綜述電網(wǎng)改造中配電網(wǎng)絡(luò)中的降損節(jié)能等問題

1、綜述電網(wǎng)改造中配電網(wǎng)絡(luò)中的降損節(jié)能等問題1配網(wǎng)改造方面的降損措施(需要增加投資費(fèi)用的建設(shè)性措施)配網(wǎng)改造需對電網(wǎng)進(jìn)行合理的總體規(guī)劃,以改善配電網(wǎng)絡(luò)的布局和結(jié)構(gòu)。合理的總體規(guī)劃能有效地降低線損,得到的經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。如:乳源縣小水電資源比較豐富,一些山區(qū)鎮(zhèn)由于用電負(fù)荷少,小水電全部往外送,其線損率長期居高不下。在安排小水電上網(wǎng)時(shí),不要只考慮暫時(shí)的經(jīng)濟(jì)利益,把上網(wǎng)點(diǎn)安排在路徑長、導(dǎo)線截面小的支線上,而要用規(guī)范的線路引到負(fù)荷中心。如果上網(wǎng)負(fù)荷比較大,造成主干線損耗過大,就把線路架設(shè)到變電所。這種做法還可以避免出現(xiàn)支線用戶豐水期線路末端用戶電壓過高而迫使小水電停發(fā)的現(xiàn)象,取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效

2、益。配網(wǎng)改造中降低線損可通過加強(qiáng)以下幾項(xiàng)技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)。1.1合理確定供電電源點(diǎn),正確選擇電力線路的路徑,控制供電半徑電源布置的方式不同,電能損失和電壓損失有很大的差異。電源應(yīng)盡量布置在負(fù)荷中心,負(fù)荷密度高,供電范圍大時(shí),優(yōu)先考慮2點(diǎn)或多點(diǎn)布置。多點(diǎn)布置有顯著的降損節(jié)能效果,同時(shí)也能有效地改善電壓質(zhì)量。供電半徑應(yīng)根據(jù)負(fù)荷分布并按電壓降進(jìn)行選擇,以損耗校核。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮遠(yuǎn)期負(fù)荷增長的需要,一般壓降不應(yīng)超過線路額定電壓的5%,每回出線輸送功率一般不應(yīng)超過2 000 kVA,若過大,則應(yīng)考慮增加出線回?cái)?shù)或新增電源布點(diǎn)。這種方法的降損節(jié)能效果比較顯著,但供電范圍大時(shí),實(shí)行多點(diǎn)布置投資較大,應(yīng)當(dāng)

3、通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。1.2優(yōu)化線路結(jié)構(gòu),合理選擇導(dǎo)線截面配電線路電能損耗的絕大部分在主干線段,因此降低主干線段上的電能損耗是線路降損節(jié)能的一個(gè)主攻方向。減少主干線段的電壓降還能提高全線路的電壓質(zhì)量。對于主干線段的技術(shù)降損可采取多種方法,比如增大導(dǎo)線截面或加裝復(fù)導(dǎo)線來增大線路的輸送容量,提前分流,轉(zhuǎn)移負(fù)荷,有時(shí)甚至還可以架設(shè)第二回線路等。導(dǎo)線的選擇應(yīng)首先考慮末端電壓降(10 kV允許5%,低壓允許7%),同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)電流密度,并結(jié)合發(fā)熱條件、機(jī)械強(qiáng)度等確定導(dǎo)線的規(guī)格。合理選擇導(dǎo)線截面是降低主干線段損耗的一項(xiàng)切實(shí)可行、立竿見影的技術(shù)措施,線路的能量損耗同電阻成正比,增大導(dǎo)線截面可以減少能量損耗。但導(dǎo)

4、線截面的增加,線路的建設(shè)投資也增加。所以在實(shí)施時(shí),要作經(jīng)濟(jì)核算,以免資金回收年限過長造成經(jīng)濟(jì)上的不合理。這種方法是電網(wǎng)改造中常采取的措施之一。1.3對電能計(jì)量裝置進(jìn)行技術(shù)改造或者更換大用戶由于負(fù)荷變動(dòng)大,電流互感器變比偏大而實(shí)際負(fù)荷偏小的現(xiàn)象,電壓互感器二次壓降過大造成的計(jì)量精度下降現(xiàn)象,大量的照明戶表由于設(shè)備老化存在著計(jì)量精度不合格且偏慢的現(xiàn)象,普通存在。因此,應(yīng)逐步更換使用年限長的淘汰表,采用新型DD862型電能表,在條件允許情況下最好采用電子表,因?yàn)殡娮颖淼恼`差以及表損都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械表。據(jù)計(jì)量部門測試,機(jī)械式電表(DD862型)每月要耗損電量約1 kWh,而電子式電表每月只耗損電量約0.

