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线损管理是供电企业管理的关键环节,要完成“十一五”节能降损的目标,就要树立效益观念,提高认识,加强管理。作为供电企业线损管理的一个重要环节,配电网降损工作尤为迫切。
一、10千伏高压电网损耗分析
10千伏高压电网的损耗主要由线路损耗和公用变压器的损耗两部分组成。
1、线路损耗计算:
(1)高压架空线路的损耗:当电流通过三相供电线路时,在线路电阻上的功率损耗为 △P=3I2R×10-3(kW),以代表日计算,实测负荷电流为全日24小时的均方根电流值Ijf,则Ijf=当导线的材料和截面一定时,线路每相电阻值R与导线的温度有关,而导线的温度是由通过导线的负荷电流及周围空气温度决定的。因此,可认为导线电阻由三个分量组成:①基本恒定分量R20,即线路每相导线在20℃时的电阻值;②当电流通过导线时,导线发热,温度升高,使导线电阻增大,增加的电阻值△R=β1R20(其中β1为计算修正系数);③当周围空气温度不是20℃时,导线电阻变化的数值 △ R=β2 R20(其中β2为计算修正系数)。所以,高压架空线路在代表日的损耗电量为△ W=3 R20(1+β1+β2)×24×10-3(kW•h)
(2)电力电缆线路的损耗:电缆线路的电能损耗由①导体电阻损耗,②介质损耗,③铅包损耗,④钢铠损耗四部份组成。一般情况下,介质损耗约为导体电阻损耗的1%-3%,铅包损耗约为1.5%,钢铠损耗在三芯电缆中,如导线截面不大于185mm2,可忽略不计。电力电缆的电阻损耗,一般根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算。
2、公用变压器的损耗
(1)空载损耗可根据变压器的铭牌参数或试验数据确定,空载损耗与运行电压和分接头电压有关,损失电量表达为:△W0=△P0( )2t(kW•h)。(2)负载损耗可根据变压器短路的实测数据或铭牌数据确定,负载损耗与通过该绕组的负荷电流的平方成正比,损失电量表达式为:△Wr=△Pr( )2t(kW•h)
二、低压线路损耗
1、根据实际情况,配电变压器的容量越大,低压线路的供电线路数也越多。若低压线路的供电线路数为N,则低压线路每一路始端的最大平均电流为Imax,Bd/N;
2、低压线路每一路始端的最大电流并不相等,在计算低压线路的损耗电量时,需要乘以修正系数K1;
3、低压线路的接线方式对损耗也有影响。单相两线制线路,相线和中性线的截面相同,电流也相等,单相线路的损耗电量是一根导线损耗电量的2倍。三相四线制线路,则中性线截面比相线小,电流也小,线路的损耗电量是一根相线损耗电量的3.5倍,若中性线截面与相线相同,则线路的损耗电量是一根相线损耗电量的4倍。
4、低压线路的损耗电量又与各低压线路的负荷分布有关,如果按照每一线路平均的始端电流和每一路的线路电阻计算损耗电量时,还应加以修正,乘以修正系数K2。
三、10千伏配电网降损有效途径
根据对10千伏配电网损耗电量的分析,经过理论计算和实践总结,对10千伏配电网降损的有效措施和途径分析如下:
1、确定10千伏配电网经济合理的运行方式。为保证电网供电的可靠性、连续、安全性,10千伏配电网可采用合环运行。环网的经济功率是按各线段电阻间的关系分布的,而自然功率是按各线段的阻抗关系分布的。如果是均一的电网,各线段的x/R为常数,则自然功率分布和经济功率分布是一致的。环网的不均一程度越大,自然功率分布和经济功率分布的差别越大,有功损耗的差值也越大。为降低线损,首选应该研究、计算分析10千伏配电网应合环运行还是开环运行。
2、适当提高运行电压,确保电压质量。输送相同的功率时,提高运行电压可降低电流,减少损耗。电网中的功率损耗与运行电压的平方成反比,适当提高运行电压,既可提高运行电压,又能降低损耗。
3、提高功率因数,减少电网输送的无功电流。(1)改善公用变压器的功率因数。(2)合理控制变压器的运行台数。(3)停用轻载变压器。(4)对低压客户推行无功补偿。(5)工业客户就地直接动态无功补偿。这是最有效的无功补偿方式。
4、合理调整负荷,提高负荷率。供电企业要加强需求侧管理,改变观念,主动出击,变需求侧管理为需求侧服务,通过电价杠杆积极引导客户合理安排生产,改进生产工艺,提高负荷率,减少负荷波动,均衡用电,提高供、用电设备的效率,在降低线路损耗的同时降低企业的生产成本,实现双赢。
5、采用节能新设备。在10千伏配电网规划、改造中,逐步淘汰老旧变压器,更换和采用型低损耗节能变压器,如S11型油浸变压器,SC9系列型干式变压器,以及非晶合金铁芯配电变压器等低损耗产品。按照《中国南方电网城市电网规划导则》,在城市电网建设中,高压直接进入市区,深入负荷中心,在城市主要干道实现电缆化,对所应用的电气设备具有智能化、小型化、防火等功能,采用组合式变压器或预装式变电站。
6、加强理论线损计算和管理,做好对比分析。充分发挥理论线损计算的作用,严格按照线损计算的具体要求,定期进行线损理论计算,通过分析结果,以准确的数据及时衡量线损管理的实际效果,发现网络的薄弱环节,通过理性分析,及时调整降损措施,使降损工作有的放矢,做出实效。
