配电网技术降损措施研究

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:krist2009
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  摘要:线损即线路损失,是电能在电力网传送,分配过程中客观存在的物理现象,发电厂发出来的电能,通过升压、输电、配电给用户使用的工程中不可避免的因发热等无功消耗因素发生损耗。如电网元件中导线,变压器,开关设备,用电设备发热,电能变成热能损失。此外线损还指因管理方面等因素造成的电能损失,本文仅做技术方面讨论。通常采用优化网络结构、改善供电电压水平、采取节能型变压器、配置无功补偿等方法降低线路损失。
  关键字:线损、降损措施 发热 输配电 变压器 无功补偿
  引言:
   能源形势日趋紧张,电煤告急消息此起彼伏,福岛核电引发的核电阴影线对发电、输配电、用电企业及个人提出了更高的节能要求。本文就降低输配电过程中的线路损失做初步分析,希望对相关工程技术人员的工作提供帮助。本文重点对输配电过程中降低线损的技术措施进行研究和分析。
  1、线损的分类:
   依据相关计算统计方法线路损失分为统计线损、理论线损、经济线损、定额线损和管理线损。
  1.1. 统计线损
  统计线损是根据电能表指数计算出来的,是供电量与售电量的差值。一般包含了输配电系统中的所有线路损失。
  1.2. 理论线损
  理论线损是根据供电设备的参数和电力网当时的运行方式及潮流分布以及负荷情况,由理论计算得出的线损。
  1.3. 经济线损
  經济线损是对于设备状况固定的线路,理论线损并非为一固定的数值,而是随着供电负荷大小变化而变化的,实际上存在一个最低的线损率,这个最低的线损率称为经济线损,相应的电流称为经济电流。经济线损其实是一个线损与负荷的一个经济曲线。
  1.4. 定额线损
  定额线损也称线损指标,是指根据电力网实际线损,结合下一考核期内电网结构,负荷潮流情况以及降损措施安排情况,经过测算,上级批准的线损指标。
  1.5. 管理线损
  管理线损是由与管理方面的因素而产生的损耗电量,它等于统计线损(实际线损)与理论线损的差值。本文不做重点讨论。
  2.线损产生的原因:
   由于供用电管理部门和有关人员管理不够严格,出现漏洞,违章用电和窃电,电网元件漏电,电能计量装置误差以及抄表人员漏抄,错抄等而引起的电能损失称为管理线损。线损产生的内在原因包括以下两个方面:
  2.1 电阻作用:
   线路的导线,变压器,电动机的绕组,都是铜或者铝材料的导体。当电流通过时,对电流呈现一种阻力,此阻力称为导体的电阻。电能在电力网传输中,必须克服导体的电阻,从而产生了电能损耗,这一损耗见之于导体发热。由于这种损耗是由导体的电阻引起的,所以称为电阻损耗,它与电流的平方成正比,用式子 表示。变压器,电动机等绕组中的损耗,又习惯称之为铜损。 超导材料的研究是克服铜损的努力方向。
  2.2磁场作用:
   由于这种损耗是在电磁转换过程中产生的,所以称之为励磁损耗,它造成铁芯发热,通常又称之为铁损。变压器需要建立并维持交变磁场,才能升压或降压。电动机需要建立并维持旋转磁场,才能运转而带动生产机械做功。电流在电气设备中建立磁场的过程,也就是电磁转换过程。在这一过程中,由于交变磁场的作用,在电气设备的铁芯中产生了磁滞和涡流,使铁芯发热,从而产生了电能损耗。选用新型优质的变压器可以减小铁损。
  3、降低线损的技术措施
  3.1以减损为出发点优化输配电网络结构:
   合理选择供电半径和控制最长电气距离,供电半径应根据负荷分布并按电压降进行选择,以损耗校核,是从降损节能的角度考虑电网布局的核心工作。在规划设计时,应考虑远期负荷增长的需要,一般压降不应超过线路额定电压的5%,每回出线输送功率一般不应超过2000kVA。首先要明确作为配电线路其电能损耗的绝大部分在主干线段,若电网布置的主干线过长,则应考虑增加出线回数或新增电源布点,还可采取多种方法,比如增大导线截面,提前分流,转移负荷等。不过以上各种措施都需要增加投入,如增大导线截面是降低干线段损耗的一项切实可行、立竿见影的技术措施,但在实施时,要本着技术可行经济合理的原则进行核算,以免资金回收年限过长造成经济上的不合理。改造配电网络应按照“多布点、小容量、短半径、多回路”的要求,以节电降损为目的,根据负荷分布情况对现有配电网络进行结构优化和更新改造,科学合理地选择供电半径和控制最长电气距离。
