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【摘 要】 线损是电网电能损耗的简称。线损率是电网中损耗的电量与供应的电量的百分数,是反映电网规划设计、技术装备和经济运行水平的综合性技术经济指标,是电网经营企业衡量电能损耗的经济技术指标。电力企业一直都高度重视线损工作,降低线损对实现配电网的经济运行、提高供电企业的经济效益具有重要的意义。本文对此进行了分析。
【关键词】 电力系统配电网线损;降损节能措施
一、配电网线损原因分析
配电网线损是电能在配电网的输送、分配过程中,直至用户电能表为止的所有电能的损耗。按线损产生的原因,包括电阻损耗、励磁损耗和管理损失;按与电网中负荷电流的关系,包括可变损耗和固定损耗;按产生在电网元件的部位,包括线路导线线损、变压器铜损、变压器铁损、电容器介质和计量表计中的损失。近年来随着电网改造的实施,供电可靠性及电压质量基本得到了保障。
但是很多地区电网因其负荷分散、供电半径长、负荷率低、网络结构欠合理以及管理机制相对不完善等实际因素使得线损难以降到规定范围,尤其是0.4kV以下配电网线损居高不下。
导致配电网线损高的原因主要有:1)单相动力负荷发展较快,三相负荷不平衡。2)配电变压器以照明负荷为主,负荷率低。3)用电负荷分散,供电点远离负荷中心。4)缺乏无功补偿设备,功率因数低。5)电网改造不彻底,用户电能表失准。6)用电管理部门管理水平相对较低和制度欠健全。
二、配电网线损的危害
1、浪费能源
配电系统的线损直接白自浪费,而没有转化为有用的能量,而且散发这些损失还要通过冷却、通风等消耗电能的方式进行。据有关统计数据显示,一般配电网的线损率都在3%以上,严重的可达到10%以上。这些数据不仅代表了电能的较大的损耗,同时也代表着对再生的一次能源的严重浪费,并导致了恶劣的环境问题。因此,在供配电系统的发、供、用的各个环节,由线路损失造成的经济损失现象很严重,如果采取的降低配电系统线损率的措施不力,对环境保护、能源利用和企业的经济效益必然会造成不良影响。随着各行业对电力需求的日益增长。电量损失的现象也会越来越明显。
2、发热
电能转变为热能的过程就是供配电线路的发热过程。发热过程中会造成较大的电能损失。同时,发热所散失的热量也会使金属导体温度上升,加速包裹的绝缘材料老化速度,降低绝缘程度,缩短其寿命,严重时出现热击穿。引发配电系统事故。当供配电线路的容量不足时.这种发热现象往往会引起电气火灾。接触部分的发热影响最明显。
供配电线路接点处的电阻比线路两端的电阻要大。即使在正常负荷下会严重发热,发热会加剧导体接触电阻的变大,这样就会产生恶性循环,最终烧坏线路的接触部分,配电网出现故障。电力电缆的中间接头处与架空线路的压接处成了事故多发点。从另一个方面讲,发热也增大了能源的消耗与浪费。
三、电力网现阶段技术降损要点
1、改善电网络的布局和结构:从降损节能的角度考虑电网布局,关键是合理选择供电半径和控制最长电气距离,供电半径应根据负荷分布并按电压降进行选择,以损耗校核。在规划设计时,应考虑远期负荷增长的需要,一般压降不应超过线路额定电压的5%,每回出线输送功率一般不应超过2000kW。若过大,则应考虑增加出线回数或新增电源布点。作为配电线路其电能损耗的绝大部分在主干线段,降低干线段上的电能损耗是线路降损节能的一个主攻方向,减少干线段的电压降还能提高全线路的电压质量。
2、变压器经济合理的运行:为提高供电可靠性和适应农电网络季节性强,负荷波动大的特点,35kV变电所应两台主变并列运行,两台主变的投切根据临界负荷确定,主变应强调经济运行以减少主变损耗。
