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摘要:电能损耗(线损)是供电企业一项综合性的经济指标,是企业利润的重要组成部分,加强电能损耗的管理是一项非常重要和长期的工作。本文通过对电能损耗的阐述,分析了影响电能损耗的主要因素和线损管理中的主要问题,提出线损管理特别是县级供电企业线损管理的主要工作。
关键词:电能损耗;线损管理;技术降损;管理降损
1.引言
电能是国民经济的主要动力资源,电力网的电能损耗是电能在传输过程中所产生的电能消耗和损失。县级供电企业是以35kV及以下的电力网络为主,而电网损耗最大的又在10kV及以下配网。因此,加强10kV及以下配网的线损分析和管理,将直接影响县级供电企业的经济效益。
2. 线损的含义及构成
线损是电力网在电能的输送、分配、管理等环节中所造成的损失。它包括技术电能损耗和管理电能损耗两部分。技术线损是在电力网的负荷情况和供电设备的参数固定、无法改变的情况下,电能在被传送、分配的过程中,产生的不可避免的消耗,可经理论计算出来。管理线损是在电能经营运作过程中,由于计量装置的数据测量误差以和人为统计错误以及其他各种因素造成的电能损耗,可以通过加强改善管理,使管理线损量降到最低。
3. 电能损耗产生的主要因素
3.1 设备因素
不合理的配置主、配电变压器的容量,供给量大于需求量,加大变压器的空载损耗;电能表的质量不合格,达不到正常使用要求;电流互感器、电压互感器的规格不高,易造成较大计量误差。
3.2运行方式
网架结构不合理,配变供电点离负荷中心远,导致输电线路过长;导线截面选择与载荷不匹配,在运行中时常发生线路发热甚至烧断现象,增加线损;重主网,轻配网,负荷分配不合理等。
3.3管理方法
企业管理人员没建立管理电能损耗的机制,未配备专人负责;缺乏理论基础,不能进行相关损失的精确计算,对电能损耗的造成损失认识不深刻;相关能耗会议不能定期召开,对电能损耗没有合理有效的分配管理办法或办法不能有效落实。
3.4环境因素
维修检查人员的工作不深入,造成供电设备、输电线路不能正常工作;用电户自行修改电气设备,计量表等装置,造成线损隐患。
3.5人员因素
抄表人员在抄表时间、抄表线路上有失误,造成错抄、漏抄、重抄等现象,使最后的统计数字不准确,造成电能损耗,影响企业效益。
4.县级供电企业降低电能损耗的经营管理措施
根据线损产生的原因,降损的方法可分为管理降损和技术降损。二者对县级供电企业实现降损发挥同等重要的作用。科学合理的技术降损方法能够降低管理线损值,而适当的管理线损方法又能使实际线损值趋近理论线损值。
一般而言,技术降损离不开网络结构的改善、电压等级的优化、供电距离的缩短、无功配置的优化,所有这些措施都需要投入大量资金,而管理降损主要靠加强管理,减少或避免各个环节的操作失误来达到降损目的,不需要对设备进行维护,因而所需资金较少。虽然两者各有特点,但在实践中却要综合实施,“两手都要抓,两手都要硬”。管理降损活动与技术降损活动都离不开管理,以确保投资收益。线损管理就是通过管理手段和技术手段构建高效的组织结构、控制手段和激励机制,实现资源的有效整合,为县级供电企业实现降低线损的目标服务。
4.1 降损技术措施
(1)设计合理的配电线路导线截面,根据压降来选择电压二次线,但最细不能低于2.5mm2,而电流互感器的导线横截面要求最少不低于4mm2,且互感器二次额定容量要超过额定负载容量,否则都要对导线进行加粗;山西芮城支公司为了降低某条35kV线路的线损,在2005年对333大陌南线进行了全线改造,将原导线LGJ—70更换为更合适的LGJ—120,并重新规划节点的分布,缩短了平均供电半径,降损效果十分显著。
(2)重视电源点的位置选择,尽量以较短供电半径(城镇台区不能超过300m,农村不能超过500m)来布局配电变压器,并使之在经济的方式下运行,避免空载或超载。
