王玉河，魏東昇

(遼寧觀音閣水力發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 本溪 117100)

為提高供電的經(jīng)濟(jì)效益，降低電能損耗是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，它標(biāo)志著一個(gè)供電線(xiàn)路的布局合理性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和管理水平的高低。當(dāng)調(diào)度合理、布局合理、電壓及功率因數(shù)都能達(dá)到要求時(shí)，降低線(xiàn)損所提高的經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。本文僅就觀線(xiàn)10 kV供電線(xiàn)路在降低線(xiàn)損方面采取的技術(shù)措施進(jìn)行說(shuō)明［1－4］。

1 優(yōu)化線(xiàn)路的布局使其規(guī)范合理

線(xiàn)路的優(yōu)化布局包括合理改造、完善線(xiàn)路的結(jié)構(gòu);選用新型節(jié)能變壓器、使之經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;調(diào)整變壓器的三相負(fù)荷，減少不平衡度、具體為:

1.1 合理改造、完善線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)

供電系統(tǒng)包括66 kV變電所1 座，10 kV供電線(xiàn)路3 條。在生產(chǎn)實(shí)際中存在線(xiàn)路迂回過(guò)大，供電半徑5 km左右，變電所離用電負(fù)荷較遠(yuǎn)，導(dǎo)線(xiàn)截面選擇與載荷不匹配等情況。

從電網(wǎng)降損節(jié)能的角度考慮，配電線(xiàn)路其電能損耗的大部分在主干線(xiàn)段，控制最長(zhǎng)電氣距離，降低主干線(xiàn)段上的電能損耗是線(xiàn)路降損節(jié)能的一個(gè)主攻方向［5］。對(duì)于主干線(xiàn)段的技術(shù)降損，我們采取:

1)增大導(dǎo)線(xiàn)截面，將原有95 mm2主干線(xiàn)路全部更換為120 mm2。

2)更改線(xiàn)路，將部分迂回線(xiàn)路取直縮短路線(xiàn)，改線(xiàn)總長(zhǎng)近4 km，使供電線(xiàn)路的供電半徑基本控制在3 km。通過(guò)改造使線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)更趨合理，有效地降低了電能損耗。

1.2 選用新型節(jié)能變壓器，使之經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器的運(yùn)行，并不是額定負(fù)荷下最經(jīng)濟(jì)，而是負(fù)荷的大小使其銅損與鐵損相等時(shí)才最經(jīng)濟(jì)、效率最高。實(shí)踐證明，10 kV配變負(fù)荷在額定容量40%～80%時(shí)較為經(jīng)濟(jì)，根據(jù)實(shí)際情況，堅(jiān)決淘汰老型號(hào)的高損耗變壓器，逐步采用新型節(jié)能型變壓器。

1.3 調(diào)整變壓器的三相負(fù)荷，減少三相負(fù)荷的不平衡度

供電線(xiàn)路采用比較常見(jiàn)的三相四線(xiàn)制接線(xiàn)方式，且配電變壓器為Y/Yno 接線(xiàn)，存在很多的單相負(fù)載，變壓器的三相不平衡運(yùn)行是長(zhǎng)期存在的。變壓器三相不平衡電流對(duì)變壓器損耗的影響，通過(guò)以下計(jì)算得到:

配電變壓器三相不平衡運(yùn)行時(shí)三相繞組的總損耗(單位:kW)為:

式中:Ia、Ib、Ic 為三相負(fù)荷電流;R 為變壓器二次側(cè)繞組電阻。

三相平衡時(shí)a.b.c 三相繞組電流為:

三相繞組總損耗為:

三相不平衡時(shí)所增加損耗為:

通過(guò)以上計(jì)算，可得到當(dāng)變壓器三相不平衡電流增加時(shí)變壓器增加的損耗，由此通過(guò)調(diào)整變壓器的三相負(fù)荷使之接近平衡，從而降低因變壓器三相不平衡所增加的線(xiàn)路損耗。

2 科學(xué)調(diào)度，合理分配用電負(fù)荷

電力調(diào)度旨在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行組織、協(xié)調(diào)，保證電能質(zhì)量，保持電力平衡，降低損耗，使電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。及時(shí)、靈活、準(zhǔn)確地進(jìn)行電力調(diào)度，合理地分配負(fù)荷，以達(dá)到用電負(fù)荷的均衡，多供少損，提高供電效益。

2.1 合理調(diào)度使線(xiàn)路處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)

線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)與參數(shù)在建成時(shí)基本上固定不變，線(xiàn)路負(fù)荷是隨時(shí)間變化的，其線(xiàn)路在輸送電力的過(guò)程中，存在最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行工況，當(dāng)線(xiàn)路所帶負(fù)荷在其經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)損率較小。

配電線(xiàn)路的損耗包括固定損耗和可變損耗兩部分，其線(xiàn)路總損耗△A 可用下式表示:

式中:△P0為線(xiàn)路總固定損耗;t 為線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間;PP為運(yùn)行期平均負(fù)荷;U 為線(xiàn)路運(yùn)行電壓;k 為負(fù)荷曲線(xiàn)形狀系數(shù);Rdz為線(xiàn)路等值電阻;cosφ 為線(xiàn)路功率因數(shù)。

