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[摘 要]本文分析了配电系统线损产生的原因及降低线损的途径。
[关键词]配电 线损 节能 变压器
中图分陈类号:TM727 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0191-01
配电系统是电力部门向客户供应电力的主渠道。根据我国的电压等级,它的供应电压包含了0.38KV到220KV 等级。在供应的客户数量中,10KV及以下的客户占到绝大部分;在供应的电量上,也是占大部分;在配电系统的线路长度方面,10KV 和0.38KV也是占到绝大部分。所以,在一般情况下往往将10KV及以下的配电系统简称为配电系统。
配电系统在电能的传输过程中, 会发生功率损失并在一段时间内产生能量损失。在这里,功率包括有功功率和无功功率;能量也包括有功电量和无功电量。配电系统的线损率就是指在一段时间内,配电过程中损失的有功电量和所供应的总的电量的比值。就一个电气元件或一个局部电气回路而言,计算在某一时间段内的损失电量是不难的。但是对一个回路而言,计算将非常困难,可行的办法是采用统计的方法。
在统计线损电量的工作中,线损电量包括两部分;习惯上称为技术线损电量和管理线损电量。技术线损电量是在传输过程中被损失了的电量,基中主要有;与电流平方成正比的配电线路导线和变压器绕组中的电能损失;与运行电压有关的变压器的铁心损失和电容器,电缆的绝缘介质损失。一般,前者称为负载损失,后者称为空载损失。技术线损电量又称为理论线损电量,它可以通过采取相应的技术措施予以降低。管理线损电量是由于在统计管理工作上的原因造成的。它包括;各种各样的电表的综合误差;抄表的不同时;错抄,漏抄以及计算的错误,带电设备的绝缘不良引起的漏电;无表用电等所造成的损失电量。它需要采取必要的组织措施与管理措施来避免和减少。本文所讨论的配电系统的降损节能主要是指减少技术线损所需要进行的工作。
一、 配电网线损的危害
1、发热是配电系统的重要问题,当电流通过线路或变压器的线圈及开关柜的导体时,它产生的线损W的计算式如式(1),线损产生的热量Q的计算公式如式(2)
W=I2Rt (1)
Q=0.24I2Rt (2)
式中:I-通过导体的电流
R -导体电阻和接触电阻
t-时间
由式(1)、式(2)可以非常明显地看出,线损产生的重要后果是发热。发热与电流的平方成正比,与导体的电阻(包括接触电阻)也成正比。在配电系统中,绝缘不是一个技术上的主要问题,而电流通过导体时所产生的热是配电系统的突出问题。。
对于变压器的发热,需要充分考虑热量的扩散和通风;对于开关柜的发热,需要充分考虑减小所有回路的接触电阻值和通风;对于线路的发热,需要充分研究和考虑采用先进的接触方式和增加导体的载面;由于电缆的介质损失发热必然减少导体的输送容量,因此需要充分地研究先进的导电技术以提高导体的输送能力。
因此,配电系统的线损产生的热如果解决不好,配电系统的运行水平和输送能力将不能提高。
2、接触部分的发热会造成配电故障。发热造成的故障集中表现在开关柜导体和线路中的接点上。当接点的接触电阻过大时,在正常的负苛电流下会产生严重发热,从而加剧导体的接触电阻上升,产生恶性循环,最终使接触部分烧坏,引起故障。所以在开关柜的制作技术上和配电线路的连接技术上, 减小接触电阻和减少接点的数量是十分重要的。接触的问题在配电系统中十分的普遍, 无论是开关柜,配电装置还是配电线路,一旦接触电阻过大,都可能造成发热的恶性循环,使接触的部分烧断,烧毀,造成大的配电事故。
3、配电系统的线损造成能源的大量浪费。配电系统的线损没有转化为有用的能量而白白浪费。而且需要通过如通风,冷却等方法对热量进行散发,采取的这些措施也需要能源。这就产生了如下几个方面的问题;
