C串口行通信，采用高抗干扰、低功耗的CmoS集成电路，利用系统中的Ram、e2pRom等半导体存储器进行数据的存储，通过串行接口进行数据的传输。
二、低功耗设计的内容与依据
（一）降低单片机应用系统功耗的方法
合理运用电子器件的掉电、睡眠以及中断唤醒来实现电子产品的低功耗运行，睡眠与掉电模式通过CpU时钟与系统时钟的关断达到降低功耗的目的；对功耗较大任务进行合理有效的集中，以降低有效功耗的时间；采用快速进入掉电模式或者睡眠模式避免系统的无谓等待；在不影响系统运行的前提下降低包括总线速度、采集速率以及系统时钟的系统速率。
（二）单片机应用系统本质低功率设计
单片机本质低功耗设计主要体现在对器件的选择以及电路的设计两个方面。在器件选择上，在遵循频率宜慢不宜快、系统宜静不宜动、电压宜低不宜高的“三相宜”原则的基础上，尽量实现系统硬件设计的全CmoS化。
对在CmoS器件的总功耗中，较之静态功耗，动态功耗多所占比重明显较大，而对总功耗产生影响的因素主要为电源电压与工作频率，因此对于CmoS器件功耗控制的主要方法为：电源电压控制、时钟控制以及静态化控制，在电路的设计方面，多采用低功耗的唤醒电路设计，电源管理电路设计以及控制接口设计三类方式；此外，在电子芯片选择上还应注重采用集成度高的芯片，以代替单一功能集成度较低的芯片。电路的抗干扰能力，与供电电压有关，因此，在采取较低供电电压以降低功耗时，应加强电路的屏蔽与抗干扰能力设计。
三、单片机应用系统低功耗的硬件设计
(一)选择合适的mCU及待机模式
选择低功耗的mCU对于降低单片机的功耗具有重要作用。假如使用51系列的单片机进行控制，mCU主要分为两种，一采用CmoS管，这类功耗较小，工作电流大约有16ma(Vcc-5V)；还有一种采用的是HmoS管，功耗较大。若要求更低的功耗，则可采用其他的低电压、低电流型号。选择好mCU后，要根据单片机应用系统所应用的具体场合，从多种待机工作模式中选择合适的模式，最大可能的使mCU处于低功耗状态。
(二)合理降低mCU的系统电压与工作频率
开关转换时对下一级输入端电容进行的充放电，是CmoS电路工作电流消耗的主要来源，如果mCU的工作频率降低了，耗电也会相应降低，mCU工作频率不同时工作耗电的差异很大。此外，低电压供电能够使系统的工作电流大为降低，降低单片机的供电电压也能够有效的降低功耗。因此选择合适的系统电压，降低mCU工作频率对于降低功耗具有积极意义。
(三)实现扩展存储器件片选信号的充分运用
使用扩展存储器时，片选有效时所产生的功耗是无效时所产生功耗的100倍左右，因此，要尽可能实现扩展存储器件片选信号的充分运用，对芯片进行有效的控制，以确保存储器只有在必要的时候才选通工作，同时在满足其他要求，不影响系统正常运行的前提下，应最大可能的缩短扩展存储器片选脉冲的宽度。
(四)合理处理i/o口
对于一些不用的i/o引脚要正确处理，不能只是简单的不接。当一些不使用的i/o引脚悬空时，外界如果出现一点干扰信号就极易成为反复振荡的输入信号，带来无谓的功耗。CmoS器件功耗主要受门电路的翻转次数的影响，即使接上拉电阻，i/o引脚仍会产生微安级的电流。对于不用的引脚，最好设置成输出状态，已经为输出状态的的最好置低，而输入的要视的电路而定。
(五)设置分区域电源控制电路
在进行电路设计时，要设置各个分区域供电的电源控制电路，外部的设备或者器件在不工作的状态下电源应及时关闭，并将与其相连的i/o口置低，以减少不必要的功耗。同时在等待状态时可以让单片机进入待机模式，以节省一些不必要的功耗。
四、单片机应用系统低功耗的软件设计
（一）合理应用“中断”方式
系统运行中，程序对中断以及查询方式使用的不同，对于应用系统功耗具有很大的区别。合理使用“中断”方式，在一定程度上能够降低系统功耗，在“中断”方式下，系统处理器能够处于空闲状态，而在查询方式下，CpU对于i/o寄存器不停地访问，会产生许多额外的功耗。
(二)用“宏”代替“子程序”
