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配电网线损计算与降损技术措施研究

2020-11-30杨哲王璐吕景

商情 2020年28期
关键词:供配电系统

杨哲 王璐 吕景

【摘要】线损是配电网必然面对的问题,为了帮助相关人员更好地应对此类问题,本文从引发线损的主要原因出发,对线损的几种科学计算方式进行了简要介绍,并重点说明了可供利用的降损措施,希望能对提高供电效益有所帮助。

【关键词】供配电系统 线损计算 电网降损

引言:使用设备和电线进行长距离的电力输送是当前供配电的主要方式,在此过程中不可避免地会出现能量的流失,为了能够将损耗控制在合理范围内,需要利用科学公式计算出标准数值,采用有效的降损办法改进配电网过度浪费的情况。

一、配电网出现线损的理论原因

第一,一般高压配电网采用的都是铝绞线,可以尽量降低电阻,输送更多的电量到用户的手中,但是阻值较低不意味着不会造成阻碍,可能会由于线路的质量、角度、弯折等问题造成过度的电阻损耗;第二,配电与供电之间出现不平衡现象时,可能会导致线路的超负荷运行,如果这种情况不能及时制止,就会引发电缆温度升高、设备性能下降、用户断电等问题,影响电能的正常供应;第三,根据电磁感应现象,电流输送会使电力设备周围产生磁场,而磁场的形成与维持需要消耗能量,即为励磁损耗;第四,供电公司自身的电网设计和管理存在漏洞,处理后的数据结果缺乏效力,不能保证数值与事实的一致性,管理成本和线路能量可能会存在意想不到的流失现象。

二、配电网线损计算方法

(一)均方根电流法

均方根是一个数学概念,即将有效数值分别平方,将得到的结果进行算数平均值计算,最后开平方得到均方根数值。均方根电流法得出了数据较为准确,并且流程比较简单,是特别常用的电网数据处理方法,在具体工作时,需要选择工作日的某一天作为代表,以24小时为计算对象,在每个整点实测带负荷电路的电阻、电流、三相有功和无功功率等参数,将其套入对应的公式中获得均方根电流数值,并可以进一步计算出各种元件的功率损耗、代表日当天的电阻电能损耗等。

(二)等值电阻法

在上述均方根电流计算的基础上,等值电阻法的理论概念是将配电网电缆的阻值和包括变压器在内的其余设备阻值,以等效电阻的方法表达出相加后的总体数值,而在某一时段里,流经这些电阻的均方根电流就是造成线损的主要因素,计算时将均方根电流平方,再与等值电阻相乘,再加上变压器设备空载的能量损耗,就能得出配电网整体的电能损耗。这种方式是对均方根电流法的改进,但是对等值电阻的假设精度要求较高,需要保持较高的专业性。

(三)最大电流法

此种方法的工作流程是先计算配电网在某一时间跨度的平均线损功率,再选取此时段的最大电流时刻计算出最大的线损功率,而二者的比值被称作损失因数,而后带入公式即可获取到电能的损耗。这种方法对于时段的选择要求较高,如果负荷过于严重就会令结论出现很大的偏差。另外,配电网常常使用三项线路的输送方式,每一相的电流数值可能不尽相同,存在不平衡的情况,需要针对不同的线路进行最大电流法应用,还要考虑变压器高压侧和低压侧电流数值的不同,实际操作较为复杂。

三、配电网降损措施的应用

(一)配电线路的建设和改造

多数配电网出现严重的线损问题都与供电公司的技术管理有关,特别是国网在当地乡县的搭建敷设,环境相对复杂,并且缺少完备的基础设施支持,容易出现建设疏漏,为日后大量的能量损耗埋下隐患。所以,供电网络的设计和改造应当尽可能地长远考虑,可采取降低电缆迂回、增大线路电压、精准控制输电范围等方式,使农村也能用上安全高效的电力网络,甚至考虑更换农网的原有硬件系统,使用更科学更智能的现代化配电系统,从根本上降低线损,并结合计算机网络对配电进行远程控制,增强电能的输送率。

(二)电网的无功补偿

配电网中存在不同的阻抗,在一些电力环节中可以存在无功损耗的情况,对于电力的无端消耗影响较大,在对河南农村的实际电网状态调查过程中,可以发现常常存在变压器和电机等设备局部功率不足、架空线超出标准功率、电容器额定容量不合理、实际补偿效果不好等问题,需要重新针对局部进行无功补偿处理,比如更换较大的电容量、为系统配备无功电源、使用低压电容器接入变压器的低压侧、将并联电容器接入配电网的高压母线上等方式都可以获得显著的成果,通过无功补偿将会提升电力系统的功率利用效果,能够尽可能维持电压的平稳,增加有功功率,是降低线损的主要途径。

(三)针对计量装置的技术性改进

针对线损进行准确计量是为工作人员提供反馈的主要依据,其工作成果与公司的管理和技术密切相关,而为了满足农村电网架设要求,我们可以针对硬件装置进行技术改良,注重核心技术创新和节能技术应用,是计量装置的数据分析更加可靠。比如配电网根据用户的不同电量需求,针对性地设置不同级别的电流互感器以及多线圈互感器,并且要保证计量装置的透明性,作为用电量的参考依据,及时发现漏电问题,降低用电损耗。

(四)合理选择变压器容量

如果可以在合理范围内尽量提高电网的电压,就会有效降低损失,而电压的控制主要与变压器容量相关,在进行农村电网改造时,需要结合当地实际情况尽量选择大功率的变压器设备,但是同时需要注意,大容量变壓器消耗了更多的空载功率,并且很可能与农村的总体用电量不匹配,造成能量的冗余,最终出现更大的线损问题,可以根据工作负荷处于容量70%的要求进行变压器设计。除了科学设定变压器容量数值以外,还要为变压器配备断路装置,当农村用电量呈现长期明显下滑时,可以屏蔽掉大容量装置,提高线路效率。

(五)开发和使用新型原材料

在一些硕博实验室中,有专门针对电力系统研究新材料的人才,供电公司可以选择与其合作,了解先进的材料科学,为电网降损提供新思路。比如在电缆外涂抹RTV/PRTV防闪污材料,它们结合了现代科技和高性能聚合物,具有优异的绝缘和保护效果,可以降低线路出现损坏的风险,以此降低线损。

四、总结

综上所述,供电公司为了避免资源和财产浪费,需要科学解决线损问题,利用数学、物理等专业学科为人们提供工作帮助,进而改进配电网的工作策略,降低有功损耗、无功损耗、线路损耗等,达到优质的供电效果。

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