降低線路損耗的方法和措施-文庫吧

【正文】 .................................. 40 致謝 .................................................................. 41 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題研究的背景及意義 在輸配電過程中，電能傳送和電磁能量轉換都是通過電流實現的，電流通過導線時會產生損耗。而且，在網絡中運行著的大量輸配電變壓器、電容器、開關 、儀表等設各本身也要消耗一定的能量。因此，工程上把給定時段內，電網中所有元件產生的電能損耗稱線損電量，簡稱線損。技術線損電量又稱為理論線損電量。稱為技術線損電量是因為這種電量損失可以通過技術措施予以降低；稱為理論線損電量是因為這種線損電量可通過計算得出 [1]。技術線損電量包括變壓器的鐵損、銅損，輸、配電線路中的損耗，電容器介質損耗和電暈損耗等。這部分損耗與網絡的構成、網絡運行的技術狀態、運行方式、電氣設備的質量等有關。 另外，在電力網的實際運行中，還有各種不明損失，例如對計費表的漏抄錯算；計費表的負誤差；帶 電設備由于絕緣不良而漏電以及無表用電和竊電等。它是由于管理上的原因造成的，這部分損失習慣稱為管理線損電量，它可以采取必要的組織措施和管理措施予以避免或減少。在線損的管理工作中，既要重視降低“技術線損電量”，也要重視避免或減少“管理線損電量”。 線損是電網線路及設備對電力的消耗，是電力企業自行消化的一個指標，線損率是國家考核電力部門電能損耗水平的一項重要技術經濟指標，也是電力系統規劃設計、生產運行、經營管理和企業經濟效益水平的綜合體現。追求盡可能低的線損率是電力企業的目標之一，也是提高企業經濟效益的重要手段， 線損率的高低對企業經濟效益的影響巨大。 隨著我國經濟發展和國際能源緊張局勢的加劇，改善電能質量和降低損耗的管理已經成為國家政策中的重要內容。電力網線損率是國家考核電力部門的一項重要技術經濟指標，也是表征電力系統規劃設計水平和經營管理水平的一項綜合性技術經濟指標。《中華人民共和國節約能源法》已在 1997 年產生通過，并與 1998 年 1 月起正式執行。該項法規的制定是為了推進全社會節約能源，提高能源利用率和社會經濟效益，保護環境，保障國民經濟和社會的可持續發展以滿足人民的生活需要。而電力是該法規中所包括的一項 重要能源。可見，降損節能是國家發展經濟的一項長遠戰略方針 [2]。加強線損管理工作的意義主要體現在以下方面： 1) 降低電網電能損耗，節約發電中所需要消耗的煤炭和燃油等燃料，為國家節約主要能源； 2) 減少電網線損電量，為國家和電力企業節約其占用的發、供電設備 (包括電力線路 )容量的投資； 華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 2 3) 減少工礦企業用電單位的電費開支，降低生產成本，提高電能的利用效率和社會效益； 4) 促進節能高效新技術、新設備、新工藝的推廣應用，迫使現有高能耗老設備的更新改造，從而有利于電力企業能較 好地完成上級電力部門下達的線損率考核指標； 5) 對某些電力短缺、供需矛盾緊張的地區，加強線損管理，降低損耗，在一定程度上對其可起緩解作用，為國民經濟建設提供“充足、可靠、合格、廉價”的電力，促進國民經濟持續、穩定、協調地發展； 6) 減少或消除電網的波形畸變，改善電網的供電質量。 國內外研究動態 線損的理論計算目前國內外己有許多比較成熟的計算方法，現有配電網的特點和數據采集方式決定了其理論線損計算只能采用近似和簡化的方法，如平均電流法等。傳統方法為了適應當時的手工計算條件，采 用了過于簡化的計算模型和處理方法，以盡量簡化計算過程。隨著計算機及其應用技術的發展，以及供電企業對線損管理要求的不斷提高，計算方法的精確性和輸出結果的豐富性逐漸成為人們對線損計算方法的迫切要求。 目前，配電網線損的計算方法主要分為兩類：一是依據網絡主要損耗元件的物理特性建立的各種等值模型算法；二是根據饋線數據建立的各種統計模型和神經網絡模型等。其中等值模型算法應用較為廣泛。這些方法在一定程度上滿足了現場的需要。由于電網結構、計量設備和計算平臺等方面的原因，計算的基本思路是在對原始的配電網結構進行盡量 簡化和配電網所采集的運行數據較少的情況下，進行盡量精確的計算。