電網線損分析及降損措施

2021-08-18 19:47:59 字數 5160 閱讀 3562

2)、導線截面過大或過小,線路長期輕載、空載或過負荷執行,不能達到最佳經濟執行狀態引起損耗公升高。

3)、線路老化,缺陷嚴重,瓷件汙穢等原因引起絕緣等級降低,阻抗、洩漏增大,損耗公升高。

4)、無功補償不足或過補償,致使無功穿越,影響了供電能力,使線路損耗公升高。

(2)、變電主裝置損耗

1)、高耗能主變壓器不能及時更新改造。

2)、執行方式不科學,致使主變壓器不能按經濟執行曲線執行,造成主變過負荷執行或輕載執行。

3)、無功補償容量不足,無功穿越嚴重,通過線路、變壓器傳輸,造成功率因數低,電壓質量差,有功損耗增加。

4)、主裝置老化,缺陷不及時消除等原因使介質損耗和瓷瓶、瓷套洩漏增大,導線接頭裝置線夾接觸電阻增大,損耗增加。

(3)、配網損耗

1)、配電變壓器容量與負荷不匹配,造成「大馬拉小車」或「小馬拉大車」,引起損耗增加。

2)、配電變壓器安裝位置不在偏離負荷中心。

3)、低壓無功補償不合理,高峰欠補,低谷過補。

4)、電壓等級設定不合理。高耗能配電變壓器沒有及時更換。

5)、低壓線路三相負荷不平衡,引起中性線電流增大,損耗增加;因低壓線路過長引起末段壓降過高使損耗增加;接戶線過細、過長,破損嚴重使損耗公升高。

(4)、計量誤差損耗

1)、電流互感器角誤差不符合規定要求,精度不夠。二次線截面過小,二次壓降過大。

2)、用電負荷小,計量裝置容量大,長期輕載或空載計量,使計量誤差增大。

2、管理原因分析

(1)、電網執行裝置檢修質量對線損的影響。

(2)、營業工作中抄、核、收管理不到位,漏抄、估抄、漏計、錯計現象嚴重。

(3)、內部生活、生產用電無表計計量。

(4)、對排灌、供熱等季節性供電配變不能及時停運。

(5)、計量裝置不按週期檢修、校驗、輪換。

(6)、使用者違章用電、竊電。

二、降損措施

為了保護經營成果,降低線損,提高企業的經濟效益,針對造成線損率高的具體原因,分別從技術和管理兩方面實施降損措施。

(一)、技術措施

。1、加強電網改造

由於各種原因導致的電網規劃不合理,如送變電容量不足,出現「卡脖子」現象;或電源點遠離負荷中心,長距離輸電;因線路布局不合理,近電遠供,迂迴供電,供電半徑過長等現象,不但影響了供電的安全和可靠性,還使電網損耗公升高。為全面落實科學發展觀,電網建設要以市場需求為導向,以安全為基礎,以提高更大範圍優化配置資源的能力為重點,堅持電網的節約發展、安全發展、協調發展,進一步加快電網建設,基本消除電網瓶頸,保證電力輸送和分配,滿足經濟社會發展的需要。優化電網結構,提公升電網技術裝備水平。

提高電網安全穩定水平,確保電網經濟可靠執行。電網改造主要從四個方面進行:一是要調整不合理的網路結構;二是要進行電網公升壓改造,簡化電壓等級;三是要優化電源分布;四是要推廣應用新技術、新工藝、新裝置和新材料。

2、提高輸電容量,優化利用發電資源

建設新的交流或直流輸電線路,公升級現有線路和使現有線路的執行逼近它們的熱穩定極限,是提高輸電容量的三種主要方法。

當採用架空輸電線路,遠距離大容量傳輸電能時,高壓直流輸電線路(hvdc)的效率比高壓交流輸電線路更高一些。在同樣的電壓等級下,hvdc系統的輸電容量是交流線路的2到5倍;而當傳輸的功率相同時,由於直流線路不傳輸無功功率,換流器的損耗僅為傳輸功率的1.0%~1.

