基于降低電網(wǎng)電能損耗的主要措施

楊占勇，乜光明

(黑河辰能西溝水電有限責(zé)任公司，黑龍江黑河164300)

0 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，特別是在西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施過(guò)程中，對(duì)電能的需求將會(huì)越來(lái)越多，相應(yīng)降低電網(wǎng)電能損失是降低電價(jià)，提高電能質(zhì)量和電能利用率的重要舉措。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)正在進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)改造降低電網(wǎng)電能損耗，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。

1 電網(wǎng)電能損耗的組成

電網(wǎng)電能損耗是指輸電網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)損耗電量的總稱。電能在發(fā)、輸、配、用過(guò)程中產(chǎn)生的損耗主要是輸配電線路和配電變壓器等設(shè)備上的有功損耗和無(wú)功損耗。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年輸電線路和變壓器中的有功損耗占系統(tǒng)有功損耗的80%以上，而且電能損耗大多集中在6～10 kV供電線路和以低壓配電為主的農(nóng)村電網(wǎng)。所以國(guó)家正在下大力氣改造農(nóng)村電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村城市同價(jià)，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)。

電網(wǎng)中的電能損耗大體分3種:固定損耗、可變損耗和其他損耗。

固定損耗是指電網(wǎng)中元件的電能損失不隨負(fù)荷的變化而變化，它與外加電壓、設(shè)備容量及產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，與通過(guò)元件的負(fù)荷功率的電流無(wú)關(guān)。主要包括輸、配電變壓器的鐵損，調(diào)相機(jī)、調(diào)壓器、電抗器、消弧線圈等設(shè)備的鐵損;110 kV及以上電壓架空輸電線路的電暈損耗;電纜電容器的絕緣介質(zhì)損耗，絕緣子漏電損耗，電流、電壓互感器的鐵損;用戶電能表電壓繞組及其他附件的損耗。

可變損耗是指電網(wǎng)中的元件的電能損失隨用電負(fù)荷的變化而變化，它與通過(guò)電力網(wǎng)各元件中的負(fù)荷功率或電流的二次方成正比。包括各級(jí)電壓的架空輸、配電線路和電纜導(dǎo)線的銅損，變壓器銅損，調(diào)相機(jī)、調(diào)壓器、電抗器、阻波器和消弧線圈等設(shè)備的銅損。

其他損耗指應(yīng)管理和維護(hù)不善，人為造成的電能損失。

2 降低電能損失的措施

2.1 提高電壓

提高電網(wǎng)電壓等級(jí)。電壓每升高5%，電能損耗將減少9.3%，電壓每升高10%，電能損耗將降低17.3%。當(dāng)輸送功率一定，電壓從110kv提高到220 kV時(shí)，可變損耗將降低75%，當(dāng)電壓從10 kV提高到35 kV可變損耗將降低92%，可見(jiàn)提高電網(wǎng)電壓可以有效降低電能損耗。另外提高機(jī)端電壓、利用調(diào)壓器調(diào)壓、改變變壓器分接頭、加大導(dǎo)線截面積等都是降低可變損耗的方法。

2.2 提高功率因數(shù)

電能損耗與負(fù)荷功率因數(shù)的平方成反比。提高功率因數(shù)也是降低損耗的重要措施。功率因數(shù)從0.6提高到0.9則可變損耗降低約54%。提高功率因數(shù)有以下3種方法:

2.2.1 合理選擇變壓器、電動(dòng)機(jī)等消耗無(wú)功功率的電氣設(shè)備

特別是變壓器要避免大容量變壓器帯小負(fù)荷的負(fù)荷運(yùn)行。此時(shí)變壓器的效率很低。對(duì)斷續(xù)運(yùn)行變壓器，應(yīng)安裝空載自動(dòng)切除裝置，空載時(shí)自動(dòng)切除運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)要根據(jù)所帶動(dòng)機(jī)械的功率來(lái)選擇，應(yīng)盡量使其滿載運(yùn)行，以提高功率因數(shù)。