系统程序在运行过程中，读取Ram会比Flash产生更大的功耗。因此，在CpU设计方面，对于aRm只能允许进行一次子程序的调用。当CpU进入到子程序时，由于CpU寄存器的推入、弹出会给系统带来至少两次的Ram操作。程序员在编程变长的过程中可以适当考虑通过宏定义替代子程序的调用。调用一个宏还是一个子程序在程序的写法上基本相同，可是宏能够在编译时展开，单片机系统的CpU只是单纯的按顺序进行指令操作，这就避免了对子程序的调用。虽然这会相应的带来代码量的增加，但由于当前的单片机芯片内的Flash越来越大，程序代码量的大小基本不会对工作量产生影响，用“宏”代替“子程序”将会明显降低应用系统的功耗。
(三)间歇运行i/o模块
i/o模块不用或者间歇使用时要注意及时关闭其电源。单片机应用系统通信采用的RS-232驱动时的功率较大，这就应该通过一个i/o引脚进行控制，在系统不需要通信时，及时关闭驱动。注意对i/o引脚的初始化，将不用的引脚要设置成输出或输入状态。要重点注意对一些简单封装的单片机，个别没有引出的单片机的i/o引脚的初始化。
（四）减少CpU运算量
实际操作过程中，减少CpU运算量的方法有很多，可以先将运算好的结果预先植入到Flash当中，使用时通过查询的方式去代替实时的运算，减少CpU的运算量，很多能够有效降低CpU的功耗的单片机都具备快速有效的寻址方式与查表指令，以优化一些难以避免的计算，精度达到要求就结束运算，以避免CpU“过度”的计算；尽可能使用一些短的数据类型，如尽量使用分数运算而减少浮点数运算的使用。
结束语：
总之，低功耗的单片机应用系统作为单片机系统设计的发展方向，加强和推广单片机低功率设计的研究具有重要的现实意义。通过对系统硬件、软件设计的更新，单片机应用系统在不远的将来会创造出更大的经济和社会效益。
参考文献：
[1]陈光建，贾金玲.基于单片机的i~2C总线系统设计[J].仪器仪表学报，2006，(S3)
[2]黄学功，陈荷娟.炮口感应装定引信电路低功耗设计[J].南京理工大学学报(自然科学版)，2007，(05)
[3]林凌.适合初学者的89C51单片机仿真实验板(一)[J].电子制作，2006，(01)
低功耗电路实现方法篇7
【关键词】线损计算；调研；降低线损；经济意义；措施
电网线损率大小直接反应电网结构合理性、电网运行管理的水平和电网管理的科学性。降低电网线损具有其重大的经济意义和社会意义。本文从线损常用的理论计算方法和某省电网的线损调研数据，分析某省网近几年的线损变化情况及降损的技术措施和管理措施，减低线损，符合国家节能减排要求，也是对资源的保护和对环境保护。
1.常用线损的理论计算方法
线损计算式为
式中：----线损率，%；
----线损，kw.t；
a----供电量，kw.t。
1.1均方根电流法
用均方根电流法计算线损，关键是计算出该线路（或某一电网络）代表日均方根电流。
1.1.1代表日的24h实测电流计算均方根电流
首先必须选好该计算线路（或某一电网络）首端的代表日24h实测电流，且应具代表性，否则需进行修正。选好的代表日的24h实测电流，并分成24等份，计算出均方根电流，即
式中----代表日实测电流，a；
----均方根电流，a。
1.1.2代表日的24h实测有功功率和无功功率计算均方根电流
式中----该线路或网络有功功率，kw；
----该线路或网络无功功率，kVar。
1.1.3代表日的24h实测有功电度和无功电度计算均方根电流
式中----该线路或网络有功电度，kw.h；
----该线路或网络无功电度，kvar.h。
电能损耗为
式中----电能损耗，kw.h；
----均方根电流，a；
R----计算线路，；
t----线损计算时间，h。
若代表日不具有代表性，需进行修正。修正方法为某一线路或网络的该月最大供电量与代表日供电量相比值，作为均方根电流的修正系数。
1.2等值功率法
已知所计算线路或某一网络首端，在计算时间t内有功电度为和无功电度为，可计算其平均有功功率和无功功率，分别为
电能损耗为
式中----电能损耗，kw.h；
----计算线路平均有功功率，kw；
----计算线路平均无功功率，kvar.