(1) 大量的煤炭为了供应上述的线损而燃烧,降落的烟尘和排放的硫产生大量的空气污染。
(2) 作为一个配电系统而言,电力输送过程中的损失也是经济方面的损失。对于这个损失来讲,它不单独表现在供电单位,而且也表现在受电单位。例如,一个受电单位在采用低压受电的时候,从受电点开始以后的所有输送电力的损失都是这个单位自己承担的。假如它采用95MM2的铝导线,长度是150M,输送125KW有电力,功率因数为0.85的话,在输送的过程中损耗率达到5.61%;如果功率因数降为08,输送损失达到6.31%。理论计算证明,配电系统的线损产生的经济损失,表现在供电和受电的各个部门。
(3) 能源无效在浪费,对于能源的合理配置是极为不利的。
由于可见,如果不采取技术措施降低配电系统的线损率,必然对国家的能源利用,环境保护和企业的经济效益都会产生大的影响,而且随着电力需求的不断提高,电量损失也会越来越大,每个企业单位都必须从大局出发,从技术上,管理上降低线损。
二、配电系统降损节能的措施
措施是多方面的,有管理方面的,也有技术应用方面的。主要有
1、合理使用电力
(1) 电力的使用应随着生产的开,停工方式及时地进行开停调整,不要开空车,以避免产生浪费。
(2) 电力的使用不要采用大马拉小车。例如,使用电力为50KW,采用变压器为400KVA,使用功率因数为0.8时,不计算低压电路的损失,单是变压器的损失率就达到2.08%;如果采用200KVA的变压器,变压器的损失率就降为1.7%。所以在采用电器设备的时候,应当合理选择,不要追求过大的容量,应当按照经济效益最佳的运行容量选择。
(3) 在单位的内部,可采用电能消耗的指标管理,以取得比较高的经济效应,形成良好的节能气氛。
(4) 合理地规划电力的长远使用目标。
2、采用节能型的变压器。通过多年的努力,節能型的压器在质量方面已经达到较好的水平。目前已经发展到S9系列以上的产品;同时也开出现了环绕铁心和非晶体铁心变压器。非晶体铁心变压器空载损失已达到仅为S9 系列的25%-30%的水平,对进一步降低传输过程中的损耗能起到很大的作用。
3、平衡低压电力输送过程中的三相负苛。平衡三相的电力负苛,是一个需要长期坚持的技术手段,往往由于不注意在这方面的技术管理,使负荷不平衡造成的额外损失并不少见。
4 、以发热的充许条件设计配电网络,配电系统供应电力的方式与输电系统不同,配电系统中,电力的配送在线路上是呈阶梯形状的,即出口的电力大,受端的电力小,但在有的情况下受端又可以变为送端。所以在这种情况下,采用以发热条件计算为合理,以减少配送损失,在具体运行中又需要及时合理安排。
5、对于低压电力供应密度比较高的情况,采用铜导体比采用铝导体有较好的节能效果。由于铜导体的电阻率是铝导体电阻率的57.7%,由I2R的计算可知,损失率可以减小42.3%,这是一个非常实际的措施。不然,为了达到与铜导体相同的损失水平,就必然需要扩大铝导体的载面约一倍,因此所付出的初投资和今后的维护费用都是不合理的。
6、线路上采用节能型的连接金具。线路上的连接金具是数以万计的。据测量,一个非节能型的金具的电力损失约是10-15W,因此无论是电业单位,还是受电单位,都应当在这方面采取积极的态度。这是配电系统节能的一个有效的技术措施。所以在配电网络中采用节能型的金具是一个有力的技术措施。
7、对低压配电线路改造,更新,扩大导线的通流水平,提高绝缘水平,以减少传输和漏电的损失。
8、重视和合理进行无功补偿,以提高功率因数,这是减小线损的有力措施。
9、采用节能型的电器设备(如节能型电动机。节能型照明电器等)。
10 、采用电子型,长寿命,宽量程的电表 这一类电表的电压回路损失可以做得比原来感应型的低得多。如果每个表的损失比原来的减少一半,对于一个有1000个表的配电系统,就可以减少3000KW的电量损失。
