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【摘 要】 本文一开始通过初步的介绍对配电网中损耗原因进行了相应的描述,然后根据具体情况对高低压配电网规划改造目标做了阐述,最后详细的分析了城市中低压配电网的节能降损对策。
【关键词】 低压配电网;节能降损;对策
一、前言
随着近年来低压配电网的快速发展,城市中低压配电网的节能降损直接关系着整个电网的发展,在城市中加强低压配电网的节能降损水平的提高,可以保证城市中低压配电网的稳定运行。
二、配电网中损耗原因分析
配电网中损耗原因很多,其中线损和网损是最主要的两种。三相负荷不平衡引起线损升高。配电网是经10/0.4kv变压器降压后,以三相四线制向用户供電,是三相负载与单相负载混合用电的网络。在装接单相用户时,供电部门均能将单相负载均衡地分接在a、b、c三相上。但在农网运行中,由于用电户私自增容,或大功率单相负载的投入,或单相负载设备的用电不同时性等,均可造成三相负载不平衡。农网若在三相不平衡度较大的情况下运行,将会给配电网带来以下损耗。
1、增加线路电能损耗
在三相四线制的供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗,必然产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当配电网以三相四线制供电时,不能很好的调整负载,造成三相负载不平衡并不鲜见。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样,不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路损耗。当电网处于三相负载不平衡时,其线路损耗要增加,不利于电网的节能运行,应及时调整负荷。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的供电设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配电变压器损耗的增加。因为配电变压器的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。更何况三相负荷不平衡,不仅损耗加大而且三相电压降也不一致,三相电压不平衡给供用电都带来不良影响。
3、无功补偿未普及和补偿容量选择不合适
高压配电线路补偿不够。35kv及以上输电线路及变电站的无功设备由电力部门直接调度,可随时保证功率因数在理想范围内,但10kv配电网中,由于电网损耗与客户无直接利益关系。
三、低压配电网规划改造目标
1、配电网规划与改造应坚持的三个原则
必须遵循统一规划、分步实施、因地制宜、适当超前的原则,必须坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则。配网自动化及通信系统的建设应与县城电网的发展相适应的原则;不可贪大求全,盲目引进高新设备和技术。
2、改造目标
城市中、低压公用配电网改造目标是:优化电网结构,避免重复建设;主网架要满足电网中期规划发展;提高供电能力和供电质量,节能降损;县城电网的主要运行指标应达到:供电可靠率99.6%以上,电压合格率95%以上,安装电压质量监测仪,各类电压质量监测仪装设率达到100%。10kV综合线损率6%以下,低压网年平均线损率8%以下。县城公用区居民生活用电实行一户一表计量,居民用电负荷宜按每户不小于4kW考虑,在电能表的选型上,要优先考虑使用具有分时区计量电能功能的电能表,为实现分时电价奠定一个良好的基础。
四、电网改造中对于配电网络节能降损的必要对策
1、对配网线路进行科学规划
在电网规划阶段,应与城市规划紧密配合,尽可能在负荷中心布置变电站,减小供电半径,减小线路损耗。科学规划公网走向,使其靠近用户。随着电缆线路的增加,城市市政电缆通道越来越拥挤,不仅难以满足新敷设电缆的需要,且敷设环境恶劣,电缆敷设距离过近,造成电缆导体的交流损耗和金属屏蔽层的涡流损耗和环流损耗,同时还降低了电缆载流量。目前,市政电缆通道一般采用U形槽和电缆排管两种形式,采用电缆排管方式更能保证电缆敷设的距离,降低交流损耗和涡流损耗。而市政通道的修建在电力建设以前,因此需要与规划设计部门加强沟通,在电缆沟道的走向、规模、形式上尽早提出意见。
2、加强专变用户的管理
对专变用户,在批复供电方案时,应考虑供电半径的问题,可对多个可能的方案进行方案比对,取线损小的方案。同时还要结合可能的电缆敷设路径,根据现有市政电缆沟已经敷设电缆的情况,对线路长度、涡流损耗等因素进行综合比对,规划出用户10kV进线电缆的最优敷设路径。在图纸会审、施工、验收等环节,应对可能增加线损的因素进行关注。如变压器选型、汇流排截面、电缆截面、无功补偿、电缆敷设方式和敷设环境等等,把住了设计、施工和验收的关口,可以有效降低今后运行的线损。
3、采用技术手段降低损耗
(一)推广节能变压器
卷铁芯变压器与叠片式铁芯变压器相比,铁损减少30~40%,铜损减少10%。非晶合金铁芯变压器,其损耗比目前大量使用的S11变压器减少5%以上。通过国外经验和国内的研究,采用节能型变压器虽然前期一次性投入较大,但长期运行不仅能收回成本,还能创造一定的经济效益,更不用说其产生的环境效益。