(3)加快计量装置的更新换代工作,并按照所属的相应等级要求来严格保障准确度。电能表的选择要控制其负荷在25%以上,在条件允许的时候最好选择电子式的电能表,电流互感器应选用S级产品,以保证其一次电流值保持在其额定值的30%-60%之间。同时也不要忽视计量箱柜的改造,保证防盗性能,防止用户违章用电、窃电,导致线损增大。
(3)合理设置无功电容补偿,提高功率因数。在电网运行过程中,电流流经导线、变压器等设备产生的功率损耗公式:
△P=3(P2R)/[U2(cosφ)2]×10-3,在电压(U)和有功功率(P)不变的情况下,功率因数(cosφ)越小,线损值就越大,即线损值与符合功率因数的平方成反比,采取提高功率因数来降低损耗是可行的。电容无功补偿按照“全面规划、分级补偿、合理布置、就地平衡”的原则,采用集中和分散相结合、10kV和低压电容无功自动补偿 相结合的方式,在合适地点安装10kV电容补偿装置。在负荷大、线路长的10kV线路上进行的分散补偿,通过并联电容器实现;就地补偿的对象为那些容量为50kVA及以上的10Kv的线路,降低无功损耗;而随机补偿则主要适用于年运行时间100h以上的7.5kW的电动机。
陕西省大荔县供电分公司朝邑35kV變电站现在的主变压器容量为2×6300kV·A,每月的平均供电量为300万kW·h,并联在10kV母线上的电力电容器容量为2×900kvar,在电力电容器投入使用之前,主变压器功率因数(cosφ1)维持在0.75~0.80之间,投入运营后,功率因数(cosφ2)变为0.88~0.96。线损降低率的计算公式为:
△P%=(1-cosφ12/cosφ22)×1O0%。为减低计算误差,取电力电容器使用前和使用后的中间值(0.77、0.92)进行计算,得
△P%=(1-cosφ12/cosφ22)×1O0%=(1-0.772/0.922)×100%≈30%。即当功率因数从0.77提高到0.92时,损耗降低了30%。
(4)简化电压等级。电压等级是通过各级设备来维护的,而设备又会不可避免的产生电能损耗,如果能采取措施,减少电压等级,便可减少相应的设备,从而减少损耗。山西省风陵渡35kV变电站在被改造成110kV以后,原来2台35kV主变和1条20km长的35kV线路停止了运行;而随着110kV刘原变电站的建成,县10kV母线能够直接给35kV城关变电站10kV母线输电,于是原35kV城关变电站的2台主变和一条35kV线路也停止了运行,降低了电压等级,大大减少了公司的35kV线损率。
(5)更换高耗能配电变压器。在6~10kV的县级配电网络中,绝大部分的损耗是由配电变压器产生的,必须在以后的改造中逐步淘汰高能耗变压器,改用市场上流行的S9及$11系列的低能耗变压器。对于像64系列及73系列没加入改造计划专用台的配电变压器,要与用户沟通好,提前做好更换计划,并签订相关协议,避免在以后因设备型号不对,无法选用,影响线损。在选择配电变压器容量的时候,按负荷的65%~75%来选择。对长时间在远低于额定负荷下工作的变压器,改为小容量变压器,对经常在满负荷甚至超负荷运行的变压器,改为容量较大的变压器。以某县的供电企业为例,2009年农网扩增的工程中,一共更换了64台高能耗的配电变压器,改造后一年节电将近10万kW时,效益明显。
4.2 降损管理措施
(1)以历年线损的统计结果和现有的运行水平为参考,采用最新的线损计算理论,用数据说话,加强线损的分析,搜集最新的数据,并充分发挥计算机的作用,严格按照相关管理要求,明确电网的运行情况。
(2)建立线损分析模式,组织机构健全,责任明确,考核到位。建立健全线损分析例会制度,定期开展线损分析会议,做好分析对比工作,对出现的问题在下次会议中必须要有相关的汇报和处理对策,防止问题的拖延。实施奖惩制度,激励员工的工作积极性,增强员工的责任感。