R----计算线路，；
----计算线路平均电压，V。
t----线损计算时间，h。
2.某省电力公司近几年线损情况
从中电新闻得知，在2010年7个监测省公司中福建省电力公司线损率6.73%；江西省电力公司为4.89%为最低。2010年，全国电网综合线损率6.53%。2010～2012年某省电力公司线损率见下表1
3.线损变化分析
从国家、省公司、地区电业局、县电力公司的几年来线损变化数据值，可以看出线损趋势都是减少，说明国家进行两次大的城网改造和农网改造后已取得较好的成效。但是我们看到，有的地区线损高，有的线损低，如何再进一步减少线损，提高节能减排的效果，值得我们探讨。
某一地区年供电量324亿kwh的，线损率4.41%，损失电量14.2884亿度电，相当于损失一个装机容量160mw的电厂一年的发电量。若线损8.82%，则相当损失一个装机容量320mw的电厂一年的发电量，还要包括电厂排放的有害气体对环境的影响或气体排放前的处理费用，减少线损对资源对经济和环境影响具有相当重要的意义。
据了解，从技术上分析，线损的减少主要是通过缩小城网和农网的供电半径和线径改造以及采用较低耗能配电变压器而取得的。地区线损在5%左右，从客观上分析，地区线损都比县供电公司低的主要原因是：地区负荷比县供电公司集中，供电半径比县供电公司短，负荷也比较稳定，负荷率较高。而县供电公司线损情况普遍在在7.3%以上，主要原因是负荷分散，有的负荷在偏远山区或在海岛，供电半径很大，负荷率低。
4.进一步减低线损的措施和对策
4.1技术措施
线损的理论计算公式为，从技术上可采用以下措施：
4.1.1进一步进行网改
每间隔3～4年进行一次电网改造，随着负荷的增长，供电线路可能产生迂回和卡脖现象，即出现供电半径过长，线径过小。网改缩短了线路供电半径和提高线径，减少了线损；减少供电的迂回，卡脖现象，减少线路损耗。
4.1.2研究低耗能变压器
低压配电变压器是线损的主要组成部分，它的固定损耗（铁芯损耗）比变动损耗（绕组损耗）要高。假设某区域都采用S11配电变压器为1000kVa，空载损耗为1155w统计，据分析，某一省网地区2010年配电变压器约2141万个，10千伏公用配电容量约2141万千伏安，若通过设备的技术创新和改造，每个变压器空载损耗将50w，则，可减少10kw，一年可节省，相当于10kw机组一年的发电量。所以变压器的技术创新相当重要。
据悉，具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点的非晶合金变压器，空载损耗比原硅钢片作铁芯变压器下降70%左右，空载电流下降约85%。以一台800千伏安容量的非晶合金变压器为例，非晶合金变压器的空载损耗为480瓦，而常规的硅钢片变压器空载损耗为1620瓦，相差1140瓦。
4.1.3加强电网的监控和管理
通过无功功率补偿，提高功率因数，提高电压，可减低电能损耗。
4.1.4提高负荷率
式中----负荷电流不变是电能损耗，kwh；
i----负荷电流，a。
（b）负荷电流变化时
式中----负荷电流变化是电能损耗，kwh；
----负荷电流变化量，a。
（c）电能损耗减少量
式中----电能损耗减少量，kwh。
（a）图的负荷率高于（b）图，提高负荷率可减少电能损耗。
4.1.5闭式网运行采用经济运行
据分析，闭式网内的功率分布按电阻分布将降低电能损耗。
4.2管理措施
4.2.1加强巡视管理
分片区加强配网管理，责任落实到人，避免电能被盗，特别对负荷变化较大的监控。
4.2.2加强对线路的巡视
对负荷线路、接头发热巡视，对异常及时检修。
4.2.3建立各线路档案
及时比对各线路负荷电能变化，一旦发现问题，及时采取措施予以解决。
5.结论
大量的数据分析得知，电网线损大小直接反应电网结构合理性、电网运行管理的水平和电网管理的科学性分析电网线损率变化情况和变化原因及降损对策，符合国家节能减排要求，也是对资源的保护和对环境保护。降低电网线损具有其重大的经济意义和社会意义。
参考文献：
[1]中电联全国电力工业统计快报（2011年）.中国电力企业联合会.中电联统计信息部.2012.01.13.
