配電線路線損管理及降損技術(shù)措施分析

郭峰 楊杉 俞德華 徐辰冠

(1.國網(wǎng)湖北省電力公司信息通信公司, 湖北武漢 430000;2.湖北華中電力科技開發(fā)有限責任公司,湖北武漢 430000)

1 引言

在社會經(jīng)濟的快速發(fā)展下,電能顯得越來越重要。尤其是近幾年大量的電能浪費現(xiàn)象,使得社會各界都對此做出了重視。怎樣降低線損,節(jié)約電能,從而實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展已成為我國亟待解決的一項問題。本文則基于此,詳細探討了配電線路線損管理存在的問題,并提出了降損的技術(shù)措施,以期進一步提高配電線路線損的管理效率。

2 配電線路線損管理存在的問題

2.1 配電布局不合理

主要為出現(xiàn)大量的支線供電現(xiàn)象,使得配電線路支線承受的負荷太大,加之這些負荷點通常較為分散,管理起來有著很大的難度。有些用戶的配電電源點和用電負荷中心之間有著很遠的距離,所選擇的主配電架空導(dǎo)線也和載荷量之間存在一定的誤差等。如某單位35 k V變電站饋出6kV線路的31#桿便延伸了很多支線線路,累計供電負荷達到了695 0k V A。過多的支線使得承受的負荷太大,加之和主供電源之間相隔較遠,導(dǎo)致線損率不斷增加,給線損管理造成了很大的阻礙。

2.2 局部地區(qū)用電超過10kV

在配電線路線損管理的過程中,變壓器不穩(wěn)定的情況十分常見,只要局部地區(qū)的用電量大于1 0k V,便會造成線路損壞,對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成不利影響。若總供電量相比實際用電需求來說要大一些,超出配電線路可負荷的范圍,便會擾亂線損的平衡性,導(dǎo)致偏遠地區(qū)出現(xiàn)線損現(xiàn)象。如此一來,配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中便會呈現(xiàn)電量一直增長的趨勢,從而導(dǎo)致安全故障的出現(xiàn),使得線損問題越趨嚴重化。

2.3 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較差降低線路負載能力

因?qū)ε潆娋W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的認知不夠清晰,在線損技術(shù)方面存在缺失,導(dǎo)致電網(wǎng)質(zhì)量持續(xù)下滑,對配電線路的正常運行造成了不利影響,降低了配電網(wǎng)絡(luò)的負載能力。另外,一些相關(guān)部門未重視當前存在的線損問題,覺得網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差是很正常的現(xiàn)象。有的大型重工業(yè)企業(yè)存在很高的用電需求,這使得線路損壞現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),由于其缺乏實際的安全管理措施,使得網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量一直得不到改善,對配電網(wǎng)線造成了極大的破壞,而時間一長,其他配電線路也受到了影響,使得線損故障的范圍不斷增加。

表1 電網(wǎng)升壓后負載損耗降低比率

3 配電線路降損的技術(shù)措施

綜上所述,配電線路線損管理當前面臨著諸多問題,使得線損發(fā)生率很高,因此,采取行之有效的技術(shù)措施十分必要。本文主要提出以下三點降損技術(shù)措施。

3.1 電網(wǎng)升壓改造

電網(wǎng)升壓改造主要是針對用電負荷過大,使得線路輸送缺乏容量,為對電壓等級進行簡化而實施的技術(shù)措施。

在輸送負荷不變的情況下,電網(wǎng)升壓改造后的降損節(jié)電效果為下式所示：

令S2R×10-3=1

式(1)中：UN1表示的電網(wǎng)升壓前的額定電壓;UN2表示的是電網(wǎng)升壓后的額定電壓。電網(wǎng)升壓后降低負載損耗百分率為下式：

式(3)中：ΔA表示的是電壓升壓前的線路損失電量。電網(wǎng)升壓后負載損耗實現(xiàn)了降低,為ΔP%,見表1所示。

3.2 調(diào)整運行電壓

對運行電壓進行合理的調(diào)整主要是對發(fā)電機端電壓以及變壓器分接頭進行調(diào)整,通過在母線上投切電容器的方式,保障電壓質(zhì)量的同時對其實施相應(yīng)的調(diào)整。由式(1)能夠得知,電網(wǎng)輸、變、配電設(shè)備的有功損耗(ΔP)和運行電壓(U)的平方之間表現(xiàn)為反比關(guān)系,因此,對運行電壓進行合理的調(diào)整能夠很好的降低線損,從而實現(xiàn)節(jié)電。