這一思路導致算法主要從數據模型的準確性、數學方法的精確性上進行不斷改進，因而這類理論線損計算的方法己經發展的比較完善。但是，原始資料不準確所帶來的誤差依舊是不能忽視的問題。 經研究發現，在配電網線損計算中產生誤差的原因主要包括：原始資料不準確，針對饋線制定的數學模型不十分準確，以及數學方法和計算機計算出現舍入誤差等。大量分析表明，原始資料不準確是主要原因。對于線損計算來說，原始數據包括兩大類，一類是有關電網結構的元件參數及結線方式，另一類 是有關電網運行的數據，包括電流、電壓、功率因數、有功、無功等。元件參數一般比較準確也較容易獲得，但在分析計算的線路段內網絡各節點的電壓和負荷曲線、有功功率、無功功率隨時間而變化，補償設備的運行方式也經常發生變化，隨機性很大，使得線損問題一直未能得到很好的解決。 國外在配電網建設方面的發展相比于國內，要先進很多。在配電網自動化以及高第一章 緒論 3 級應用軟件方面，國外研究的熱點是網絡化、集成化、智能化。對于線損計算，國外現在研究的重點多是對線損的分析和降損措施與方法研究，如：以降低線損為目標的配電網網絡重構、無功優化 、補償電容投放位置的確定等問題，專門研究傳統意義上的線損計算方面的文章并不多。近年來提出的一些新方法主要有模糊理論逼近法、負荷統計學方面的聚類法等。 本課題研究主要內容 在對近年來國內外發表的學術資料，以及現有電力系統分析研究基礎之上，本文主要做了以下工作 : 1) 介紹電力系統線損的基本概念； 2) 介紹電網理論線損計算方法； 3) 從管理的角度提出降低網損的措施和方法； 4) 從技術的角度提出降低網損的措施和方法。 本章小結 本章詳細地介紹了“降低線路損耗的方法和措施”這項課題的研究背景和意義 ，指出了線損的客觀存在性和可以大為降低的可能性。電力系統線路損耗不可避免，但是它產生的原因卻很多，有些在技術層面上可以大為改善的，有些是管理層面上疏忽造成的，也有一些是無法預測的不明損耗。 線損不止損耗電能，它還與工礦企業的電費開支，電力企業的經濟效益，國家的能源利用等息息相關。所以研究降低線損的意義重大。針對這項課題，本章還分析了國內外研究線損的動態，還具體地指出了本文的主要研究內容。 華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 4 第二章 電力系統線損的基本概念 線損及線損率的定義 發電廠生產的電能是通過電力系統中的輸電、變電和配電環節 供給用戶的。在輸送和分配電能的過程中，電網中各元件（變壓器、輸電線路、補償設備以及測量和保護裝置等）都要消耗一定的能量。電能損耗 A? (kWh)是一定時間內有功功率損耗對時間的積分，即： 30= ( ) 1 0TA P t d t ?? ? ?? (21) 一個供電地區或電網在給定時段（日、月、季、年）內，輸電、變電、配電各環節中所損耗的全部電量稱為線路損耗電量，簡稱線損。 線損電量占供電量的百分比稱為線路損失率，簡稱線損率 (%)A? 。通常，線損電量是用電度表計量 的 “總供電量 demA ”和“總銷售量 sA ”相減得出的，即線損率為： 100%( % )() 100%de mde m sde mAAAAAA??????? (22) 線損的構成和分類 線路損耗電量可按其損耗的特點、性質和變化規律進行分類。降低線損的工作主要通過對這些特點、性質及其變化規律來研究分析，然后采取積極有效的技術和管理措施，來降低線路損耗。 線損分類方法很多，根據目前電力企業線損管理工作中的分類方法，主要有下面兩種分類方式 [3]： 1) 按損耗的特點分類 按損耗的特點來分類 ，線損可分為固定損耗、可變損耗和其他損耗。 固定損耗的大小與負荷電流的變化無關，與電壓變化有關，而系統電壓是相對穩定的，所以其損耗相對不變，一般不隨負荷變動而變化。固定損耗主要包括變壓器及調相機、調壓器、電抗器、互感器、消弧線圈等設備的鐵損及絕緣子的損耗，電纜和電容器的介質損耗，電度表電壓線圈損耗，電暈損耗等。 可變損耗隨負荷電流的變動而變化，與電流的平方成正比，電流越大，損耗越大。主要包括：變壓器的銅損，輸、配電線路的銅損，調相機、調壓器、電抗器、互感器、消弧線圈等設備的銅損，電度表電流線圈損耗，接戶線銅 損等。 第二章 電力系統線損的基本概念 5 其他損耗是指由于管理工作不善，規章制度不健全或執行不力，以及其他不明因素在供用電過程中的跑、冒、滴、漏等造成的損耗，也稱為管理線損或不明損耗。