浅析配网降损的技术措施
[摘要] 降低电能损耗,既是供电企业提高经济效益的需要,也是建设节能型社会的必然需求。
本文从影响配网线损产生的原因入手,对配网降损节能作了定性分析,最后给出了相应的降损节能措施。
[关键词] 配网降损技术
前言
线损通常分为管理线损和技术线损。
管理线损通过管理和组织上的措施来降低,技术线损通过各种技术措施来降低,采取行之有效的技术措施是降低电力网电能损耗的重要途径。
降低网损的技术措施包括:一是需要增加一定投资对电网进行技术改造;二是不需要增加投资仅需改善电网运行方式。
仅就降低网损的技术措施进行探讨。
1.配网线损产生的原因
影响配网线损的原因可概括为:阻抗、电流、电压、功率因数、负荷曲线形状系数等五大类。
阻抗:当负荷电流一定时,电能损耗与阻抗成正比,阻抗大,电能损耗就越大。
反之越小。
电流:负荷电流增大则线损也增大,负荷电流小则线损低。
电压:供电电压高,线损中的可变损耗减少,但不便损耗随着电压的升高而增加。
总线损随着电压的升高而减少。
视线损中的不变损耗——按铁损在总线损中所占比重而定,当铁损在总线损中所占比重小于50%时,提高供电电压,线损中的可变损耗减少较多。
总线损将下降。
功率因数
提高,线损中的可变损耗减少;功率因数降低,线损中的可变损耗将大幅度增加。
负荷曲线形状系数:k值越大,负荷曲线波动越大,高峰和低谷差值越大,线损越大。
当k值接近于1时,负荷曲线趋于平稳,线损最小。
2.降损节能的定性分析
2.1配电网的损耗分析。
配电网的损耗可分为可变损耗和固定损耗两部分。
可变损耗是指配电线路导线和变压器绕组中的电能损失,固定损耗是指与运行电压有关的变压器损失和电容、电缆的绝缘介质损失,电能表电压线圈损耗,互感器铁心损耗等,也称空载损耗。
配电网的可变损耗功率为:
δp1=3i2rdz= (1)
式中:p——电网运行有功功率
rdz=rdd+rdb——配电网线路与配变等值电阻之和
u——配电网运行电压
配电网的固定损耗(铁损)功率为:
δp2=(u/ue)2σδpo (2)
式中:ue——额定运行电压
σδpo——配变额定铁损之和
由以上公式可知:通过改变电压、电流、负荷提高功率因数、降低阻抗来降低铜损和铁损,可以达到降损节能的目的。
配电网的损失率为:
δp%=(δp1+δp2)/p×100%(3)
配电网的损失率越低,同样的负荷,配电网损失越小。
配电网运行越经济,由式(3)可知配电网的损失率是负荷p和电网运行电压u的函数。
下面分别就这两个变量对配电网损失率的影响进行分析。
2.2配电网的经济输送功率。
相对于某一固定的电压u值,式(3)对负荷p求一阶偏导,并令其等于零,得配电网的经济输送功率:pj=u2/uecosφ(4)
对于某一个电压u,负荷有功功率p等于式(4)的的值时,电网运行最经济,p大于或小于pj时,配电网的损失率都将增大。
2.3配电网的损失率与运行电压的关系。
在式(4)中设u=ue,可以求得运行电压为额定电压时配电网的经济输送功率,简称额定经济输送功率为:
pj=uecosφ(5)
有这样一种情况,当配电网以额定经济输送功率运行时,可变损耗等于固定损耗,即可变损耗与固定损耗在配电网损耗中所占比例相同,电网以额定电压输送损失最小。
由式(1)及式(2)可知,电网的可变损耗与运行电压的平方成反比,而电网的固定损耗与运行电压的平方成正比。
电网负荷高于额定经济输送功率时,可变损耗占主导地位,适当提高运行电压可使网损下降,负荷越高,提高运行电压节电效果越大;电网负荷低于额定经济输送功率时。
固定损耗占主导地位,适当降低运行电压可使网损下降,电力网输送功
率越低,降低运行电压节电效果越大。
3.降损节能应采取的措施