当变化的负荷小于临界负荷时,切除一台主变运行为经济,而大于临界负荷时则两台主变运行较为经济。10kV配电变压器的损耗占配电网损很大的比例,配电变压器运行不经济的主要原因是由于配变容量的选择不尽合理,安装位置又不恰当,尤其是农村用电负荷存在季节性强、峰谷差大,年利用小时低,全年轻载甚至空载时间长,加之管理不善等因素造成农网损耗过高。因此合理选型和调整配变容量,提高配变平均负载率,是农电网络降损节能工作中的一项重要内容。配电变压器其运行的实际铜损等于铁损时,工作效率最高,负载率为最佳负载率。排灌等季节性负荷专用配变,在不用时要退出运行,对照明动力混合负荷最好采用“母子”变方式运行。
3、改善供电电压水平:“改善电压水平”就是根据负荷情况使运行电压始终处在一个经济合理的水平上。正确的做法是使用电设备电压水平控制在额定值允许的偏移范围内。在忙季、高峰负荷和可变损占线损比重大时适当提高电压使其接近上限运行;在闲季、低谷负荷和固定损占线损比重大时可适当降低电压使其接近下限运行。可以通过无功补偿或在变电所调节变压器分接头等手段来实现这一目标。
4、合理配置电力网络的无功补偿:在有功负荷不变的条件下,提高负荷的功率因数,可减少负荷的无功功率在线路和变压器中引起的有功损耗。减少无功功率的输送不仅对提高农电网络的电能质量有好处,而且对降低线损有着重要的现实意义。提高功率因数,首要的办法是合理调整负荷和设备容量,使用电设备在最佳负载率下运行,以提高线路的自然功率因数,其次针对农电网络功率因数较低的特点,开展家电网络无功补偿工作十分必要。
为了提高无功补偿的经济效益,电容器组应尽可能地装在配电线路上是合理的,但在变电所10kV母线集中装设部分电容器组亦是必需的,只有采取分散补偿与集中补偿相结合的补偿方式,才能获得最佳综合效果。
四、电力网管理降损的实施原则
1、经常进行用电普查:用电普查以营业普查为重点,查偷漏、查电度表接线和准确度以及查私增用电容量。对大用户户口表,配备和改进用专用计量箱,合理匹配电流互感器变比,设二次压降补偿器和断相监视装置,提高計量准确度。增强检查力度,利用举报、频繁性突击检查等各种方式来杜绝违章用电。 2、加强线损管理:建立健全线损管理工作的目标管理制度,将线损指标分解到线路、配电变压器台区和管理人员,严格考核,奖惩兑现,用经济手段来保证降损工作的落实。建立线损分析例会制度,定期开展理论线损的计算工作,以便找出线损管理工作中存在的问题。
3、开展理论计算,明确降损方向:根据现有电网接线方式及负荷水平,对各元件电能损耗进行计算,以便为农网改造和考核线损提供科学的理论依据,不断收集整理理论线损计算资料,经常分析线损变化情况及原因,为制定降损方案和年、季度线损计划指标提供依据。
五、管理线损的降损节能措施
1、电能计量装置管理的标准化
线损管理的基础是计量管理,计量装置是否准确,会直接影响线路损耗的电量。因此,在日常维护过程中,必须对电量计量装置的库存进行有效管理,做到台帐清楚、内容完整。定期轮换、校验计量装置,时时监督计量装置的安装及运行,保证计量装置从安装到计量都十分准确。同时,应该重视对计量装置的封印管理,保证电能表和互感器的加封率达到100%。
2、落实对电能的抄、核、收等事项
注重员工职业道德和责任感的树立,建立一套完整的抄、核、收监督制约机制,实行“抄”和“管”分开管理。严格固定抄表时间,不能随意改动,这样就可以避免在供售电量统计过程中出现不同期现象造成的影响,就能十分准确反映线路损失,杜绝估抄、错抄、漏抄情况的出现。另外。供电企业营销工作的内控管理与监督也很重要,可以从以下方面着手:加强线路工作班组的自我约束力;建范并加强用户的检查制度;开展用电普查工作;加强反违章用电、反窃电的宣传和查处力度。