[2]晋江电力全力打造资源节约、环境友好的新农网.新华网福建频道.2011.08.12.
[3]电网综合线损率比“十一五”目标低0.47%.中国电力新闻网2011.10.25.
[4]电力系统分析.李梅兰卢文鹏.中国电力出版社2010.1.
[5]部分县市电网线损数据.
低功耗电路实现方法篇8
关键词：单片机；低功耗技术；应用
中图分类号：tp368.1文献标识码：a文章编号：1674-7712（2013）08-0000-01
一、引言
近年来，随着单片机技术的大规模普及和应用，单片机已经涉及到了生产和生活的各个领域。在单片机技术得到大规模的同时，其带来的能源消耗也是不容忽视的。在大多数的领域，尤其是在涉及到大规模应用的情况下，人们更加看重的是单片机的功耗性能。随着CmoS工艺的成熟和投入应用，给低功耗单片机的的设计带来了新的途径。在基于单片机的系统中，功耗主要可以分为系统运行功耗和待机功耗两大类。其中系统运行功耗是指在系统的运行过程中产生的功耗，此时主要是用来执行有效的处理。待机功耗主要是指在系统的待机过程中产生的功耗，这一部分都是无效的，对于系统来说是无益的。因此，降低单片机的功耗可以从这两个方面入手。
二、单片机低功耗技术
单片机的低功耗技术主要是从单片机的设计出发，对单片机产生功耗的部分进行优化，从而达到降低功耗的目的。根据对目前单片姐低功耗技术的研究，降低功耗的技术主要有以下几种。
（一）提高单片机设计的集成度。在目前的芯片设计中，普遍采用高集成度的设计方式来降低系统的功耗，减少在芯片电路的功耗，这种方式能够有效的降低芯片的整体功耗性能，在单片机的设计中就可以借鉴这种方式来达到降低单片机功耗的目的，即提高单片机单片设计的集成度，减少电路的功耗。
（二）对单片机内部电路做逻辑性划分。在单片机的设计前，通过对单片机的功能需要进行分析，可以将单片机的内部电路划分为几个逻辑组合，在实际的应用中，一般情况下，这些电路中只有一部分参与工作，因此，就可以通过寄存器的方式将这些组合方式进行存储，并且根据具体的应用进行选择，保证需要的电路进行工作，同时不参与工作的电路处在非工作状态，这种方式也能够起到有效降低单片机功耗的效果。
（三）增加单片机的工作电压宽度。在单片机的具体应用过程中，由于单片机的工作电压的限制，一般情况下需要在单片机与电源之间增加一个专用的稳压电路进行电压的转换。因此，可以在单片机的设计过程中增加单片机的工作电压宽度，使得单片机能够工作在更宽的电压范围，可以有效的避免稳压电路对单片机系统产生的功耗。
（四）设计双时钟模式。单片机的功耗情况是与其工作的频率密切相关的，因此可以通过降低单片机工作频率的方式减少单片机的功耗。在单片机的设计过程中，可以设计两套独立的时钟，即一个高频率时钟和一个低频率时钟。实际应用中，当单片机系统处于工作状态时，可以利用高频率的时钟满足工作的需求；当不需要高频率时便可切换到低频率工作模式，使得单片机的功耗降低，起到降低功耗的目的。