5、4 kWh,減少約60%的表損。逐步改造和更換新型電能表,投資較小,且大大提高了計(jì)量精度,有效地降低了線損,是電網(wǎng)改造中常采取的措施之一。1.4提高電力網(wǎng)的電壓等級雖然線路的導(dǎo)線和變壓器繞組中的功率損耗與電壓的平方成反比,而變壓器鐵芯的功率損耗卻與電壓平方成正比。因配電變壓器是電網(wǎng)的重要組成部分,它的損耗占電網(wǎng)總損耗很大的部分,因此,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的變化對母線電壓適時(shí)調(diào)整,降低電網(wǎng)的電能損耗。減少重復(fù)的變電容量和采用節(jié)能型配變更換高能耗配變是一項(xiàng)切實(shí)可行的節(jié)能技術(shù)措施,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。電網(wǎng)升壓后可降低電網(wǎng)的電能損耗,電網(wǎng)電壓與線損率關(guān)系見表1。在無功功率充足的地方,可加裝能升高電力網(wǎng)運(yùn)行電壓水

6、平的設(shè)備,如調(diào)壓變壓器。但必須注意,在系統(tǒng)中無功功率供應(yīng)緊張時(shí),用調(diào)整變壓器分接頭來提高電力網(wǎng)電壓的辦法,將使負(fù)荷的無功功率損耗增加。這種方法對降低電能損耗比較明顯,但投資明顯增加。采用該方法時(shí),應(yīng)當(dāng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。1.5重視無功補(bǔ)償,降低設(shè)備損耗在有功功率合理分配的同時(shí),重視無功補(bǔ)償,做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠(yuǎn)距離輸送,增設(shè)無功補(bǔ)償裝置,提高負(fù)荷的功率因數(shù)。合理地配置無功補(bǔ)償裝置,改變無功潮流分布,減少有功損耗和電壓損耗,減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率,使線損大為降低,還可以改善電壓質(zhì)量,提高線路和變壓器的輸送能力.在負(fù)荷的有功功率P不變

7、的條件下,功率因數(shù)COS1意味著負(fù)荷產(chǎn)生了無功電流,把功率因數(shù)由COS1提高到COS2,降低線損的效果可用下式計(jì)算:P=(1-COS21/COS22)100%由此可計(jì)算出提高功率因數(shù)后的降損效果,見表2。1.5.1提高功率因素對線路的影響在配電網(wǎng)中線路的年電能損耗為:A=3RI 2max10-3=P max10-3=P 2R10-3/(U2COS2)式中P max年內(nèi)線路輸送最大負(fù)荷時(shí)的有功功率,k W;I max裝置所通過的最大負(fù)荷電流,A;最大負(fù)荷損耗時(shí)間,h,其值可由年負(fù)荷曲線確定。將功率因數(shù)由COS1提高到COS2時(shí),線路中的功率損耗降低率為:P%=1-(COS1/COS2)2100%

8、當(dāng)功率因數(shù)由0.7提高到0.9時(shí),線路中的功率損耗可減少39.5%。1.5.2提高功率因素對變壓器的影響當(dāng)電壓為額定值時(shí),在農(nóng)用配電網(wǎng)中變壓器的年電能損耗為:A=nP0t+S2maxPK/(nS2n)式中P0變壓器的鐵損,kW;PK變壓器的銅損,k W;S n變壓器的額定容量,kVA;S max變壓器的最大負(fù)荷,kVA ;t變壓器每年投入運(yùn)行的小時(shí)數(shù),h ;n并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù);最大負(fù)荷損耗時(shí)間,h,其值可由年負(fù)荷曲線確定。由于最大負(fù)荷損耗時(shí)間與功率因數(shù)COS有關(guān),當(dāng)COS增大時(shí),輸送的無功功率減少,相應(yīng)的值也就減少,因而電網(wǎng)損耗也就明顯降低。無功補(bǔ)償設(shè)備主要有同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、電力電

9、容器。無功需要量大時(shí)可用同步調(diào)相機(jī),無功需要量小時(shí)可用電力電容器,沖擊性負(fù)荷用靜止補(bǔ)償器。無功補(bǔ)償設(shè)備的放置地點(diǎn)要根據(jù)實(shí)際情況而定。無功補(bǔ)償是日常運(yùn)行中最常用、最有效的降損節(jié)能技術(shù)措施之一,無功分散補(bǔ)償更能實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡,對降低供電線損,提高配網(wǎng)供電能力,改善電壓質(zhì)量都有重大意義。所以,在配電網(wǎng)建設(shè)與改造中應(yīng)大力推廣無功補(bǔ)償技術(shù)。2線損管理方面的降損措施2.1進(jìn)行高、低壓線損的理論計(jì)算,制定切實(shí)可行的線損指標(biāo)和線損考核管理制度制定合理的線損指標(biāo),應(yīng)對電網(wǎng)的理論線損率進(jìn)行計(jì)算,特別應(yīng)開展低壓理論線損率的計(jì)算。需及時(shí)整理出電網(wǎng)改造完成后線損理論計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),利用切實(shí)可行的線損理論計(jì)算軟件對電