[关键词]配电 线损 节能 变压器
中图分陈类号:TM727 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0191-01
配电系统是电力部门向客户供应电力的主渠道。根据我国的电压等级,它的供应电压包含了0.38KV到220KV 等级。在供应的客户数量中,10KV及以下的客户占到绝大部分;在供应的电量上,也是占大部分;在配电系统的线路长度方面,10KV 和0.38KV也是占到绝大部分。所以,在一般情况下往往将10KV及以下的配电系统简称为配电系统。
配电系统在电能的传输过程中, 会发生功率损失并在一段时间内产生能量损失。在这里,功率包括有功功率和无功功率;能量也包括有功电量和无功电量。配电系统的线损率就是指在一段时间内,配电过程中损失的有功电量和所供应的总的电量的比值。就一个电气元件或一个局部电气回路而言,计算在某一时间段内的损失电量是不难的。但是对一个回路而言,计算将非常困难,可行的办法是采用统计的方法。
在统计线损电量的工作中,线损电量包括两部分;习惯上称为技术线损电量和管理线损电量。技术线损电量是在传输过程中被损失了的电量,基中主要有;与电流平方成正比的配电线路导线和变压器绕组中的电能损失;与运行电压有关的变压器的铁心损失和电容器,电缆的绝缘介质损失。一般,前者称为负载损失,后者称为空载损失。技术线损电量又称为理论线损电量,它可以通过采取相应的技术措施予以降低。管理线损电量是由于在统计管理工作上的原因造成的。它包括;各种各样的电表的综合误差;抄表的不同时;错抄,漏抄以及计算的错误,带电设备的绝缘不良引起的漏电;无表用电等所造成的损失电量。它需要采取必要的组织措施与管理措施来避免和减少。本文所讨论的配电系统的降损节能主要是指减少技术线损所需要进行的工作。
一、 配电网线损的危害
1、发热是配电系统的重要问题,当电流通过线路或变压器的线圈及开关柜的导体时,它产生的线损W的计算式如式(1),线损产生的热量Q的计算公式如式(2)
W=I2Rt (1)
Q=0.24I2Rt (2)
式中:I-通过导体的电流
R -导体电阻和接触电阻
t-时间
由式(1)、式(2)可以非常明显地看出,线损产生的重要后果是发热。发热与电流的平方成正比,与导体的电阻(包括接触电阻)也成正比。在配电系统中,绝缘不是一个技术上的主要问题,而电流通过导体时所产生的热是配电系统的突出问题。。
对于变压器的发热,需要充分考虑热量的扩散和通风;对于开关柜的发热,需要充分考虑减小所有回路的接触电阻值和通风;对于线路的发热,需要充分研究和考虑采用先进的接触方式和增加导体的载面;由于电缆的介质损失发热必然减少导体的输送容量,因此需要充分地研究先进的导电技术以提高导体的输送能力。
因此,配电系统的线损产生的热如果解决不好,配电系统的运行水平和输送能力将不能提高。
2、接触部分的发热会造成配电故障。发热造成的故障集中表现在开关柜导体和线路中的接点上。当接点的接触电阻过大时,在正常的负苛电流下会产生严重发热,从而加剧导体的接触电阻上升,产生恶性循环,最终使接触部分烧坏,引起故障。所以在开关柜的制作技术上和配电线路的连接技术上, 减小接触电阻和减少接点的数量是十分重要的。接触的问题在配电系统中十分的普遍, 无论是开关柜,配电装置还是配电线路,一旦接触电阻过大,都可能造成发热的恶性循环,使接触的部分烧断,烧毀,造成大的配电事故。
3、配电系统的线损造成能源的大量浪费。配电系统的线损没有转化为有用的能量而白白浪费。而且需要通过如通风,冷却等方法对热量进行散发,采取的这些措施也需要能源。这就产生了如下几个方面的问题;