5%,因此hvdc輸電系統的總損耗要小於交流系統。

提高現有線路的輸電容量,可以提高電壓等級,增加導線截面積及每相的**導線數,或採用耐高溫線材。最近耐高溫線材技術的進步,為減輕中短距離輸電線的熱穩定極限的限制提供了一條有效途徑。採用耐高溫線材的輸電線傳輸的電流是普通線材輸電線(例如鋁包鋼增強型導線)的2到3倍,而它的截面直徑與普通導線相同,不會增加桿塔等支撐結構的負擔。

在許多情況下,由於電壓約束、穩定性約束和系統執行約束的限制,輸電線路的執行容量遠低於線路的熱穩定極限。許多技術即針對如何提高輸電容量的利用程度而被發明出來。例如,當發生「併聯支路潮流」或「環路潮流」問題時,調相器常被用來消除支路的熱穩定限制。

串聯電容補償是另一種遠距離高壓交流輸電線路常用的提高輸電容量的方法。現在人們利用大功率電力電子技術開發了一系列裝置,統稱為柔**流輸電裝置,它可以使人們更好地利用輸電線、電纜和變壓器等相關裝置的容量。據估計,柔**流輸電裝置的推廣應用,可以將現在受電壓約束和穩定約束限制的線路的最大輸電容量提高20%~40%。

3、合理進行無功補償,提高電網的功率因素

無功補償按補償方式可分為集中補償和分散補償。

(1)、集中補償:

在變電站低壓側,安裝無功補償裝置(電容器),安裝配置容量按負荷高峰時的無功功率平衡計算,安裝電容補償裝置的目的是根據負荷的功率因數的高低而合理及時投切電容器,從而保證電網的功率因數接近0.9,減少高壓電網所輸送的無功功率,使輸電線路的電流減少,從而降低高壓電網的網損。

(2)、分散補償:由於電力使用者所使用的電器裝置大多都是功率因數較低,例如工廠的電動機、電焊機的功率因數更低,為提高功率因數,要求大電力使用者的變壓器低壓側安裝電力電容器,其補償原理與變電站的無功補償大致相同,不同的是使用者就地補償採用隨機補償,利用無功補償自動投人裝置及時、合理地投切無功補償電容器,保證10kv電網的功率因數符合要求(接近0.9),從而減少10kv配電線路的電能損耗。

例如:10kv線路末端進行無功補償,如補償前0.7到補償後功率因數達到0.

9,經過補償後,電能損失減少了39.5%,節能效果可見一斑。

4、抓緊電網建設,更換高耗能裝置

導線的電阻和電抗與其截面積成反比,因此,截面積小的線路電阻和電抗大,在輸送相同容量負荷情況下,其有功和無功損耗大。目前,配電網,特別是農網中,部分線路線徑截面小,負荷重,導致線損率偏高。此外,配電網中還存在相當數量的高耗能配電變壓器,其空載損耗p、短路損耗p、空載電流百分值i%、短路電壓百分比u%等引數偏大,根據這些情況,應抓緊現在的農網改造工程建設,強化電網結構,並按配電網發展規劃,有計畫、有步驟地分期分批進行配電設施的技術改造,更換配電網中殘舊線路、小截面線路以及高耗能變壓器。

5、降低輸送電流、合理配置變電器

(1)、提高電網的電壓執行水平,降低電網的輸送電流。若變電站主變採用有載調壓方式調壓,調壓比較方便,根據負荷情況,隨時調節主變壓器的分接開關保證電網電壓處於規程規定的波動範圍之內,最好略為偏高,避免負荷高峰期電網的電壓水平過低而造成電能質量的下降,同時也可提高線路末端的電壓,使線路電流下降,從而達到降損目的,例如:電壓水平從額定值的95%公升到105%時,線路所輸送的電流降低9.

5%,電能損耗下降18.2%。同樣道理,對於使用者配電變壓器及10kv公用配變,可根據季節的變化,在規程規定電壓波動範圍內可合理調節配變的分接開關,盡量提高配網的電壓執行水平,同樣達到降損的目的。

另外,可根據負荷的大小,利用變壓器並列經濟執行曲線分析負荷情況,合理切換,實行並列執行或是一單台主變執行,減少變電站的主變變損。

(2)、提高輸配電網效率的另一項關鍵技術,就是提高電氣裝置的效率。其中,提高配網變壓器的效率尤其具有重大意義。從節能的觀點來看,因為配網變壓器數量多,大多數又長期處於執行狀態,因此這些變壓器的效率哪怕只提高千分之一,也會節省大量電能。

