淺析降低農(nóng)村電網(wǎng)線損的技術(shù)措施

1、    淺析降低農(nóng)村電網(wǎng)線損的技術(shù)措施            作者：尹聰時(shí)間：2007-11-25 12:01:00                     摘要：本文闡述了農(nóng)村電網(wǎng)線損按性質(zhì)的分類，從電力網(wǎng)絡(luò)的功率分布、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電網(wǎng)改造

2、等方面論述了降低線損的技術(shù)措施，并介紹了我公司在線損管理中采取的一些較有成效的技術(shù)措施，望同行比較借鑒。 關(guān)鍵詞：電網(wǎng)損耗 功率分布 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 電網(wǎng)改造 技術(shù)措施  線損是電能在傳輸過程中所產(chǎn)生的有功電能、無功電能和電壓損失的總稱（在習(xí)慣上通常稱為有功電能損失）。電網(wǎng)的線損按性質(zhì)可分為技術(shù)線損和管理線損。技術(shù)線損又稱為理論線損，它是電網(wǎng)中各元件電能損耗的總稱。主要包括不變損耗和可變損耗，技術(shù)線損可通過理論計(jì)算來預(yù)測(cè)，通過采取技術(shù)措施來達(dá)到降低的目地。降低電網(wǎng)損耗的技術(shù)措施包括需要增加一定投資對(duì)電力網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造的措施和不需要增加投資僅需改善電網(wǎng)運(yùn)行方式的措施。如改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布、

3、合理安排運(yùn)行方式、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、調(diào)整負(fù)荷均衡、合理安排檢修、對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行升壓改造、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理選擇導(dǎo)線截面等。降低農(nóng)村電力網(wǎng)的技術(shù)線損可通過加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)。 1改善網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布，想方設(shè)法提高功率因數(shù)COS在有功功率合理分配的同時(shí)，做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠(yuǎn)距離輸送。增設(shè)無功補(bǔ)償裝置，提高負(fù)荷的功率因數(shù)。合理地配置無功補(bǔ)償裝置，改變無功潮流分布，減少有功損耗和電壓損耗、減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，使線損大為降低，還可以改善電壓質(zhì)量，提高線路和變壓器的輸送能力。電網(wǎng)在進(jìn)行功率傳輸時(shí)，電流將在線路等阻

4、抗上產(chǎn)生電壓損耗U，假如始端電壓為U1，末端電壓為U2，則電壓損耗計(jì)算公式為: U = U1- U2=（PR+QX）/U n       式中：P-線路傳輸?shù)挠泄β剩╧W）Q-線路傳輸?shù)臒o功功率（kvar）U n-線路額定電壓（kV）R、X-線路電阻、電抗（）若保持有功功率恒定，而R和X為定值，無功功率Q愈小，則電壓損失愈小，電壓質(zhì)量就愈高。當(dāng)線路安裝容量為Q C的并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置后，線路的電壓損耗變?yōu)椋篣´=PR+（Q-Q C）X/ Un       

5、0;   可以看出: 采取無功補(bǔ)償以后，線路傳輸?shù)臒o功功率變小，相應(yīng)地減少了線路電壓的損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。1.2對(duì)線損的影響    無功功率不僅影響配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且導(dǎo)致了配電系統(tǒng)供電線損的增加; 在農(nóng)用配電網(wǎng)中線路的年電能損耗為：A=3RI2max×10-3=P max×10-3 P2R×10-3/(U2COS2) (kWh)      式中：P max -年內(nèi)線路輸送最大負(fù)荷時(shí)的有功功率（kW）Imax-裝置所通過的最大負(fù)荷電流（A）-最大負(fù)荷損

6、耗時(shí)間（h），其值可由年負(fù)荷曲線確定將功率因數(shù)由COS1提高到COS2時(shí)，線路中的功率損耗降低率為：P1-(COS1/ COS2)2×100       當(dāng)功率因數(shù)由0.7提高到0.9時(shí)，線路中的功率損耗可減少39.5%。當(dāng)電壓為額定值時(shí)，在農(nóng)用配電網(wǎng)中變壓器的年電能損耗為：A= nP0t +S2maxPK/(nS2n) (kWh)       式中：P0-變壓器的鐵損（kW）PK-變壓器的銅損（kW）Sn-變壓器的額定容量（kVA）Smax-變壓器的最大負(fù)荷（kV