3、加强线损预测分析和理论计算工作
线损分析要实行三对比:与上月比,与去年同期比,与理论计算比。对线损率完成情况,每月要定期召开用电形势、线损分析会,做到及时总结,特别是对重点线路和异常线路进行剖析,对发现的问题,要及时采取有效措施。要认真做好理论线损计算工作,充分掌握电网运行的损耗情况,各线损责任单位要在上一年理论计算的基础上,提早准备,对所管辖线路变更情况及参数及时进行修正,并对低压配电线损进行实测分析,明确降损主攻方向,为制定降损方案和年度降损计划提供依据。
4、加强用户资料档案管理,做好线路损失分析
完善用户用电的档案,建立相应的管理制度,统一存放资料档案,并做好项目和数量的统计。实现各个部门间的资料共享,对线一变一户的基础资料实行动态管理,时时更新,做到计算机管理系统中的各项信息与现场同步,保证线路损失统计数据的完整、准确和及时。可以根据记录,做好用户用电的分析,并编制线路损失分析报告,实行线损理会制度。
5、提高线损管理的自动化水平
提高现有负荷控制装置的监测水平,并制定新客户负荷控制装置的安装计划,同时探索各种远程抄表方式(如电话网、GPRS等),逐步实现大客户和配变的远程抄表和在线监控。进一步加大居民客户的远抄力度,为线损的实时统计和分析提供有力的支持。
结束语
随着电网的扩大、设备的增多、电量的增長和趸售电量所占比例增加以及社会环境的变化等诸多原因,线损率处在不断增大的趋势,因此,要保持和降低目前线损率指标,难度在加大,所以,在未来几年里我们的目标只有通过采取优化电网结构、改善电网运行方式、加快高能耗设备技术改造等一系列有效措施,才能维持和保持线损率指标在一个合理水平。
参考文献:
[1]贾延峰,王业强,刘莉.配电网理论线损计算的研究.沈阳工程学院学报(自然科学版)2005
[2]高慧.配电网的网损计算与降损措施分析.安徽电力.2005
[3]宗健.变压器检修[J].北京:中国电力出版社,2004.11
【关键词】 电力系统配电网线损;降损节能措施
一、配电网线损原因分析
配电网线损是电能在配电网的输送、分配过程中,直至用户电能表为止的所有电能的损耗。按线损产生的原因,包括电阻损耗、励磁损耗和管理损失;按与电网中负荷电流的关系,包括可变损耗和固定损耗;按产生在电网元件的部位,包括线路导线线损、变压器铜损、变压器铁损、电容器介质和计量表计中的损失。近年来随着电网改造的实施,供电可靠性及电压质量基本得到了保障。
但是很多地区电网因其负荷分散、供电半径长、负荷率低、网络结构欠合理以及管理机制相对不完善等实际因素使得线损难以降到规定范围,尤其是0.4kV以下配电网线损居高不下。
导致配电网线损高的原因主要有:1)单相动力负荷发展较快,三相负荷不平衡。2)配电变压器以照明负荷为主,负荷率低。3)用电负荷分散,供电点远离负荷中心。4)缺乏无功补偿设备,功率因数低。5)电网改造不彻底,用户电能表失准。6)用电管理部门管理水平相对较低和制度欠健全。
二、配电网线损的危害
1、浪费能源
配电系统的线损直接白自浪费,而没有转化为有用的能量,而且散发这些损失还要通过冷却、通风等消耗电能的方式进行。据有关统计数据显示,一般配电网的线损率都在3%以上,严重的可达到10%以上。这些数据不仅代表了电能的较大的损耗,同时也代表着对再生的一次能源的严重浪费,并导致了恶劣的环境问题。因此,在供配电系统的发、供、用的各个环节,由线路损失造成的经济损失现象很严重,如果采取的降低配电系统线损率的措施不力,对环境保护、能源利用和企业的经济效益必然会造成不良影响。随着各行业对电力需求的日益增长。电量损失的现象也会越来越明显。
