配電系統節能的技術措施分析

2021-08-17 16:12:21 字數 3559 閱讀 6605

2008級電氣三班高凱

我國現有電力系統中,35kv以上電壓等級輸變電系統主要擔負著遠距離傳輸電能的作用,l0kv及380/220v電壓等級則是配電系統的主體,與使用者關係最為密切。電能通過導線、開關、變壓器等裝置進行傳輸的過程中,會產生功率損失(有功、無功功率),並在相應的時間內產生能量損失(有功、無功電量)。降損的措施從大的方面可以分為兩類:

技術措施與管理措施。這兩種方法就實際情況而言,採取技術措施降低線損是降損節能工作的基礎,針對電網電能損失的規律和特點採取相應的技術措施,就能以少的投資取得最大節電效果,實現多供少損,提高電網經濟效益的目的。電網降損的技術措施涉及電網的各個方面,這裡我談談自己的淺見。

一、 配電網線損的危害

1、發熱是線損造成的最突出問題

發熱的過程就是把電能轉化為熱能的過程,造成了電能的損失;發熱使導體溫度公升高,促使絕緣材料加速老化,壽命縮短,絕緣程度降低,出現熱擊穿,引發配電系統事故,例如變壓器的絕緣材料在140℃21t寸的壽命降低率將是常規工作溫度(98℃)時的128倍。尤其當建築物內配電線路容量不夠時,發熱常是造成電氣火災的直接原因。

發熱在接觸部分的影響最為明顯,配電網中相當多的故障是由接點處的電阻發熱引起的。一般接點處的接觸電阻往往大於兩端材料的電阻,即使在正常負荷電流情況下也會產生嚴重發熱,從而又加劇導體接觸電阻上公升,產生惡性迴圈,最終導致接觸部分燒壞,引起故障。架空線路的壓接處與電力電纜的中間接頭處經常是事故多發點。

2、配電系統的線損造成能源的大量浪費

配電系統的線損沒有轉化為有用的能量而白白浪費,而且還要通過如通風、冷卻等方式對熱量進行散發,也需要電能。根據統計資料,一般配電網的線損率在3%t~2上,嚴重者可達到10%甚至更高。這不僅意味著電能的損失,更表現在一次能源的大量浪費以及對環境造成更多的汙染。

因此,配電系統的線損產生的經濟損失,體現在發、供、用電的各個環節。如果不採取措施降低配電系統的線損率,必然對國家能源利用、環境保護和企業的經濟效益產生不良影響,而且隨著電力需求的不斷增長,電量損失也會越來越大。每個用電企業都必須從大局出發,從技術上、管理上降低線損。

二、電網降損的技術措施

1、按標準精心規劃,合理改造,改善配電網路的布局和結構。

配電網建設和改造應當按照"供電安全可靠、執行經濟靈活、網架結構合理、電能質量合格和便於維護管理"的原則規劃、設計,堅持統一標準、講求實效、先易後難、分步實施,這樣才能保證技術降損工作有良好的基礎。首先應該進行深入細緻的調查研究,針對存在的具體問題有的放矢;其次以規劃入手,全面統一規劃,從降損節能的角度考慮電網布局,合理選擇供電半徑和控制最長電氣距離,供電半徑應根據負荷分布並按電壓降進行選擇。盡量達到短半徑、多布點、小容量、多供少損、電壓合格的要求,10kv配電線路半徑控制在15km以內,0.

4kv的線路半徑控制在0.5km以內。第三設計要按照具體問題,統一技術標準,選用節約用電的新技術、新材料、新工藝、新裝置,降低能耗,把好設計關;第四施工時嚴把進網裝置及材料關,採用的裝置及材料必須是電力行業定點或是具有入網資格的廠家生產的合格產品,防止偽劣產品進入網改施工現場;第五確保施工質量關,制定統一的安裝標準,監理人員應跟蹤和監督,驗收合格後方可投入執行。

2、改造線路及採用節能新產品: 導線截面應選擇合理,應考慮遠期負荷增長的需要。作為配電線路其電能損耗的絕大部分在主幹線段,降低幹線段上的電能損耗是線路降損節能的乙個主攻方向,減少幹線段的電壓還能提高全線路的電壓質量。

一般來講,線路中電能損失大部分集中在主幹線部分,在主幹線中又集中在路首端到末端,從主幹線到分支線由大到小的順序選擇階梯型導線截面,同時要考慮今後的發展和電壓降的要求。對於幹線段的技術降損可採取多種方法,比如增大導線截面,提前分流,轉移負荷等。另外,積極推廣應用節能新產品,在各聯接節流點的施工中,採用導電膏,採用安全節能型的安普線夾。