3.1积极采用新技术、新设备、新材料,进行电网技术改造。
调整不合理的电网结构,建立小型化、密布点变电站,更换高耗配变,调整迂回供电。
缩短供电半径,增大导线截面,减少线路阻抗。
3.2确定负荷中心的最佳位置,避免或减少超供电半径供电。
城市配网线路供电半径的一般要求是:0.4千伏线路不大于0.2-0.5千米,10千伏线路3-15千米。
3.3按经济电流的密度,合理选择导线截面。
选择导线既要考虑经济性,又要考虑安全性。
导线截面偏大,线损就偏小,但会增加线路投资,导线截面偏小,线损就偏大,满足不了供电要求,而且安全系数也小。
在实际工作中,最好的办法就是按导线的经济电流密度来选择导线的截面面积。
3.4选用节能型变压器。
s11型卷铁芯变压器体积小、重量轻,空载损耗比s9变压器平均下降75%,比s7变压器降低78%,但价格高于s9系列变压器,两种变压器的价差,可在5-7年内由降损节省的电费来抵偿,应积极推广应用s11及以上的配变。
3.5更换国家明令淘汰的电能表。
积极采用电子电能表。
因电子表的误差及表损明显低于机械表。
据测试,机械式表每月损耗约
1kwh电量,而电子式电表每月只损耗0.4kwh,减少约60%表损。
3.6按经济运行条件,合理选择变压器容量。
当变压器的负载损耗pk等于空载损耗ro时,变压器的功率损耗最小,运行效率最高。
对于10000kva以下的变压器,制造厂设计时一般按负载系数在40%一60%范围内处于经济运行区,即半载状态时运行最经济,处于额定容量的30%以下的轻载或空载状态时经济性极差。
因此,提高变压器的负载率,合理选择配变容量,防止大马拉小车。
3.7调整电网运行电压。
实践证明,电压过高或过低,电能损失都将增大,必须使电压与输送的经济功率相适应。
3.7.1在用电低谷期,配电变压器实际工作电流小于1/2额定电流时,可采取降低电压的运行方式。
3.7.2在用电高峰期,可以采取提高电网电压降低变损的运行方式,即将配电变压器分头开关调到+5%一挡,但工作电流应该比调整前少,这样调整是合理的。
3.8合理进行无功补偿,提高负荷功率因数。
实行无功功率就地平衡,哪里需要无功就在哪里补偿,最大限度地减少网络无功的流动,不仅可以改善电压质量而且可以减少有功损耗。
对负荷相对稳定的工业用电台区,宜采用集中补偿,对停电较频繁,负荷波动较大的居民用电台区,宜以分散补偿为主。
3.9平衡三相负荷,减少中性线上的不平衡电流。
规程中规定:一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及分支线首端的不平衡度不大于20%,中线电流不得超过额定电流的25%。
三相负荷不平衡将增加线损,这是因为三相负荷不平衡时,各相负荷电流不相等,就在相间产生不平衡电流。
这些不平衡电流除在相线上引起损耗外,还将在中性线上引起损耗,从而增加
了总损耗。
如果负荷平衡,则电流向量差为零,既ia+ib+ic:0,中性线上没有电流通过,相当于负荷一端接在了中性点上,线路阻抗减少一半,线损也减少一半。
3.10合理安排检修。
在检修运行方式下,网损总的损耗要比正常运行时大。
一方面要加强检修的计划性,配合用户设备检修等情况安排线路检修,缩短检修时间以及实行带电检修。
另一方面变计划为状态检修。
通过在线检测、严密指导清扫、带电测温等先进的测试手段和科学的分析评估方法,掌握设备的性能,指导设备的检修,变电设备涂刷rtv防污涂料,延长清扫周期。
4.结束语
为选择合理措施,应进行综合考虑。
所选措施在技术上先进,而且要有较好的经济指标,同时要满足电能质量、安全可靠等要求。
供电企业要通过技术和管理等方面的途径和措施,不断地研究问题,发现问题和解决问题,才能把线损管理推进到一个新的水平。