新農(nóng)網(wǎng)改造與農(nóng)網(wǎng)節(jié)能降損的探討

鐘月梅 單曉紅 王亞忠

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007）

新農(nóng)網(wǎng)改造與農(nóng)網(wǎng)節(jié)能降損的探討

鐘月梅 單曉紅 王亞忠

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007）

提出新一輪農(nóng)網(wǎng)改造應(yīng)充分考慮新型農(nóng)村電網(wǎng)節(jié)能降損經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)方法的應(yīng)用，大力推廣普及新型農(nóng)村電網(wǎng)節(jié)能降損經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)方法和措施，對(duì)合理選用變壓器的經(jīng)濟(jì)容量、選用節(jié)能型變壓器、平衡變壓器三相負(fù)荷、母子變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及合理調(diào)節(jié)農(nóng)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式等技術(shù)方法和措施進(jìn)行了探討。

新型農(nóng)村電網(wǎng)；節(jié)能降損；變壓器經(jīng)濟(jì)容量；節(jié)能型變壓器；母子變壓器；農(nóng)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

2011年作為“十二五”規(guī)劃的開局之年，中國(guó)未來(lái)五年發(fā)展的各項(xiàng)規(guī)劃正在緊鑼密鼓的布局中，1月5日，國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，決定實(shí)施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)工程。要求通過(guò)新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程建設(shè)，對(duì)沒有改造過(guò)的電網(wǎng)實(shí)施升級(jí)改造；對(duì)已改造過(guò)的，因電力需求增長(zhǎng)又出現(xiàn)供電能力不足的電網(wǎng)實(shí)施升級(jí)改造，更好地滿足農(nóng)村需求；力爭(zhēng)用 3年時(shí)間基本建成安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)、管理規(guī)范的新型農(nóng)村電網(wǎng)。筆者認(rèn)為新一輪農(nóng)網(wǎng)改造應(yīng)充分考慮新型農(nóng)村電網(wǎng)節(jié)能降損經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)方法的應(yīng)用，大力推廣普及新型農(nóng)村電網(wǎng)節(jié)能降損經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)方法和措施。

（一）變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器是電力網(wǎng)的核心元件。從發(fā)電到用電，升壓后，要經(jīng)過(guò)3～5次降壓，才能把電能最終輸送、分配給用戶。變壓器損失的電能約占總網(wǎng)損的40%。

1.合理選用變壓器的經(jīng)濟(jì)容量

根據(jù)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的上下限確定其經(jīng)濟(jì)容量，使變壓器實(shí)際運(yùn)行的工作點(diǎn)不超出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。步驟：

（3）如果（1）、（2）兩式均成立，則所選擇的容量為經(jīng)濟(jì)容量，變壓器運(yùn)行時(shí)不會(huì)超出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。式中，β為變壓器的負(fù)荷率為變壓器運(yùn)行電壓標(biāo)幺值。

2.選用節(jié)能型變壓器

我國(guó)在1980年推出S7系列節(jié)能型變壓器，用于替代高耗能的SJ、SJL、SL、SL1系列變壓器，1997年開始全面推廣S9系列產(chǎn)品，用于取代S7系列老產(chǎn)品，取得了顯著的節(jié)能效果。目前我國(guó)推廣的節(jié)能型變壓器是SH11和S11系列產(chǎn)品，用于取代S9系列型變壓器。對(duì)新型變壓器的容量選擇，不僅應(yīng)考慮到變壓器容量利用率，同時(shí)更應(yīng)考慮到變壓器的運(yùn)行效率。使運(yùn)行中的變壓器損耗最低。

節(jié)能型變壓器的總損耗

式中， 為負(fù)荷率，△P0為變壓器空載試驗(yàn)損耗，△PK為變壓器短路試驗(yàn)損耗。

變壓器的效率

變壓器的最大效率

變壓器的最佳負(fù)荷率

SH11、S11、S9三種系列的節(jié)能變壓器中，SH11系列變壓器是目前最優(yōu)秀的變壓器，其損耗最小，運(yùn)行效率最高。

如果規(guī)定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)為其效率達(dá) 99%以上，則SH11型變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)最寬，為β=6%～70%，S11型變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)則次之，為β=30%～60%，S9型變壓器按η≥99%要求的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)為零。從這點(diǎn)來(lái)看，SH11型變壓器最優(yōu)秀，應(yīng)成為新建配電所配變的首選型號(hào)。建議新建的配電所不要再選S9型變壓器。

3.平衡變壓器三相負(fù)荷

三相負(fù)荷不平衡產(chǎn)生的損耗在低壓電網(wǎng)總損耗中占有一定比例，不平衡度越大，損耗越嚴(yán)重，一般要求電力變壓器低壓電流不平衡度不得超過(guò)10%，低壓干線及主變支線始端的電流不平衡度不得超過(guò)20%。

4.母子變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

在農(nóng)村電力網(wǎng)中，變壓器多而且分布面很廣，變壓器白天和晚上所帶負(fù)荷或夏季和冬季所帶的負(fù)荷大小變化很大，按最大負(fù)荷所選的變壓器經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，增大了電網(wǎng)的損耗。采用母子變壓器，小負(fù)荷時(shí)投入子變運(yùn)行，在中負(fù)荷時(shí)投入母變運(yùn)行，在大負(fù)荷時(shí)母子變壓器并列運(yùn)行，能真正起到降低變壓器損耗，提高變壓器運(yùn)行效率的作用。因此，母子變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)和投切臨界功率的計(jì)算十分重要。

