110kV電網(wǎng)的線損成因與控制

張躍庭

摘 要：文章從線損成因出發(fā)，對(duì)110kV電網(wǎng)線損控制的幾個(gè)主要方式進(jìn)行了淺要討論。

關(guān)鍵詞：110kV；電網(wǎng)；線損

我國(guó)供電系統(tǒng)龐大，輸配送網(wǎng)絡(luò)繁雜，對(duì)應(yīng)的在電能的輸送過程中，就不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種損耗，這其中線損作為電能損耗最為重要的組成部分之一，所帶給電網(wǎng)的影響不容忽視。就目前我國(guó)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r而言，與世界上發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在距離，線損整體偏高，有待于進(jìn)一步的改善。

一、線損產(chǎn)生影響因素分析

所謂線損，即指是以熱能形式散發(fā)的能量損失，即為電阻、電導(dǎo)消耗的有功功率，實(shí)際工作中也會(huì)稱其為網(wǎng)損。在110kV供電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，尤其是對(duì)于我國(guó)而言，供電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)存在多種供電方式，因此電網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出極為突出的不對(duì)稱特征。在這種電網(wǎng)環(huán)境中，負(fù)荷隨機(jī)性大，設(shè)備參數(shù)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確獲取，因此雖然對(duì)于線損計(jì)算的模型趨于成熟，但是想要實(shí)現(xiàn)有效的計(jì)算，仍然是一個(gè)重要問題。就目前的情況看，110kV供電網(wǎng)絡(luò)計(jì)算線損需要重點(diǎn)考慮兩點(diǎn)，首先是等值電阻法并不適用，龐大的供電線路，想要統(tǒng)計(jì)出完整數(shù)據(jù)體系難度可行而知，即便只是配變出口的電量、電流、電壓參數(shù)等幾個(gè)主要方面，也幾乎沒有可能收集完整。除此以外，對(duì)于供電方式也需要展開額外考慮，三相不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的供電線路電能損耗計(jì)算，必須在對(duì)供電方式進(jìn)行區(qū)分的前提下才能有效進(jìn)行。

通常認(rèn)為，電阻以及磁場(chǎng)，是造成電網(wǎng)線損形成的主要原因。電力在傳輸?shù)倪^程中，因?yàn)殡娮枳饔枚霈F(xiàn)的導(dǎo)體發(fā)熱現(xiàn)象，以及電網(wǎng)環(huán)境中的電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，其鐵芯會(huì)受到磁場(chǎng)的影響而產(chǎn)生磁滯以及渦流，從而導(dǎo)致鐵芯產(chǎn)生溫度升高和發(fā)熱，即勵(lì)磁損耗，是造成線損的兩個(gè)固定因素。但是從線損的控制以及改善的角度看，則存在更多因素不容忽視。能夠?qū)€損造成影響的，首先是并未能完全落實(shí)的無(wú)功就地補(bǔ)償問題。在變電站運(yùn)行過程中，通常未能將電容使用與無(wú)功補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)良好銜接，則當(dāng)電網(wǎng)電壓過低的時(shí)候，多僅僅對(duì)主變調(diào)壓接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，而未能將其與無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行結(jié)合考慮，進(jìn)一步會(huì)造成高壓線路功率因數(shù)偏低的問題，最終導(dǎo)致無(wú)功損耗增加，線損偏大。其次，供電方式同樣不容忽視。之前在分析線損計(jì)算的時(shí)候已經(jīng)提及，供電方式是影響線損高低的重要因素，當(dāng)前很多電網(wǎng)已經(jīng)完成了全網(wǎng)的單變單線治理工作，但是由于主變空載、不合理供電方式等原因，線損問題常常居高不下。在實(shí)際工作中的具體表現(xiàn)主要有兩個(gè)方面，其一，是在用電負(fù)荷處于低谷時(shí)，主變僅需要一臺(tái)即可滿足需求，則備用的主變空載損耗會(huì)引起線損升高；其二則是在雙電源線路環(huán)境下，會(huì)因?yàn)楣╇姺绞脚渲貌缓侠碓斐删€損過高。除此以外，很多細(xì)節(jié)也會(huì)倒是線損居高不下，諸如線路的老化或者線徑過小，造成線路電阻增加，進(jìn)一步導(dǎo)致線損的升高。或者線路之下樹木未能及時(shí)得到妥善清理，導(dǎo)致高壓線對(duì)樹木放電，損失電量，進(jìn)一步影響電網(wǎng)供電可靠性，同樣是造成線損增加的重要原因。

