全面降低線(xiàn)損的技術(shù)措施

陳宇航

（太原供電公司，山西 太原 030006）

1 線(xiàn)損的概念及線(xiàn)損率的制訂

線(xiàn)損簡(jiǎn)而言之就是傳輸電力的電纜及變壓器等的電阻所消耗的電能。電纜的截面積和長(zhǎng)度決定電阻的多少，電流決定電壓或電能損失的多少。通過(guò)的電流越大，電壓損失越多，電能損失越大，通過(guò)的時(shí)間越長(zhǎng)，電能損失越多。

線(xiàn)損率是衡量線(xiàn)損大小的一個(gè)指標(biāo)。制訂合理的線(xiàn)損率非常重要，指標(biāo)制訂合理才可能為有效降損提供較大的發(fā)揮空間，同時(shí)能通過(guò)激勵(lì)機(jī)制等起到降損的實(shí)際效果。因此，綜合考慮各個(gè)因素，合理制訂線(xiàn)損率在降損實(shí)施過(guò)程中的作用非同尋常。

2 理論線(xiàn)損的計(jì)算方法

理論線(xiàn)損的計(jì)算是降損節(jié)能，這也是加強(qiáng)線(xiàn)損管理的一項(xiàng)重要手段。通過(guò)理論計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)線(xiàn)損在電網(wǎng)中的分布規(guī)律，通過(guò)計(jì)算分析能夠暴露出管理和技術(shù)上的問(wèn)題，為降損工作提供理論和技術(shù)依據(jù)，能夠使降損工作抓住重點(diǎn)，提高節(jié)能降損的效率，使線(xiàn)損管理更加科學(xué)。所以，在電網(wǎng)的建設(shè)和改造過(guò)程以及正常管理中要經(jīng)常進(jìn)行理論線(xiàn)損的計(jì)算。

線(xiàn)損主要由線(xiàn)路損耗和變壓器損耗構(gòu)成。

2.1 輸電線(xiàn)路損耗

當(dāng)負(fù)荷電流通過(guò)線(xiàn)路時(shí)，在線(xiàn)路電阻上會(huì)產(chǎn)生功率損耗。

（1）單一線(xiàn)路有功功率損失計(jì)算公式為：△P＝I2R

式中：△P：損失功率，W；

I：負(fù)荷電流，A；

R：導(dǎo)線(xiàn)電阻，Ω。

（2）三相電力線(xiàn)路。線(xiàn)路有功損失為：△P＝△PA+△PB+△PC＝3I2R

（注：導(dǎo)線(xiàn)電阻R不是恒定的，在電源頻率一定的情況下，其阻值隨導(dǎo)線(xiàn)溫度的變化而變化。）

2.2 配電變壓器損耗（簡(jiǎn)稱(chēng)變損）功率△PB

配電網(wǎng)的電能損失，包括配電線(xiàn)路和配電變壓器損失。為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般假設(shè)：

（1）線(xiàn)路總電流按每個(gè)負(fù)載點(diǎn)配電變壓器的容量占該線(xiàn)路配電變壓器總?cè)萘康谋壤瑢㈦娏鞣峙涞礁鱾€(gè)負(fù)載點(diǎn)上。

（2）每個(gè)負(fù)載點(diǎn)的功率因數(shù)cos相同。

設(shè)：線(xiàn)路有m個(gè)負(fù)載點(diǎn)，把線(xiàn)路分成n個(gè)計(jì)算段，每段導(dǎo)線(xiàn)電阻分別為 R1，R2，R3，…，Rn。

（1）基本等值電阻Re。

（2）負(fù)載電流附加電阻ReT。

在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化時(shí)，若Re、ReT、Rez 3個(gè)等效電阻值不變，就可利用一些運(yùn)行參數(shù)計(jì)算線(xiàn)路損失。

均方根電流和平均電流的計(jì)算。利用均方根電流法計(jì)算線(xiàn)損，精度較高，而且方便。利用代表日線(xiàn)路出線(xiàn)端電流記錄，就可計(jì)算出均方根電流IJ和平均電流IP。

在一定性質(zhì)的線(xiàn)路中，K值有一定的變化范圍。有了K值就可用IP代替IJ。IP可用線(xiàn)路供電量計(jì)算得出，電能損失計(jì)算：

線(xiàn)路損失功率△P（kW）

△P=3（KIP）2（Re+ReT+ReI）×10-3

3 技術(shù)降損的措施

3.1 增加投資費(fèi)用，更新改造原有的設(shè)施

對(duì)電力系統(tǒng)硬件進(jìn)行建設(shè)，對(duì)發(fā)、供電系統(tǒng)增設(shè)補(bǔ)償設(shè)置，按“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，以集中、分散和隨器補(bǔ)償相結(jié)合的方案。一般在變電站內(nèi)采取10 kVA母線(xiàn)安裝補(bǔ)償電容器作為集中補(bǔ)償，對(duì)10 kV配電線(xiàn)路上安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行分散補(bǔ)償，對(duì)容量在30 kVA配變隨器就地補(bǔ)償，使配變自身無(wú)功損耗得以就地補(bǔ)償。對(duì)10 kVA及年運(yùn)行小時(shí)在1 000 h以上的電動(dòng)機(jī)重點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)補(bǔ)償，或是在低壓母線(xiàn)上也集中安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。最終將電網(wǎng)的功率因數(shù)保持在0.9以上。

其次，加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行管理，合理調(diào)整運(yùn)行方式，合理投切電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置，對(duì)變壓器的各電壓等級(jí)的輸入輸出電壓作及時(shí)調(diào)整，以保證在各電壓等級(jí)下，首創(chuàng)末端電壓值在額定值的±10%范圍內(nèi)，以減少電能損失和提高供電質(zhì)量。

