淺析電網(wǎng)電能耗損與應(yīng)對措施

鹽城供電公司鹽都營業(yè)部 徐永進(jìn)

仙桃職業(yè)學(xué)院 郭 萍

1.引言

電網(wǎng)電能損耗是指輸電網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)損耗電量的總稱。是電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)在電能傳輸和營銷過程中自發(fā)電廠出線起至客戶電度表止所產(chǎn)生的電能消耗和損失，它綜合反映了電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)營管理的水平。電網(wǎng)電能損耗主要包括管理損耗和技術(shù)損耗兩部分，本文只涉及技術(shù)損耗的探討。技術(shù)損耗又稱理論損耗，是電網(wǎng)中各元件電能損耗的總稱，可分為可變損耗和固定損耗兩種。固定損耗即所有變壓器、測量儀表、二次電路等勵磁回路的鐵耗；可變損耗即線路導(dǎo)線和變壓器繞組中的電能損失。目前我國電網(wǎng)的電能損耗普遍較大，為節(jié)約能源，建設(shè)環(huán)保型社會和減少供電企業(yè)的運(yùn)行成本，電網(wǎng)的節(jié)能降損工作顯得尤為重要。降低線損是一項艱巨任務(wù)，它涉及面廣泛。下面就幾種常用的行之有效地降低線損的技術(shù)措施做出簡單的介紹，主要包括：調(diào)整完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行電壓；主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；合理設(shè)置補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)等。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況對各種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定最佳方案。

2.電網(wǎng)電能損耗原因分析

2.1 規(guī)劃落后，結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式不合理

一些地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)處于無規(guī)劃狀態(tài)，配電設(shè)備的選點基本上是以鄰近點為依據(jù)，而不是以相鄰負(fù)荷中心為依據(jù)；在出現(xiàn)新的負(fù)荷點時，通常只是從最近的電網(wǎng)引線，這就造成了電網(wǎng)中變電所布局不合理，供電半徑大，存在大量迂回供電。

2.2 輸電線路導(dǎo)線選擇不當(dāng)

導(dǎo)線截面過大或過小，線路長期輕載、空載或過載運(yùn)行，不能達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)引起損耗升高。

2.3 變壓器與所帶負(fù)荷不匹配

輸配電變壓器容量選擇不當(dāng)，運(yùn)行方式不科學(xué)，致使變壓器不能按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線運(yùn)行，造成變壓器處于過負(fù)荷或輕載運(yùn)行狀態(tài)，電能損耗增加。

2.4 電網(wǎng)功率因數(shù)低

礦企業(yè)用電設(shè)備中大多屬于電感性設(shè)備，這些電感性的設(shè)備在運(yùn)行過程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率，還同時吸收無功功率。這些無功功率經(jīng)過多級輸配電線路、變壓器的傳輸，造成功率因數(shù)低，電壓質(zhì)量差，有功損耗增加。

3.降低電網(wǎng)損耗的技術(shù)途徑

3.1 合理布局，調(diào)整完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在確定電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式時，應(yīng)盡量縮短供電半徑，避免近電遠(yuǎn)供和迂回供電。合理的供電半徑不僅能提高電網(wǎng)的輸送功率，而且還降低線損，保證供電質(zhì)量。堅持“小容量、多布點、短半徑”的原則，將變電站或變壓器設(shè)置在負(fù)荷中心處，這樣既可以減少變電站低壓側(cè)線路的長度，又可以保證不會因輸電線路長、壓降大而影響對重要負(fù)荷的供電質(zhì)量。簡化電壓等級，減少變電容量，能減少電能損耗。如簡化掉一級電壓，能減少一級電氣設(shè)備和一級電能損耗，并能減少運(yùn)行管理和檢修工作量。

電能的損耗與導(dǎo)線的電阻成正比，電力網(wǎng)線路分布是否合理直接關(guān)系到電能損耗的多少。應(yīng)盡量采用環(huán)形電網(wǎng)或放射式供電，避免線路迂回，這樣能有效縮小供電半徑，減少線路的功率損耗和主變壓器的有功損耗，降低了總功率損耗以及線損電量。電力部門要以城鄉(xiāng)農(nóng)網(wǎng)改造為契機(jī)，充分利用資金對線路導(dǎo)線線徑過細(xì)、迂回供電的高低壓線路進(jìn)行徹底改造，提高電網(wǎng)供電能力、改善電壓質(zhì)量，確保電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.2 主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器在運(yùn)行中的損耗占整個電網(wǎng)損耗的35%以上，故降低變壓器損耗意義重大。選擇空載損耗較低的節(jié)能型變壓器，可達(dá)到降低變壓器損耗的目的。正確選擇變壓器容量，盡量使變壓器處于負(fù)荷中心。合理調(diào)整變壓器的負(fù)載率，避免變壓器空載、輕載和超負(fù)荷運(yùn)行，以實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一般對于單個運(yùn)行的變壓器來說，其不變損耗（鐵損）和可變損耗（銅損）相等時，效率達(dá)到最高，損耗最小。對于兩臺或多臺并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小改變投入運(yùn)行的變壓器臺數(shù)。當(dāng)負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，減少一臺變壓器運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)，當(dāng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時，并聯(lián)運(yùn)行較為合理。

