趙山堯
(新疆信息產業有限責任公司,新疆 烏魯木齊 830000)
配電網在供電過程中出現線損的主要原因就是由于電網在運動過程中熱量的大規模擴散而導致的能量消耗以及損失。線損率其實就是指電網在運行過程中電阻和電導消耗的相對功率,如果配電網在運行的過程中線損概率較大,就會在一定程度上影響到電網運行的平穩性,并且還會導致供電效率有所降低。除此之外,配電網在運行過程中線損率過高,也會導致電路出現不同程度的老化以及損毀。由此可見,線損對于配電網內部線路設備以及供電質量和效率帶來的消極影響。因此,相關部門必須采取科學合理的應對措施來限制線損率的進一步提升,將線損率控制在合理的范圍內,從而有效地提升供電企業的經營管理水平,幫助供電企業謀求更高的經濟效益。
10KV 配網在供電過程中出現線損的狀況,主要是由于電能在傳輸的過程中,從發電機一直到電網中不同的電氣設備如變壓器、計量設備、調壓設備等裝置運行過程中產生的電能損耗[1]。除此之外,由于管理人員自身管理過程中出現疏漏,導致出現漏電現象、竊電現象、電表抄收錯誤等狀況也可能會導致出現不同程度的線損問題。而當前10KV 配網線損產生的主要原因包括了電網運行技術以及供電管理這兩個部分(如圖1),其中,由于技術方面導致的現存問題主要是指配網運行過程中不同電氣元件的電能損耗問題,而由于人員管理方面出現的線損問題,則包括了電網運行過程中計量裝置的數據信息顯示錯誤、漏抄誤超等多種原因而導致的。
由于線路出現損耗而導致的10KV 配電網線損問題主要包括了以下三個方面:第一,由于發電廠的電源點與電能負荷中心之間的距離較大,從而導致電能在運輸過程中經過的電力線路過長而導致的大量電力損耗,就可能會出現配網運行過程中的電損概率增大[2]。第二,10KV 配網線路在運行過程中使用的導線截面處理得不夠科學合理,加之線路長時間高負荷運轉或出現了電路空載或輕載的問題,也有可能會導致線損率提高。第三,某些偏遠地區的配網線路建設流程相對不夠完善,并且建設的質量偏低,根本無法適應社會供電需求,在線路搭建過程中,缺乏電源點的支撐,也導致線路在布局以及運算的過程中出現了迂回供電的狀況,這樣就可能會由于10KV 配電網在供電過程中供電的范圍超過了規定額而導致損耗量增大,從而帶來線損問題[3]。
10KV 配網在供電過程中出現線損的主要原因之一就是由于配網自身的損耗量較大而導致的,而出現配網自身損耗量較大的主要原因有以下三點:第一,配網電路在運行過程中采用的變壓器容量與實際供電過程中的用電負荷差異較大,就可能會導致配電網在運行過程中變壓器產生額外的功率損耗,從而帶來線損問題。第二,部分10KV 配網電路系統的變壓器安裝的位置與電路實際運行過程中的電力負荷中心之間的距離較大(如圖2),這也可能由于負荷中心與變壓器之間的運動較長而出現損耗,從而導致線損問題。第三,如果在配電網供電的過程中,公共電壓器的負荷率較低,就可能導致在晚間用電高峰期時出現超負荷運載的問題,而在平時用電量較低時又會出現電路輕載的情況,長此以往,也會導致10KV 配電網在供電過程中出現線損問題[4]。
首先,如果配網運行的方式不夠科學合理,就會造成電路系統中的主變壓器長期處于超負荷運行或在運行的狀態中,這種長時間不理想的運行狀態,很可能會導致10KV 配網運行過程中出現線損問題[5]。其次,如果在運行過程中,電路中的變電主要設備由于使用年限較長出現了老化問題,或管理人員在日常監察管理過程中不注重及時的排查缺漏以及后期的補救,就可能會導致電力運行過程中在不同介質之間的損耗量加大,從而引起線損問題。最后,如果在運行過程中補償電力設備的容量相對較小,而電力通過的配電線路以及變壓器輸出的功率也會相對較低,在這種情況下也可能會出現損耗持續增大的問題。
當前,隨著國家社會經濟的飛速發展,促進了經濟市場中企業以及個體工商戶的進一步活躍,隨著這些用電企業的飛速增加,社會中對于用電的需求量也在不斷增多。而有很多企業為了在經營管理的過程中有效地控制自身的成本為自己謀求更大的利潤空間,采取了一些非法行為進行竊電,這種竊電行為完全避開了電力計量裝置,對于用電量的信息統計,進而導致電企業無法對這些“鉆空子”的企業收繳相應的電費[6]。竊電行為不僅嚴重地影響了供電企業的經濟收益,同時,由于竊取的電量會直接避開電力計量裝置,對于電量的信息統計導致區域供電企業無法準確地判斷出該地區的實際用電量,進而影響了輸電線路的設計決策問題。除此之外,竊電行為還容易導致區域供電過程中出現輸電線路短路的問題,嚴重時甚至還會引發大規模的火災,危害到人身安全。當前還有個別只謀求眼前利益的企業為了進一步降低自身的運營成本,逃避法律的制約,還會采用一些高科技的新型技術進行竊電,這也導致竊電行為更加不易被供電企業發現,進而導致區域配電網供電過程中出現了情況較為嚴重的線損問題。