10、網(wǎng)進(jìn)行高、低壓線損理論計(jì)算,再結(jié)合實(shí)際制定出合理的線損指標(biāo)與線損考核獎(jiǎng)懲辦法,層層考核,縣局考核供電所,供電所考核包片員工,做到有考核、有兌現(xiàn)。為了便于管理,高、低壓線損要分別考核。2.2保證變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行根據(jù)負(fù)荷的變化適當(dāng)改變投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù),可以減少功率損耗。當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時(shí),減少一臺(tái)運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì);反之,當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時(shí),并聯(lián)運(yùn)行較為合理。由于變壓器的損耗占全系統(tǒng)總線損量的30%60%,故降低變壓器的損耗是電網(wǎng)降損的重要內(nèi)容。2.3合理布局低壓線路,調(diào)整負(fù)荷曲線,平衡三相負(fù)荷三相供電是降損行之有效的手段。在同樣線路長度的情況下,由于三相供電,中性線沒有電流,當(dāng)然中性線也不存在

11、電壓,相當(dāng)于負(fù)荷的一端直接接在了變壓器的中性點(diǎn)上,線路的阻抗明顯減少一半,線損自然也減少一半。負(fù)荷峰谷差大,在供電量相同的情況下線損大。變壓器的三相負(fù)荷不平衡時(shí),特別是低壓網(wǎng)絡(luò),既影響變壓器的安全運(yùn)行又增加了線損。這是因?yàn)槿嘭?fù)荷不平衡時(shí),各相的負(fù)荷電流不相等,就在相間產(chǎn)生了不平衡電流,這些不平衡電流除了在相線上引起損耗外,還將在中性線上引起損耗,這就增加了總的線損。如果三相負(fù)荷平衡,則向量差為零。應(yīng)當(dāng)盡可能使各相負(fù)荷相對平衡,否則,中性線上將有電流流過。中性線上流過的電流越大,引起的損耗也越大。因此在運(yùn)行中經(jīng)常調(diào)整變壓器的各相電流,使之保持平衡,以降低線損。規(guī)程規(guī)定:一般要求配電變壓器出口處

12、的電流不平衡度不大于10%(因?yàn)椴粚ΨQ負(fù)荷引起供電線路損耗的增加與電流不對稱度的平方成正比),干線及分支線首端的不平衡度不大于20%,中性線的電流不超過額定電流的25%。這是因?yàn)樵谂潆娤到y(tǒng)中,有的相電流較小,有的相電流接近甚至超過額定電流,這種情況下,不僅影響變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,影響供電質(zhì)量,而且會(huì)使線損成倍增加。若1條公用配電線路等值電阻為R,通過最大電流為IA=IB=IC=I,則在三相電流平衡時(shí)的有功功率損失為P=3I2R。三相電流不平衡時(shí),有負(fù)序和零序電流分量,以平衡時(shí)的正序電流即I=IA=I1為標(biāo)準(zhǔn),這時(shí)的有功功率損失為:P=3(I 21R1+I 22R2+I 20R0)=3I 2(

13、1+22)+20KRR式中R1、R2、R0、R分別為正序、負(fù)序、零序和等值電阻,且R1=R2=R;KR=KR/R1,一般大于4;2、0分別為負(fù)序和零序電流的不平衡系數(shù),2=I2/I1,0=I0/I1。從上式可見,三相電流不平衡程度越大,有功功率損失也就越多。對于峰谷差較大的負(fù)荷,應(yīng)采取雙回路的供電方式,而對三相不平衡的負(fù)荷,調(diào)整負(fù)荷是主要手段。定期地進(jìn)行三相負(fù)荷的測定和調(diào)整工作,使變壓器三相電流接近平衡,這是無需任何投資且十分有效的降損措施。2.4加強(qiáng)電網(wǎng)的維護(hù)工作在電網(wǎng)運(yùn)行中,電能可能由于配電網(wǎng)中帶電設(shè)備絕緣不良而有漏電損耗。為避免這種損耗,可以通過加強(qiáng)電網(wǎng)的維護(hù)工作來降低。維護(hù)工作主要是定期清掃線路、變壓器、斷路器等的絕緣子和絕緣套管,清除與導(dǎo)線相碰的樹枝及搭在線路上的鳥巢。2.5加強(qiáng)營業(yè)管理,強(qiáng)化用電監(jiān)察崗位責(zé)任制,減少內(nèi)部工作的差錯(cuò)為防止竊電和違章用電,要堅(jiān)持定期和不定期的用電檢查,