2.2.2 在輸電線路上靠近用戶端變電所裝設(shè)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，并且裝設(shè)自動(dòng)切換裝置

根據(jù)負(fù)荷大小來(lái)投切所并聯(lián)電容器的容量，以提高電網(wǎng)功率因數(shù)。

2.2.3 在水電廠枯水期利用備用機(jī)組發(fā)無(wú)功

小水電機(jī)組也可多發(fā)無(wú)功進(jìn)行電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償。

2.3 合理選擇供電中心及配電方式

新架設(shè)的電力輸電線路及電力網(wǎng)應(yīng)將變電所或變壓器設(shè)在用電負(fù)荷中心。根據(jù)負(fù)荷容量供電半徑應(yīng)滿足110 kV線路≤150 km，35 kV線路≤40 km，10 kV線路≤15 km，0.4 kV線路≤0.50 km的要求。這樣既可以減小變電所低壓側(cè)線路長(zhǎng)度降低損耗，節(jié)約有色金屬，減少投資，又可以保證不會(huì)因線路過(guò)長(zhǎng)，壓降太大影響供電質(zhì)量。

特別是西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，許多新建電力線路及電力網(wǎng)，合理選擇供電中心及配電方式尤為重要。

配電方式的合理與否將直接影響電能損失的多少。在選擇配電接線過(guò)程中應(yīng)本著多直少?gòu)澋脑瓌t，同時(shí)避免迂回、倒送等現(xiàn)象。有條件時(shí)應(yīng)盡量采取環(huán)形電網(wǎng)，無(wú)條件時(shí)應(yīng)采用樹(shù)枝形或放射性接線。這樣不但減少電能損失，還可提高供電的可靠性，減少事故的發(fā)生。

2.4 合理選擇變壓器類型及導(dǎo)線

變壓器不但應(yīng)選擇合適的容量，而且還要優(yōu)先選擇新型低耗能、效率高的。例如S11變壓器。

導(dǎo)線的選擇一般采用經(jīng)濟(jì)電流密度法計(jì)算。依據(jù)線路的最大負(fù)荷及利用小時(shí)數(shù)，結(jié)合電壓損失、熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，最后再預(yù)留5～15 a的發(fā)展余量來(lái)選擇導(dǎo)線截面面積。

另外，還應(yīng)盡量平衡電網(wǎng)的三相用電負(fù)荷。

2.5 加強(qiáng)管理及維護(hù)

提高電業(yè)管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和品德素質(zhì)，使其有良好的的敬業(yè)精神，是降低人為造成損耗的重要環(huán)節(jié)。

加強(qiáng)對(duì)線路、電網(wǎng)、計(jì)量?jī)x表、設(shè)備的管理和維護(hù)，提高對(duì)檢修與維護(hù)的質(zhì)量要求，減少或避免接觸電阻而產(chǎn)生的損耗。計(jì)量、計(jì)算要準(zhǔn)確，盡量采用科技含量高、安全可靠、低能耗的產(chǎn)品，積極借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)。

只有從電力系統(tǒng)的軟硬件上同時(shí)著手，才能最有效地降低電能損耗。

3 結(jié)束語(yǔ)

降低電網(wǎng)電能降損工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，既要從微觀抓好各個(gè)環(huán)節(jié)具體的降損措施，又要從宏觀上加強(qiáng)管理。它需兼顧節(jié)能、安全和環(huán)保等多方面的規(guī)程和要求。雖然降損節(jié)能的方式多種多樣，但我們對(duì)技術(shù)降損措施要做不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，要根據(jù)降損節(jié)能效果的理論分析計(jì)算，在投資和技術(shù)上作經(jīng)濟(jì)方案比較來(lái)確定，按照具體要求來(lái)采取不同的降損措施。

［1］ 劉井軍.降低電能損耗的方法［J］.硅谷，2011(17):180.

［2］ 李劍峰.降低電能損耗的有效控制措施［J］.煤礦機(jī)械，2010，31(10):38.