三、低功耗技术在CmoS工艺单片机的应用
（一）降低单片机运行功耗。单片机系统的运行模式一般有处理任务和等待处理两种状态。在单片机进行任务处理时，单片机的功耗主要或者全部用来进行任务的处理，这种功耗称为运行功耗。在单片机系统的所有模块都处于运行状态时，此时的单片机功耗也自然达到最大状态。根据CmoS工艺的单片机的设计原理，主要通过以下几种方式来降低单片机系统的运行功耗。
（1）改变电源电压实现低功耗。根据有关的公式我们可以推的，在功耗的影响因素中，电源电压与功耗呈平方正相关性，因此，降低电源电压能够有效的实现降低单片机功耗的目标。而且，在实际的单片机设计应用中，要注意电源电压必须满足单片机系统的整体要求，只有这样才能够更好的实现对于单片机的低功耗使用。
（2）缩减单片机系统的门电路数量。在单片机系统的设计中，单片机系统的功耗等于各个门电路的功耗之和。因此，在单片机的系统设计中，应该尽最大可能减少门电路的数量，并且在器件和模块的选型时，应该尽量选取能够满足功能需求，同时结构比较简单的。这种方式可以实现单片机系统功耗的线性化减小，起到降低系统功耗的作用。
（3）使用尽可能低的时钟频率。在单片机系统的功耗表达式中，功耗的大小与时钟频率也呈现正相关性，因此，降低CmoS工艺的单片机的时钟频率也是实现低功耗的一种重要方式。而且，在单片机系统的设计过程中，首先必须满足系统的工作要求，但是单片机的时钟选取也不能过大，这是实现单片机系统低功耗的基本条件。
（二）降低单片机待机功耗。单片机系统在工作状态以外，大部分时间都是处于待机状态，即此时的功耗是无效功耗。因此，必须采取多种措施将单片机系统的待机功耗降到最低。目前，降低单片机待机功耗的措施主要有以下几个方面：首先可以把降低单片机系统运行功耗的方法应用于降低单片机系统的待机功耗；其次，降低单片机的待机功耗还可以通过终止无效电路的工作状态实现。具体有以下几个方面：
（1）设置单片机系统自动中断。单片机系统的工作状态时间是很有限的，大部分时间是处在待机的状态。因此，可以在单片机设置mCU对各个模块进行管理，可以通过预先设定系统自动中断时间，在系统的待机时间达到门限值时就会启动自动中断，关闭没有处于运行状态的模块，起到降低系统整体功耗的效果。
（2）及时中断无效电路模块。电路模块也会产生一定量的功耗，因此，也有必要对其进行有效的管理。通过预设的功耗控制系统，对长时间处于待机状态的电路模块进行中断，以更好的降低单片机系统的整体功耗。
四、结束语
单片机的大规模应用对于推动人类进步、改变人们的生活方式做出巨大贡献，然而功耗问题也是不容忽视的。单片机低功耗技术的研究能够有效的克服这一限制单片机应用的瓶颈。在未来的单片机发展过程中，应该结合具体的单片机应用需求，针对单片机系统的具体情况，选择适合的低功耗技术进行单片机系统的设计，以期更好的推动单片机的大规模应用。
参考文献：
[1]李月香.单片机低功耗技术及应用[J].计算机应用，2001.