3.2 合理配置導(dǎo)線(xiàn)截面或更換導(dǎo)線(xiàn)截面

導(dǎo)線(xiàn)截面影響線(xiàn)路投資和電能損耗，為了節(jié)省投資，要求導(dǎo)線(xiàn)截面小些；為了降低電能損耗，要求導(dǎo)線(xiàn)截面大些。綜合考慮，確定一個(gè)比較合理的導(dǎo)線(xiàn)截面非常重要。根據(jù)不同的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，選用不同的材質(zhì)和每平方毫米通過(guò)的安全電流值。按年最大負(fù)荷利用時(shí)間/小時(shí)電纜：3000以?xún)?nèi)的，鋁1.92A/mm，銅 2.5 A/mm；3 000～5 000的，鋁 1.73 A/mm，銅 2.25 A/mm；5 000以上的，鋁1.54 A/mm，銅2.00 A/mm。架空線(xiàn)路：3 000以?xún)?nèi)的。鋁1.65A/mm，銅3.00A/mm；3000～5000的，鋁1.15A/mm，銅2.50A/mm；5 000以上的，鋁0.90 A/mm，銅1.75 A/mm。

3.3 在配電系統(tǒng)中合理配置輸配電變壓器

根據(jù)輸配電系統(tǒng)中變壓器的配置原則，計(jì)算供電系統(tǒng)的負(fù)荷，確定變壓器的負(fù)荷率，綜合考慮變壓器的容量、大小、型號(hào)、數(shù)量、結(jié)構(gòu)型式是否并聯(lián)運(yùn)行等，進(jìn)行確定安裝及設(shè)定合理的保護(hù)措施。

3.4 減少線(xiàn)路電流

由于線(xiàn)路使用的導(dǎo)線(xiàn)存在電阻，電流通過(guò)時(shí)，線(xiàn)路本身要產(chǎn)生有功功率損耗，其功率損耗與電流的平方成正比，當(dāng)線(xiàn)路在輸送有功功率時(shí)，線(xiàn)路的電流又與功率因數(shù)成反比。線(xiàn)路損耗還與線(xiàn)路的負(fù)荷距的大小、導(dǎo)線(xiàn)截面及通過(guò)電流的大小有一定關(guān)系。

3.5 設(shè)法提高電氣設(shè)備和變壓器的功率因素

功率因數(shù)反映的是電氣設(shè)備在消耗一定有功功率的同時(shí)所需的無(wú)功功率。適當(dāng)提高功率因數(shù)，不但可以充分發(fā)揮發(fā)、供、用電設(shè)備的生產(chǎn)能力，減少線(xiàn)路損失，改善電壓質(zhì)量，而且可以提高用戶(hù)設(shè)備的工作效率，為用戶(hù)本身節(jié)能。功率因數(shù)低，說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線(xiàn)路供電損失。

系統(tǒng)中運(yùn)行的變壓器輸出一定的有功功率，其銅損與變壓器所帶的有功功率的平方成正比，視在功率與變壓器的功率因數(shù)成反比。所以，當(dāng)變壓器輸出一定的有功功率時(shí)，功率因數(shù)的提高就能減少變壓器需用的容量，從而提高變壓器的供電能力，同時(shí)減少損耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

以上筆者就理論線(xiàn)損的降低措施談了自己的一些看法。在實(shí)際的計(jì)算中，理論線(xiàn)損只是降損中的一部分內(nèi)容，其他的如改善電網(wǎng)建設(shè)情況、加強(qiáng)線(xiàn)損管理等都是降低線(xiàn)損的重要方法。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展以及電力緊張形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，系統(tǒng)負(fù)荷的不斷增大，裝機(jī)容量的不斷增加，電網(wǎng)變電站布點(diǎn)不足，中低壓配電線(xiàn)路供電半徑大、負(fù)荷重，互供能力差等現(xiàn)象都在呼喚電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)一步完善。

1998年，太原供電分公司先后投資17.3億元，對(duì)太原城鄉(xiāng)電網(wǎng)進(jìn)行了大規(guī)模的建設(shè)與改造，基本形成了以220 kV雙環(huán)網(wǎng)與110 kV輻射型網(wǎng)絡(luò)為主網(wǎng)架構(gòu)的一流電網(wǎng)；2003年，太原供電分公司先后完成了“太原電網(wǎng)2003—2007年總體規(guī)劃”、“太原城區(qū)配網(wǎng)規(guī)劃”和“太原縣級(jí)城網(wǎng)改造計(jì)劃”；為滿(mǎn)足太原市重點(diǎn)工程，不銹鋼及富示康兩個(gè)工業(yè)園區(qū)的安全高效用電，太原供電公司又先后開(kāi)工并完成了110 kV南畔及趙道峪輸變電工程；2005年，太原供電分公司完成了“太原城市電網(wǎng)‘十一五’發(fā)展規(guī)劃”，并在全省系統(tǒng)率先通過(guò)了國(guó)家電網(wǎng)公司、華北電網(wǎng)公司專(zhuān)家的嚴(yán)格評(píng)審，為省城太原的率先發(fā)展搭建了新的能源平臺(tái)。太原優(yōu)質(zhì)電網(wǎng)的建設(shè)，為降低線(xiàn)損提供了有力的環(huán)境支持，相信通過(guò)不斷努力，太原電力將為營(yíng)造太原美好城市提供堅(jiān)實(shí)的供電支撐。