淺談供電線路與配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

摘要：為了降低供電企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，文章以直接影響供電企業(yè)生產(chǎn)成本的線損電量為研究對(duì)象，并重點(diǎn)針對(duì)線路和配電變壓器的線損問題展開了討論，以期使供電線路和配電變壓器能夠科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到為供電公司降損節(jié)能的效果。

關(guān)鍵詞：供電線路；配電變壓器；空載損耗；負(fù)載損耗；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；線損電量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM421 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.030

線損電量主要指電能在輸送和分配的過程中發(fā)生缺失的現(xiàn)象。通常這部分電能的缺失主要是由于能量轉(zhuǎn)換和管理漏洞造成的。供電企業(yè)生產(chǎn)成本的高低和線損電量有著直接的關(guān)系。線損電量在某種程度上對(duì)供電企業(yè)的生存和發(fā)展起著決定性的作用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，線損電量的90%以上是供電線路和配電變壓器能量的損失。為此本文重點(diǎn)分析和研究了如何降低供電線路和配電變壓器的線損現(xiàn)象。

1 降低供電線路線損的措施

1.1 對(duì)線路的截面大小要合理選擇

線路的能量損耗：

在電力網(wǎng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題就是要科學(xué)、合理地選擇導(dǎo)線截面積，由上式可知，在電流不變的情況下，線路能量損耗與線路電阻成正比的關(guān)系，要想降低線路的能量損耗可以通過減小線路電阻的方法來達(dá)到，而線路的電阻又與導(dǎo)線的橫截面積有關(guān)，導(dǎo)線的橫截面積越大電阻越小，但在實(shí)際的工作中導(dǎo)線橫截面積也不能選擇過大，如果選擇得過大，必然會(huì)增加材料的耗費(fèi)量，而且不利用實(shí)際的線路建設(shè)，在線路建設(shè)時(shí)，所投入的資金量也會(huì)增大，所以必須科學(xué)合理地選擇導(dǎo)線截面積。下面我們來介紹一種科學(xué)合理選擇導(dǎo)線截面積的方法——導(dǎo)線截面積經(jīng)濟(jì)電流密度選擇法。此方法是在綜合考慮了導(dǎo)線截面積和電阻關(guān)系、節(jié)省投資、年運(yùn)行費(fèi)用及有色金屬消耗量等因素的基礎(chǔ)上，總結(jié)出來的一個(gè)科學(xué)合理選擇導(dǎo)線截面積的方法。要使線路的運(yùn)行具有最好的經(jīng)濟(jì)效果，筆者建議大家可以按以下方法選擇導(dǎo)線截

面積。

導(dǎo)線截面可以根據(jù)導(dǎo)線截面積經(jīng)濟(jì)電流密度選擇表，由線路的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)確定出導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度，然后再用導(dǎo)線的最大負(fù)荷電流數(shù)除以導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度，得出導(dǎo)線具體的截面積。導(dǎo)線截面積經(jīng)濟(jì)電流密度選擇表具體如表1所示：

表1 經(jīng)濟(jì)電流密度表（A/mm2）

導(dǎo)線材料 最大利用小時(shí)數(shù)

3000h以下 3000～5000h 5000h以上

銅 3.00 2.25 1.75

鋁 1.65 1.15 0.90

導(dǎo)線截面積選定后，接下來需要進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試和校驗(yàn)，為了保證導(dǎo)線在最大負(fù)荷和最高環(huán)境溫度下工作時(shí)能不被燒毀，首先應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)線發(fā)熱條件的校驗(yàn)；其次，為了保證在任何惡劣的自然條件下都能正常運(yùn)行而不被拉斷，應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度的試驗(yàn)；最后，為保證導(dǎo)線末端的供電電壓，還應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行電壓損失的校驗(yàn)。

1.2 增加輸電導(dǎo)線的并列線路運(yùn)行

在同一電源和同一受熱點(diǎn)之間還可以通過增加并列線路的方式來降低輸電線路的能量損耗。具體又可分為兩種增加并列線路的方法：（1）在同一電源和同一受熱點(diǎn)之間增加等截面、等距離的并列線路；（2）在同一電源和同一受熱點(diǎn)之間增加不等截面的并列運(yùn)行線路。這兩種方法都可以降低線路整體的能量損耗。

2 降低配電變壓器能量損耗的措施

2.1 選用節(jié)能型變壓器

20世紀(jì)60～70年代制造的變壓器有一些偏遠(yuǎn)村莊和變電站仍在使用，其設(shè)計(jì)、用料和制造工藝存在著明顯的不足，它們大多都能耗較高。隨著科技的進(jìn)步，變壓器的性能也在不斷進(jìn)步。為了降低我國(guó)變壓器的整體能耗，應(yīng)該盡快采取措施淘汰那些能耗高、技術(shù)參數(shù)落后的變壓器，選用一些相應(yīng)容量的節(jié)能型變壓器取而代之。

2.2 對(duì)用電負(fù)載過輕的變壓器加以更換

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，在我國(guó)有些地方的人口分布已經(jīng)很不均勻，致使一些地方的電力變壓器處于長(zhǎng)期負(fù)載過輕的狀態(tài)下運(yùn)行，這種現(xiàn)象通常被我們稱作“大馬拉小車”。在這種情況下，大馬的作用通常都發(fā)揮不出來，但消耗的能量卻不少，從某種意義上說這是一種浪費(fèi)。變壓器“大馬拉小車”的現(xiàn)象會(huì)使變壓器的容量得不到充分的利用，造成變壓器低效運(yùn)行，變壓器的損失能量會(huì)增大，從而浪費(fèi)了電能。

