配电网技术线损原因及降损措施探讨
摘要:文章首先探讨配电网技术线损产生的危害,详细分析配电网技术线损情况发生的主要原因,提出可以降低线损的方法,包括增大导线截面积、优化配电网运行方式、提高线路和配电变压器功率因数、降低配电变压器三相不平衡率等。
关键词:配电网,配电技术,降损措施。 一、配电网技术线损产生的危害
我国虽然已经步入了配电网技术自动化阶段,但是还有着许多弊端存在的,在进行对应的网络配电的运转之时,会出现因为各种各样的原因导致的线损危害。这些线损危害是可以给电力企业电能造成许多损失的,如果技术线损不断增加,还会造成对应的发热量太高致使有关导体温度提升的状况发生,这就会回致使有些电力线路出现绝缘老化现象,致使线路系统绝缘的作用大量的降低,进而就要引起放电的状况发生。温度失常也会导致许多有关电网的对应事故,诸如,在发生线损问题的时候会因为温度异常而常常导致电力设备出现火灾发生。除此之外,线损危害情况的发生,如果不能进行快速的处理,这样任凭其长期发展下去,会因为线损原因而损失的电量就会使大量大幅增加,进而就会造成电力企业的重大损失。
二、配电网技术线损情况发生的主要原因 (一)线路设计问题导致的线损
电力在运输过程中因为线路的设计问题导致线路的线损不断的增加,迂回线路的线损问题比较严重,这种布局方式将10kV配电线路的供电范围扩大,电力的输送距离增加,所以造成很大的线损。另外在线路设计中,电源点布置过少,线路中导线截面的大小,这些情况都将提高线路的线损。10kV配电线路没有规范化的运行也是线损问题的所在,在运行过程中,线路长时间的空载、轻载、过载,
在这些状态下,线路消耗了一定的电力;或者线路长时间运行,没有得到妥善的维护,线路老化严重,出现电流的泄露,线损也在逐步的增加。线路中的线损还有一部分是来自居民的家用电器,如今家用电器种类很多,平常生活中,各种家用电器普遍应用,致使线路的电负荷增大,增加了配电线路的负担,线损也随着增长。
(二)负荷曲线波动幅度太大导致产生线损问题。
在配电网络系统的日常运转之时,它对应的负荷曲线的状况的有关系数是可以对对应技术的线损程度造成直接影响的,有关的负荷曲线状态的系统变得小的时期,技术线损也会开始越来越小。在对应负荷数值图的有关形态等于1或者是接近于1的时候,那么对应的负荷曲线形态的对应有关系数就会变得很高,对应的有关负荷曲线波动也会变得很高,并且地段图像和高段图像之间的相差比较大,这样状况下技术线损也就会越来越大。
(三) 用电计量的问题导致的线损
在用电计量时,由于线路管理工作不到位,对电表等计量设备疏于维修和检测,也会导致大量的线损,对居民的用电安全造成一定影响,同时也降低了供电部门的服务质量。在线路管理工作中,会有诸如电表计量不准、电量流失等状况,致使线损增加,影响供电部门的供电质量,降低了经济收入。电力供应范围广,配电网的线路长。如我国的偏远山区,供电部门要供应面积较大的山区用电,山区中居民住处比较分散,使配电线路不断地增长,致使线路的分散补偿和配变侧集中补偿不足,导致线损不断的增加。偏远地带的县级供电部门,存在农村的供电设备和供电线路年久失修的现象,有的线路老化严重,造成一定的电力消耗。地区的用电量不高,致使线路空载,消耗了大量的电力。
(四)因电压质量的降低原因产生的对应线损问题。
要判断相应的电压质量是不是良好的,就需要做好为有关的电力企业对实际的使电用户进行电力有关指标的呈现,对应电压质量是关乎于对应企业的效益和形象面子的。这其中,电压质量的高低要看其理想的电压以及实际电压互相间的差值,电压质量的好坏是判断企业向用户提供电能是否的良好的一项标准。相关
供电企业所提供的实际电压和理想电压之间的偏差太大的话,这样他所提供的对应供电质量就是曾下滑趋势的,而对应的技术线损程度就是受到电网运行之中的电压质量的强烈影响的,如果对应的电压质量下降了,那因为这个原因所产生的线损也会进一步的增加。
(五)无功进行补偿功率所产生的对应线损问题。
在电力系统的有关运行里面,还有一种是无功功率的平衡,这是要确保电力有关系统的安全、稳定、创造价值高并且对应运行还高效的手段方式。但是凡事都有例外,鉴于林林总总的原因会导致有无功补偿功率不平衡的现象发生,进而也就有力的影响到了配电网能耗的对应提升,并且也出现了电能质量的下降,造成了有关及技术线损的进一步严重。
(六)运行方式不良所产生的对应线损问题。
