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基于降低电网电能损耗的主要措施

2012-04-10杨占勇乜光明

黑龙江水利科技 2012年2期
关键词:功率因数电能损耗

杨占勇,乜光明

(黑河辰能西沟水电有限责任公司,黑龙江黑河164300)

0 前言

随着我国经济和现代化工业的飞速发展,以及人民生活水平的提高,特别是在西部大开发战略的实施过程中,对电能的需求将会越来越多,相应降低电网电能损失是降低电价,提高电能质量和电能利用率的重要举措。目前,我国电力系统正在进行大规模的技术改造降低电网电能损耗,从而达到节约能源的目的。

1 电网电能损耗的组成

电网电能损耗是指输电网络、配电网络损耗电量的总称。电能在发、输、配、用过程中产生的损耗主要是输配电线路和配电变压器等设备上的有功损耗和无功损耗。据有关部门统计,我国每年输电线路和变压器中的有功损耗占系统有功损耗的80%以上,而且电能损耗大多集中在6~10 kV供电线路和以低压配电为主的农村电网。所以国家正在下大力气改造农村电网,实现农村城市同价,减轻农民负担。

电网中的电能损耗大体分3种:固定损耗、可变损耗和其他损耗。

固定损耗是指电网中元件的电能损失不随负荷的变化而变化,它与外加电压、设备容量及产品质量有关,与通过元件的负荷功率的电流无关。主要包括输、配电变压器的铁损,调相机、调压器、电抗器、消弧线圈等设备的铁损;110 kV及以上电压架空输电线路的电晕损耗;电缆电容器的绝缘介质损耗,绝缘子漏电损耗,电流、电压互感器的铁损;用户电能表电压绕组及其他附件的损耗。

可变损耗是指电网中的元件的电能损失随用电负荷的变化而变化,它与通过电力网各元件中的负荷功率或电流的二次方成正比。包括各级电压的架空输、配电线路和电缆导线的铜损,变压器铜损,调相机、调压器、电抗器、阻波器和消弧线圈等设备的铜损。

其他损耗指应管理和维护不善,人为造成的电能损失。

2 降低电能损失的措施

2.1 提高电压

提高电网电压等级。电压每升高5%,电能损耗将减少9.3%,电压每升高10%,电能损耗将降低17.3%。当输送功率一定,电压从110kv提高到220 kV时,可变损耗将降低75%,当电压从10 kV提高到35 kV可变损耗将降低92%,可见提高电网电压可以有效降低电能损耗。另外提高机端电压、利用调压器调压、改变变压器分接头、加大导线截面积等都是降低可变损耗的方法。

2.2 提高功率因数

电能损耗与负荷功率因数的平方成反比。提高功率因数也是降低损耗的重要措施。功率因数从0.6提高到0.9则可变损耗降低约54%。提高功率因数有以下3种方法:

2.2.1 合理选择变压器、电动机等消耗无功功率的电气设备

特别是变压器要避免大容量变压器帯小负荷的负荷运行。此时变压器的效率很低。对断续运行变压器,应安装空载自动切除装置,空载时自动切除运行。电动机要根据所带动机械的功率来选择,应尽量使其满载运行,以提高功率因数。

2.2.2 在输电线路上靠近用户端变电所装设电容器进行无功补偿,并且装设自动切换装置

根据负荷大小来投切所并联电容器的容量,以提高电网功率因数。

2.2.3 在水电厂枯水期利用备用机组发无功

小水电机组也可多发无功进行电网无功补偿。

2.3 合理选择供电中心及配电方式

新架设的电力输电线路及电力网应将变电所或变压器设在用电负荷中心。根据负荷容量供电半径应满足110 kV线路≤150 km,35 kV线路≤40 km,10 kV线路≤15 km,0.4 kV线路≤0.50 km的要求。这样既可以减小变电所低压侧线路长度降低损耗,节约有色金属,减少投资,又可以保证不会因线路过长,压降太大影响供电质量。

特别是西部大开发战略的实施,许多新建电力线路及电力网,合理选择供电中心及配电方式尤为重要。

配电方式的合理与否将直接影响电能损失的多少。在选择配电接线过程中应本着多直少弯的原则,同时避免迂回、倒送等现象。有条件时应尽量采取环形电网,无条件时应采用树枝形或放射性接线。这样不但减少电能损失,还可提高供电的可靠性,减少事故的发生。

2.4 合理选择变压器类型及导线

变压器不但应选择合适的容量,而且还要优先选择新型低耗能、效率高的。例如S11变压器。

导线的选择一般采用经济电流密度法计算。依据线路的最大负荷及利用小时数,结合电压损失、热稳定性、动稳定性和机械强度,最后再预留5~15 a的发展余量来选择导线截面面积。

另外,还应尽量平衡电网的三相用电负荷。

2.5 加强管理及维护

提高电业管理人员业务素质和品德素质,使其有良好的的敬业精神,是降低人为造成损耗的重要环节。

加强对线路、电网、计量仪表、设备的管理和维护,提高对检修与维护的质量要求,减少或避免接触电阻而产生的损耗。计量、计算要准确,尽量采用科技含量高、安全可靠、低能耗的产品,积极借鉴国内外先进的管理经验。

只有从电力系统的软硬件上同时着手,才能最有效地降低电能损耗。

3 结束语

降低电网电能降损工作是一个系统工程,既要从微观抓好各个环节具体的降损措施,又要从宏观上加强管理。它需兼顾节能、安全和环保等多方面的规程和要求。虽然降损节能的方式多种多样,但我们对技术降损措施要做不同方案的技术经济比较,要根据降损节能效果的理论分析计算,在投资和技术上作经济方案比较来确定,按照具体要求来采取不同的降损措施。

[1] 刘井军.降低电能损耗的方法[J].硅谷,2011(17):180.

[2] 李剑峰.降低电能损耗的有效控制措施[J].煤矿机械,2010,31(10):38.

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