(3)加强计量管理,建立并完善用电计量设备的抽检制度,确保其正常运行,加强计量管理和反偷电力度,建立并强化动态抄表管理,不遗余力的宣传依法用电口号,必要时可用法律手段吗,启发教育用户,从源头上杜绝“人情电、关系电、权利电”现象,不给窃电者以可乘之机,杜绝违章用电的情况发生。
(4)加强电网线路的维修保养工作,尤其是在冬夏两季,要认真组织维护人员定期清理检查配电线路和设备,加强线路和设备的巡视工作,清除线路障碍,发现故障要及时有效的修理,加强对维修人员的业务培训,确保各输电线路的正常运行。
(5)建立线损管理的有效激励机制,在注重实效性,公平合理的前提下,多渠道实施激励措施。县级供电企业往往有相对明确的降损战略管理目标,而每个员工的个人需求却各不相同,强化考核力度,建立有效的激励机制可以调动员工的工作热情,在工作中体现自身的价值,从而起到较好的激励效果。
对上述5条措施,以包头市石拐分局的降损结果为示范来说明。该分局一共管辖3条公共配电线路,其中石圆变915线长9.4km,为10kV配电线路;石拐变616线长7.8km,为6kV线路;615线长18.5km,也是6kV配电线路。2004年6月以前,根据日常统计数据,石圆变915线路的理论线损在6%以下,处于正常范围,其他两条线损率均在20%以上,为此该局采取了上述线损管理办法。石拐变616线前8个月的线损率高达30%,超标很严重,该局重点检查了用户计量装置,发现管辖范围内有3个个体煤矿有窃电嫌疑,于是对其进行改造,堵塞计量漏洞,同时根据规定加收线损费,通过以上工作,2005年石拐变616线的线损率降到了3%以下;对615线高线损率,该局采取类似措施,注意到有两个用电大户的计量TA缺相,遂于用户协商追加电量,改进计量装置,并进行了批评教育,以后的统计显示线损被控制在6%以下。截止2005年12月,分局与用户一共签订了54份定比例电价协议,改造了其中15户的计量方式,使管理上的漏洞得到了有效堵塞,为企业带来较大效益。
总之,县级供电企业实现降损目标的过程是典型的技术与管理相结合,集电网建设管理、输电管理、配电管理、用电管理的综合过程,涉及到精确计量管理,强化线损考核,扩大营业普查,补偿无功负荷等方方面面。同时还要加强宣传力度,正确引导用户如何科学用电;加大考核力度,对企业的将孙指标细化分解到个人,做到人人关心线损,共同降低线损,为企业增加经济效益,为社会节约宝贵能源。
5. 结论
线损管理是一项长期任务,既要抓硬件投入(电网建设、改造线路、增加无功等),又要抓软件(管理)投入,把这两个关键项目紧密结合,降损效果才能做到最好;还要根据电网的实际需要,不断探索出更好的电网降损措施,而这不仅有利于社会的发展,也可以达到企业盈利的目的。只要制定正确的降损措施,做到严格执行和考核,降低线损定能实现。
参考文献
[1] 魏文.某农网10kV配电线路线损分析及降损措施[J].电力学报.2004.
[2] 刘建华.农网改造中的无功平衡及优化补偿[J].电力学报.2005.
[3] 蒲鑫超.淺谈电能损耗及县级供电企业线损管理[J].中国高新技术企业.2011.
[4] 王文博,李爱民.加强县级供电企业线损管理的措施[J].黑龙江科技信息.2011.
[5] 周云丹.县级供电企业线损管理分析[J].中国科技信息.2005.
[6] 宋成,许辉.浅析县级供电企业的线损管理[J].电力学报.2006.
[7] 朱占国,王欣.浅谈供电企业的线损管理及降损措施[J].中国科技纵横.2010.
[8] 宋康.浅析农村电网线损管理存在的问题及降损措施[J].中国科技纵横.2010.
[9] 王小珍.浅析影响配网线损因素及如何降低配电网的线损[J].中国科技博览. 2009.
[10] 杨生秀.浅谈海原县供电局线损管理[J].管理观察. 2010.
[11] 宋思扬.配网线损影响因素及对策分析[J].安徽省电机工程学会第四届用电技术专业委员会2001年年会.2001.
[12]许晓斌. 10 kV配网降损管理措施的改进与实践[J].内蒙古电力技术.2006.