（1）子變與母變單獨(dú)運(yùn)行的臨界投切功率 Sa

Sa的計(jì)算應(yīng)滿足子變單獨(dú)運(yùn)行與母變單獨(dú)運(yùn)行損耗剛好相等的條件，即

由（7）式，得

（2）母變單獨(dú)運(yùn)行與母子變并列運(yùn)行的投切臨界功率Sb

Sb的計(jì)算應(yīng)滿足母變單獨(dú)運(yùn)行與兩臺(tái)并列運(yùn)行損耗剛好相等的條件，即

由（9）式，解得

（二）合理調(diào)節(jié)農(nóng)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指電網(wǎng)在供電成本率最低、線損率最小的條件下運(yùn)行。是在保證區(qū)域電網(wǎng)(110kV以上)和地區(qū)電網(wǎng)(110kV以下的城區(qū)網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng))的安全運(yùn)行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有輸(配)變電設(shè)備，在系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的前提下，做到配電網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低線損的有效措施。

1.合理調(diào)整配電線路的聯(lián)絡(luò)方式

配電線路應(yīng)該采取最佳運(yùn)行方式使其損耗達(dá)到最小，如通過(guò)互為備用線路、手拉手線路、環(huán)網(wǎng)線路、并聯(lián)線路、雙回線路等是可以達(dá)到的。

2.按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點(diǎn)

對(duì)于環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)，按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)兩側(cè)壓降基本相等的原則，找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)功率的斷開點(diǎn)，使線路的電能損耗最小。

3.推廣帶電作業(yè)，減少線路停電時(shí)間

對(duì)雙回線路供電的網(wǎng)絡(luò)，雙回線路并列是最經(jīng)濟(jì)的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則由于負(fù)荷電流全部通過(guò)另一條運(yùn)行的線路，會(huì)使線損大增加，因此要盡量利用帶電作業(yè)，減少雙回線的停電次數(shù)與時(shí)間。

4.合理配置農(nóng)網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置

（1）增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)

對(duì)農(nóng)網(wǎng)線路，合理增設(shè)電容器，增強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)情況，運(yùn)用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的方法，變電所可通過(guò)高壓柜靈活控制功率因數(shù)的變化。

（2）無(wú)功功率的合理分布

在有功功率合理分配的同時(shí)，應(yīng)做到無(wú)功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無(wú)功遠(yuǎn)距離輸送。對(duì)各種方式進(jìn)行線損計(jì)算制定合理的補(bǔ)償方式；

（3）合理考慮并聯(lián)補(bǔ)償電容器的運(yùn)行

過(guò)去主要考慮投入電容器能減少變壓器和線路損耗，而忽視了電容器的投入會(huì)增加電容器的介質(zhì)損耗。所以應(yīng)以總損耗最小為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算投切電容器的臨界點(diǎn)負(fù)載和多組電容器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。

5.農(nóng)村電力網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是以電網(wǎng)安全運(yùn)行調(diào)度為基礎(chǔ)，以降低電網(wǎng)線損為目標(biāo)的調(diào)度方式。電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是屬于知識(shí)密集和技術(shù)密集型領(lǐng)域，是按電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的科學(xué)理論，實(shí)施全面電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的調(diào)度方式。

（1）合理制定電網(wǎng)的運(yùn)行方式

合理調(diào)整電網(wǎng)年度、季度運(yùn)行方式，把各種變電設(shè)備和線路有機(jī)地組合起來(lái)充分挖掘設(shè)備的潛力，減少網(wǎng)絡(luò)損耗，提高供電的可靠性。

（2）根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際潮流變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式

做好電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際潮流變化，及時(shí)合理地調(diào)整運(yùn)行方式，做好無(wú)功平衡，改善電壓質(zhì)量，組織定期的負(fù)荷實(shí)測(cè)和理論計(jì)算，使電網(wǎng)線損與運(yùn)行方式密切結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的最大經(jīng)濟(jì)效益。尤其在農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行中，應(yīng)合理調(diào)度電力負(fù)荷，強(qiáng)化用電負(fù)荷管理，從而達(dá)到配電網(wǎng)絡(luò)的降損節(jié)能。另外，合理調(diào)整負(fù)荷，提高負(fù)荷率及調(diào)整三相不平衡電流。在相同的總用電量條件下，負(fù)荷率越高，峰谷差越小，則線損越小，因此合理調(diào)整負(fù)荷，提高負(fù)荷率、削峰填谷、適時(shí)分、并列及轉(zhuǎn)移負(fù)荷有利于降低線損。由于線路負(fù)載三相平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時(shí)危及配變的安全運(yùn)行。必須及時(shí)進(jìn)行設(shè)整。

（三）結(jié)束語(yǔ)

電力網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)是有科學(xué)依據(jù)的，技術(shù)上是成熟的，在全國(guó)部分省市經(jīng)過(guò)推廣，已取得了較高的社會(huì)效益，受到企業(yè)歡迎。這項(xiàng)節(jié)電技術(shù)適用于一切大、中、小型企業(yè)、農(nóng)村電網(wǎng)。在新一輪農(nóng)網(wǎng)改造過(guò)程中應(yīng)大力普及推廣這些節(jié)能降損經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)方法和措施在新型農(nóng)村電網(wǎng)中的應(yīng)用。

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TM727.1

A

1008-1151(2011)05-0125-02

2011-02-21

鐘月梅（1959－），女，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，從事電氣設(shè)備檢修和運(yùn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究；單曉紅（1961－），女，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，從事電力職業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)和電氣測(cè)量數(shù)據(jù)分析的研究；王亞忠（1959－），男，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，從事電力職業(yè)技術(shù)教育和電力系統(tǒng)研究。