基於現有的實用技術,高效節能變壓器的損耗至少可以節省15%,現在電網中s7及以下高能耗變壓器還有不少,例如我公司高能耗變壓器還佔37.3%。

通常在評價變壓器的損耗時,要考慮兩種型別的損耗:鐵芯損耗和線圈損耗。鐵芯損耗通常是指變壓器的空載損耗。

因為需要在變壓器的鐵芯中建立磁場,所以不論負荷大小如何,它們都會發生。線圈損耗則發生在變壓器的繞組中,並隨負荷的大小而變化。因此它又被稱為負荷損耗。

變壓器的空載損耗可以通過採用鐵磁材料或優化幾何尺寸來減少。增加鐵芯截面積,或減小每一匝的電壓,都可以降低鐵芯的磁通密度,進而降低鐵芯損耗。減小導線的截面積,可以縮短磁通路徑,也可以減小空載損耗。

降低負荷損耗有多種方法,比如採用高導通率的線材,擴大導線截面積,或用銅導線來替代鋁導線。採用低損耗的繞組相當於縮短了繞組導線的長度。更小的鐵芯截面積和更少的匝數,都可以減少線圈損耗。

從以上的分析可見,減少空載損耗可能導致負荷損耗的增加,反之亦然。因此,降低變壓器的損耗是乙個優化的過程,它涉及物理、技術和經濟等各方面因素,還要對變壓器整個使用壽命週期進行經濟分析。在大多數情況下,變壓器的設計都要在考慮鐵芯及繞組的材料、設計,以及變壓器的業主總費用等各方面因素後,得到乙個折中的方案。

合理配置配電變壓器,對各個配電檯區要定期進行負荷測量,準確掌握各個檯區的負荷情況及發展趨勢,對於負荷分配不合理的檯區可通過適當調整配電變壓器的供電負荷,使各檯區的負荷率盡量接近75%,此時配變處於經濟執行狀態。在低壓配電網的規劃時,也要考慮該區的負荷增長趨勢,準確合理選用配電變壓器的容量,不宜過大也不宜過小,避免「大馬拉小車」的現象。另外嚴格按國家有關規定選用低耗變壓器,對於歷史遺留執行中的高損耗變壓器,在經濟條件許可的情況下,逐步更換為低損耗變壓器,減少配電網的變損,從而提高電網的經濟效益。

6.降低導線阻抗

隨著城區開發面積不斷擴張,低壓配電網也越來越大,10kv配電網也不斷延伸,如何規劃好各個供電檯區的供電範圍將至關重要,隨著居民生活水平的不斷提高,用電負荷與日俱增,為了解決0.4kv線路過長、負荷過重的問題,在安全規程允許的情況下,將10kv電源盡量引到負荷中心,並且根據負荷情況,合理選擇10kv配變的分布點,盡量縮小0.4kv的供電半徑(一般為250m左右為宜),避免迂迴供電或長距離低壓供電。

目前,研究人員正在研究高溫超導體,用它製成的高溫超導輸電線所能傳輸的電能是普通銅質線材的3到5倍。即使算上用於超導材料冷卻的消耗,採用高溫超導線材的輸電網的損耗,也要遠小於普通的架空輸電線和電纜。與普通線材的5%到8%的電網損耗相比,採用高溫超導線材的電網損耗僅為0.

5%。而且,如果用超導線材替代傳統變壓器繞組中的銅導線,還可以進一步降低網損。以乙個100兆瓦變壓器為例,超導線圈變壓器的總損耗(包括線損,鐵耗和線圈冷卻消耗)一般是普通變壓器的65%到70%。

無論高低壓的線路截面選擇都對線損影響極大,在規劃時要有超前意識,準確**好該處在未來幾年內的負荷發展,不得因負荷推測不准而造成導線在短期內過載。在準確推測負荷發展的前提下,按導線的經濟電流密度進行選型,並留有一定裕度,以保證配電網處於經濟執行狀態,實現節能的目的。

7、合理安排執行方式

(1)、電力系統和電力網的經濟執行

電力系統的經濟執行主要是確定機組的最佳組合和經濟地分配負荷。在系統有功負荷經濟分配的前提下,做到電力網及其裝置的經濟執行是降低線損的有效措施。而變電站的經濟執行主要是確定最佳的變壓器執行組合方式和最佳負荷率。

對於環網的合理執行方式的確定,到底是合網執行還是開網執行,以及在哪一點開環都是與電網的安全、可靠和經濟性有關的問題。從增強供電可靠性和提高供電經濟性出發,應當合環執行,但是合環執行會導致繼電保護複雜化,從而使可靠性又受影響。而開環執行應根據網損計算結果並考慮安全性和可靠性原則選擇最佳解列點。

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