在电力系统之中,它主要的运行方式有两样,一个方式是开环运行,另一个方式是闭环运行。但是在有关的电网进行对应的闭环运行之时,就需要在原有的备用的对应线路上进行对应的功率流动,这样就会使对应的功率损耗增大,但是在电网开环运行的时候,还会因为有许多各种各样的问题,进而就产生了有一定的功率耗损。如果因为对应变电站的有关负荷曲线形状出现了有分差的状况,这个时候去开始开环运行和闭环运行时候的技术线损程度就会不同,如果不能很好地去选择有关的运行形式,那么就会产生更加严重技术线损的对应问题产生。
三、降低配电网线损的措施(一)增大导线截面积
以配电线路为例,该线路2020年5月份平均负载率为68%,接带配电变压器98台,总容量50465kVA。2020年5月20日,通过对该线路进行理论线损计算,该线路综合线损率为1.665%,其中配线损率为0.9715%,配线损耗占总损耗的58.35%,在其他负载率较高的配电线路中,该线路的配线损耗占比较高。通过进一步查看线路运行参数,该线路主干线路为架空线路,线路型号为LGJ-120,长度为3.2公里。如把其中1.6公里LGJ-120主干线路导线更换为LGJ-240导线,
通过理论线损计算,更换1.6公里导线型号后,该线路的线损耗将减少75kWh,届时年度将降损2.74万千瓦时。
增加导线面积要根据负荷情况,综合考虑经济运行情况,随着经济发展,负荷需求增加,近几年枣庄城农网改造力度较大,配电线路绝缘率达70%,但运行年限在20年及以上的线路占比仍达26.96%,线路改造空间还很大。该供电企业配电线路平均负载率为31.67%,其中负载率大于60%的线路59条,占比8.33%。目前配电线路改造计划的制定不规范,运检部门一般只以负荷需求和线路运行状况为依据,或直接根据基层单位的需求进行计划的制定,缺少理论验证,容易造成资源浪费。
为了提高线路改造实效,使得改造资金利益最大化,下一步可以结合配电线路理论线损结果,合理制定改造计划。针对需要改造的线路,根据其运行年限、理论配线损耗占比、是否裸导线、负载率、负荷增长速率等因素,分别设置改造需求值,如运行年限需求值范围为0-10,运行年限在20年以上的需求值为10,运行年限在15-20年之间的需求值为8,以此类推。根据各因素的改造需求值可得出配电线路或配电线路某支线的改造需求值,最终根据改造需求值,制定线路改造计划。
(二)优化配电网运行方式
配电网运行方式一般比较简单,负荷也比较分散,所以进行负荷分配时,一般优先査看线路T接位置是否被占用,然后依据线路的开放容量进行分配,一般很少考虑节能因素,而且配电负荷一般由基层单位自行决定。在电网结构不改变且线路负载率满足要求的前提下,对用电负荷和电网运行电压水平进行合理的调节,可以达到降损的效果。对用电负荷的调节,主要针对双电源供电小区和双电源高压用户。当某一条线路负载率过高或过低,可以结合理论线损计算数据,分析如何进行负荷调整。对于负载率较高的线路,可以将其接带的负荷切至第二路电源,对于负载率较低的线路,可以暂时将负荷切至第二路电源,然后将该线路停运。
根据P=UI,线路运行电压越大,线路电流越小,则线路损耗将减小,所以调压可以有效降低线路损耗。配电线路调压的方式主要包括:(1)通过调节变电站主变的分接开关,该方法一般适用于季节性调压;(2)通过投切变电站内的补偿电容器来进行调压,该方法一般适用于较短时间内负荷变化对电压调整的需求;(3)安装有载调压主变,目前枣庄地区60%的主变都可以实现有载调压。通过调低配电线路的运行电压,减小其电压波动范围,同时保证线路末端的电压波动幅度不超过±7%。当主变侧调压无法满足要求时,可以通过调节线路上的配电变压器电压。
该地区仅35%配电变压器为有载调压变压器,有载调压变压器一般集中安装在城区小区内,变压器容量较大,65%的配电变压器需要通过手动调节分接抽头的方式进行调压。为了提高供用电可靠性,减少调压造成的停电,同时提高配电线路电压调整的灵活性,下一步需要逐步提高有载变压器占比。需要注意的是,负荷调整与电压调整要相互结合,在具体的电压和负荷调节过程中,要结合配线线路理论线损计算数据,对于变压器铁损耗比重特别大的配电线路,如果只采取降压方法进行降损处理,那么降压后的电压质量,尤其是线路末端,将得不到保障。对此类线路,需要同时进行调压与调荷,使得线路实现经济运行。
(三)加强计量的管理工作。