(二)使用柱上无功补偿装置
成都市低压架空线路和公用变压器主要供居民和小型商业用电,空调、冰箱、洗衣机等设备的功率因数一般为0.7~0.8,在夏冬季用电高峰期,空调大量使用的情况下,如果没有电容补偿,将大大提高线路损耗。电容补偿的配置原则是“分级补偿,就地平衡”,补偿方式一般采用“分散补偿和集中补偿相结合,分散补偿为主”。我们知道,在功率一定的情况下,如果10kV线路电流是1A,400V线路电流就是25A,这样在400V线路上产生的损耗就是10kV线路的625倍。配电网的无功负荷主要集中在400V线路上,因此,低压无功补偿是供电企业管理的重点。低压柱上无功补偿是成熟技术,安装方便,成本不高,可有效降低线损,同时还能增加供电能力,缓解优质服务的压力。另外,为降低户表用户的线损,还应研究考虑在户表箱处增设小型分散补偿装置的问题。同理,对容量较大的公变用户也应考虑小型分散补偿装置。
(三)其他技术措施
改变运行电压、调整三相电流平衡、提高负荷率等措施也能降低线损,这些技术措施的采用对管理的精益程度要求较高,对运维人员素质的要求也较高。如采用智能化的在线远程监控设备,这些技术措施能比较容易有针对性地进行实施。
4、以指标管理为核心进行精益化管理
精益化管理的目标就是要“少投入、多产出”,归根结底就是要实现降低成本、彻底消除浪费;其主要特征可以提炼为“精、准、细、严”四个字。通过强化指标管理的方式来推动精益化管理,是一种简单易行的模式。
线损指标管理,也称为线损目标管理,是指一定时期内线损管理活动与其达到的成果或效果。目标有远期(≥10年)、中期(3~5年)、短期(1年)、执行(季度或月)之分,有总目标与分目标之分,线损管理计划指标(目标)也是如此。线损计划指标可以指导企业降损节能资源的分配方向,它代表着线损管理工作的努力方向,通过对分级、分压、分线、分台区线损指标以及线损小指标完成情况的考核,从而达到和实现对线损管理网络乃至全体员工降损节能的激励作用。
线损指标管理是指对构成线损指标体系的线损(率)指标和线损管理小指标的全面管理。正是由于电力营销、电能计量、电网经济运行等专业管理方面的线损小指标的支撑,才能保证线损率指标的实现。
五、结束语
城市中低压配电网的节能降损对策在低压配电网中有着重要的作用。在低压配电网发展的过程中,如低压配电网的节能降损得不到充分保障,存在潜在隐患,那么,对城市中低压配电网的运行会产生很大的影响。
参考文献:
[1]王辉.精益化管理线损的措施及节能效益.电力与能源,2012
[2]易鹏程.多回并列敷设电缆群涡损耗问题的研究.安徽水利水电职业技术学院学报,2011
[3]梁永春,等.有限元法计算交联电缆涡流损耗.高电压技术,2007
【关键词】 低压配电网;节能降损;对策
一、前言
随着近年来低压配电网的快速发展,城市中低压配电网的节能降损直接关系着整个电网的发展,在城市中加强低压配电网的节能降损水平的提高,可以保证城市中低压配电网的稳定运行。
二、配电网中损耗原因分析
配电网中损耗原因很多,其中线损和网损是最主要的两种。三相负荷不平衡引起线损升高。配电网是经10/0.4kv变压器降压后,以三相四线制向用户供電,是三相负载与单相负载混合用电的网络。在装接单相用户时,供电部门均能将单相负载均衡地分接在a、b、c三相上。但在农网运行中,由于用电户私自增容,或大功率单相负载的投入,或单相负载设备的用电不同时性等,均可造成三相负载不平衡。农网若在三相不平衡度较大的情况下运行,将会给配电网带来以下损耗。
1、增加线路电能损耗
在三相四线制的供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗,必然产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当配电网以三相四线制供电时,不能很好的调整负载,造成三相负载不平衡并不鲜见。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样,不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路损耗。当电网处于三相负载不平衡时,其线路损耗要增加,不利于电网的节能运行,应及时调整负荷。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的供电设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配电变压器损耗的增加。因为配电变压器的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。更何况三相负荷不平衡,不仅损耗加大而且三相电压降也不一致,三相电压不平衡给供用电都带来不良影响。
3、无功补偿未普及和补偿容量选择不合适
高压配电线路补偿不够。35kv及以上输电线路及变电站的无功设备由电力部门直接调度,可随时保证功率因数在理想范围内,但10kv配电网中,由于电网损耗与客户无直接利益关系。
三、低压配电网规划改造目标
1、配电网规划与改造应坚持的三个原则