7、A）t-變壓器每年投入運(yùn)行的小時(shí)數(shù)(h)n-并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)-最大負(fù)荷損耗時(shí)間（h），其值可由年負(fù)荷曲線確定由于最大負(fù)荷損耗時(shí)間與功率因數(shù)COS有關(guān)，當(dāng)COS增大時(shí)，輸送的無功功率減少，相應(yīng)的值也就減少，因而電網(wǎng)損耗也就明顯降低。實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，不僅能改善電壓質(zhì)量，對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也有重大作用，應(yīng)根據(jù)各種運(yùn)行方式下的網(wǎng)損來優(yōu)化運(yùn)行方式，合理調(diào)整和利用補(bǔ)償設(shè)備提高功率因數(shù)。對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)中無功負(fù)荷及無功分布情況合理選擇無功補(bǔ)償容量和確定補(bǔ)償容量的分布，以進(jìn)一步降低電網(wǎng)損耗。實(shí)際補(bǔ)償過程中，電容器容量的選擇是一個(gè)十分重要的問題，如果我們選擇的容量過小，則起不到很好的補(bǔ)償作用

8、；如果容量選擇過大，供電回路電流的相位將超前于電壓，就會(huì)產(chǎn)生過補(bǔ)償，引起變壓器二次側(cè)電壓升高，導(dǎo)致電力線路及電容器自身的損耗增加。電容器的補(bǔ)償容量要以具體情況而定，最佳計(jì)算公式為： QC=avqcPc       式中：qc -電容補(bǔ)償率（kvar/kW），即每千瓦有功負(fù)荷需補(bǔ)償?shù)臒o功功率，可通過有關(guān)數(shù)據(jù)表格得到Pc-由變配電所供電的月最大有功計(jì)算負(fù)荷(kW)  在變電所補(bǔ)償電容的選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合網(wǎng)內(nèi)無功潮流的分布及配電線路用戶的無功補(bǔ)償水平來考慮，由于變電所一般均設(shè)兩臺(tái)變壓器、二次側(cè)接線又可分兩段接線，為了適應(yīng)變壓器

9、分臺(tái)運(yùn)行和二次側(cè)分段運(yùn)行及檢修方便，補(bǔ)償電容器組以分裝兩組為易，其容量一般均能適應(yīng)輕載無功負(fù)荷（接近主變空載運(yùn)行）及平均無功負(fù)荷（接近主變正常無功負(fù)荷）一般按主變?nèi)萘康?0%20%確定。無功補(bǔ)償是日常運(yùn)行中最常用、最有效的降損節(jié)能技術(shù)措施，無功分散補(bǔ)償更能實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡。對(duì)降低供電線損，提高配網(wǎng)供電能力，改善電壓質(zhì)量都有重大意義，所以，在配電網(wǎng)建設(shè)與改造中應(yīng)大力推廣無功補(bǔ)償技術(shù)。 2合理安排運(yùn)行方式 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要是確定機(jī)組的最佳組合和經(jīng)濟(jì)地分配負(fù)荷。這時(shí)考慮的是全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，線損不是決定性的因素。因此，在系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的前提下，做到電力網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低

10、線損的有效措施。而變電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要是確定最佳的變壓器運(yùn)行組合方式和最佳負(fù)荷率。 電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓對(duì)電力網(wǎng)中各元件的空載損耗均有影響。一般在35kV及以上供電網(wǎng)絡(luò)中，提高運(yùn)行電壓1%，可降損1.2%左右。提高電網(wǎng)電壓水平，主要是搞好全網(wǎng)的無功平衡工作，其中包括提高發(fā)電機(jī)端口電壓，提高用戶功率因數(shù)，采用無功補(bǔ)償裝置等。將變壓器安裝在負(fù)荷中心點(diǎn)和在無功平衡的前提下調(diào)整變壓器的分接頭。 在10kV農(nóng)用配電網(wǎng)中，由于空載損耗約占總損耗的50%80%，特別是在深夜，因負(fù)荷低，空載損耗的比例更大，所以應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)電壓偏移的要求，適當(dāng)降低電壓運(yùn)行。 對(duì)于低壓電網(wǎng)其空載損耗很少，宜提高運(yùn)行電壓。

