综述电网改造中配电网络中的降损节能等问题

　　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2 000 kV·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(10 kV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1 kW·h,而电子式电表每月只耗损电量约0.4 kW·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<1意味着负荷产生了无功电流,把功率因数由COSφ1提高到COSφ2,降低线损的效果可用下式计算:

　　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=3RI 2maxて×10-3=ΔP maxて×10-3=P 2Rて×

　　10-3/(U2COS2φ)

　　式中ΔP max———年内线路输送最大负荷时的有功

　　功率,k W;I max———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,k W;S n———变压器的额定容量,kV·A;S max———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(I 21R1+I 22R2+I 20R0)=3I 2[(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近平衡,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

　　降低电力网电能损耗的工作,牵涉面广,是一项极为重要的综合性技术管理工作。电网降损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。

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文章名称： 综述电网改造中配电网络中的降损节能等问题

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