必须遵循统一规划、分步实施、因地制宜、适当超前的原则,必须坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则。配网自动化及通信系统的建设应与县城电网的发展相适应的原则;不可贪大求全,盲目引进高新设备和技术。
2、改造目标
城市中、低压公用配电网改造目标是:优化电网结构,避免重复建设;主网架要满足电网中期规划发展;提高供电能力和供电质量,节能降损;县城电网的主要运行指标应达到:供电可靠率99.6%以上,电压合格率95%以上,安装电压质量监测仪,各类电压质量监测仪装设率达到100%。10kV综合线损率6%以下,低压网年平均线损率8%以下。县城公用区居民生活用电实行一户一表计量,居民用电负荷宜按每户不小于4kW考虑,在电能表的选型上,要优先考虑使用具有分时区计量电能功能的电能表,为实现分时电价奠定一个良好的基础。
四、电网改造中对于配电网络节能降损的必要对策
1、对配网线路进行科学规划
在电网规划阶段,应与城市规划紧密配合,尽可能在负荷中心布置变电站,减小供电半径,减小线路损耗。科学规划公网走向,使其靠近用户。随着电缆线路的增加,城市市政电缆通道越来越拥挤,不仅难以满足新敷设电缆的需要,且敷设环境恶劣,电缆敷设距离过近,造成电缆导体的交流损耗和金属屏蔽层的涡流损耗和环流损耗,同时还降低了电缆载流量。目前,市政电缆通道一般采用U形槽和电缆排管两种形式,采用电缆排管方式更能保证电缆敷设的距离,降低交流损耗和涡流损耗。而市政通道的修建在电力建设以前,因此需要与规划设计部门加强沟通,在电缆沟道的走向、规模、形式上尽早提出意见。
2、加强专变用户的管理
对专变用户,在批复供电方案时,应考虑供电半径的问题,可对多个可能的方案进行方案比对,取线损小的方案。同时还要结合可能的电缆敷设路径,根据现有市政电缆沟已经敷设电缆的情况,对线路长度、涡流损耗等因素进行综合比对,规划出用户10kV进线电缆的最优敷设路径。在图纸会审、施工、验收等环节,应对可能增加线损的因素进行关注。如变压器选型、汇流排截面、电缆截面、无功补偿、电缆敷设方式和敷设环境等等,把住了设计、施工和验收的关口,可以有效降低今后运行的线损。
3、采用技术手段降低损耗
(一)推广节能变压器
卷铁芯变压器与叠片式铁芯变压器相比,铁损减少30~40%,铜损减少10%。非晶合金铁芯变压器,其损耗比目前大量使用的S11变压器减少5%以上。通过国外经验和国内的研究,采用节能型变压器虽然前期一次性投入较大,但长期运行不仅能收回成本,还能创造一定的经济效益,更不用说其产生的环境效益。
(二)使用柱上无功补偿装置
成都市低压架空线路和公用变压器主要供居民和小型商业用电,空调、冰箱、洗衣机等设备的功率因数一般为0.7~0.8,在夏冬季用电高峰期,空调大量使用的情况下,如果没有电容补偿,将大大提高线路损耗。电容补偿的配置原则是“分级补偿,就地平衡”,补偿方式一般采用“分散补偿和集中补偿相结合,分散补偿为主”。我们知道,在功率一定的情况下,如果10kV线路电流是1A,400V线路电流就是25A,这样在400V线路上产生的损耗就是10kV线路的625倍。配电网的无功负荷主要集中在400V线路上,因此,低压无功补偿是供电企业管理的重点。低压柱上无功补偿是成熟技术,安装方便,成本不高,可有效降低线损,同时还能增加供电能力,缓解优质服务的压力。另外,为降低户表用户的线损,还应研究考虑在户表箱处增设小型分散补偿装置的问题。同理,对容量较大的公变用户也应考虑小型分散补偿装置。
(三)其他技术措施
改变运行电压、调整三相电流平衡、提高负荷率等措施也能降低线损,这些技术措施的采用对管理的精益程度要求较高,对运维人员素质的要求也较高。如采用智能化的在线远程监控设备,这些技术措施能比较容易有针对性地进行实施。
4、以指标管理为核心进行精益化管理
精益化管理的目标就是要“少投入、多产出”,归根结底就是要实现降低成本、彻底消除浪费;其主要特征可以提炼为“精、准、细、严”四个字。通过强化指标管理的方式来推动精益化管理,是一种简单易行的模式。
线损指标管理,也称为线损目标管理,是指一定时期内线损管理活动与其达到的成果或效果。目标有远期(≥10年)、中期(3~5年)、短期(1年)、执行(季度或月)之分,有总目标与分目标之分,线损管理计划指标(目标)也是如此。线损计划指标可以指导企业降损节能资源的分配方向,它代表着线损管理工作的努力方向,通过对分级、分压、分线、分台区线损指标以及线损小指标完成情况的考核,从而达到和实现对线损管理网络乃至全体员工降损节能的激励作用。
线损指标管理是指对构成线损指标体系的线损(率)指标和线损管理小指标的全面管理。正是由于电力营销、电能计量、电网经济运行等专业管理方面的线损小指标的支撑,才能保证线损率指标的实现。
五、结束语
城市中低压配电网的节能降损对策在低压配电网中有着重要的作用。在低压配电网发展的过程中,如低压配电网的节能降损得不到充分保障,存在潜在隐患,那么,对城市中低压配电网的运行会产生很大的影响。
参考文献:
[1]王辉.精益化管理线损的措施及节能效益.电力与能源,2012
[2]易鹏程.多回并列敷设电缆群涡损耗问题的研究.安徽水利水电职业技术学院学报,2011
[3]梁永春,等.有限元法计算交联电缆涡流损耗.高电压技术,2007