楊婕
摘要:線損率是反映供電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計科學(xué)合理與否的重要指標,尤其在當(dāng)前電能消耗巨大的背景下,注重線損分析對提高線損管理工作效率、提高供電企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要意義。文章對線損分析在線損管理中發(fā)揮的作用進行分析,并提出了降低線損技術(shù)的措施,以期為線損管理的有效開展提供參考。
關(guān)鍵詞:線損分析;管理措施;配網(wǎng)線損
中圖分類號:U665 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)32-0132-02
線損分析是配網(wǎng)線損管理的重要內(nèi)容,通過分析配網(wǎng)線損狀況,找出造成線損的原因,進而采取有效的應(yīng)對措施,能夠減少電能輸送過程中不必要的浪費,提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。
1 線損分析在線損管理中的作用
配電網(wǎng)運行中線損分析是線損管理的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),并為線損管理工作的有效開展提供積極的指導(dǎo)。通過線損分析能夠?qū)旊娋W(wǎng)線損率有個準確的把握,同時還能更清晰地認識配電網(wǎng)中負荷的分布情況,了解配電網(wǎng)運行中存在的不足之處,判定其是否處在合理的范圍之內(nèi),為尋找有效的降損措施提供參考,最終達到提高電能的利用率的
目的。
2 降低配電網(wǎng)線損技術(shù)措施
配電網(wǎng)中電力元件的功率損耗可利用公式:△P=3IR×10-3=(P2+Q2)/U2×R×10-3計算得出,其中I代表流經(jīng)電力元件的電流,R代表元件的電阻,P、Q分別表示電力元件的有功和無功功率,而字母U是加載到電力元件電壓值。通過公式可知降低線損可通過兩種途徑實現(xiàn):其一,減小流經(jīng)元件的電流值,其二,降低元件的電阻。
配電網(wǎng)實際工作時,為了減小流經(jīng)元件的電流值,通常會增加輸電電壓或提高負載的功率因數(shù),其中提高輸電電壓能夠?qū)⒏唠妷恨D(zhuǎn)移到負荷的中心位置,減少供電過程中電能的浪費。而要實現(xiàn)增加負載功率因數(shù)的目標,應(yīng)采取措施降低線路中的無功電流;為了減小元件的電阻,除了要更換計量設(shè)備和變壓器外,可適當(dāng)增加輸電線橫截
面積。
2.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
配電網(wǎng)的合理布局是降低線損的有效途徑,尤其是城市配電網(wǎng),其布局和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,需要在滿足人們正常的生產(chǎn)生活基礎(chǔ)上,不斷進行優(yōu)化,盡量縮短供電線路長度。另外,還可使用有載調(diào)壓變壓器。該變壓器能夠根據(jù)線路中負載的實際大小,適當(dāng)提高輸電電壓以降低線損。線路中電壓與線損的之間的關(guān)系可用公式:△P%=[1-1(1+a/100)2]×100描述,公式中a表示電壓提高的百分數(shù)。顯然當(dāng)a值增加時線損下降。因此,可綜合分析電網(wǎng)規(guī)模、輸送距離、輸送容量等數(shù)據(jù)信息,適當(dāng)提高輸送電壓,這樣一來不但能夠?qū)崿F(xiàn)降低線損的目標,而且還能提高輸電距離,達到優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的最終目標。
2.2 選擇合理的導(dǎo)線橫截面積
2.2.1 參考經(jīng)濟電流密度。在保證電壓質(zhì)量的基礎(chǔ)上,應(yīng)從經(jīng)濟電流密度角度出發(fā),選擇合理的導(dǎo)線橫截
面積。
配電網(wǎng)中的功率損耗通過可通過△S=I2Z求得,其中△S=△Qj+△P,即是無功和有功功率之和,Z表示電線的阻抗值,大小由輸電線材質(zhì)、橫截面積以及線路長度決定。目前配電網(wǎng)線路中多采用LGJ線,長度在規(guī)劃設(shè)計時就已經(jīng)確定,而對于電纜或?qū)Ь€的橫截面積選擇的范圍較大。從線損角度考慮,導(dǎo)線橫截面積越大線損越不明顯。不過從經(jīng)濟角度考慮,導(dǎo)線橫截面積越小投入的成本越小,權(quán)衡兩方面因素,當(dāng)輸送容量一定的情況下,經(jīng)濟電流密度應(yīng)相對穩(wěn)定,其可通過公式S=Imax進行計算,其中ρ