3.3 合理選擇輸電線路

導(dǎo)線截面選擇的過大，將增加電力線路的投資和有色金屬的消耗量。導(dǎo)線截面選擇的過小，在運(yùn)行中將使網(wǎng)損增大，電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差，且電壓損耗增大，致使電網(wǎng)中有些點的電壓不符合要求，使電能質(zhì)量變壞。所以導(dǎo)線的截面的選擇首先應(yīng)考慮電壓降，同時按經(jīng)濟(jì)電流密度優(yōu)化合理選擇并考慮留有一定發(fā)展的余度。結(jié)合發(fā)熱條件，機(jī)械強(qiáng)度等確定導(dǎo)線的規(guī)格，對電力網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上的合理性具有重要意義。

3.4 調(diào)節(jié)電網(wǎng)運(yùn)行電壓

線路的損耗與電壓的平方成反比。實際上，線損還包括變壓器的損耗。而變壓器的有功損耗與電壓的平方成反比，無功損耗與電壓的平方成正比。一般情況下，線路導(dǎo)線和變壓器繞組中的有功損耗占總損耗的比重大，所以35kV及以上的電網(wǎng)提高運(yùn)行電壓1%，可降損1.2%左右。但在特殊情況下，例如在深夜城鄉(xiāng)居民用電負(fù)荷較小，變壓器大多處于輕載狀態(tài)的情況下，線損大部分是變壓器的無功損耗，降低運(yùn)行電壓就成為降低線損的有效方法。電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施主要有改變發(fā)電機(jī)端電壓，改變變壓器變比和改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布等。應(yīng)根據(jù)季節(jié)性負(fù)荷的波動和節(jié)假日負(fù)荷特點，及時調(diào)整變壓器分接頭和適時投退電容器。

3.5 提高電力網(wǎng)功率因數(shù)

根據(jù)P=UIcosФ，當(dāng)P和U不變時，cosФ的提高可使線路的I減小，即可節(jié)約電能。提高功率因數(shù)的途徑主要有：提高自然功率因數(shù)；進(jìn)行無功補(bǔ)償。當(dāng)采取各種措施降低用電設(shè)備的無功功率損耗后，若其自然功率因數(shù)還不滿足要求時（一般要求cosФ≥0.9），應(yīng)考慮采用無功補(bǔ)償方法。合理地選擇無功補(bǔ)償方式、補(bǔ)償點及補(bǔ)償容量，能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平，避免大量的無功通過線路遠(yuǎn)距離傳輸而造成有功網(wǎng)損。對配電網(wǎng)的電容器組的配置應(yīng)按照“全面規(guī)劃、合理布局、分級補(bǔ)償、就地平衡”的原則進(jìn)行，電容器組自動投切的方式可按母線電壓的高低、功率因數(shù)大小、無功功率的方向、負(fù)載電流的大小進(jìn)行。對沒有安裝集中補(bǔ)償裝置的變電站10kV母線上加裝電容器組，使無功得到平衡。在線路長負(fù)荷大的10kV線路上安裝并聯(lián)電容器，減少電力線路上流通的無功功率，直接起減少線路有功功率損耗的作用；對容量為30kVA及以上的10kV配變應(yīng)就地補(bǔ)償配變自身無功損耗。

3.6 加強(qiáng)對諧波的抑制

隨著電網(wǎng)中非線性用電負(fù)荷，如整流設(shè)備、逆變器、變頻器、電力機(jī)車、UPS、開關(guān)電源等的大量增加，配電系統(tǒng)中諧波污染日趨嚴(yán)重。高次諧波能使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變，另外相同頻率的諧波電壓和諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率和無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，增加線路損耗，浪費(fèi)電網(wǎng)容量，諧波的存在會影響供電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，使電力變壓器的銅損和鐵損增加，直接影響變壓器的使用容量和使用效率。因此供電部門應(yīng)對系統(tǒng)的諧波存在和污染程度進(jìn)行檢測，必要時應(yīng)采取措施抑制諧波。

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