低功耗电路实现方法篇9
【关键词】RS-485；可靠性；低功耗
1.引言
RS-485网络已经广泛的用于工业控制，仪器仪表，机电一体化产品[1]以及发射控制系统等武器装备领域。RS-485网络采用平衡驱动及差分接收方式来驱动总线，实现网络的物理层连接。具有抗干扰能力强、结构简单、价格低廉、通讯距离远等优点[2]。
但RS-485网络如果在抗干扰、自适应、功耗设计等方面处理不当，常会导致系统功耗增加甚至系统瘫痪等故障。如何提高可靠性并降低功耗越来越得到人们的关注。本文从提高发射控制系统RS-485网络可靠性和降低功耗两个方面进行分析，并提出了相应的合理解决办法。
2.RS-485网络可靠性设计
2.1传输线阻抗匹配
在RS-485网络通信过程中，阻抗不连续和阻抗不匹配都可能会导致信号反射，反射的信号会触发接收器输入端的比较器，使接收器产生错误的信号，降低通信可靠性。
2.2失效保护
RS-485接口采用差分方式传输信号[3]，RS-485标准规定接收器的输入门限为±200mV，即差分输入端a电平比B电平高+200mV，输出为逻辑“1”，反之，则输出为逻辑“0”，这样能够提供比较高的噪声抑制能力。在总线空闲、开路或短路的情况下，会将总线置于第三态，使得a和B之间的电压差在-200mV～+200mV之间甚至趋近于0V，导致接收器输出状态不确定，既可能输出逻辑“1”，也可能输出逻辑“0”。为了避免上述情况，必须采取一定措施提供网络失效保护功能。
增加失效保护电阻仅对总线开路时有效，并不能解决总线短路时可能出现的问题。在实际应用中采用包含内置失效保护电路的低功耗收发器，如maXim公司的maX3080、maX3471系列产品可以同时解决总线开路和短路时的失效保护问题，而且省去了外部失效保护电阻，也有利于降低系统功耗。
2.3瞬态保护和抗静电冲击
发射控制系统的RS-485网络周边环境中还存在着许多高频瞬态干扰。一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏RS-485通信接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。
（1）隔离保护方法。这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，由于隔离层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。实现隔离保护通常有两种方式：一是采用高频变压器、带隔离的DC-DC、光耦等元件实现接口的电气隔离以达到保护接口的目的；二是使用片内已集成了光耦的二次集成芯片如maX1480等。
（2）旁路保护方法。这种方案利用瞬态抑制元件（如tVS、moV、气体放电管等）将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长。而且需要有一条良好的连接大地的通道，实现起来比较困难。实际应用中是将上述两种方案结合起来灵活加以运用。
另一个需要考虑的问题就是抗静电放电（eSD）冲击。由于人体在接触集成电路引脚时产生的静电放电可能高达几十千伏，会使工作中的器件产生闭锁而不能运行甚至损坏器件[4]。所以在实际应用中，要尽量选用带静电放电保护的器件，如maX1487e、maX487e等，可以有效保护器件在安装和使用过程中可能受到的静电放电冲击。
3.RS-485网络低功耗设计
3.1选用低功耗CmoS驱动器
由于数据发送期间会大幅增加收发器的功耗，因此应尽量使收发器处于接收状态，以降低功率消耗。当收发器处于空闲时，采用驱动器关闭功能，可以使功率消耗最低。
3.2通过软件实现短报文发送
数据发送期间收发器的功耗会大幅增加，通过软件实现短报文发送数据，尽量使收发器长时间处于接收状态，使发送占空比最短，可以有效降低系统功耗。
报文长度越长，占用总线时间越长，同时消耗功率越高。以maX1483为例，如果以200kbit/s速率来传送数据时，不同报文长度、不同发送频率下，器件消耗的电流差异明显。表2给出了不同报文长度、不同发送频率与电流消耗之间的关系。
当报文长度越短、发送频率越低，器件消耗的电流越小；而报文长度越长、发送频率越高，器件消耗的电流越大。
3.3取消终端匹配电阻
终端匹配电阻可以消除因阻抗不匹配而产生的干扰，不过其代价是增加功耗。在短距离、低速率数据传输时，为降低功耗，可以采取不加终端匹配电阻的方法。如果信号的上升时间至少比信号在电缆通道单方向传输延迟时间长4倍，可以保证数据信号到达接收器之前反射信号消失，则可以采用不加终端电阻的方法。
4.结论
RS-485网络具有抗干扰能力强、支持多节点通讯、传输距离长、结构简单等诸多优良的特性。在发射控制系统的RS-485网络设计上充分利用上述方法，并在硬件、软件设计上进行分析、计算和优化，则可以为RS-485网络提供周全的保护措施，并进一步提升系统整体性能，建立一个可靠性高、功耗低的发射控制系统RS-485网络。
参考文献
[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用[m].北京：清华大学出版社，2001.
