電力網節能執行方法

2022-05-23 11:00:04 字數 2781 閱讀 1164

首先討論了電網的主要損耗,接著分析了採用高壓深入負荷中心的供電方式、合理調整電網執行電壓、改善供電電壓水平,最後研究了提高功率因數和調整負荷、削峰填谷。

[**關鍵詞]電網節能運營節能電力網

一、引言

電力是一種使用方便的優質二次能源,廣泛應用於國計民生各個領域,當今世界能源的發展以電力為中心。根據有關資料的估算:從發電到供電,一直到用電的過程廣義電力系統中的各種電氣裝置(包括發電機、變壓器、電力線路、電動機等)全部的電能消耗約佔發電量的28%-33%。

以2023年我國發電量計算,對於全國來說一年就有4 632億kw·h-5 458億kw·h的電能損耗在執行的電氣裝置中,相當於10個中等用電省的用電量之和。這說明節電潛力非常之大。為保證國民經濟高速穩定地發展,尋求一條不用物資投資,依靠高新技術就能節電的途徑具有重大意義。

電網經濟執行就是不用物資投資取得明顯節電效果的一項內涵節電技術。

二、電網的主要損耗

電網的主要損耗包括變壓器損耗和輸電線路導線損耗。

(一)變壓器損耗

一般來說,從發電、供電到用電,需要經過3~5次的變壓過程,其自身會產生較大的有功功率損失和無功功率消耗。變壓器損耗主要由鐵損和銅損組成,變壓器鐵損與電網執行電壓的平方成正比,由於系統執行電壓基本保持穩定,因此鐵損的變化很小,稱為不變損耗,用△p0表示;變壓器銅損和繞組中的電流平方成正比,與執行電壓的平方成反比,因此稱為可變損耗,用△pk表示。

(二)輸電線路導線損耗

由於輸電線路導線電阻的存在,電力傳輸時會造成大量的電能損耗,遠距離高壓電力傳輸線路造成的電能損耗大約佔所輸送電能的5%~7%。輸電線路導線的損耗和導線電流的平方成正比,與電網執行電壓的平方成反比,因此輸電線路導線的損耗也是可變損耗,用△pl表示。

(三)電網總損耗

電網的總損耗△p由變壓器損耗與輸電線路損耗所組成,即電網的總損耗為:

p-(△p0+△pk)+△pl (1)

因此,電網的節能降損工作應該從變壓器及輸電線路的經濟執行兩方面去考慮。

三、採用高壓深入負荷中心的供電方式

對於地方電力網,就是要把35千伏或110kv的高壓線路的終端深入到企業及城市負荷中心,以大量縮短10千伏配電線路的長度和減少線路損失。對於中等城市供電,由於生產的發展,人民生活水平的提高,原有的供電線路負荷增長很快,這就應該採用高壓深入負荷中心供電,以降低能耗。如果城市缺少高壓線路的空中走廊,則可考慮採用高壓電纜,敷設於地下供電。

對於車間變電所也同樣應放在負荷集中的地方或者盡可能靠近用電負荷群的地方。如果乙個企業有幾個大的負荷集中點,就相應設幾個總變電所;同樣乙個大的車間有幾個負荷集中的地方,也相應設幾個車間變電所。這種將l0千伏電壓深入低壓負荷中心,對於減少低壓線路的電能損失和節約有色金屬消耗量,更有不可忽視的重要意義。

對於企業用電量不大,或者負荷分散,相距較遠,且無高壓用電裝置的工程。電源條件允許時,宜採用35/0.4千伏的直降系統深入負荷中心,經變電所直降為低壓用電裝置電壓。

這種高壓深入負荷中心的直配方式,可以省掉一級中間變壓,從而簡化供配電系統,降低工程造價,並降低電能損耗,提高供電質量。有著顯著的現實意義。

四、合理調整電網執行電壓

電力系統主要損耗由變壓器損耗和輸電線路導線損耗組成。由於變壓器鐵損△p0在電網執行電壓提高、變壓器分接頭作相應調整後,可接近不變。而變壓器銅損及線路損耗的和△pk +△pl與電網執行電壓的平方成反比,因為這部分損耗在總網損中所佔比重較大,所以當電壓提高時,總的網損略有下降。

當(可變損耗△pk +△pl佔電網總損耗△p的比例大於50%時,適當提高電網執行電壓可明顯降低電網損耗。在實際電網執行中,由於變壓器供電負荷較大,電網可變損耗所佔比例一般大於50% ,因此地調可以採用適當提高電網執行電壓的方法來降低電網的電能損耗。

五、改善供電電壓水平

提高電網執行的電壓水平,是降低電力網電能損耗的措施之一。根據計算,若線路執行電壓值提高5%,電能損耗可以降低9%,效果是顯著的。所以在城鄉電網改造中可實行電網公升壓改造,即利用原有線路的裝置(條件允許時)將原有線路電壓公升高1~2級執行(如把3kv公升到6kv或10kv),這樣不僅可以避免拆除舊線路,節省大量資金,減少施工和停電時間,而且電網公升壓後,降損效果明顯。

如把6kv線路公升到l0v 執行,可降低功率損耗64%左右,同時線路輸送參量大大增加。此外,實行電壓改造還可以簡化變壓級數,使電網布局更加合理,從而使電網的損耗降到最低(根據統計,每經一次變壓要消耗1~2%的無功,變壓線數越多,損耗越大)。

在電網執行時,線路和變壓器等電氣裝置的絕緣所允許的最高工作電壓一般不可超過額定電壓的10%。因此,電網執行時,在不超過上述規定的條件下,應盡量提高電壓執行水平,以降低電能損耗。例如10kv 電壓的線路,可以在11kv 電壓下執行。

5kv 電壓的線路可以在下執行等等。現這一目的,可以採用無功補償或在變電站調節變壓器分接頭等手段。

六、提高功率因數

從前面的公式可知,線損與電力使用者的功率因數的平方成反比,故提高功率因數也是降損的有效措施。這可從兩方面著手:第一,合理選用用電裝置的容量,減少使用者的無功功率損耗。

正確選用非同步電動機和變壓器的容量,提高它們的受載係數,避免「大馬拉小車」現象;限制變壓器和電動機的空載和輕載執行時間,當它們不用時應拉閘利用同步電動機代替非同步電動機執行,減少系統無功損耗。第二,裝設併聯補償電容器,減少電網無功輸送量。在使用者或靠近使用者的變電所裝設併聯電容器,就地平衡無功功率,限制無功功率往電網中傳送,這樣可減少電網的無功損耗,同時還可提高有功功率的輸送量。

七、調整負荷,削峰填谷

在了解供電系統的電能**情況和各種電能使用者不同的用電規律的基礎上,有計畫地、合理地安排和組織各類使用者的用電時間。如將大容量的用電裝置改在低谷時間用電,以躲過用電的負荷高峰期,或合理安排企業的上下班時聞,使各用電單位的負荷高峰分散。通過這種方法來降低負荷高峰,填補負荷低谷,使負荷曲線平直,進而達到降低電能損耗的目的。

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