傳統的供電管理過程中輸電線路的規劃以及設計主要是按照區域用電量來進行決策的,但是,隨著當前社會經濟的飛速發展,在人們的日常生活以及工作過程中的用電量也出現了明顯的增加,實際的輸電線路電力運載量明顯超出了原有的線路設計規劃承載量,而輸電線路如果長期處于高負荷運行的狀態,就會加速電力線路的老化以及其他損壞,這也會在一定程度上增加線損率,同時也導致輸電線路在運行過程中埋下了更大的安全隱患。尤其是在市區的供電線路中,許多供電線路本身就會經過一些樹木等其他障礙物,當供電線路穿過樹木或其他障礙物時,還有可能會出現放電的現象,而這些輸電線路如果長期存在放電問題,就會對電路的絕緣層造成一定的破壞,這不僅會在一定程度上增加線損概率,同時還會影響到供電系統的平穩運行。當前,我國有部分地區的電力實際需求與變電設備的負荷量嚴重不符,這也造成了電力系統在供電過程中出現了超負荷供電或空載的現象,從而導致較大的線損問題出現[7]。
在配電網的運行過程中,變壓器不可避免地會產生相應的損耗,而變壓器產生的損耗在配電網所有電力元件中的占比較大,因此,采用科學合理的手段降低變壓器在供電過程中產生的損耗,就能夠有效地降低配電網在供電過程中產生的所有損耗??梢詮囊韵聨讉€方面著手來降低變壓器在供電過程中產生的電力損耗問題。首先,可以將原先使用的高耗能變壓器變為低耗能的變壓器,傳統的高耗能變壓器采用的元件設備主要是由鋼片構成的電子回路,而隨著現代科技的飛速發展,當前已經研發出了采用單晶合金形成電磁回路的一種低耗能變壓器,這種變壓器在運行的過程中,能夠有效地降低電力輸送產生的損耗,相比于傳統的高耗能電壓器來說,這種單經回路的變壓器能夠將損耗降低到30%[8]。我國很多地區四季分明,居民在不同時節對于電能的需求量也大不相同,根據調查,我們發現很多地區在夏季的用電量要遠遠高于秋季或冬季,因此,在設計供電系統的過程中,應該根據季節的不同而對分接開關進行相應的調整,這樣就能夠實現對整個電路運行過程中電網符合的合理調整,不僅能夠確保電力輸送的質量以及效率,同時,還能夠有效地降低電力運行過程中產生的損耗問題。其次,在10KV 配電網的規劃過程中,盡量避免出現變壓器空載的問題。我國在不同季節對于用電量的需求大不相同,因此,變壓器在不同季節的負荷量也具有一定的差異性。在用電需求量較大的季節種,很多變壓器出現了超負荷運轉的狀態,但是等到用電需求量較低的時節,變壓器又會存在低負荷運行甚至是空載的現象。為了有效地避免空載問題的發生,可以在區域配電網中設置負荷量不同的變壓器,這樣就可以根據不同時節對用電需求的不同,靈活地調整變壓器的類型,這樣不僅能夠確保不同時節的供電效率,同時,還能有效地避免空載現象的發生,從而降低線損率。
在供電過程中,如果配電網本身的電壓越高,那么,輸電線路中的電流量就會越小,這樣在供電過程中產生的線損率就會隨之降低。尤其是在高壓線路供電過程中這種現象非常常見。通過調查,我們發現在35KV 以及更高的高壓輸電線路供電過程中,變壓器在運行過程中產生的損耗占據了電路運行總損耗的八成以上,而在配網供電過程中,變壓器產生的損耗與配電網的電壓呈負相關關系,但是這一結論在低壓的配電網中顯然是不成立的。在一些電壓較低的配電網中,變壓器中的鐵損也占據電線路總損耗較大比例,而鐵損與配電網的電壓同樣呈負相關關系,隨著配電網電壓等級的持續升高,電路在運行過程中的空載概率就會不斷提升,從而導致變壓器的鐵損概率逐漸增加。因此,對于10KV 這種電壓較小的配電運行網絡來說,不能通過一味地增加電壓的等級來降低電損率,而是應該根據配網線路在運行過程中的實際負荷狀態,循序漸進地增加電壓等級。
配電網的電力運行設計與電路運行過程中產生的線損問題具有密不可分的關系,因此,不斷優化配電網絡的設計布局,能夠有效地緩解現存問題。對配電網進行優化升級,不僅能夠在一定程度上減少線損問題,同時,還能對區域電網結構進行合理的改善,實現區域電網結構布局的進一步升級,確保當地的電網運行更加穩定高效。同時,降低線損率不僅能夠為供電企業增加經濟收益,還能有效地節約用電成本,符合國家節能減排的號召。
綜上所述,10KV 配網的線損問題嚴重地影響了區域供電的穩定性以及供電企業的經濟效益,為了有效地避免這一問題,應該不斷對區域電網的結構進行優化升級,通過適當改造配網電壓、控制變壓器損耗等多種措施,有效地減少供電過程中產生的損耗問題。