11、在電網(wǎng)運(yùn)行中，大量采用有載調(diào)壓設(shè)備可以在不同的負(fù)荷情況下合理地調(diào)整電網(wǎng)的運(yùn)行電壓。 2.3調(diào)整負(fù)荷曲線、平衡三相負(fù)荷負(fù)荷峰谷差大，在供電量相同的情況下線損大。變壓器的三相負(fù)荷不平衡時(shí)，特別是低壓網(wǎng)絡(luò)，既影響變壓器的安全運(yùn)行又增加了線損。規(guī)程規(guī)定：一般要求配電變壓器出口處的電流不平衡度不大于10%，干線及分支線首端的不平衡度不大于20%，中性線的電流不超過額定電流的25%，這是因?yàn)樵谂潆娤到y(tǒng)中，有的相電流較小，有的相電流接近甚至超過額定電流，這種情況下，不僅影響變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響供電質(zhì)量，而且會(huì)使線損成倍增加。若一條公用配電線路等值電阻為R，通過最大電流為IAIBICI，則在三相電流平衡

12、時(shí)的有功功率損失為P3I2R。三相電流不平衡時(shí)，有負(fù)序和零序電流分量，以平衡時(shí)的正序電流即IIAI1為標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)的有功功率損失為：P3(I21R1+I22R2+I20R0)= 3I2(1+22)+20KRR       式中：R1、R2、R0、R-正序、負(fù)序、零序和等值電阻，且R1R2R      KRKR/R1 ,一般大于42I2/ I1，0I0/ I1-負(fù)序和零序電流的不平衡系數(shù)從上式可見，三相電流不平衡程度越大，有功功率損失也就越多，所以必須定期進(jìn)行三相負(fù)荷測(cè)定和調(diào)整工作，使變壓

13、器三相電流力求平衡。由于三相不平衡在配電線路中經(jīng)常出現(xiàn)，如果不平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時(shí)也危及配變的安全運(yùn)行。對(duì)于峰谷差較大的負(fù)荷，應(yīng)采取雙回路的供電方式，而對(duì)三相不平衡的負(fù)荷，調(diào)整負(fù)荷是主要手段。      2.4移峰填谷，提高日負(fù)荷率負(fù)荷率不高，增加了電網(wǎng)損耗，因此應(yīng)根據(jù)用戶的用電規(guī)律，合理而有計(jì)劃的安排用電負(fù)荷及用電時(shí)間，提高電網(wǎng)的負(fù)荷率，從而降低損耗。為了避免夜間負(fù)荷極少的情況，我公司采用了分時(shí)電表、分時(shí)電價(jià)，大大調(diào)動(dòng)了用戶夜間用電的積極性。 3變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 根據(jù)負(fù)荷的變化適當(dāng)改變投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)，可

14、以減少功率損耗（參見公式）。當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時(shí)，減少一臺(tái)運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì); 反之，當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行較為合理。由于變壓器的損耗占全系統(tǒng)總線損量的30%60%，故降低變壓器的損耗是電網(wǎng)降損的重要內(nèi)容。一般選用節(jié)能型變壓器，在變電所內(nèi)設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)以上的變壓器，同時(shí)為改變系統(tǒng)運(yùn)行方式奠定設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)。這樣既提高了供電的可靠性，又可以根據(jù)負(fù)荷合理停用并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)，以降低變壓器損耗。   4進(jìn)行電網(wǎng)改造 由于各種原因使電網(wǎng)送變電容量不足，出現(xiàn)“卡脖子”、供電半徑過長(zhǎng)等。這些問題不僅影響了供電的安全和質(zhì)量，也嚴(yán)重影響著線損。因此，我公司認(rèn)真貫徹國(guó)家有關(guān)供電半徑的規(guī)定：0.38kv-0.5km、10kv-15km、35kv-40km（0.22kv農(nóng)村照明控制在1km以內(nèi)）。架設(shè)新的輸配電線路，改造原有線路，加大導(dǎo)線截面，采用低損耗變壓器。改造迂回線路，消除“卡脖子”現(xiàn)象，是電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此，需要對(duì)迂回供電、“卡脖子”的線路進(jìn)行改造，制定按期發(fā)展建設(shè)的電網(wǎng)規(guī)劃，確保電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 雖然線路的導(dǎo)線和變壓器繞組中的功率損耗與電壓的平方成反比，而變壓器鐵芯的功率損耗卻與電壓