主要包括：計量裝置本身的綜合誤差，計量裝置故障；營業工作中的漏抄、漏計、錯算及倍率差錯等；客戶的違章用電、竊電；供售電量抄表時間不同期；統計線損與理論線損計算的統計口徑不一致，以及理論計算的誤差等。 2) 按損耗的性質分類 供電企業線損種類分為統計線損、技術線損和管理線損。 統計線損是根據電度表的讀數計算出來的，即供電量和售電量二者的差值。 技術線損是根據供電 設備的參數和電力網當時的運行負荷情況，由理論計算得出的線損，故又稱理論線損。技術線損是電網中各元件電能損耗的總稱，主要包括固定損耗和可變損耗。技術線損可以通過理論計算來預測，可以通過采取技術措施達到降低損耗的目的。 管理線損即不明損失，等于統計線損與技術線損的差值。管理線損可通過加強管理來降低損耗。 影響線路損耗的因素 1) 電流 負荷電流增大則線損增大，負荷電流減小則線損降低，但任何一條運行中的配電線路都有一個經濟負荷電流范圍，當實際負荷電流保持在這個范圍內運行時，就可以使線損率接近 極小值，在一定階段理論線損率的極小值及經濟負荷電流值是一定的，但當某一種因素發生重大變化時，可以根據線路的實際情況改變線路結構和供電條件，以提高線路經濟運行水平，最大限度地降低線損。 2) 電壓 供電電壓高，線損中的可變損失減小，但不變線損隨著電壓的升高而增加，總的線損隨著電壓的升高是降低還是升高，還要看線損中鐵損在總線損中所占比例而定，當鐵損在總線損中所占比重小于 50%時，供電電壓提高，線損中的可變損耗減少多，總線損將下降。這是因為在可變線損占主導地位時，電壓越高，電流越小，線損也就越小： =P U I? 。但對 10kV 電網來說要提高供電電壓，就必須設法減小 10kV 線路的電阻 R，使壓降 U? 減小。 3) 功率因數 功率因數的提高，使得線損中的可變損耗將減少；功率因數的降低，則線損中的可變損耗將大幅度增加，這是因為 = cosP U I ???有 功 。但對于輕載運行線路，其電壓往往偏高，配電變壓器的鐵損占主要地位，約占 70%以上，功率因數提高，就會出現過補償，鐵損將進一步加大。 華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 6 4) 負荷曲線形狀系數 K 值 K 值越大，負荷曲線起伏變化 越大，高峰和低谷差越大，線損就越大，當 K 值接近 1 時，負荷曲線趨勢于平坦，線損最小。 本章小結 本章論述了線損和線損率的基本概念和定義式。線損貫穿電力系統的各個環節，每個電氣元件或者其他設備都可以產生損耗。線損有多種分類方法，本文主要按照損耗的特點和性質進行了分類和介紹，但兩種分類方法也有內在聯系。技術線損主要包含了固定線損和可變線損，這兩種損耗與電氣元件和設備有著直接關系，損耗可以通過理論計算來預測，并且可以采用技術措施給予降低。管理線損即不明損耗，此類損耗部分是由于管理上的不成熟而導致，也可以通過管 理措施來降低。 總的來說，通過此章對線損基本概念的論述，可以發現線損存在著可以大為降低的可能性。但是，也有一個事實無需質疑，那就是即使采用了十分先進的技術手段和管理措施，線損還是必然存在。雖然如此，但是降低線損的意義還是非常巨大的，只要線損越低，那么帶來的效益就越大。 第三章 電力系統理論線損的計算方法 7 第三章 電力系統理論線損的計算方法 理論線損計算的作用及要求 理論線損計算具有指導降損節能，促進線損管理深化、科學化的作用。具體地說，它的作用有以下幾點： 1) 計算出來的各種線損電量所占比重，可以為線損分析提供可靠依據，進而尋找出電網的薄弱環節，確定降損的主攻方向，采取有針對性的措施，獲取事半功倍的效果； 2) 線損理論計算所提供的各種數據，是合理下達線損考核指標，按線路或設備等分解指標，推行降損承包經濟責任制的基礎； 3) 計算出來的理論線損率，可以為實際線損率提供一個“對比”，從而可以知道企業的管理水平是高是低，其實際線損率的統計是否合理； 4) 線損理論計算所提供的各種資料，是企業的技術管理和基礎工作的一個重要組成部分，因此，線損理論計算是推動企業做好這兩項工作的一個具有重要環節性的工作； 5) 計算出來的最佳線損率，可以 為理論線損率提供一個“對比”，從而可以知道電網的運行是否經濟，電網的結構和布局是否合理 [4]。 線損理論計算的方法很多，不同的方