配網(wǎng)線損包括用戶變電所,配電線路,配電變壓器及用電設(shè)備的電能損失,主要是用戶線損。我國配網(wǎng)線損比發(fā)達國家高5%左右,按我國目前的發(fā)電量,降低5%的線損約相當(dāng)于節(jié)電1500億kWh。因此,推廣配網(wǎng)降損節(jié)電技術(shù)具有可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。配網(wǎng)降損技術(shù)主要包括:優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu);實現(xiàn)配網(wǎng)經(jīng)濟運行;采取先進合理的無功補償措施;提高配網(wǎng)降損科學(xué)的管理水平等。
一.優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.提高用戶變電站進線電壓
當(dāng)系統(tǒng)截面積和輸送功率不變時,升壓后降低進線功率損耗率參見下式。
若將用戶變電所進線電壓由10kV升高到35kV,則進線損耗率約可降低91.8%。
2.推廣應(yīng)用低損節(jié)能變壓器
變壓器的損耗為全部線損的1/3,因此要推廣應(yīng)用低損節(jié)能型變壓器。如S9、S11及非
晶合金變壓器等較S7系列變壓器,其空載損耗最高約可下降80%,負(fù)載損耗下降50%。
二.實現(xiàn)經(jīng)濟運行
1.經(jīng)濟運行電壓
。1)運行配變的負(fù)載損耗大于空載損耗,應(yīng)適當(dāng)提高運行電壓;若空載損耗大于負(fù)載損耗,則應(yīng)適當(dāng)降低運行電壓。
(2)在配變的低壓側(cè)的負(fù)荷終端,電壓偏差應(yīng)調(diào)整在-3%~+1%內(nèi)運行。由于電動機負(fù)荷的電壓無功靈敏度遠大于電壓有功靈敏度,因此應(yīng)避免大于+3%的電壓偏差運行,過高的電壓正偏差會使配網(wǎng)無功增大,損耗增加。
2.線路經(jīng)濟運行
。1)可增加并列線路運行。既可減小線路電阻的損耗,又能提高運行的可靠性。
。2)可實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行。在環(huán)網(wǎng)上合理確定開環(huán)點,合環(huán)運行各段線路負(fù)荷之和大于開環(huán)各段線路之和,因此環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行可降低線損。
3.變壓器經(jīng)濟運行
(1)合理選擇配變?nèi)萘?br />
配電系統(tǒng)中,變壓器的損耗約占整個配電系統(tǒng)損耗的50%左右。因此,選擇低損高效的配電變壓器具有十分重要的意義。幾種常用系列l(wèi)OkV、1000kVA配電變壓器損耗的比較參見表1。
配網(wǎng)配變?nèi)萘繎?yīng)進行優(yōu)化選擇。變壓器容量計算表可參考表2。
。2)雙繞組單臺變壓器經(jīng)濟運行
當(dāng)空載損耗與負(fù)載損耗相等時,變壓器效率最高,運行最經(jīng)濟。一般情況下,變壓器運行在40%~80%的負(fù)載率時損耗較小。
單臺變壓器經(jīng)濟負(fù)荷為:
。3)多臺同型號、同容量變壓器經(jīng)濟運行
應(yīng)計算變壓器臨界負(fù)荷,確定不同負(fù)荷情況下應(yīng)投運的變壓器臺數(shù)。
幾臺變壓器臨界負(fù)荷可按下式計算:
若總負(fù)荷Smax>Sk,則使用n臺并列運行;若Smax 。4)調(diào)整負(fù)荷,盡量減小變壓器負(fù)載曲線的波動,縮小變壓器平均負(fù)載率、最大負(fù)載率和最小負(fù)載率的差,使變壓器始終運行在經(jīng)濟負(fù)載率附近,節(jié)電效果顯著。
4.平衡三相負(fù)荷