节能降损工作任重道远,需要在工作中不断总结和挖掘,不断创新,提出新思路、新办法,以不断提高线损管理的水平。
一、10千伏高压电网损耗分析
10千伏高压电网的损耗主要由线路损耗和公用变压器的损耗两部分组成。
1、线路损耗计算:
(1)高压架空线路的损耗:当电流通过三相供电线路时,在线路电阻上的功率损耗为 △P=3I2R×10-3(kW),以代表日计算,实测负荷电流为全日24小时的均方根电流值Ijf,则Ijf=当导线的材料和截面一定时,线路每相电阻值R与导线的温度有关,而导线的温度是由通过导线的负荷电流及周围空气温度决定的。因此,可认为导线电阻由三个分量组成:①基本恒定分量R20,即线路每相导线在20℃时的电阻值;②当电流通过导线时,导线发热,温度升高,使导线电阻增大,增加的电阻值△R=β1R20(其中β1为计算修正系数);③当周围空气温度不是20℃时,导线电阻变化的数值 △ R=β2 R20(其中β2为计算修正系数)。所以,高压架空线路在代表日的损耗电量为△ W=3 R20(1+β1+β2)×24×10-3(kW•h)
(2)电力电缆线路的损耗:电缆线路的电能损耗由①导体电阻损耗,②介质损耗,③铅包损耗,④钢铠损耗四部份组成。一般情况下,介质损耗约为导体电阻损耗的1%-3%,铅包损耗约为1.5%,钢铠损耗在三芯电缆中,如导线截面不大于185mm2,可忽略不计。电力电缆的电阻损耗,一般根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算。
2、公用变压器的损耗
(1)空载损耗可根据变压器的铭牌参数或试验数据确定,空载损耗与运行电压和分接头电压有关,损失电量表达为:△W0=△P0( )2t(kW•h)。(2)负载损耗可根据变压器短路的实测数据或铭牌数据确定,负载损耗与通过该绕组的负荷电流的平方成正比,损失电量表达式为:△Wr=△Pr( )2t(kW•h)
二、低压线路损耗
1、根据实际情况,配电变压器的容量越大,低压线路的供电线路数也越多。若低压线路的供电线路数为N,则低压线路每一路始端的最大平均电流为Imax,Bd/N;
2、低压线路每一路始端的最大电流并不相等,在计算低压线路的损耗电量时,需要乘以修正系数K1;
3、低压线路的接线方式对损耗也有影响。单相两线制线路,相线和中性线的截面相同,电流也相等,单相线路的损耗电量是一根导线损耗电量的2倍。三相四线制线路,则中性线截面比相线小,电流也小,线路的损耗电量是一根相线损耗电量的3.5倍,若中性线截面与相线相同,则线路的损耗电量是一根相线损耗电量的4倍。
4、低压线路的损耗电量又与各低压线路的负荷分布有关,如果按照每一线路平均的始端电流和每一路的线路电阻计算损耗电量时,还应加以修正,乘以修正系数K2。
三、10千伏配电网降损有效途径
根据对10千伏配电网损耗电量的分析,经过理论计算和实践总结,对10千伏配电网降损的有效措施和途径分析如下:
1、确定10千伏配电网经济合理的运行方式。为保证电网供电的可靠性、连续、安全性,10千伏配电网可采用合环运行。环网的经济功率是按各线段电阻间的关系分布的,而自然功率是按各线段的阻抗关系分布的。如果是均一的电网,各线段的x/R为常数,则自然功率分布和经济功率分布是一致的。环网的不均一程度越大,自然功率分布和经济功率分布的差别越大,有功损耗的差值也越大。为降低线损,首选应该研究、计算分析10千伏配电网应合环运行还是开环运行。
2、适当提高运行电压,确保电压质量。输送相同的功率时,提高运行电压可降低电流,减少损耗。电网中的功率损耗与运行电压的平方成反比,适当提高运行电压,既可提高运行电压,又能降低损耗。
3、提高功率因数,减少电网输送的无功电流。(1)改善公用变压器的功率因数。(2)合理控制变压器的运行台数。(3)停用轻载变压器。(4)对低压客户推行无功补偿。(5)工业客户就地直接动态无功补偿。这是最有效的无功补偿方式。
4、合理调整负荷,提高负荷率。供电企业要加强需求侧管理,改变观念,主动出击,变需求侧管理为需求侧服务,通过电价杠杆积极引导客户合理安排生产,改进生产工艺,提高负荷率,减少负荷波动,均衡用电,提高供、用电设备的效率,在降低线路损耗的同时降低企业的生产成本,实现双赢。
5、采用节能新设备。在10千伏配电网规划、改造中,逐步淘汰老旧变压器,更换和采用型低损耗节能变压器,如S11型油浸变压器,SC9系列型干式变压器,以及非晶合金铁芯配电变压器等低损耗产品。按照《中国南方电网城市电网规划导则》,在城市电网建设中,高压直接进入市区,深入负荷中心,在城市主要干道实现电缆化,对所应用的电气设备具有智能化、小型化、防火等功能,采用组合式变压器或预装式变电站。
6、加强理论线损计算和管理,做好对比分析。充分发挥理论线损计算的作用,严格按照线损计算的具体要求,定期进行线损理论计算,通过分析结果,以准确的数据及时衡量线损管理的实际效果,发现网络的薄弱环节,通过理性分析,及时调整降损措施,使降损工作有的放矢,做出实效。
节能降损工作任重道远,需要在工作中不断总结和挖掘,不断创新,提出新思路、新办法,以不断提高线损管理的水平。