智能電網(wǎng)的線(xiàn)損和節能降損措施分析

配電網(wǎng)線(xiàn)損的有很大的危害,線(xiàn)損率的高低是電力單位生產(chǎn)技術(shù)水平和管理水平的綜合反應。本文簡(jiǎn)要介紹了我廠(chǎng)線(xiàn)損狀況,分析了電力系統線(xiàn)損的組成,并提出了配電系統降損節能的技術(shù)措施,再配合配電系統降損節能的管理措施。

現狀分析

我國現有電力系統中,35kV以上電壓等級輸變電系統主要擔負著(zhù)遠距離傳輸電能的作用,l0kV及380/220V電壓等級則是配電系統的主體,與用戶(hù)關(guān)系最為密切。電能通過(guò)導線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、變壓器等設備進(jìn)行傳輸的過(guò)程中,會(huì )產(chǎn)生功率損失(有功、無(wú)功功率),并在相應的時(shí)間內產(chǎn)生能量損失(有功、無(wú)功電量)。配電系統的線(xiàn)損率就是指在一段時(shí)間內,配電過(guò)程中損失的有功電量和該系統所獲得的總電量之比。

我廠(chǎng)※※變電所擔負著(zhù)全廠(chǎng)300多口油井、一個(gè)集輸系統和幾個(gè)生活區的用電。其中35KV配電線(xiàn)路3條,6KV配電線(xiàn)路6條。日用電量超過(guò)16萬(wàn)KWh。目前3條35KV配電線(xiàn)路線(xiàn)損都在4%左右。降低線(xiàn)損是對我所的一個(gè)重要考核指標,近幾年我廠(chǎng)的電量指標大幅壓縮,無(wú)論是生產(chǎn)用電還是生活用電,節能的壓力都很大,降低成本是我所面臨的一項艱巨的任務(wù)。因此線(xiàn)損率的高低也就直接反應者我所管理水平的高低。線(xiàn)損管理涉及面廣,跨度大,是一項政策性、技術(shù)性很強的綜合性工作。為提高自身經(jīng)濟效益,必須加強電網(wǎng)的線(xiàn)損管理工作。

如果換一個(gè)角度來(lái)看線(xiàn)損,我們還可以發(fā)現對于一個(gè)規模相當不變的供電單位,在一定投入后的產(chǎn)出水平。因此,從某種意義上來(lái)說(shuō),線(xiàn)損率就是供電企業(yè)的投入產(chǎn)出率。線(xiàn)損率的大小,經(jīng)濟效益躍然紙上,不用解釋?zhuān)荒苛巳。供電單位節能降損要從管理與技術(shù)兩方面著(zhù)手,從管理方面著(zhù)手主要需要做到以下幾點(diǎn):1.指示管理2.無(wú)功管理3.諧波管理4.計量管理5.統計分析;從技術(shù)方面著(zhù)手,則主要體現在以下幾個(gè)方面:1.合理使用變壓器2.重視和合理進(jìn)行無(wú)功補償3.減少接點(diǎn)數量,降低接觸電阻4.采用節能型照明電器 5.調整用電負荷,保持均衡用電。

1.線(xiàn)損的分類(lèi)

1.1按損耗性質(zhì)分

1.1.1技術(shù)線(xiàn)損

在電力網(wǎng)輸送和分配電能過(guò)程中,有一部分損耗無(wú)法避免,是由當時(shí)電力網(wǎng)的負荷情況和供電設備的參數決定的,可以通過(guò)理論計算得出,這部分正常合理的電能消耗稱(chēng)為技術(shù)線(xiàn)損,也稱(chēng)為理論線(xiàn)損。對于技術(shù)線(xiàn)損,就現在的實(shí)際情況而言,雖然電網(wǎng)的優(yōu)化改造使技術(shù)線(xiàn)損有了很大的減低,但要想在此基礎上再降低是比較困難的,因為這不僅需要政策的支持還需要花費相當大的人力、物力。就供電單位的實(shí)際能力而言,針對配電網(wǎng)節能降損這一環(huán)節,應設立一個(gè)長(cháng)遠的戰略計劃,逐步實(shí)施。例如,更換高耗能變壓器,縮短配電網(wǎng)線(xiàn)路的供電半徑,增大導線(xiàn)截面等。