(1) 大量的煤炭为了供应上述的线损而燃烧,降落的烟尘和排放的硫产生大量的空气污染。
(2) 作为一个配电系统而言,电力输送过程中的损失也是经济方面的损失。对于这个损失来讲,它不单独表现在供电单位,而且也表现在受电单位。例如,一个受电单位在采用低压受电的时候,从受电点开始以后的所有输送电力的损失都是这个单位自己承担的。假如它采用95MM2的铝导线,长度是150M,输送125KW有电力,功率因数为0.85的话,在输送的过程中损耗率达到5.61%;如果功率因数降为08,输送损失达到6.31%。理论计算证明,配电系统的线损产生的经济损失,表现在供电和受电的各个部门。
(3) 能源无效在浪费,对于能源的合理配置是极为不利的。
由于可见,如果不采取技术措施降低配电系统的线损率,必然对国家的能源利用,环境保护和企业的经济效益都会产生大的影响,而且随着电力需求的不断提高,电量损失也会越来越大,每个企业单位都必须从大局出发,从技术上,管理上降低线损。
二、配电系统降损节能的措施
措施是多方面的,有管理方面的,也有技术应用方面的。主要有
1、合理使用电力
(1) 电力的使用应随着生产的开,停工方式及时地进行开停调整,不要开空车,以避免产生浪费。
(2) 电力的使用不要采用大马拉小车。例如,使用电力为50KW,采用变压器为400KVA,使用功率因数为0.8时,不计算低压电路的损失,单是变压器的损失率就达到2.08%;如果采用200KVA的变压器,变压器的损失率就降为1.7%。所以在采用电器设备的时候,应当合理选择,不要追求过大的容量,应当按照经济效益最佳的运行容量选择。
(3) 在单位的内部,可采用电能消耗的指标管理,以取得比较高的经济效应,形成良好的节能气氛。
(4) 合理地规划电力的长远使用目标。
2、采用节能型的变压器。通过多年的努力,節能型的压器在质量方面已经达到较好的水平。目前已经发展到S9系列以上的产品;同时也开出现了环绕铁心和非晶体铁心变压器。非晶体铁心变压器空载损失已达到仅为S9 系列的25%-30%的水平,对进一步降低传输过程中的损耗能起到很大的作用。
3、平衡低压电力输送过程中的三相负苛。平衡三相的电力负苛,是一个需要长期坚持的技术手段,往往由于不注意在这方面的技术管理,使负荷不平衡造成的额外损失并不少见。
4 、以发热的充许条件设计配电网络,配电系统供应电力的方式与输电系统不同,配电系统中,电力的配送在线路上是呈阶梯形状的,即出口的电力大,受端的电力小,但在有的情况下受端又可以变为送端。所以在这种情况下,采用以发热条件计算为合理,以减少配送损失,在具体运行中又需要及时合理安排。
5、对于低压电力供应密度比较高的情况,采用铜导体比采用铝导体有较好的节能效果。由于铜导体的电阻率是铝导体电阻率的57.7%,由I2R的计算可知,损失率可以减小42.3%,这是一个非常实际的措施。不然,为了达到与铜导体相同的损失水平,就必然需要扩大铝导体的载面约一倍,因此所付出的初投资和今后的维护费用都是不合理的。
6、线路上采用节能型的连接金具。线路上的连接金具是数以万计的。据测量,一个非节能型的金具的电力损失约是10-15W,因此无论是电业单位,还是受电单位,都应当在这方面采取积极的态度。这是配电系统节能的一个有效的技术措施。所以在配电网络中采用节能型的金具是一个有力的技术措施。
7、对低压配电线路改造,更新,扩大导线的通流水平,提高绝缘水平,以减少传输和漏电的损失。
8、重视和合理进行无功补偿,以提高功率因数,这是减小线损的有力措施。
9、采用节能型的电器设备(如节能型电动机。节能型照明电器等)。
10 、采用电子型,长寿命,宽量程的电表 这一类电表的电压回路损失可以做得比原来感应型的低得多。如果每个表的损失比原来的减少一半,对于一个有1000个表的配电系统,就可以减少3000KW的电量损失。