由式(5)可知:線(xiàn)損率△A% 是平均負(fù)荷PP的函數(shù)，線(xiàn)損率是隨固定損耗所占總損耗的比例變化而變化的，固定損耗和可變損耗各占總損耗的1/2時(shí)，線(xiàn)損率為最小。此時(shí)線(xiàn)路的負(fù)荷值稱(chēng)為線(xiàn)路的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷Pj，一般線(xiàn)路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷區(qū)域?yàn)?.65～1.53 Pj，在此區(qū)域線(xiàn)路損耗率處于較小值。因此在日常運(yùn)行中要掌握負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域，合理分配用電負(fù)荷，科學(xué)優(yōu)化，從而達(dá)到線(xiàn)路的降損節(jié)能。

2.2 調(diào)整平衡峰谷的用電負(fù)荷

數(shù)據(jù)表明:線(xiàn)路負(fù)荷不平衡時(shí)的損耗大于負(fù)荷平衡時(shí)的損耗，而且線(xiàn)路損耗還與電流變化量的大小、持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短成正比。

這說(shuō)明線(xiàn)路損耗和峰谷差值大小有關(guān)，與峰谷所持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。因此在日常運(yùn)行中，調(diào)度應(yīng)及時(shí)有效措的調(diào)整控制用電負(fù)荷，盡量減少峰谷差用電設(shè)備的負(fù)荷曲線(xiàn)，使之達(dá)到降低用電設(shè)備損耗及線(xiàn)路的線(xiàn)損。

同時(shí)，通過(guò)電力調(diào)度調(diào)整線(xiàn)路的負(fù)荷曲線(xiàn)，可使負(fù)荷曲線(xiàn)形狀系數(shù)K 值減小，在用電量相同情況下，等效功率減少，從而降低線(xiàn)損。

3 合理設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置降低線(xiàn)路損耗

無(wú)功補(bǔ)償裝置的作用，補(bǔ)償方式的確定具體闡述為:

3.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/h3>

無(wú)功如同有功一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量降低線(xiàn)路損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中，無(wú)功必須保持平衡，否則，線(xiàn)路的功率因數(shù)和電壓降低，會(huì)促使線(xiàn)路傳輸能力下降，損耗增加［6－9］。

供電線(xiàn)路中，無(wú)功負(fù)荷主要有3 種，即:電動(dòng)機(jī)、變壓器和線(xiàn)路。電動(dòng)機(jī)和變壓器在建立磁場(chǎng)時(shí)需要消耗大量的無(wú)功功率，如果這些無(wú)功電流不能就地平衡，需要變電所提供，則cosφ 值將很低，線(xiàn)路和變壓器的可變功率損耗(銅損)△P 為:△P=3I2R=S2R/U2=P2R/U2cos2φ，將導(dǎo)致線(xiàn)路有功損耗的增加。

無(wú)功補(bǔ)償實(shí)際上就是要盡量減少消耗線(xiàn)路中的無(wú)功功率，盡量在負(fù)荷處就地補(bǔ)償無(wú)功功率。變電所安裝的電容器只能減少主干線(xiàn)路中的電能損耗，而負(fù)荷處安裝的電容器，則能減少整個(gè)線(xiàn)路中的電能損耗，改善整個(gè)線(xiàn)路的電壓質(zhì)量［10－11］。

3.2 無(wú)功補(bǔ)償方式的確定

針對(duì)實(shí)際，我們采用集中補(bǔ)償和個(gè)別分散補(bǔ)償兩種方式:

3.2.1 集中補(bǔ)償

變電所在建造時(shí)并沒(méi)有安裝電容器，經(jīng)過(guò)改造及時(shí)加裝了電容器，通過(guò)變電所電容器的投入，對(duì)整個(gè)線(xiàn)路進(jìn)行集中補(bǔ)償。

3.2.2 個(gè)別分散補(bǔ)償

個(gè)別分散補(bǔ)償就是對(duì)各用戶(hù)變壓器或大型電動(dòng)機(jī)單獨(dú)裝設(shè)電容器并與電動(dòng)機(jī)或變壓器共用控制開(kāi)關(guān)，減少了系統(tǒng)輸送的無(wú)功電力，減少了線(xiàn)路損耗，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)［12］。

具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 功率因數(shù)與線(xiàn)路損耗

4 及時(shí)檢查維護(hù)，防止漏電

線(xiàn)路在安裝維護(hù)過(guò)程中就盡量減少導(dǎo)線(xiàn)及地埋線(xiàn)出現(xiàn)接頭，避免運(yùn)行中電能損耗增大。

線(xiàn)路和設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中要定期巡查維護(hù)，防止供電設(shè)施上灰塵過(guò)多絕緣程度降低引起漏電損耗。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采取以上各項(xiàng)措施，配電線(xiàn)路線(xiàn)損明顯下降。線(xiàn)損情況對(duì)比見(jiàn)表2。

按多年平均供電量2 500萬(wàn)kW·h計(jì)，每年節(jié)約電量2 500 ×1.72%=43萬(wàn)kW·h，可增創(chuàng)效益32.4 ×0.5=21.5萬(wàn)元。

綜上所述，只要科學(xué)調(diào)度、合理調(diào)整配電線(xiàn)路的布局、合理安裝配電線(xiàn)路的無(wú)功補(bǔ)償裝置，利用各種有效的技術(shù)措施，就能實(shí)現(xiàn)電能多供少損，以少的投資換取更大的節(jié)能效益。

表2 線(xiàn)損情況對(duì)比表%

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