[13] 仇华.电力电容器无功补偿的投入与效益分析[J].农村电工. 2011.
[14] 李凌.县级供电企业电网降损节能技术措施[J].建材与装饰. 2011
关键词:电能损耗;线损管理;技术降损;管理降损
1.引言
电能是国民经济的主要动力资源,电力网的电能损耗是电能在传输过程中所产生的电能消耗和损失。县级供电企业是以35kV及以下的电力网络为主,而电网损耗最大的又在10kV及以下配网。因此,加强10kV及以下配网的线损分析和管理,将直接影响县级供电企业的经济效益。
2. 线损的含义及构成
线损是电力网在电能的输送、分配、管理等环节中所造成的损失。它包括技术电能损耗和管理电能损耗两部分。技术线损是在电力网的负荷情况和供电设备的参数固定、无法改变的情况下,电能在被传送、分配的过程中,产生的不可避免的消耗,可经理论计算出来。管理线损是在电能经营运作过程中,由于计量装置的数据测量误差以和人为统计错误以及其他各种因素造成的电能损耗,可以通过加强改善管理,使管理线损量降到最低。
3. 电能损耗产生的主要因素
3.1 设备因素
不合理的配置主、配电变压器的容量,供给量大于需求量,加大变压器的空载损耗;电能表的质量不合格,达不到正常使用要求;电流互感器、电压互感器的规格不高,易造成较大计量误差。
3.2运行方式
网架结构不合理,配变供电点离负荷中心远,导致输电线路过长;导线截面选择与载荷不匹配,在运行中时常发生线路发热甚至烧断现象,增加线损;重主网,轻配网,负荷分配不合理等。
3.3管理方法
企业管理人员没建立管理电能损耗的机制,未配备专人负责;缺乏理论基础,不能进行相关损失的精确计算,对电能损耗的造成损失认识不深刻;相关能耗会议不能定期召开,对电能损耗没有合理有效的分配管理办法或办法不能有效落实。
3.4环境因素
维修检查人员的工作不深入,造成供电设备、输电线路不能正常工作;用电户自行修改电气设备,计量表等装置,造成线损隐患。
3.5人员因素
抄表人员在抄表时间、抄表线路上有失误,造成错抄、漏抄、重抄等现象,使最后的统计数字不准确,造成电能损耗,影响企业效益。
4.县级供电企业降低电能损耗的经营管理措施
根据线损产生的原因,降损的方法可分为管理降损和技术降损。二者对县级供电企业实现降损发挥同等重要的作用。科学合理的技术降损方法能够降低管理线损值,而适当的管理线损方法又能使实际线损值趋近理论线损值。
一般而言,技术降损离不开网络结构的改善、电压等级的优化、供电距离的缩短、无功配置的优化,所有这些措施都需要投入大量资金,而管理降损主要靠加强管理,减少或避免各个环节的操作失误来达到降损目的,不需要对设备进行维护,因而所需资金较少。虽然两者各有特点,但在实践中却要综合实施,“两手都要抓,两手都要硬”。管理降损活动与技术降损活动都离不开管理,以确保投资收益。线损管理就是通过管理手段和技术手段构建高效的组织结构、控制手段和激励机制,实现资源的有效整合,为县级供电企业实现降低线损的目标服务。
4.1 降损技术措施
(1)设计合理的配电线路导线截面,根据压降来选择电压二次线,但最细不能低于2.5mm2,而电流互感器的导线横截面要求最少不低于4mm2,且互感器二次额定容量要超过额定负载容量,否则都要对导线进行加粗;山西芮城支公司为了降低某条35kV线路的线损,在2005年对333大陌南线进行了全线改造,将原导线LGJ—70更换为更合适的LGJ—120,并重新规划节点的分布,缩短了平均供电半径,降损效果十分显著。
(2)重视电源点的位置选择,尽量以较短供电半径(城镇台区不能超过300m,农村不能超过500m)来布局配电变压器,并使之在经济的方式下运行,避免空载或超载。
(3)加快计量装置的更新换代工作,并按照所属的相应等级要求来严格保障准确度。电能表的选择要控制其负荷在25%以上,在条件允许的时候最好选择电子式的电能表,电流互感器应选用S级产品,以保证其一次电流值保持在其额定值的30%-60%之间。同时也不要忽视计量箱柜的改造,保证防盗性能,防止用户违章用电、窃电,导致线损增大。