採用這些新產品,既減小了載流體各連線點的接觸電阻,降低了能耗。同時又有效地防止了因連線點接觸不良而引發的事故。確保了裝置安全執行。

在農網改造中,對執行時間長,線徑細、損耗高的線路進行改造,更換大截面的導線和電壓等級高的絕緣子,以減小線路電阻和洩漏電流,降低線路損耗。

3、合理選擇變壓器容量和安裝位置:合理選擇配電變壓器的容量是變壓器經濟執行的要求。變壓器容量太小,會引起過負荷執行,過載損耗增加;變壓器容量太大,出現"大馬拉小車"現象,變壓器不能充分利用,空載損耗增加。

因此,根據實際負荷情況確定配電變壓器的容量,使變壓器處於經濟執行狀態,損耗降到最小。同時合理選擇變壓器的安裝位置,安裝於用電負荷中心,並認真分配各相負荷,三相負荷盡可能平衡,使中性線的電流最小。

(1) 選用節能型變壓器: s11型卷鐵心變壓器具有繞制工藝簡單、重量輕、體積小、空載損耗比s9降低25%~30%、維護方便、執行費用節省,節能效果明顯等優點,比較適合我國農村電網的負荷特性和技術要求,農村電網建設和改造工程中應積極推廣使用這一產品。s9系列10kv的電力變壓器是我國目前生產的低損耗產品,其損耗值與s7系列對比,空載損耗可降低10%,負載損耗可降低10%,節能效果較為顯著,是目前農網改造的通用產品。

(2) 及時調整變壓器三相平衡度: 根據規程規定,一般要求配電變壓器出口處的電流不平衡度不大於10%,幹線及分支線首端的不平衡度不大於20%,中性線的電流不超過額定電流的25%,這是因為在配電系統中,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濟執行,影響供電質量,而且會成倍增加線損。

4、加強配電網路的無功補償。

在負荷的有功功率不變的條件下,提高負荷的功率因素可減少負荷的無功功率**路和變壓器的流通,達到減少無功功率**路和變壓器中引起的有功損耗,降低線損。提高線路功率因數,減少無功功率的輸送不僅對提高配電網電能質量,而且對降低線損均具有重要的意義。鑑於當前農村電網功率因素普遍較低的特點,開展農村電網無動補償工作已是刻不容緩。

無功補償應按"分級補償、就地平衡"的原則,採取集中、分散和隨器補償相結合的方案。一是在設有安裝集中補償裝置的變電站10kv母線上加裝補償電容器,使無功得到平衡。二是**路長、負荷大的10kv線路上安裝併聯電容器進行分散補償,但其補償的原則應服從於無功補償總體規劃和盡可能提高補償經濟當量,每一條線路的補償容量取配變空載無功總功率的1.

1~1.3倍為宜。三是容量為30kva及以上的10kv配變應就地補償,使配變自身無功損耗得到就地平衡。

四是在7.5kw及以上、年執行時數在1000小時以上的電動機上進行隨機補償,效果較佳。五是在10/0.

4千伏配電變壓器中廣泛採用低壓側集中補償的無功補償方式,可以把佔配電網無功功率41.4%的無功就地平衡,可大大降低有功損耗和電壓損耗,又可以滿足負荷變動時最低補償的需要,避免了輕載時的過補償。

5、合理安排裝置檢修,搞好輸、配電線路維護

要盡可能做到供、用電裝置同時檢修試驗,以減少停電時間和次數。搞好輸、配電線路維護管理工作,減少洩漏電,主要是清掃、更換不合格的絕緣子,修剪樹枝,經常測量接頭電阻,發現問題及時檢修。對線路消缺等工作,要盡可能採用帶電作業,控制停電作業。

6、減少接點數量,降低接觸電阻

在配電系統中,導體之間的連線普遍存在,連線點數量眾多,不僅成為系統中的安全薄弱環節,而且還是造成線損增加的重要因素。必須重視搭接處的施工工藝,保證導體接觸緊密,並可採用降阻劑,進一小降低接觸電阻。不同材料間的搭接尤其要注意。

7、經濟排程,優化執行:根據電網的潮流變化,調整系統執行方式,使主變處於經濟執行狀態;及時投切補償電容器,做好無功平衡;充分發揮變電所有載調壓變壓器的作用,進行經濟調壓,使農網線損管理與排程管理密切結合,實現電網的最大經濟效益。

高凱2023年2月18日

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