2、发热
电能转变为热能的过程就是供配电线路的发热过程。发热过程中会造成较大的电能损失。同时,发热所散失的热量也会使金属导体温度上升,加速包裹的绝缘材料老化速度,降低绝缘程度,缩短其寿命,严重时出现热击穿。引发配电系统事故。当供配电线路的容量不足时.这种发热现象往往会引起电气火灾。接触部分的发热影响最明显。
供配电线路接点处的电阻比线路两端的电阻要大。即使在正常负荷下会严重发热,发热会加剧导体接触电阻的变大,这样就会产生恶性循环,最终烧坏线路的接触部分,配电网出现故障。电力电缆的中间接头处与架空线路的压接处成了事故多发点。从另一个方面讲,发热也增大了能源的消耗与浪费。
三、电力网现阶段技术降损要点
1、改善电网络的布局和结构:从降损节能的角度考虑电网布局,关键是合理选择供电半径和控制最长电气距离,供电半径应根据负荷分布并按电压降进行选择,以损耗校核。在规划设计时,应考虑远期负荷增长的需要,一般压降不应超过线路额定电压的5%,每回出线输送功率一般不应超过2000kW。若过大,则应考虑增加出线回数或新增电源布点。作为配电线路其电能损耗的绝大部分在主干线段,降低干线段上的电能损耗是线路降损节能的一个主攻方向,减少干线段的电压降还能提高全线路的电压质量。
2、变压器经济合理的运行:为提高供电可靠性和适应农电网络季节性强,负荷波动大的特点,35kV变电所应两台主变并列运行,两台主变的投切根据临界负荷确定,主变应强调经济运行以减少主变损耗。
当变化的负荷小于临界负荷时,切除一台主变运行为经济,而大于临界负荷时则两台主变运行较为经济。10kV配电变压器的损耗占配电网损很大的比例,配电变压器运行不经济的主要原因是由于配变容量的选择不尽合理,安装位置又不恰当,尤其是农村用电负荷存在季节性强、峰谷差大,年利用小时低,全年轻载甚至空载时间长,加之管理不善等因素造成农网损耗过高。因此合理选型和调整配变容量,提高配变平均负载率,是农电网络降损节能工作中的一项重要内容。配电变压器其运行的实际铜损等于铁损时,工作效率最高,负载率为最佳负载率。排灌等季节性负荷专用配变,在不用时要退出运行,对照明动力混合负荷最好采用“母子”变方式运行。
3、改善供电电压水平:“改善电压水平”就是根据负荷情况使运行电压始终处在一个经济合理的水平上。正确的做法是使用电设备电压水平控制在额定值允许的偏移范围内。在忙季、高峰负荷和可变损占线损比重大时适当提高电压使其接近上限运行;在闲季、低谷负荷和固定损占线损比重大时可适当降低电压使其接近下限运行。可以通过无功补偿或在变电所调节变压器分接头等手段来实现这一目标。
4、合理配置电力网络的无功补偿:在有功负荷不变的条件下,提高负荷的功率因数,可减少负荷的无功功率在线路和变压器中引起的有功损耗。减少无功功率的输送不仅对提高农电网络的电能质量有好处,而且对降低线损有着重要的现实意义。提高功率因数,首要的办法是合理调整负荷和设备容量,使用电设备在最佳负载率下运行,以提高线路的自然功率因数,其次针对农电网络功率因数较低的特点,开展家电网络无功补偿工作十分必要。
为了提高无功补偿的经济效益,电容器组应尽可能地装在配电线路上是合理的,但在变电所10kV母线集中装设部分电容器组亦是必需的,只有采取分散补偿与集中补偿相结合的补偿方式,才能获得最佳综合效果。
四、电力网管理降损的实施原则
