胡江平
(國網湖南省電力公司資興市供電分公司,湖南 資興 423400)
對于電力網設計,最重要的便是足夠的科學性和合理性,以確保其導線的截面積能夠達到規定要求。通過相關公式可知,當電流沒有發生任何改變時,線路能量損耗會和線路電阻之間呈現正比關系。為了盡可能地將能量損耗降至最低,應嘗試降低線路的電阻。而電阻又和導線的橫截面積存在聯系,隨著橫截面積的不斷擴大,實際電阻會不斷縮小。但橫截面積不能過大,一旦超出一定范圍,必然會使得材料本身的耗費量有所增加,也影響線路建設。線路建設過程中,實際投入的資金成本也會不斷增加,因此需要確保選擇的橫截面積足夠合理[1]。
一般最常用的方法是導線密度選擇法。該方法全部考慮多方面因素,包括截面積本身和電阻之間的聯系、資金成本的節省、年運行費用的投入以及金屬消耗量等。為了保證線路的運行質量達到最佳,且具有較好的經濟效果,可以嘗試通過如下方式進行選擇。
確定導線截面時,應當參照具體電流密度和線路本身的負荷量來計算出經濟電流本身的密度。然后再通過最大負荷電流除以經濟電流密度,最終計算出截面積。
例如,某電力企業的密度數據如下。
選用銅線材料時,如果時長在3 000 h以下,密度為3.00 A/mm2;如果時長在3 000~5 000 h,則密度為2.25 A/mm2;如果時長在5 000 h以上,則密度為1.75 A/mm2。
選用鋁線材料時,如果時長在3 000 h以下,密度為1.65 A/mm2;如果時長在3 000~5 000 h,則密度為1.15 A/mm2:如果時長在5 000 h以上,則密度為0.90 A/mm2。
當導線的截面積全部確定后,便需要開展測試以及校驗的工作。首先,為了確保導線本身可以在一些溫度較高的環境中正常運行,且不會出現燒毀的情況,需要先對其發熱條件展開校驗。其次,為了確保導線在任何外部條件的影響下都不會出現拉斷的情況,并可以正常運行,應對其機械強度展開校驗。最后,為了確保導線的供電電壓能夠達到規定水平,工作人員還需要針對具體損失的情況展開校驗[2]。
基于同一個電源和同一個受熱點,還可以嘗試增加別列線路數量的方式確保能量損耗的減少。一般最常見的方式主要分為兩類。(1)在相同電源以及相同受熱點之間繼續擴大原有的等截面;(2)在相同電源以及相同受熱點之間持續增加不等截面的線路。實際上,這兩類方式都能夠有效減少能量帶來的實際損耗[3]。
隨著科學技術的發展,變壓器本身的性能也在不斷進步。為了將能耗降至最低,應全部淘汰早期十分落后的變壓器,盡可能選擇一些能量損耗偏低、技術水平較強的變壓器,從而起到節約能源的效果。
隨著我國城鎮化推進速度的加快,我國許多地區人口的實際分布越發不均勻,城市人口居多,農村人口較少,使得很多地區的變壓器長時間處在低負荷的運行狀態。這就導致變壓器的作用很難發揮,未能為足夠的人群提供能源,但同時整體消耗的能量卻未下降。為確保變壓器得到有效利用,應對這些變壓器進行更換。
目前,我國許多地區均已經開始應用雙臺變壓器并列運行的模式。當線路本身負載過高時,應用兩臺變壓器并列運行的形式,可為企業的正常生產工作創設優良的基礎;當負載相對偏低時,采用這種形式會造成大量電能流失。因此,當負載相對偏低時,需要采取單變壓器運行的模式[4]。
應用集中補償的模式,以確保變壓器本身的負載因數有所增加。這是早期電力企業應用最廣的一類方式。然而隨著社會的快速進步,用電負荷量不斷提升。尤其是近年來,我國人口數量不斷增多,高能耗的設備也不斷出現,為了確保人們的生活和生產工作不受影響,應對變壓器進行優化。早期應用的變壓器技術水平相對較低,基本都以手動投切的方式為主,無論是內部容量還是支行方式,都很難達到當前的實際需求。因此,需要嘗試將早期的電容器柜改造成自動補償式柜。但在20世紀初,我國相關研究不到位,資金成本也很有限,這一理念很難實現。通過研究得知,依靠對大型企業內加裝無功補償電容器的方式能夠解決此問題。此類模式在電動機停止運行時,應當自動進行投入或者全接觸。
對于變壓器,安裝位置也是一項非常重要的基礎條件,必須做到正確安裝。如果出現了安裝不到位的情況,很容易導致低壓供電半徑過長的情況出現,從而造成電網本身的損耗大幅度增加。安裝變壓器時,一般最合適的位置是電網負荷的正中心。
對于線路和變壓器,內部可變損耗以及運行電壓的平方之間實際保持的是反比關系。因此,依靠在額定電壓范圍內適當提升原有運行電壓的方式,以促使電臺位置的能量損耗降至最小[5]。
對于供電線路和變壓器,二者本身的運行質量以及經濟性效果都會對企業的經濟效益帶來巨大的影響。因此,相關人員應予以充分重視,做好線路和變壓器的經濟性管理,合理選擇導線截面,使其原有的運行模式發生改變。同時,還要對變壓器進行調換,增加無功補償,使其運行質量得到提高。