[2]杨娟.RS-485总线通讯可靠性设计措施[J].大众科技，2008（4）：45-46.
[3]王丽萍，刘永强，赵富强，杨辉.电气装置中485电路及其可靠性设计[J].微计算机信息，2009，25（1-2）：274-276.
低功耗电路实现方法篇10
[关键词]电网损耗;功率分布;经济运行;电网改造;技术措施
线损是电能在传输过程中所产生的有功电能、无功电能和电压损失的总称（在习惯上通常称为有功电能损失）。电网的线损按性质可分为技术线损和管理线损。技术线损又称为理论线损，它是电网中各元件电能损耗的总称。主要包括不变损耗和可变损耗，技术线损可通过理论计算来预测，通过采取技术措施来达到降低的目地。降低电网损耗的技术措施包括需要增加一定投资对电力网进行技术改造的措施和不需要增加投资仅需改善电网运行方式的措施。如改善网络中的功率分布、合理安排运行方式、调整运行参数、调整负荷均衡、合理安排检修、对原有电网进行升压改造、简化网络结构、合理选择导线截面等。
1、降低农村电网损耗的措施
1.1改造高耗能变压器。在现阶段，仍有一些地方由于种种原因还在使用S，SL1，SL2，SL3，SL4，SJ，SJL，S7等老型号变压器供电，这些变压器本身损耗大，影响电网的供电质量和电能损耗，因此，必须对这些高耗能变压器进行更新改造。选用S9系列低耗能变压器，使电能损耗降低。
1.2合理配置变压器。要合理选择变压器容量，不宜出现“大马拉小车”现象，若选择变压器容量过大，它空载需要的无功功率也就越大，变压器容量应按负荷在65%～75%时效益最高进行选择。对长期处于轻载运行状态的变压器，应更换为小容量变压器。对于长期处于满载、超载运行的变压器，应更换容量较大的变压器。
1.3对季节性负荷安装子母变压器。由于农村用电负荷受季节和时间性的影响，用电负荷波动大。若安装一台变压器，最大负荷时，出现满载或超载；轻负荷时，则出现轻载现象。这样会使变压器损耗增大，故建议有条件的地方，最好按最大负荷和最小负荷分别安装两台变压器，大负荷时投运大容量变压器，轻负荷时投运小容量变压器，这样才会使变压器经济运行，电能损耗降低。
1.4停运空载变压器及部分线路。①农村的一些特殊负荷一旦停下来，变压器就会空载。如抽水用变压器，只有抽水时有负荷，不抽水时就空载，有时一天之内空载时间达到8～10h。由于国家有关政策性不收变损，特殊负荷时停时用，大多数未及时停运，造成空载损耗。类似负荷情况的变压器必须在空载时间内与电源脱离，以降低变压器空载损耗。②农村10kV线路过长，有些空载运行的线路较多，造成了空载线损的增加。
针对以上情况，生技、用电、调度部门应积极配合制定农排及类似的空载变压器停运管理方法和空载线路管理办法，并定期召开计划用电、停电协调会，以达到合理、优化用电。
1.5优化电网结构，缩短供电半径。现阶段，农村电网已改造，但依然存在以下情况：①迂回供电；②农村10kV供电线路多，且供电距离长，电压质量差，损耗大；③农村35kV网络普遍存在供电半径过长。
针对以上情况，必须合理布局线路，增设变电站，缩短供电半径，高压尽量伸向用户。
1.6改造卡脖子线段。线路卡脖子线段的形成主要是：①电源的重新布点，原来线路末端变成了首端；②线路的负荷增大，尤其是增加大用户，造成部分线路卡脖子；③原来线路建设标准低。对卡脖子线路必须列入改造计划，首先进行改造，一方面要保证供电质量，另一方面要降损节能。改造卡脖子线的标准是使新线路导线截面积在最大负荷时，其电流密度不大于1～1.5a/mm2。