表示輸電線電阻率,τmax表示最大負荷狀態(tài)下?lián)p耗時間,β售電價格,μ是小修費百分比和線路折舊之和,b導(dǎo)線橫截面和線路的造價系數(shù)。
2.2.2 確定導(dǎo)線橫截面積。確定導(dǎo)線橫截面積時,通過公式S=Imax/Jj求得,這樣就能滿足經(jīng)濟和技術(shù)要求,不但能夠保證電壓質(zhì)量,而且還能將線損率控制在合理范
圍內(nèi)。
2.3 平衡配電網(wǎng)中的三相負荷
公用變和低壓網(wǎng)絡(luò)中受單相負荷影響,三相負荷會出現(xiàn)不均衡情況,增加線路中的電壓降,進而增加了線損量。假設(shè)導(dǎo)線的電阻值為R,如果三相負荷平衡則線損可用公式△P=3I2R計算,如果三相負荷不平衡,一相減少△I,另一相增加△I,則利用公式I0=[(IA-IB)2+(IB-IC)2+(IC-IA)2]/2能夠計算流經(jīng)中性線上的電流值△I,如用R表示中性線上的電阻值則能利用公式△P=[(I+△I)2R+I2+(I-△I)2]R+(△I)2R=3I2R+5(△I)2R計算出新增的損失。但是在配電網(wǎng)實際運行中,三相負荷不可能達到絕對的平衡,通常要求將變壓器出口不平衡度控制在10%以內(nèi),分支和干線不平衡度控制在20%以內(nèi)。
2.4 認真做好消峰填谷
利用均方根依據(jù)下列公式
計算線損,式中的I1、I2、I3分別對應(yīng)每天每小時的實際負荷值。為了便于說明問題,在用電時間在2h,用電量相等的情境下進行討論。其一,如果在該2h內(nèi)的負荷電流比較穩(wěn)定設(shè)為I,不同導(dǎo)線的電阻值設(shè)為R,則2h內(nèi)線損電度可用公式△A=3I2R·2×10-3kWh求得。其二,如果第一小時負荷電流為I+△I,而第二小時的負荷電流為I-△I,這兩個小時的線損利用公式△A=[3(I+△I)2R+3(I-△I)2R]×10-3kWh求得。因負荷電流存在差值導(dǎo)致3×2×△I2R×10-3kWh的損失,即每個小時線損增加值為3△I2R×10-3kWh,分析可知△I的值越大,則線損越嚴重。
通過上述分析,如果做好配電線路的負荷調(diào)整工作,可以適當(dāng)?shù)臏p小線損,即負荷曲線變化越平緩,其系數(shù)K值會相應(yīng)的減少。如果供電量保持不變相當(dāng)于功率變小,線損會相應(yīng)的降低。假設(shè)K值取1,線損可達100%,當(dāng)K值為1.05時線損就會上升10%,K值取1.2線損就會上升44%,因此,調(diào)整配電網(wǎng)負荷是降低線損的有效途徑之一。
落實線損管理工作時,應(yīng)善于運用負荷調(diào)整手段,在高峰階段適當(dāng)?shù)南揠姟⒆岆?,按照計劃在后夜和中午時間段填充負荷低谷段。另外,可與用戶簽訂合同推行高峰、低谷用電不同電價制,降低谷峰之間的差值,使負荷曲線盡可能達到平緩,K接近于1。采用這種方法能夠為配電網(wǎng)調(diào)壓、調(diào)頻提供方便,提高供設(shè)備利用率,同時還能降低線損。
2.5 保證變壓器經(jīng)濟性運行
城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中變壓器造成的損耗,在整個配電網(wǎng)損耗中占有較大比例,尤其處在低谷階段,變壓器造成的損耗會更大。為了有效解決這種問題,應(yīng)保證變壓器的經(jīng)濟性運行,注意把握下面三項內(nèi)容:首先,將原有耗能較大的變壓器更換為節(jié)能性變壓器。并根據(jù)負荷大小,調(diào)整供電電壓,即當(dāng)處在低谷階段時應(yīng)將受電電壓降低,在高峰階段提高受電電壓;其次,根據(jù)配電網(wǎng)負荷情況,合理地設(shè)置配變?nèi)萘?。通常情況下,負荷達到其額定負荷的25%~75%時,變壓器的工作效率最佳,因此應(yīng)根據(jù)新增用戶的具體情況選擇合理的配變?nèi)萘?;最后,適當(dāng)提高變壓器的功率因數(shù),不但能夠提高其出力能力,而且還能降低線損。
另外,在負荷有功功率P不變的基礎(chǔ)上,將負荷的功率因數(shù)適當(dāng)提高,能夠減少無功功率,從而引起變壓器和線路的無功功率減少,電流值變小,從而達到減小線損的
目的。
3 結(jié)語
線損管理工作中通過分析線損出現(xiàn)的因素,進而采取一定的技術(shù)措施加以應(yīng)對,降低配電網(wǎng)運行中的額外損耗,提高電能的利用率。當(dāng)然除了采取必要的技術(shù)措施,還應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)的實際情況制定有效的管理措施,以達到有效降低線損,增加供電企業(yè)經(jīng)濟效益的目的。
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