劉繼挺六盤水供電局,貴州六盤水 553001
輸配電網降損綜合技術措施研究
劉繼挺
六盤水供電局,貴州六盤水553001
電力系統不僅是電能的創造者,也是電能的損耗者,特別是大量線損的存在,不僅造成了能源浪費,還阻礙了電力企業供電質量及經濟效益的提高,因此,對輸配電網線損研究具有一定經濟及社會意義。文章主要結合某地區具體輸配電線路實例,在簡要分析線損現狀及原因的基礎上,提出了針對性、有效性、可行性、綜合性的技術降損措施,可為類似輸配電網降損提供參考。
電網;線損;降損
目前,節能、低耗已成為了備受全球關注的熱點問題,特別是對于中國這一人口大國而言,節能、低耗具有更重要的戰略意義。因此,對電力網絡損耗進行研究,不僅是電網安全、可靠、經濟運行的基本要求,更是我國電力經濟可持續發展的重要方向。近些年,雖然我國在提高售電量的同時,一定程度上降低了線損率,但與發達國家相比,線損率仍然較高。而且線損率的控制主要是靠大量設備的投入來實現的,這對于降低線損效率的提高是非常有限的,因此,我國電網線損控制還存在著較大的發展空間,只需針對線損產生原因采取針對性、有效性、綜合性的降損技術措施,將取得預期的降損效果,文章主要結合某地區10(6)kV及0.4kV電網線損進行分析,具有一定降損實踐借鑒價值。
某地區電網線損集中于10kV及以下線路,因此筆者主要對10(6)kV及0.4kV電網線損進行研究,并選取代表日線損情況作對比分析,以此找出線損的主要原因,為降損措施的制定提供有力的參考依據。
1.110(6)kV電網線損現狀及原因分析
筆者選取2014年7月17日和2014年9月4日兩日的10(6)kV電網線損參數計算得出,線損率分別為1.65%和1.71%,各種損失比例如表1所示。從數據可以看出,7月17日損失分布與9月4損失分部相比,更趨于合理化,但變壓器鐵損所占比例仍然很大。而且隨著負荷量的增加,銅鐵損比例有所升高,但銅鐵損整體比例還是比較低。負荷的增長可有效避免由于變壓器輕載運行而帶來的高損失,但部分陳舊變壓器設備的存在還是導致出現了較大的固定損失。另外,筆者發現60%左右的線路線損率低于3%,這說明增加負荷對于改善輕負荷運行引起的重損現象具有明顯作用。當然仍有部分線路線損率非常大,據調查分析,這部分重損線路主要是由于線路供電半徑過大,以及負荷集中于線路末端所引起的,而重損變壓器大多是由于線路處于輕負荷狀態,變壓器輕載運行所導致的。

表1 10(6)kV電網各種損失占比
1.20.4kV電網線損現狀及原因分析
為了詳細了解0.4kV電網線損情況,筆者選取了城鄉交界及城區兩種類型的400個低壓典型臺區作為研究對象,同樣對兩個代表日的數據作比較分析。通過對數據的計算及比較得出,線損率高于8%的臺區所占比例較多,這意味著低壓線路存在過載現象。其中,城鄉交界處所有臺區的線損率都大于8%,平均線損率為8.11%,而城區臺區線損率超過8%只有6%,平均線損率為5.12%。經調查分析,臺區高損現象的產生主要有以下兩個方面的原因:一方面,居民用量比重較高;另一方面,低壓供電半徑長,進戶線細,單相供電,末端電壓低,三相不平衡。
結合該地區電網實際情況,針對上述線損產生的具體原因,筆者提出以下綜合性的降損技術措施。
1)科學規劃。電網的科學規劃是降損實施的基礎性條件,應以小容量、密布點、短半徑為原則,對該地區的電網結構進行重新規劃和適當改造,盡可能修正供電半徑不合理、迂回供電的相關線路。
2)運行電壓的合理調整。大量實踐證明,合理調整運行電壓是降損的有效途徑,這是因為運行電壓的平方與電力網輸配變設備的有功損耗成反比關系。但運行電壓的調整必須以電壓質量保證為前提,運行電壓的調整方法較多,例如改變發電機端電壓、調整變壓器分接頭、無功補償設備調壓等,可根據實際情況加以選擇。
3)更換導線截面。根據導線電阻計算公式,電阻大小與輸送相同功率時線損電量成正比關系,因此,應更換不合格區域的導線截面。
4)經濟調度。經濟調度是電網降損較為普遍性的技術措施之一,具體手段很多,例如根據電網潮流變化對系統運行方式進行調整,以保證主變的經濟運行;及時投切補償電容器,做好無功平衡;充分利用有載調壓變壓器進行經濟調壓等。
5)降低變壓器電能損耗。變壓器損耗在該地區線損占有較大比例,因此需通過停用空載配電變壓器、淘汰高耗能變壓器、加裝低壓電容器等方式來降低變壓器電能損耗。
6)增強變壓器三相負荷平衡性。在輸送相同功率情況下,三相電流不平衡不僅增加低壓線路損耗,還增加變壓器損耗。因此,為了降低損耗,低壓干線及主要支線始端的三相不平衡率應不大于20%,配電變壓器出口三相負荷電流的不平衡率應不大于10%。
7)重視無功補償。功率因數增大能帶來較為明顯的降損效果,因此,無功補償是該地區降損不可或缺的技術手段,較為常用是方式是變電站低壓側或就地補償。以該地區發電廠到用戶端的電網為例,無功電流流經低壓線主變、輸電線路等到達發電廠,由于傳輸線路設備諸多,損耗自然較大。不考慮110kW系統經主網到發電設備的損耗,若按線損率降低11%計算,功率因數從0.85提升至0.9,僅以每年供電量O.7億kW·h計算,每年減少線損750萬kW·h,所帶來的降損效果是非常明顯的。另外,該地區在2012年將所有饋線投入了電容器,饋線的功率因素得到了大幅度提高。可見,就地補償是降低線損的有效途徑,通過縮短流經來減少損耗,補償裝置離負荷越近,損耗也就越小。對于工業用電,可使用自動投入的電容器補償裝置,對于居民用電,由于負荷難以集中,可使用帶自動補償的組合箱變。為了使補償后的無功電流不再經過變壓器流回電源側,應將無功補償量設為變壓器容量的0.25~0.3。理論上無功功率趨于零時可變壓器損耗最低,但線路及變壓器中含有電感和電阻,無功功率不可能趨于零,為了使線路和變壓器產生的無功不經變壓器流入110kV系統,可集中補償在配變電所10kV母線上。
8)提高計量裝置準確度。該地區用戶電能表靈敏性差是低壓線損高的一個重要因素,因此,為了提高計量準確性,應推廣使用新式電能表,更DD28系列等老式電能表。
電網降損的重要性不言而喻,但由于電網線損產生原因的復雜性,需結合電網損耗實際情況,在進行統計分析和詳細考察的情況下,采取針對性、有效性、可行性、綜合性的降損技術措施。當然,除了相關技術措施外,還應注意管理降損,通過技術降損與管理降損的結合提高電網運行效率。
[1]王鵬.配電網中電能損耗及降損措施的研究[D].北京:華北電力大學,2013.
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1674-6708(2015)152-0071-01