(3)合理设置无功电容补偿,提高功率因数。在电网运行过程中,电流流经导线、变压器等设备产生的功率损耗公式:
△P=3(P2R)/[U2(cosφ)2]×10-3,在电压(U)和有功功率(P)不变的情况下,功率因数(cosφ)越小,线损值就越大,即线损值与符合功率因数的平方成反比,采取提高功率因数来降低损耗是可行的。电容无功补偿按照“全面规划、分级补偿、合理布置、就地平衡”的原则,采用集中和分散相结合、10kV和低压电容无功自动补偿 相结合的方式,在合适地点安装10kV电容补偿装置。在负荷大、线路长的10kV线路上进行的分散补偿,通过并联电容器实现;就地补偿的对象为那些容量为50kVA及以上的10Kv的线路,降低无功损耗;而随机补偿则主要适用于年运行时间100h以上的7.5kW的电动机。
陕西省大荔县供电分公司朝邑35kV變电站现在的主变压器容量为2×6300kV·A,每月的平均供电量为300万kW·h,并联在10kV母线上的电力电容器容量为2×900kvar,在电力电容器投入使用之前,主变压器功率因数(cosφ1)维持在0.75~0.80之间,投入运营后,功率因数(cosφ2)变为0.88~0.96。线损降低率的计算公式为:
△P%=(1-cosφ12/cosφ22)×1O0%。为减低计算误差,取电力电容器使用前和使用后的中间值(0.77、0.92)进行计算,得
△P%=(1-cosφ12/cosφ22)×1O0%=(1-0.772/0.922)×100%≈30%。即当功率因数从0.77提高到0.92时,损耗降低了30%。
(4)简化电压等级。电压等级是通过各级设备来维护的,而设备又会不可避免的产生电能损耗,如果能采取措施,减少电压等级,便可减少相应的设备,从而减少损耗。山西省风陵渡35kV变电站在被改造成110kV以后,原来2台35kV主变和1条20km长的35kV线路停止了运行;而随着110kV刘原变电站的建成,县10kV母线能够直接给35kV城关变电站10kV母线输电,于是原35kV城关变电站的2台主变和一条35kV线路也停止了运行,降低了电压等级,大大减少了公司的35kV线损率。
(5)更换高耗能配电变压器。在6~10kV的县级配电网络中,绝大部分的损耗是由配电变压器产生的,必须在以后的改造中逐步淘汰高能耗变压器,改用市场上流行的S9及$11系列的低能耗变压器。对于像64系列及73系列没加入改造计划专用台的配电变压器,要与用户沟通好,提前做好更换计划,并签订相关协议,避免在以后因设备型号不对,无法选用,影响线损。在选择配电变压器容量的时候,按负荷的65%~75%来选择。对长时间在远低于额定负荷下工作的变压器,改为小容量变压器,对经常在满负荷甚至超负荷运行的变压器,改为容量较大的变压器。以某县的供电企业为例,2009年农网扩增的工程中,一共更换了64台高能耗的配电变压器,改造后一年节电将近10万kW时,效益明显。
4.2 降损管理措施
(1)以历年线损的统计结果和现有的运行水平为参考,采用最新的线损计算理论,用数据说话,加强线损的分析,搜集最新的数据,并充分发挥计算机的作用,严格按照相关管理要求,明确电网的运行情况。
(2)建立线损分析模式,组织机构健全,责任明确,考核到位。建立健全线损分析例会制度,定期开展线损分析会议,做好分析对比工作,对出现的问题在下次会议中必须要有相关的汇报和处理对策,防止问题的拖延。实施奖惩制度,激励员工的工作积极性,增强员工的责任感。
(3)加强计量管理,建立并完善用电计量设备的抽检制度,确保其正常运行,加强计量管理和反偷电力度,建立并强化动态抄表管理,不遗余力的宣传依法用电口号,必要时可用法律手段吗,启发教育用户,从源头上杜绝“人情电、关系电、权利电”现象,不给窃电者以可乘之机,杜绝违章用电的情况发生。