(1)在電網(wǎng)的負載損耗和空載損耗之間的比值C相比表2中顯示的數(shù)值要大一些的情況下,對運行電壓進行提升可以很好的降低線損,從而實現(xiàn)節(jié)電。(2)在電網(wǎng)的負載損耗和空載損耗之間的比值C相比表3中顯示的數(shù)值要小一些時,降低運行電壓能夠可以很好的降低線損,從而實現(xiàn)節(jié)電。

表2 提高運行電壓降損判別

表3 降低運行電壓降損判別

表4 無功補償方式

對電壓百分比α%進行提升,見下式：

式(4)中：U′表示的是調(diào)壓后的母線電壓;U表示的是調(diào)壓前的母線電壓。C的計算公式為以下：

式(5)中：ΔA0表示的是調(diào)壓前被調(diào)電網(wǎng)的空載損耗電量;ΔAK表示的是調(diào)壓前被調(diào)電網(wǎng)的負載損耗電量。

經(jīng)過調(diào)壓后,降損節(jié)能電量的計算公式為以下：

3.3 實施網(wǎng)絡(luò)改造

網(wǎng)絡(luò)改造可以說是降損的一種建設(shè)性方案,也就是需要投資一定的資金從而實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進。在改造配電網(wǎng)的過程中,主要涉及到以下幾個方面：增大導(dǎo)線截面、改變線路迂回供電以及采用低損耗變壓器等。

3.3.1 增大導(dǎo)線截面、改變線路迂回供電

增大導(dǎo)線截面或改變線路迂回供電的降損節(jié)電量：

在此之中：ΔA表示的是改造前線路的損耗電量,kWh;R1表示的是線路改造前的導(dǎo)線電阻,Ω;R2表示的是線路改造后的導(dǎo)線電阻,Ω;對于存在分支的線路通過等值電阻來表示。

3.3.2 采用低損耗變壓器

(1)替換高損耗配電變壓器。比如100kVA容量的配電變壓器,根據(jù)實驗?zāi)軌虻弥?在負荷表現(xiàn)為20%-100%的情況下,相比“64”標準的配電變壓器來說,“86”標準的配電變壓器可以更好的降低損耗率,大約為2.66%-1.01%,而相比“73”標準的配電變壓器來說,其可以多降低1.94%-0.7%的損耗率,可以看出,其降損效果是非常良好的。所以,需將S7及以下型號的高損耗配電變壓器替換掉。(2)不再使用空載配電變壓器。配電網(wǎng)絡(luò)中有很多地方的全年負荷是處于失衡狀態(tài)的,有的時候承擔著很重的負荷,差不多為滿載甚至超載的狀態(tài);而有的時候承擔的負荷卻又很輕,差不多為空載的狀態(tài)。對此,可通過停用或者“子母變”的方式,來實現(xiàn)降損節(jié)電。(3)安裝低壓電容器。若配電變壓器的功率因數(shù)較低,則安裝低壓電容器,其不但可以提高功率因數(shù),降低損耗,同時還能夠提升負載端的電壓,可以說是一種利用較少投入來實現(xiàn)高產(chǎn)出的方法。

3.4 加裝無功補償

為了使電壓的合格率得到提升,在提高功率因數(shù)的同時降低網(wǎng)損,對電網(wǎng)實施無功補償就是極其迫切的。無功補償按安裝地點分為用戶端隨機補償、低壓集中補償、高壓線路分散補償以及變電站集中補償四種,表4是各種補償方式的對比。

4 結(jié)語

通過對配電線路線損管理存在的問題進行詳細的分析探討,筆者提出了四點降損的技術(shù)措施,主要包含有電網(wǎng)升壓改造、調(diào)整運行電壓、實施網(wǎng)絡(luò)改造以及加裝無功補償,希望本文的研究能夠為解決線損問題提供一定的借鑒,提高電力傳輸?shù)馁|(zhì)量與效率。

[1] 李麗桃.城市中低壓配電網(wǎng)理論計算及線損管理研究[J/OL].中國高新技術(shù)企業(yè),2017,(11)：17-18(2017-06-29).

[2] 張銀,張祥華.中壓配電網(wǎng)極限線損計算方法研究[J/OL].廣西科技大學(xué)學(xué)報,2017,(02)：(2017-04-11).