1、经常进行用电普查:用电普查以营业普查为重点,查偷漏、查电度表接线和准确度以及查私增用电容量。对大用户户口表,配备和改进用专用计量箱,合理匹配电流互感器变比,设二次压降补偿器和断相监视装置,提高計量准确度。增强检查力度,利用举报、频繁性突击检查等各种方式来杜绝违章用电。 2、加强线损管理:建立健全线损管理工作的目标管理制度,将线损指标分解到线路、配电变压器台区和管理人员,严格考核,奖惩兑现,用经济手段来保证降损工作的落实。建立线损分析例会制度,定期开展理论线损的计算工作,以便找出线损管理工作中存在的问题。
3、开展理论计算,明确降损方向:根据现有电网接线方式及负荷水平,对各元件电能损耗进行计算,以便为农网改造和考核线损提供科学的理论依据,不断收集整理理论线损计算资料,经常分析线损变化情况及原因,为制定降损方案和年、季度线损计划指标提供依据。
五、管理线损的降损节能措施
1、电能计量装置管理的标准化
线损管理的基础是计量管理,计量装置是否准确,会直接影响线路损耗的电量。因此,在日常维护过程中,必须对电量计量装置的库存进行有效管理,做到台帐清楚、内容完整。定期轮换、校验计量装置,时时监督计量装置的安装及运行,保证计量装置从安装到计量都十分准确。同时,应该重视对计量装置的封印管理,保证电能表和互感器的加封率达到100%。
2、落实对电能的抄、核、收等事项
注重员工职业道德和责任感的树立,建立一套完整的抄、核、收监督制约机制,实行“抄”和“管”分开管理。严格固定抄表时间,不能随意改动,这样就可以避免在供售电量统计过程中出现不同期现象造成的影响,就能十分准确反映线路损失,杜绝估抄、错抄、漏抄情况的出现。另外。供电企业营销工作的内控管理与监督也很重要,可以从以下方面着手:加强线路工作班组的自我约束力;建范并加强用户的检查制度;开展用电普查工作;加强反违章用电、反窃电的宣传和查处力度。
3、加强线损预测分析和理论计算工作
线损分析要实行三对比:与上月比,与去年同期比,与理论计算比。对线损率完成情况,每月要定期召开用电形势、线损分析会,做到及时总结,特别是对重点线路和异常线路进行剖析,对发现的问题,要及时采取有效措施。要认真做好理论线损计算工作,充分掌握电网运行的损耗情况,各线损责任单位要在上一年理论计算的基础上,提早准备,对所管辖线路变更情况及参数及时进行修正,并对低压配电线损进行实测分析,明确降损主攻方向,为制定降损方案和年度降损计划提供依据。
4、加强用户资料档案管理,做好线路损失分析
完善用户用电的档案,建立相应的管理制度,统一存放资料档案,并做好项目和数量的统计。实现各个部门间的资料共享,对线一变一户的基础资料实行动态管理,时时更新,做到计算机管理系统中的各项信息与现场同步,保证线路损失统计数据的完整、准确和及时。可以根据记录,做好用户用电的分析,并编制线路损失分析报告,实行线损理会制度。
5、提高线损管理的自动化水平
提高现有负荷控制装置的监测水平,并制定新客户负荷控制装置的安装计划,同时探索各种远程抄表方式(如电话网、GPRS等),逐步实现大客户和配变的远程抄表和在线监控。进一步加大居民客户的远抄力度,为线损的实时统计和分析提供有力的支持。
结束语
随着电网的扩大、设备的增多、电量的增長和趸售电量所占比例增加以及社会环境的变化等诸多原因,线损率处在不断增大的趋势,因此,要保持和降低目前线损率指标,难度在加大,所以,在未来几年里我们的目标只有通过采取优化电网结构、改善电网运行方式、加快高能耗设备技术改造等一系列有效措施,才能维持和保持线损率指标在一个合理水平。
参考文献:
[1]贾延峰,王业强,刘莉.配电网理论线损计算的研究.沈阳工程学院学报(自然科学版)2005
[2]高慧.配电网的网损计算与降损措施分析.安徽电力.2005
[3]宗健.变压器检修[J].北京:中国电力出版社,2004.11