要不断地加强计量的管理工作,加强员工的技术培训,减少工作的失误。供电部门要做好计量表的维修检测工作,发现故障的计量表,维修后可以正常工作的,继续使用,没有维修价值的进行换新。加大整治力度,防止居民窃电现象的发生,所以做好铅封的管理工作。还要从内部杜绝各种形式的关系用电,必须要建立严格的员工管理制度。
(四)优化无功补偿方式
配线损耗,是指电流经过导线,导线自身电阻产生的电能损失。因配电网中存在很多电抗性或电容性元件,导致线路的功率因数
降低。因
,
在有功功率一定时,电压基本稳定,功率因数越低,流经导线的电流就越大,所以线路电能损失就会增加,即配线损耗就会增大。所以通过无功补偿就地平衡的
方式,可以减少电流的流动,进而有功损耗会相应降低。无功补偿的作用主要包括:
(1)降低有功损耗
假设线路电阻为R,补偿前线损为则补偿前后功率变化为:
(1)
,功率因数调整后,对应的线损为 ,
无功补偿后,电能损失减少的比例可以计算得出:
(2)
根据
,可得:
(3)
由此可知,当功率因数由0.8提高至0.9时,线路有功损耗降低比例为21%,表1为不同功率因数下的线路损耗比,即相同的有功功率通过相同的线路输送时,当线路功率因数为1时,若线路损耗为1kW,则功率因数为0.5时,线路损耗将达到4kW。由典可知,功率因数的提高,对于配电线路的降损起到非常重要的作用。
功率因数 1 95 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.损耗比 1 11 1.23 1.56 1.04 2.73 2.4 表1同等输送功率不同功率因数下的线路损耗比较
(2)降低变压器的铜损
假如某线路输送功率P—定,若提高功率因数,则对应的电流就会降低,因变压器的铜耗与电流的平方成正比,近似认为调整前后功率不变,则铜耗与调整前后的功率因数的平方成反比。若功率因数由0.8增加到0.9,则对应的变压器铜耗将降低21%。
(3)10kV随线无功补偿装置
此类装置主要适用于供电半径较大的配电线路,该类线路主要集中在山区。因山区山路较多,负荷分布较分散,尤其是无功负荷波动较大的线路段,适宜安装随线补偿装置,应对无功负荷进行动态补偿。采用该无功补偿之方式后,补偿位置的功率因数将明显提高,该补偿方法相对灵活,可通过手动、分级等方式进行调节,调节精度也较高。通过安装随线补偿装置,可以很好的避免相应电容器的投切动作,对于供电半径较大的线路末端,可以有效提高电压质量。
(四)降低台区三相负荷不平衡
假设某台区变压器型号为S9-315/10,低压线路沿线负荷均匀分布,两回150mm截面、500m长的钢芯铝绞低压主干出线,负载率为60%,功率因数为1.0。利用同期线损管理系统和等值电阻法,可以得出不同三相不平衡率对应的变压器和低压线路损耗情况,具体见表2。从理论计算结果可以看出,台区三相不平衡对低压线路损耗的影响较大,若某台区日均供电量为500kWh,若三相不平衡为50%,则日均会增加损耗4.45kWh,年度损耗将增加1624kWh。
2
不平衡度 变压器(%) 线路(%) 计合与三相完全平衡比较增加(%) (%) 三相完全平衡 1.05 2.3.0 73 78 三相不平衡达到15% 1.06 3.04 1 4.0.32 三相不平衡达到50% 1.1 3.57 4.67 0. 三相不平衡达到80% 1.26 5.18 6.44 2.66 三相不平衡达到100% 1. 8.38 10.02 6.24 表2三相不平衡对应的变压器及线路损耗情况
通过查看配网系统可以发现,该供电企业三相不平衡率超过50%的台区有246台,占配变总数的2.0%,造成低压线路多损耗电量将达39.95万千瓦时。
制定台区三相不平衡治理措施:一是将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少接入点过于集中造成的不平衡;二是使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,确保不平衡率<15%。
四、结束语
供电企业在电力供应过程中,会有很多因素对电力的正常运行造成影响,使配电网线路的线损不断的增加,电力工作人员应就线路中出现的问题,根据实际情况进行综合的分析,找出问题的所在,并采取积极有效的解决措施,降低线路
的损耗,但在实际工作中会遇到很多技术性的难题,所以电力工作人员要不断的提高自身综合素质,提高职业技能,在实际工作中更加的得心应手,提高供电的质量。
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