配電網(wǎng)線損的有很大的危害,本文介紹了配電系統(tǒng)降損節(jié)能的技術(shù)措施,再配合配電系統(tǒng)降損節(jié)能的管理措施,相信可以做到很好的降損節(jié)能。
概述
我國現(xiàn)有電力系統(tǒng)中,35kV以上電壓等級輸變電系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)著遠(yuǎn)距離傳輸電能的作用,l0kV及380/220V電壓等級則是配電系統(tǒng)的主體,與用戶關(guān)系最為密切。電能通過導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器等設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中,會產(chǎn)生功率損失(有功、無功功率),并在相應(yīng)的時間內(nèi)產(chǎn)生能量損失(有功、無功電量)。配電系統(tǒng)的線損率就是指在一段時間內(nèi),配電過程中損失的有功電量和該系統(tǒng)所獲得的總電量之比。
線損電量通常包括兩部分:技術(shù)線損電量和管理線損電量。技術(shù)線損電量是在傳輸過程中直接損失在傳輸設(shè)備上的電量,主要有:正比于電流平方的配電線路導(dǎo)線和變壓器繞組中的電能損失,也稱負(fù)載損失;與運行電壓有關(guān)的變壓器損失和電容、電纜的絕緣介質(zhì)損失,電能表電壓線圈損耗,互感器鐵心損耗等,也稱空載損失。技術(shù)線損電量可以通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施予以降低。管理線損電量則是在計量的統(tǒng)計管理環(huán)節(jié)上造成的,包括:各類電表的綜合誤差;錯抄、漏抄及計算錯誤;設(shè)備漏電;無表用電、竊電等造成的電量損失,需要采取必要的組織措施與管理措施來避免和減少。
1 配電網(wǎng)線損的危害
1.1 發(fā)熱是線損造成的最突出問題
發(fā)熱的過程就是把電能轉(zhuǎn)化為熱能的過程,造成了電能的損失;發(fā)熱使導(dǎo)體溫度升高,促使絕緣材料加速老化,壽命縮短,絕緣程度降低,出現(xiàn)熱擊穿,引發(fā)配電系統(tǒng)事故,例如變壓器的絕緣材料在140℃21t寸的壽命降低率將是常規(guī)工作溫度(98℃)時的128倍。尤其當(dāng)建筑物內(nèi)配電線路容量不夠時,發(fā)熱常是造成電氣火災(zāi)的直接原因。
發(fā)熱在接觸部分的影響最為明顯,配電網(wǎng)中相當(dāng)多的故障是由接點處的電阻發(fā)熱引起的。一般接點處的接觸電阻往往大于兩端材料的電阻,即使在正常負(fù)荷電流情況下也會產(chǎn)生嚴(yán)重發(fā)熱,從而又加劇導(dǎo)體接觸電阻上升,產(chǎn)生惡性循環(huán),最終導(dǎo)致接觸部分燒壞,引起故障。架空線路的壓接處與電力電纜的中間接頭處經(jīng)常是事故多發(fā)點。
1.2 配電系統(tǒng)的線損造成能源的大量浪費
配電系統(tǒng)的線損沒有轉(zhuǎn)化為有用的能量而白白浪費,而且還要通過如通風(fēng)、冷卻等方式對熱量進(jìn)行散發(fā),也需要電能。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),一般配電網(wǎng)的線損率在3%t~2上,嚴(yán)重者可達(dá)到10%甚至更高。這不僅意味著電能的損失,更表現(xiàn)在一次能源的大量浪費以及對環(huán)境造成更多的污染。因此,配電系統(tǒng)的線損產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失,體現(xiàn)在發(fā)、供、用電的各個環(huán)節(jié)。如果不采取措施降低配電系統(tǒng)的線損率,必然對國家能源利用、環(huán)境保護(hù)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不良影響,而且隨著電力需求的不斷增長,電量損失也會越來越大。每個用電企業(yè)都必須從大局出發(fā),從技術(shù)上、管理上降低線損。