1.7更新改造计量装置。加大计量装置的投入，提高计量精度，保证计量准确性，对电网中存在DD14，DD28，Dt8，DS8等这些国家已明令淘汰的电能表应全部更换，使用862系列新型电能表，低压电流互感器由0.5级更换为0.2级，同时制定电能表轮换制度，更换大计量、小容量的计量表计，轮换、轮校农排线路的关口表，使计量更准确。
1.8提高防窃电的技术水平和管理水平。电能直接通过高低压配电网送往用户，计算电能消耗的计量装置大部分设在用户的场区和居民住宅区，在计量装置前有露在表外用电的空白区段，会给窃电提供了便利，也增加线损，影响企业的经济效益。为此，电力企业必须采取以防为主的反窃电与防窃电手段，维护企业的经济效益。
①对于居民用户集中装表，加装防窃电电能表箱，接线采用pVC管敷设。即采用线进管、管进箱、箱加锁加封的措施；②对于农村综合变用户，将电能计量装置安装在防窃电箱内，然后再将防窃电箱固定在变压器的低压侧，不给窃电者可乘之机；③对于有重点怀疑的窃电用户，可采用电子式防窃电装置实时检测，该装置会自动判别故障或窃电类型，并计算故障或窃电时间内所丢失的电量；④采用失压记录仪、防窃电电能表、电能计量装置故障诊断仪、防撬铅封等防窃电技术措施；⑤对于已安装负荷控装置的企事业单位，可利用无线电负荷控制系统，实现远方在线监测。
1.9做好电网经济调度。根据农村电网的实际和潮流变化，及时合理地调整运行方式，调整好无功，改善电压质量，组织定期的负荷实测和理论计算，使农网线损管理与运行方式密切结合，实现农网运行的最大经济效益。
1.10调整电网的运行电压。在电力系统中，电能损耗与运行电压的平方成反比，即电压越高，损耗越小。适当提高运行电压可以降低网损。通过调整变压器高压侧的分接开关，可使变压器出线电压提高以降低配电网的损失。
1.11加强无功管理，提高功率因数。功率因数的高低，直接影响电能损耗的大小，提高功率因数的一个重要办法就是无功补偿。电能用户不仅要从电网吸取有功功率，而且要从电网中吸取无功功率。为了减少电网输送的无功功率，一般考虑并列投运电容器。电容器在电网中运行时，流过电容器的电流是电容电流，相当于向电网发出无功功率。如果将电容器并列在负荷上运行，则提高了电网的功率因数，减少了线路的损耗。
进行无功补偿应坚持“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，采取集中、分散和随器补偿相结合的方法。①在没有安装集中补偿装置的变压器10kV母线上加装补偿电容器，使无功得到平衡，这是集中补偿的方式；②在线路长、负荷大的10kV线路上安装并联电容器，使无功得到平衡，这是分散补偿的方式；③在配变电压器低压出线侧安装并联电容器，使无功得到平衡，这是随器就地补偿方式；④在功率大，运行小时数长的电动机上也进行随器补偿。通过以上一系列的补偿，使功率因数提高保持在0.9以上。
2、结论
总之，电网的经济运行是降低供电成本的有效途径。合理选择降低网损的措施，是一项极为重要的工作。电网降损管理工作者除了采取各种切实可行的措施外，还需要根据电网实际需要，选择适合本地电网的降损措施，以取得更高的社会效益和经济效益。
参考文献