  3.2以减小铁损为出发点选取新型节能型变压器:
   变压器是输配电系统中最重要的也是无功功率最大的设备且数量众多。首先是要强制性淘汰网内在用的高能耗变压器,其次是合理选择变压器的台数和容量,强调配变的经济运行方式,尤其是负荷季节性强,峰谷差大,年利用小时少,轻载时间长,不用时应脱网退出运行。对酒店、宾馆、工厂等照明与动力混合负荷,宜采用一大一小配变分开运行或按子母变方式运行。35kV变电所应两台主变并列运行,两台主变的投切根据临界负荷确定,主变应强调经济运行以减少主变损。10kV配电变压器的损耗占配电网损很大的比例,公用变压器运行不经济的主要原因是由于配变容量的选择不尽合理,安装位置又不恰当,尤其是农村用电负荷存在季节性强、峰谷差大,年利用小时低,全年轻载甚至空载时间长,加之管理不善等因素造成配网损耗过高提高电压质量,缩短低压线路供电半径,增大导线截面等措施,减少配电变压器线损。
  3.3配置合理无功补偿:
   为电网无功补偿能取得最佳的综合效益,应全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡。无功补偿应做到以下几个“相结合”:集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主;降损与调压相结合,以降损为主;输电网补偿与配电网补偿相结合,以配电网补偿为主;供电部门进行补偿用户进行补偿相结合,以就地平衡为原则补偿。
  3.4改善供电电压水平:
   根据负荷情况使运行电压始终处在一个经济合理的水平上。正确的做法是使用电设备电压水平控制在额定值允许的偏移范围内。在忙季、高峰负荷和可变损占线损比重大时适当提高电压使其接近上限运行;在闲季、低谷负荷和固定损占线损比重大时可适当降低电压使其接近下限运行。可以通过上述无功补偿或通过调节变压器分接头等手段来实现这一目标。结语:
  为创建低碳节约型社会,相应国家节能减排号召,改善人类的生活生产环境,输配电相关从业人员应本着节约资源保护环境的根本目标,对降低线损的各种技术措施做深入研究,加强新技术的开发与使用,同时也应逐步完成对能耗高布局不合理的输配电网络和设备进行改造,达到能源利用的高效与最优化。
  3.2电解槽安装
  3.2.1安装工艺流程图
  电解槽安装工艺流程如下:
  3.2.2槽壳安装
  a.在车间厂房屋面防水完成和电解槽的基础交工后,进行电解槽的安装,电解槽安装利用车间内的25T多功能天车进行,槽壳与摇篮架分拆安装;
  b.在对电解槽的基础墩进行复检,合格后,在基础墩上弹出电解槽的中心线,将基础墩上绝缘板的安装部位凿平,并标示出每一个实际标高差值,便于调整;
  c.安装钢垫板,钢垫板按实际标高测量值进行调整,最多3层,各层之间电焊牢固,然后将支持梁按槽位吊放在钢垫板上,支持梁是用I25a工字钢组成的框形基础,支持梁中心线允差±1mm;
  d.将摇篮架按基准摆放在底梁上就位,并用临时支撑固定。吊装槽壳至摇篮架内落位。检查槽壳和摇篮架之间的绝缘层垫好无误后,拧紧螺栓固定槽壳;
  e.调整槽壳的坐标位置:在槽壳的四边中心线上分别安放四个线锤,利用线锤和基础槽位线的相对位置来调整槽壳的坐标,由于槽壳既大且重,为便于移动,在槽壳下部摆放φ16mm的圆钢,使用千斤顶进行调整,调整到位后顶起槽壳,抽出圆钢,将槽壳落放在支持梁上;
  f.在支持梁下部設置四个千斤顶支点,用千斤顶将支持梁和槽壳均匀顶起,安装高分子绝缘板和石棉板,为了不损伤绝缘垫层,影响绝缘效果,将支持梁和槽壳缓慢落放在绝缘垫层上,然后复查槽壳,其允许误差为:中心线±3mm,上口水平度<1/1000,对地绝缘>1兆欧;
  3.2.3大梁立柱安装
  a. 大梁立柱采用扩大拼装法进行安装。为了保证工期,在砌筑的同时进行大梁立柱的扩大拼装;
  b.扩大拼装在车间内的拼装平台上进行,首先在拼装平台上焊上水平罩板的定位胎模支架,将水平罩板吊至胎模支架上,检查水平度,水平罩板的水平度2/1000;