設(shè)低壓三相負(fù)荷電流分別為IA、IB、IC,中性線電流為I,負(fù)序電流為I2,則負(fù)序電流和零序電流在中性線和相線上產(chǎn)生的有功損耗將使線損增加,單相負(fù)荷產(chǎn)生的無功電流,負(fù)序電流將引起很大的線路損耗。因此,平衡三相負(fù)荷和無功補償對降低線損非常重要,盡可能實現(xiàn)三相負(fù)荷的平衡,才能達到節(jié)能的目的。
三.提高無功補償水平
1.確定無功補償容量
低壓無功補償容量的大小決定于用電負(fù)荷的大小、補償前用電負(fù)荷的功率因數(shù)以及補償提高后的功率因數(shù)值,一般常用計算法求補償設(shè)備容量
QB=Pm(tgФ1-tgФ2)或QB=Qm(1-tgФ2/tgФ1)
式中QB——所需的補償容量,kvar;
Pm——最大負(fù)荷月的平均有功負(fù)荷,kW;
Qm——最大負(fù)荷月的平均無功負(fù)荷,kvar;
tgФ1——補償前的功率因數(shù)角Ф1的正切值;
tgФ2——補償后要求達到功率因數(shù)角Ф2的正切值。
也可用以下公式直接求出QB補償容量值:
QB=P{(1/cos2Ф1-1)0.5-(1/cos2Ф2-1)0.5}(kvar)
cosФ2采用最大負(fù)荷月的平均功率因數(shù),cosФ2的確定必須適當(dāng)。如果將功率因數(shù)由0.9提高到1所需要的補償容量與由0.7提高到0.9時比較,其前者的經(jīng)濟效果比后者要低得多,而當(dāng)功率因數(shù)由0.95提高到接近1時,所需的補償容量比從0.85提高到0.9要大得多,很可能得不償失。因此,將功率因數(shù)提高到1是不科學(xué)的。
2.選擇配網(wǎng)無功補償方式
低壓配網(wǎng)無功電源的最佳安裝位置是接近無功負(fù)荷點的低壓配電線路。低壓配電線路無功補償?shù)慕?jīng)濟效益遠大于高、中壓配電系統(tǒng)的無功補償。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,在相同供電量的基礎(chǔ)上,低壓配網(wǎng)線損電量達到中壓網(wǎng)損的六倍。主變和配變側(cè)的無功補償容量也僅補償電磁繞組的無功損耗即可。因此,無功補償優(yōu)化主要是體現(xiàn)低壓配網(wǎng)的無功優(yōu)化。
如,以一條10kV配電線路為例,來分析不同無功補償方式的不同效果。
某10kV、10km長的配電線路,導(dǎo)線為LGJ-120,在其末端有1臺1000kVA的配變,接近滿負(fù)荷運行,cosφ=0.7。無功補償分A、B兩種方式配置,A為低壓側(cè)就地補償700kvar;B為10kV線路中部補償700kvar。分析計算結(jié)果見表3。
由表3數(shù)據(jù)可見,在用戶端低壓側(cè)就地?zé)o功補償效果較好,可減小有功功率損耗1.86%。因此,在配電網(wǎng)中無功補償應(yīng)以低壓側(cè)就地補償效果較好。同時,重視推廣動態(tài)無功補償技術(shù)的應(yīng)用,以提高無功補償?shù)男屎涂煽啃浴?br />
結(jié)語
實現(xiàn)配網(wǎng)降損是構(gòu)建“和諧電力”和電力“科學(xué)發(fā)展觀”的重要內(nèi)容之一,也是建設(shè)“安全經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)配網(wǎng)”的重要內(nèi)容。通過優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)、實行經(jīng)濟運行、合理無功補償、加強科學(xué)管理,使線損降低5%是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。通過采取上述措施不僅能夠提高電能質(zhì)量,取得降損節(jié)電的效果,更能夠進一步提高配網(wǎng)安全運行的水平。
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