1.1.2管理線(xiàn)損

在電力營(yíng)銷(xiāo)的運作過(guò)程中,為準確計量和統計,需要安裝若干互感器、電能表等計量裝置和表計,這些裝置與表計都有不同程度的誤差。與此同時(shí),由于用電抄收人員的素質(zhì)關(guān)系,又會(huì )出現漏抄、估抄和不按規定同期抄表的現象,再加上管理工作不善,執行力度不夠,存在部分透漏和少量自用及其他不明因素造成的各種損失。這類(lèi)損失,歸根到底是我們管理不善引起的,所以稱(chēng)之為管理線(xiàn)損。對于管理線(xiàn)損,這是我們加以努力可以減低,而且大幅度降低的方面。因為,生產(chǎn)管理線(xiàn)損的因素主要是互感器、電能表等計量裝置和表計不同程度的誤差及用電抄表人員的素質(zhì),如漏抄、估抄、錯抄和不按規定抄表等。我們從以上方面著(zhù)手,規范管理,完善規章制度,從抄收人員的素質(zhì)著(zhù)手,從思想上轉變,可達到減低管理線(xiàn)損的目的。

1.2按損耗特點(diǎn)分

1.2.1可變損耗

所謂可變損耗是指與電網(wǎng)中的負荷電流有關(guān)隨其大小而變化的損耗,其中包括導線(xiàn)中的損耗,變壓器繞組中的銅損,電流表和電度表電流線(xiàn)圈中的損耗等。

1.2.2固定損耗

所謂固定損耗就是指電網(wǎng)中的負荷電流無(wú)關(guān)且不隨其變化的一種損耗。其中包括變壓器的鐵損,電容器的介質(zhì)損耗,電壓表和電度表電壓線(xiàn)圈中的損耗等。

1.2.3不明損耗

所謂不明損耗系指實(shí)際線(xiàn)損與理論線(xiàn)損之差的一種損耗。該種損失變化不定,數量不明,難以用儀表和計算方法確定,只能由月末電量統計確定,其中包括用戶(hù)違章用電和竊電的損失、漏電損失、抄表以及電費核收中差錯所造成的損失,計量表計誤差所造成的損失等。

2配電網(wǎng)線(xiàn)損的危害

2.1發(fā)熱是線(xiàn)損造成的最突出問(wèn)題

發(fā)熱的過(guò)程就是把電能轉化為熱能的過(guò)程,造成了電能的損失;發(fā)熱使導體溫度升高,促使絕緣材料加速老化,壽命縮短,絕緣程度降低,出現熱擊穿,引發(fā)配電系統事故,例如變壓器的絕緣材料在140℃時(shí)的壽命降低率將是常規工作溫度(98℃)時(shí)的128倍。尤其當建筑物內配電線(xiàn)路容量不夠時(shí),發(fā)熱常是造成電氣火災的直接原因。

發(fā)熱在接觸部分的影響最為明顯,配電網(wǎng)中相當多的故障是由接點(diǎn)處的電阻發(fā)熱引起的。一般接點(diǎn)處的接觸電阻往往大于兩端材料的電阻,即使在正常負荷電流情況下也會(huì )產(chǎn)生嚴重發(fā)熱,從而又加劇導體接觸電阻上升,產(chǎn)生惡性循環(huán),最終導致接觸部分燒壞,引起故障。架空線(xiàn)路的壓接處與電力電纜的中間接頭處經(jīng)常是事故多發(fā)點(diǎn)。

2.2電系統的線(xiàn)損造成能源的大量浪費

配電系統的線(xiàn)損沒(méi)有轉化為有用的能量而白白浪費,而且還要通過(guò)如通風(fēng)、冷卻等方式對熱量進(jìn)行散發(fā),也需要電能。根據統計數據,一般配電網(wǎng)的線(xiàn)損率在3%以上,嚴重者可達到10%甚至更高。這不僅意味著(zhù)電能的損失,更表現在一次能源的大量浪費以及對環(huán)境造成更多的污染。因此,配電系統的線(xiàn)損產(chǎn)生的經(jīng)濟損失,體現在發(fā)、供、用電的各個(gè)環(huán)節。如果不采取措施降低配電系統的線(xiàn)損率,必然對國家能源利用、環(huán)境保護和企業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生不良影響,而且隨著(zhù)電力需求的不斷增長(cháng),電量損失也會(huì )越來(lái)越大。每個(gè)用電單位都必須從大局出發(fā),從技術(shù)上、管理上降低線(xiàn)損。