2 配電系統(tǒng)降損節(jié)能的技術(shù)措施
2.1 合理使用變壓器
應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的用電特點選擇較為靈活的結(jié)線方式,并能隨各變壓器的負(fù)載率及時進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整,以確保變壓器運行在最佳負(fù)載狀態(tài)。變壓器的三相負(fù)載力求平衡,不平衡運行不僅降低出力,而且增加損耗。要采用節(jié)能型變壓器,如非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9系列的25%~30%,很適合變壓器年利用小時數(shù)較低的場所。
2.2 重視和合理進(jìn)行無功補(bǔ)償
運行中的變壓器,其消耗的無功功率是消耗的有功功率的幾倍至幾十倍。無功電量在電網(wǎng)中的傳輸中造成大量的有功損耗。一般的配電網(wǎng)中,無功補(bǔ)償裝量安裝在變壓器的低壓側(cè)400V系統(tǒng)中,通常認(rèn)為將負(fù)載功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9-0.95已是到位,而忽視了對變壓器的無功補(bǔ)償,即對l0kV高壓側(cè)的補(bǔ)償。
合理地選擇無功補(bǔ)償方式、補(bǔ)償點及補(bǔ)償容量,能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平,避免大量的無功通過線路遠(yuǎn)距離傳輸而造成有功網(wǎng)損。對配電網(wǎng)的電容器無功補(bǔ)償,通常采取集中、分散、就地相結(jié)合的方式;電容器自動投切的方式可按母線電壓的高低、無功功率的方向、功率因數(shù)大小、負(fù)載電流的大小、晝夜時間劃分進(jìn)行,具體選擇要根據(jù)負(fù)荷用電特征來確定并需注意下列幾個問題:
(1) 高層建筑或住宅聚集區(qū)單相負(fù)載所占比例較大,應(yīng)考慮分層單相無功補(bǔ)償或自動分相無功補(bǔ)償,以避免由一相采樣信號作無功補(bǔ)償時可能造成其它兩相過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償,這樣都會增加配網(wǎng)損耗,達(dá)不到補(bǔ)償?shù)哪康摹?BR> (2) 裝設(shè)并聯(lián)電容器后,系統(tǒng)的諧波阻抗發(fā)生了變化,對特定頻率的諧波會起到放大作用,不僅對電容器壽命產(chǎn)生影響,而且會使系統(tǒng)諧波干擾更加嚴(yán)重。因此有較大諧波干擾而又需補(bǔ)償無功的地點應(yīng)考慮增加濾波裝置。
2.3 對低壓配電線路改造,擴(kuò)大導(dǎo)線的載流水平
按導(dǎo)線截面的選擇原則,可以確定滿足要求的最小截面導(dǎo)線;但從長遠(yuǎn)來看,選用最小截面導(dǎo)線并不經(jīng)濟(jì)。如果把理論最小截面導(dǎo)線加大一到二級,線損下降所節(jié)省的費用,足可以在較短時間內(nèi)把增加的投資收回。導(dǎo)線有功功率損耗:
Px=3IjsR0L×10-6(kW)
式中:Ijs—計算電流,A;
R0—導(dǎo)線電阻,12/km;
L—導(dǎo)線長度,m。
導(dǎo)線截面增加后,線損下降:
ΔPx=3IjsΔR0L×10-6(kW)
ΔWx=3IjsΔR0Lt×10-6(kWh)
式中:ΔPx—線損有功功率損耗下降值,kW;
ΔWx—線路有功電能損耗下降值,kWh;
ΔR0—線路電阻減少值,12/km;
t—線路運行小時數(shù),h。
設(shè)每千瓦時電價為B元,兩相鄰截面電纜每米價格相差E元,則截面加大后,減少的線損電費M和增加的線路投資N各為:
M=ΔWx×B(元)
N=E×L(元)
若M=N,則節(jié)省電費與增加投資相等,可得:
t=E/3IjsΔR0B×10-6(h)
假設(shè)VV22-0.6/lkV四芯電纜埋地敷設(shè),計算電流為環(huán)境溫度30℃時的相應(yīng)載流量,截面加大后節(jié)電效果見下表:
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