2.3 并列變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

雙臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的方式，目前在我國(guó)的很多變電所都有所采用，這主要是由于在負(fù)載過高的情況下，兩臺(tái)變壓器的并列運(yùn)行對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)有很好的保障，但在負(fù)載較低的情況下，兩臺(tái)變壓器的并列運(yùn)行會(huì)損耗過量的電能。為節(jié)省變壓器鐵損的電能，建議在負(fù)載較高的情況下采用兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的方式運(yùn)行，在變壓器所帶動(dòng)的負(fù)載較低的情況下，建議切除一臺(tái)變壓器的運(yùn)行，只投入一臺(tái)變壓器運(yùn)行。這樣的運(yùn)行方式在我國(guó)是非常適用的，因?yàn)槲覈?guó)目前的節(jié)假日、休息日全年加起來可達(dá)130多天，節(jié)假日與正常生產(chǎn)日相比，變壓器所帶動(dòng)的負(fù)載量會(huì)有很大程度的下降，這時(shí)選用一臺(tái)變壓器運(yùn)行，完全可以滿足生產(chǎn)生活的需要，這樣可以降低很大一部分變壓器的鐵損電能，達(dá)到并列的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

2.4 對(duì)變壓器負(fù)載的功率因數(shù)加以提高

采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞絹硖岣咦儔浩髫?fù)載的功率因數(shù)，是變電所過去普遍采用的一種補(bǔ)償方式。但隨著社會(huì)的發(fā)展、用電負(fù)荷的增大，近年來，為滿足社會(huì)的需求，各變電所變壓器的容量已有很大的變化，而原有的變壓器電容器柜大多采用的是舊式的手動(dòng)投切方式，在容量和支行方式上很難再滿足社會(huì)的需求，現(xiàn)在需把原有的電容器柜改造成自動(dòng)補(bǔ)償式柜，而由于資金和低壓配電室面積等因素的影響現(xiàn)在很難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)舊式電容器柜遇到用電高峰時(shí)，由于其容量不足，在無功補(bǔ)償方面很難提供足夠的補(bǔ)償，而當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)用電低谷時(shí)，電容器的投運(yùn)容量若不及時(shí)調(diào)整，則會(huì)發(fā)生過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象。為解決上述問題，通過大量的計(jì)算和研究人們發(fā)現(xiàn)，可以通過對(duì)部分用電量大的企業(yè)內(nèi)大容量異步電動(dòng)機(jī)加裝就地?zé)o功補(bǔ)償電容器的方法，實(shí)現(xiàn)從側(cè)面對(duì)部分集中補(bǔ)償電容器進(jìn)行調(diào)整，這種加裝的就地?zé)o功補(bǔ)償電容器要隨著電動(dòng)機(jī)的停運(yùn)能夠自動(dòng)地投入和切除。通過大量的實(shí)踐人們發(fā)現(xiàn)，這種提高變壓器負(fù)載功率因數(shù)的方法非常實(shí)用，并且操作還非常簡(jiǎn)單，對(duì)生產(chǎn)時(shí)的補(bǔ)償不足和停用時(shí)的過補(bǔ)償問題都可以很好地加以解決。

2.5 對(duì)變壓器的安裝位置要選擇正確

對(duì)變壓器的安裝位置一定要安裝正確，如果安裝不正確，會(huì)造成低壓供電半徑過長(zhǎng)的現(xiàn)象發(fā)生，最終會(huì)增加低壓電網(wǎng)的損耗。在安裝低壓電網(wǎng)中的配電變壓器時(shí)，最佳位置應(yīng)該選擇電網(wǎng)負(fù)荷的中心位置。

2.6 對(duì)變壓器的運(yùn)行電壓要合理地進(jìn)行調(diào)整

由于線路和變壓器中的可變損耗與運(yùn)行電壓的平方成反比，因此可以通過在額定電壓上限范圍內(nèi)適當(dāng)提高運(yùn)行電壓的方法，使用電臺(tái)區(qū)的線損顯著降低。

3 結(jié)語

以上是筆者對(duì)線路和配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一些簡(jiǎn)單探討，隨著降損節(jié)能工作的深入開展，實(shí)施線路和配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)降低供電企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有很好助益。

參考文獻(xiàn)

[1] 茹蔚康，陳雨，張萍，馬韜韜，張紅燕.配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電工程，2012，（5）.

[2] 王建元，趙新，張麗娣，張彥紅，張弼弛.10kV配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的可行性及經(jīng)濟(jì)性分析[J].水電能源科學(xué)，2012，（5）.

[3] 佘楚云，王承民，連鴻波.計(jì)及設(shè)備壽命折損的配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式效用分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，（15）.

[4] 張連艷.10kV及以下配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)管理與分析[J].民營(yíng)科技，2014，（11）.

[5] 王建元，趙亞鑫，蔡明含，張麗娣，徐桂青.基于禁忌搜索算法的配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[J].水電能源科學(xué)，2014，（5）.

作者簡(jiǎn)介：李瑞（1983-），男，山西忻州人，國(guó)網(wǎng)山西省電力公司忻州供電公司助理工程師，工學(xué)碩士，研究方向：電氣工程。

（責(zé)任編輯：陳 潔）