3.配電系統降損節能的措施分析

3.1配電系統降損節能的管理措施

3.1.1指示管理

用電管理部門(mén)應進(jìn)行線(xiàn)損理論計算,并與實(shí)際情況相比較,以獲得較合理的線(xiàn)損指標,將指標按年、季、月下達給各基層部門(mén)并納入經(jīng)濟責任制考核。另外,還應將用戶(hù)電表實(shí)抄率、電壓合格率、電容率可用率、電容器投入率及節能活動(dòng)情況等列人線(xiàn)損小指標考核,獎罰分明,調動(dòng)員工管理積極性。

3.1.2無(wú)功管理

除進(jìn)行正常的功率因數考核外,針對一些用戶(hù)只關(guān)心功率因數是否大于0.9,對無(wú)功倒送不加重視的情況,有選擇地在用電量大、功率因數接近1的用戶(hù)處裝設雙向無(wú)功電度表;根據負荷用電特點(diǎn),選擇合適的電容器投切依據。

3.1.3諧波管理

隨著(zhù)電網(wǎng)中非線(xiàn)性用電負荷,如整流設備、電熔煉設備、電力機車(chē)、節能器具、熒光燈、電視機、電腦等的大量增加,配電系統中諧波污染日趨嚴重。諧波不僅會(huì )使系統的功率因數下降,而且在設備及線(xiàn)路中產(chǎn)生熱效應,導致電能損失。因此,用電管理部門(mén)應對本系統的諧波存在和污染程度進(jìn)行檢測,做到心中有數,必要時(shí)應采取諧波抑制措施。

3.1.4計量管理

正確的電能計量既是降低線(xiàn)損的依據,也是考核技術(shù)經(jīng)濟指標的依據。對電度表應定時(shí)檢查、校驗,及時(shí)調整倍率,降低電能計量裝置的綜合誤差。對于關(guān)鍵部位的電度表盡量采用先進(jìn)的全電子電度表,并盡可能的推廣集抄系統。

3.1.5統計分析

分區、分片、分電壓等級進(jìn)行線(xiàn)損統計,定期分析線(xiàn)損現狀,分析電壓、無(wú)功工作中出現的問(wèn)題,提出改進(jìn)措施,確保線(xiàn)損指標的完成。做好月、年度線(xiàn)損率曲線(xiàn),掌握系統有功、無(wú)功潮流、功率因數、電壓及線(xiàn)損等情況,為滿(mǎn)足下年度負荷增長(cháng)、提高電能質(zhì)量、系統經(jīng)濟運行及制定降損措施提供依據。

3.2配電系統降損節能的技術(shù)措施

3.2.1合理使用變壓器

應根據生產(chǎn)企業(yè)的用電特點(diǎn)選擇較為靈活的結線(xiàn)方式,并能隨各變壓器的負載率及時(shí)進(jìn)行負荷調整,以確保變壓器運行在最佳負載狀態(tài)。變壓器的三相負載力求平衡,不平衡運行不僅降低出力,而且增加損耗。要采用節能型變壓器,如非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9系列的25%~30%,很適合變壓器年利用小時(shí)數較低的場(chǎng)所。

3.2.2重視和合理進(jìn)行無(wú)功補償

運行中的變壓器,其消耗的無(wú)功功率是消耗的有功功率的幾倍至幾十倍。無(wú)功電量在電網(wǎng)中的傳輸中造成大量的有功損耗。一般的配電網(wǎng)中,無(wú)功補償裝量安裝在變壓器的低壓側系統中,通常認為將負載功率因數補償到0.9-0.95已是到位,而忽視了對變壓器的無(wú)功補償,即對高壓側的補償。

合理地選擇無(wú)功補償方式、補償點(diǎn)及補償容量,能有效地穩定系統的電壓水平,避免大量的無(wú)功通過(guò)線(xiàn)路遠距離傳輸而造成有功網(wǎng)損。對配電網(wǎng)的電容器無(wú)功補償,通常采取集中、分散、就地相結合的方式;電容器自動(dòng)投切的方式可按母線(xiàn)電壓的高低、無(wú)功功率的方向、功率因數大小、負載電流的大小、晝夜時(shí)間劃分進(jìn)行,具體選擇要根據負荷用電特征來(lái)確定并需注意下列幾個(gè)問(wèn)題:

3.2.2.1高層建筑或住宅聚集區單相負載所占比例較大,應考慮分層單相無(wú)功補償或自動(dòng)分相無(wú)功補償,以避免由一相采樣信號作無(wú)功補償時(shí)可能造成其它兩相過(guò)補償或欠補償,這樣都會(huì )增加配網(wǎng)損耗,達不到補償的目的。