(4)加强电网线路的维修保养工作,尤其是在冬夏两季,要认真组织维护人员定期清理检查配电线路和设备,加强线路和设备的巡视工作,清除线路障碍,发现故障要及时有效的修理,加强对维修人员的业务培训,确保各输电线路的正常运行。
(5)建立线损管理的有效激励机制,在注重实效性,公平合理的前提下,多渠道实施激励措施。县级供电企业往往有相对明确的降损战略管理目标,而每个员工的个人需求却各不相同,强化考核力度,建立有效的激励机制可以调动员工的工作热情,在工作中体现自身的价值,从而起到较好的激励效果。
对上述5条措施,以包头市石拐分局的降损结果为示范来说明。该分局一共管辖3条公共配电线路,其中石圆变915线长9.4km,为10kV配电线路;石拐变616线长7.8km,为6kV线路;615线长18.5km,也是6kV配电线路。2004年6月以前,根据日常统计数据,石圆变915线路的理论线损在6%以下,处于正常范围,其他两条线损率均在20%以上,为此该局采取了上述线损管理办法。石拐变616线前8个月的线损率高达30%,超标很严重,该局重点检查了用户计量装置,发现管辖范围内有3个个体煤矿有窃电嫌疑,于是对其进行改造,堵塞计量漏洞,同时根据规定加收线损费,通过以上工作,2005年石拐变616线的线损率降到了3%以下;对615线高线损率,该局采取类似措施,注意到有两个用电大户的计量TA缺相,遂于用户协商追加电量,改进计量装置,并进行了批评教育,以后的统计显示线损被控制在6%以下。截止2005年12月,分局与用户一共签订了54份定比例电价协议,改造了其中15户的计量方式,使管理上的漏洞得到了有效堵塞,为企业带来较大效益。
总之,县级供电企业实现降损目标的过程是典型的技术与管理相结合,集电网建设管理、输电管理、配电管理、用电管理的综合过程,涉及到精确计量管理,强化线损考核,扩大营业普查,补偿无功负荷等方方面面。同时还要加强宣传力度,正确引导用户如何科学用电;加大考核力度,对企业的将孙指标细化分解到个人,做到人人关心线损,共同降低线损,为企业增加经济效益,为社会节约宝贵能源。
5. 结论
线损管理是一项长期任务,既要抓硬件投入(电网建设、改造线路、增加无功等),又要抓软件(管理)投入,把这两个关键项目紧密结合,降损效果才能做到最好;还要根据电网的实际需要,不断探索出更好的电网降损措施,而这不仅有利于社会的发展,也可以达到企业盈利的目的。只要制定正确的降损措施,做到严格执行和考核,降低线损定能实现。
参考文献
[1] 魏文.某农网10kV配电线路线损分析及降损措施[J].电力学报.2004.
[2] 刘建华.农网改造中的无功平衡及优化补偿[J].电力学报.2005.
[3] 蒲鑫超.淺谈电能损耗及县级供电企业线损管理[J].中国高新技术企业.2011.
[4] 王文博,李爱民.加强县级供电企业线损管理的措施[J].黑龙江科技信息.2011.
[5] 周云丹.县级供电企业线损管理分析[J].中国科技信息.2005.
[6] 宋成,许辉.浅析县级供电企业的线损管理[J].电力学报.2006.
[7] 朱占国,王欣.浅谈供电企业的线损管理及降损措施[J].中国科技纵横.2010.
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[9] 王小珍.浅析影响配网线损因素及如何降低配电网的线损[J].中国科技博览. 2009.
[10] 杨生秀.浅谈海原县供电局线损管理[J].管理观察. 2010.
[11] 宋思扬.配网线损影响因素及对策分析[J].安徽省电机工程学会第四届用电技术专业委员会2001年年会.2001.
[12]许晓斌. 10 kV配网降损管理措施的改进与实践[J].内蒙古电力技术.2006.
[13] 仇华.电力电容器无功补偿的投入与效益分析[J].农村电工. 2011.
[14] 李凌.县级供电企业电网降损节能技术措施[J].建材与装饰. 2011