  c.将门型立柱吊上水平罩板,与水平罩板的中心线对齐,长度方向以水平罩板上的导杆槽口到立柱的距离来控制,保证其垂直度,检查两门型立柱的间距:跨距L±2.0mm,立柱的垂直度<1/1000。合格后焊牢;
  d.将大梁吊到门型立柱上,与门型立柱的中心线对齐,检查大梁的上平面水平度,倾斜小于1/1000mm,高度偏差±5.0mm,合格后与立柱焊接;
  e.砌筑交工后,吊装大梁立柱,先对电解槽上部安装平面进行复测,标出电解槽的中心线。安装采用吊装扁担进行吊运,为防止大梁变形,应用 ∠75 角钢 给大梁加设临时支撑。吊装时,在大梁两端各绑扎一根控制溜绳;
  f.严格控制、检查绝缘件的正确安装;
  g.立柱大梁的中心与槽中心的允许偏差为:纵向 ±5.0mm,横向±2.0mm,槽上各部件间绝缘>2.0兆欧。
  3.2.4升降机构安装
  a.大梁立柱安装到位,开始安装升降机构,阳极升降机构的安装按TJ231《机械设备工程施工及验收规范》第一册的规定进行;
  b.各传动部件在组装前进行经查,部分清洗重新组装,以保证运转灵活;
  c.减速机安装以电解槽中心为基准,允许偏差±2.0mm;
  d.升降机构轴座需与阳极升降机构的枢轴装配后,找准水平,再与大梁固定。枢轴轴线相对于机构纵轴线的倾斜度不得大于0.1mm;
  e.连杆保持在同一轴线上,移动灵活,不得用强制变形手段安装;
  3.2.5供料系统安装
  a.在其它专业的母线安装完毕后,安装定容下料器、打壳气缸、出铝气缸、锤头等部件;
  b.先予装一套打壳气缸和定容下料器,检验大梁立柱上的安装孔及空间位置的准确及定容下料器与料箱孔间的安装间隙;
  c.定容下料器安装时,仔细检查与料箱接触的“O”型密封圈,保证“O”型密封圈被压紧,料箱密封严密,无漏料现象;
  d.严格控制打壳气缸、出铝气缸、锤头的等部件安装的垂直度。气缸和锤头的中心线在同一铅垂线上;
  e.气缸在全程范围内运动时,锤头运动应灵活,无别劲,卡阻,滞涩现象;
  f.安装时,严格控制气缸与槽体之间的绝缘,防止导电打火损坏缸体;
  g.气缸中心线与槽体中心线间的允许偏差为:±2.0mm,以大梁上表面为基准,高度偏差为:±5.0mm;
  3.2.6气动管网的安装
  a.电解槽槽上空气配管预先安装一台,检查合格后成批下料制作安装;
  b.压缩空气管网安装按《电解槽气控原理图》及《工业金属管道施工及验收规范》GB50235-97进行施工;
  c.管材及附件在安装前进行外观检查,外表面不得有裂纹、分层、砂眼、凹陷等缺陷。并清除管子内壁的铁锈、污物;
  d.管材采用机械方法切割,允差:Lmm,切口表面平整,不得有裂纹、重皮、凸凹、缩口,清除毛刺、铁屑;
  e.管螺纹采用自动套丝机加工,螺纹表面不得有裂纹、毛刺等缺陷。有轻微机械损失或断面不完整的螺纹,全长累计不大于1/3圈,牙高减少不应大于其高度的1/5;
  f.管道的安装必须牢固,位置正确,无歪斜、活动等现象。外观应横平竖直,整齐、美观;
  g.空气配管中的绝缘节不得随意减少,软管的衔接长度应尽可能缩短,但必须保证软管弯曲半径大于10d(软管直径);
  h.管路系统中所有各种支架安装应牢固,正确。墙上配管支架待管道安装定位后,用砂浆浇固;
  i.管道安装完后,进行管道吹扫,吹扫时断开设备,以防止管道内的污物进入设备;
  j.管道吹扫完毕后,进行空气配管试压,管路试验压力1.0MPa,试压30分钟,压力下降幅度小于5%为合格;
  3.3制作、安装施工质量控制措施
  (1)钢结构施工前,首先认真审图,对有异疑的问题,过联系单等书面材料向该工程设计者取得联系,经确定后进行施工;
  (2)钢结构的焊接在具有保证质量条件的厂房、车间内施工;现场制作与安装焊接,搭设临时的防雨、雪棚;
  (3)焊接对接接头和T型接头的焊缝时,在焊件的两端设置引弧板,其材质,坡口型式与焊件相同,引弧或打火在焊缝中间进行,确保构件表面完好和避免在起焊处产生温差或凹陷弧坑;
  (4)为防止构件在拼装过程中产生过大的应力和变形,尽可能不采用较大的外力强制组对,以防构件焊后产生过大的拘束应力而发生变形;
  (5)吊装刚性较差、易变形的构件,事先对构件进行加固后再吊装,以防止构件吊装失稳变形;
  
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