3.2.2.2裝設并聯(lián)電容器后,系統的諧波阻抗發(fā)生了變化,對特定頻率的諧波會(huì )起到放大作用,不僅對電容器壽命產(chǎn)生影響,而且會(huì )使系統諧波干擾更加嚴重。因此有較大諧波干擾而又需補償無(wú)功的地點(diǎn)應考慮增加濾波裝置。

3.2.2.3對低壓配電線(xiàn)路改造,擴大導線(xiàn)的載流水平

按導線(xiàn)截面的選擇原則,可以確定滿(mǎn)足要求的最小截面導線(xiàn);但從長(cháng)遠來(lái)看,選用最小截面導線(xiàn)并不經(jīng)濟。如果把理論最小截面導線(xiàn)加大一到二級,線(xiàn)損下降所節省的費用,足可以在較短時(shí)間內把增加的投資收回。導線(xiàn)有功功率損耗:

Px=3IjsR0L×10-6(kW)

式中:Ijs—計算電流,A;

R0—導線(xiàn)電阻,12/km;

L—導線(xiàn)長(cháng)度,m。

導線(xiàn)截面增加后,線(xiàn)損下降:

ΔPx=3IjsΔR0L×10-6(kW)

ΔWx=3IjsΔR0Lt×10-6(kWh)

式中:ΔPx—線(xiàn)損有功功率損耗下降值,kW;

ΔWx—線(xiàn)路有功電能損耗下降值,kWh;

ΔR0—線(xiàn)路電阻減少值,12/km;

t—線(xiàn)路運行小時(shí)數,h。

設每千瓦時(shí)電價(jià)為B元,兩相鄰截面電纜每米價(jià)格相差E元,則截面加大后,減少的線(xiàn)損電費M和增加的線(xiàn)路投資N各為:

M=ΔWx×B(元)

N=E×L(元)

若M=N,則節省電費與增加投資相等,可得:

t=E/3IjsΔR0B×10-6(h)

假設VV22-0.6/lkV四芯電纜埋地敷設,計算電流為環(huán)境溫度30℃時(shí)的相應載流量,截面加大后節電效果見(jiàn)下表:

以上的計算僅考慮線(xiàn)路的有功損耗,未考慮截面加大后溫升下降的影響。截面加大后線(xiàn)路無(wú)功損耗也會(huì )有所下降。

由于導線(xiàn)的使用年限一般在10年以上,加大截面節能降損所創(chuàng )造的經(jīng)濟效益是十分顯著(zhù)的。

3.2.3減少接點(diǎn)數量,降低接觸電阻

在配電系統中,導體之間的連接普遍存在,連接點(diǎn)數量眾多,不僅成為系統中的安全薄弱環(huán)節,而且還是造成線(xiàn)損增加的重要因素。必須重視搭接處的施工工藝,保證導體接觸緊密,并可采用降阻劑,進(jìn)一步降低接觸電阻。不同材料間的搭接尤其要注意。

3.2.4采用節能型照明電器

據統計,工業(yè)發(fā)達國家中照明用電約占總用電量的10%以上。隨著(zhù)我國居民居住條件的不斷改善和公用場(chǎng)所對照明要求的逐步提高,照明用電比例逐年遞增。根據建筑布局和照明場(chǎng)所合理布置光源、選擇照明方式、光源類(lèi)型是降損節能的有效方法。如1只20W電子節能燈的光通量相當于1只100W白熾燈的光通量。推廣高效節能電光源,以電子鎮流器取代電感鎮流器;電子調光器、延時(shí)開(kāi)關(guān)、光控開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)、感應式開(kāi)關(guān)取代蹺板式開(kāi)關(guān)應用于公共場(chǎng)所,將大幅降低照明能耗和線(xiàn)損。

3.2.5調整用電負荷,保持均衡用電

調整用電設備運行方式,合理分配負荷,壓低電網(wǎng)高峰時(shí)段的用電,增加電網(wǎng)低谷時(shí)段的用電;改造不合理的局域配電網(wǎng),保持三相平衡,用電均衡,降低線(xiàn)損。

結束語(yǔ)

配電網(wǎng)的降損節能工作不但可以減少用戶(hù)電費支出,提高企業(yè)經(jīng)濟效益,挖掘配電設備供電能力,而且對國家能源利用、環(huán)境保護、資源優(yōu)化配置極為有利。應當引起高度重視。在采用傳統降損節能措施的同時(shí),應加大科技投入,提高用電管理的技術(shù)水平和管理水平。


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 ^ 智能電網(wǎng)的線(xiàn)損和節能降損措施分析

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