二、110kV電網(wǎng)線損的控制

雖然在實(shí)際工作中，只有深入到線損形成的每個(gè)細(xì)節(jié)原因中進(jìn)行分析，才能獲取到對(duì)其進(jìn)行有效控制的方案，但是通過多年線損控制的工作經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)既有檔案材料的整理，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于110kV供電線路而言，其線損補(bǔ)償方法主要可以從如下幾個(gè)方面著手展開：

（一）改善電網(wǎng)供電形態(tài)

對(duì)于供電結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，能夠直接影響到線損的控制，這已經(jīng)是前文中反復(fù)確定的一個(gè)重要方面，在實(shí)際工作中，加強(qiáng)對(duì)供電半徑的規(guī)劃，是這一方面的重要手段。我國(guó)110kV電網(wǎng)在發(fā)展的過程中經(jīng)歷曲折，結(jié)構(gòu)也因此未能達(dá)到最優(yōu)規(guī)劃，其中最為突出的表現(xiàn)為110kV電源布點(diǎn)少，部分變電站主變?nèi)萘坎蛔悖嬖趩沃髯儶?dú)立運(yùn)行，沒有備用主變的情況，大大削弱了變電站運(yùn)行可靠性，不符合供電安全基本準(zhǔn)則的同時(shí)，也加劇了線損問題的嚴(yán)重程度。針對(duì)此種情況，當(dāng)前需要改善的首要問題在于改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，縮短供電半徑，謹(jǐn)慎選擇供電輸電電壓，對(duì)既有的中低壓配電網(wǎng)進(jìn)行有選擇的升壓。對(duì)于新建供電網(wǎng)絡(luò)中的主變壓器，應(yīng)當(dāng)盡量選擇用新型節(jié)能且有載調(diào)壓變壓器，同時(shí)注重對(duì)110kV主干網(wǎng)線路進(jìn)行合理規(guī)劃，調(diào)整其選用纜線截面和型號(hào)，將線損控制在可以接受的范圍之內(nèi)。

（二）加強(qiáng)無(wú)功建設(shè)

對(duì)于電力系統(tǒng)而言，無(wú)功電源和有功電源同樣是保持電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要依據(jù)，因此必須在面向電力系統(tǒng)的時(shí)候確保實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率平衡。對(duì)于110kV電網(wǎng)而言，應(yīng)當(dāng)加配變安裝隨器分散無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)健全無(wú)功電壓優(yōu)化控制技術(shù)手段及無(wú)功補(bǔ)償同步建設(shè)，注重對(duì)變電站內(nèi)以及配網(wǎng)高低壓無(wú)功設(shè)備容量進(jìn)行合理配置和規(guī)劃。除此以外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)無(wú)功設(shè)備的運(yùn)行狀況加強(qiáng)管理，尤其是在入夏之前應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)必要的檢查維護(hù)，溫度偏高的夏季更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)紅外測(cè)溫等監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)獲取，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，更換功能不足的外熔斷器，改造串抗率配置不合理的無(wú)功裝置等，切實(shí)提升電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，并且借此降低電網(wǎng)線損。除此以外，還應(yīng)當(dāng)要求各單位健全配網(wǎng)高低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置臺(tái)賬，積極采集低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置相關(guān)運(yùn)行材料，以此作為進(jìn)一步完善的依據(jù)。

（三）控制諧波危害

對(duì)既有線路環(huán)境的線損進(jìn)行定期的統(tǒng)計(jì)，在考察其形成原因的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將諧波作為一個(gè)重要方面進(jìn)行衡量，并且深入分析找出諧波源，加裝對(duì)應(yīng)的控制設(shè)施，同樣是改善110kV線損的一個(gè)重要手段。如果諧波形狀清晰，可以重點(diǎn)考慮是由電動(dòng)機(jī)控制器引發(fā)，此種情況可以考慮引入濾波器來對(duì)諧波進(jìn)行控制；而對(duì)于逆變器所產(chǎn)生的諧波，則會(huì)因?yàn)檫咁l帶上的頻率隨傳動(dòng)裝置變化而無(wú)法通過濾波器進(jìn)行消除，針對(duì)此種情況，可以引入有源濾波器，通過主動(dòng)注入一個(gè)電流的方式，來對(duì)因?yàn)樨?fù)荷而造成的諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償修正。此種方式雖然會(huì)增加成本，但是優(yōu)勢(shì)顯著，對(duì)于，減輕導(dǎo)線、熔斷器及變壓器的負(fù)荷，減少諧波電流與諧波電壓以及防止電網(wǎng)諧振均有著不容忽視的積極價(jià)值。

三、結(jié)論

對(duì)于110kV電網(wǎng)而言，控制線損是不容忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有不斷深入分析細(xì)節(jié)，總結(jié)控制效果，才能切實(shí)推動(dòng)線損工作向前發(fā)展。

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