降低線路損耗的方法和措施-預覽頁

　

【正文】 .................... 33 配電變壓器線損計算 ........................................ 35 系統線損分析 ................................................... 37 結束語 ................................................................ 39 參考文獻 .............................................................. 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。配電網線損的算法主要有：均方根電流法、最大電流法、平均電流法、等值電阻法等。 本文詳細介紹了線損和線損率的基本概念。隨著我國電力體制改革的進一步深化，如何在新的市場體系和電價機制之下，有效降低電網電能損耗、提高企業經濟效益，是各級電力企業迫切需要解 決的共同問題。 本文討論了電力系統線損的產生原因和分析方法，并研究了線損分析計算的相關理論。 最后，本文從管理和技術兩個層面詳細地提出了一些降損措施，包括 完善線損管理的激勵機制， 加強營銷稽查、普查工作 , 加強電能計量管理，網絡結構改造，應用無功補償技術等。技術線損電量又稱為理論線損電量。 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。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。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。 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。其中等值模型算法應用較為廣泛。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。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。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。 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。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。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。 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。 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。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。 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。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。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。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。 線損理論計算的方法很多，不同的方法適用于不同的電網或場合。 均方根電流法 10kV 及以下電壓配電網中電能損耗的計算，比 35kV 及以上電壓的配電網中電能損耗的計算復雜很多。 配 電網具有閉環設計，開環運行的特點，因此實際運行中的配電網多呈輻射狀，而配電網中要詳細收集和整理各負荷點的負荷資料及元件運行數據是非常困難的，也缺乏進行潮流分析所需的負荷數據。由于 配電網節點數多，負荷在不同時段的變化又比較大，運行數據根本無法全面收集。 當 24h 實測量值是小時有功電量、無功電量以及測量點平均線電壓時，則： 24 221272p t QtijfavAAI U??? ? (38) 式中： ptA 為小時有功電量（ kWh）； QtA 為小時無功電量（ kvarh）； avU 為平均電壓 (kV)。因為用平均電流計算出來的電能損耗是偏小的，因此要乘以大于 1 的修正系數。與平均電流法相反，用最大電流法計算出的損耗是偏大的，要乘以小于 1 的修正系數。因此，在滿足實際工程計算精度的前提下，使用等值電阻法計算配電網絡的電能損耗具有可行性和實用性。 式 (317)可簡化為： ? ?? ?2 2 2111 2 2 22 21122()mmi i i i iiiemmi N i i N i iiiNNP Q R S RRP Q SK S R S RK S S??? ? ???? ? ????????????? (318) 式中： iS 為第 i 段線路上通過的視在功率 (kVA)； NiS 為第 i 段線路的配電變壓器額定容量 (kVA)； NS? 為該段配電線路總的配電變壓器額定容量 (kVA)； iK 為各配電變壓器的負荷系數； K? 為該段配電線路總配電變壓器的負荷系數。這些方法各具特色，其中，平均電流法和最大電流法是利用相應平均電流、最大電流與均方根電流的等效關系來進行能耗計算的，雖然只需收集平均電流或最大電流，但利用形狀系數和損失因數進行修正時存在一定誤差，不能保證計算的精度要求，所以多見于手工計算中。 若負荷不變，在不同線路電阻條件下年減少的電能損失為： ? ?2 12= 3 8 .7 6L I R R? ? ? ? (323) 式中： L? 為年 減少的電能損失 (kWh)； I 為負荷電流 (A)； 1R 為改造前線路電阻(? )； 2R 為改造后線路電阻 (? )。 4) 變壓器型號對線損的影響 新型變壓器的短路損耗和空載損耗己經大大降低，更新老舊變壓器成為降低線損的重要措施制之一。 接著，本章論述了一些基本的理論計算方法，并且對各方法進行了對比分析。 華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 14 第四章 降低線損的管理措施研究 完善線損管理的激勵機制 對于線損管理，因涉及部門較多，激勵機制是保證積極性的重要手段。主要檢查工作有 : l) 實行《跟蹤檢查制度》。如：將某家屬院 8 月份的用電量與 6 月份比較，如果 8 月份的用電量比 6 月份少，就有可能存在計量故障或竊電現象。利用遠程抄表系統，多次定時抄錄客戶電量 ，通過每次抄見電量之間的對比分析，可發現調整接線使電能表倒轉進行竊電的現象，以及在用電高峰期 (如夏季使用空調時 )，使電能表停轉或倒轉等問題。 加強電能計量管理 根據《電 能計量裝置技術管理規程》 (DL/T4482020)的要求，認真做好計量標準裝置的管理、現場檢驗、計量裝置檢定、運行維護、周期輪換和故障處理等工作的閉環控制，達到電能計量管理的可控、在控。計量中心負責計量裝置臺帳的管理工作。經試驗室檢定的計量裝置由表庫工作人員分類存 放到待裝庫和待報廢庫，檢定不華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 16 合格的根據檢定結果進行待修、報廢或返廠更換。計量中心每月統計現場檢驗率和現場檢驗合格率。 7) 計量裝置輪換管理流程過程控制方法 計量中心根據工作計劃，制訂計量裝置的年、季、月輪換、抽檢計劃，報企管 部匯總后由分管副經理審批，企管部對審批的計劃進行下達，計量中心和供電所根據公司審批的輪換、抽檢計劃合理安排工作任務。供電企業對于線損的管理，很大程第四章 降低線損的管理措施研究 17 度地反應了該企業的管理水平和內部協調處理問題的能力。 華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 18 第五章 降低線損的技術措施研究 網絡結構改造 網絡改造屬 于技術降損措施的建設措施，建設措施是指需投資花錢來改進系統結構的措施。 換線后降低百分率按下式計算： ? ?121231223121% 1 0 03 1 01003 1 01 1 0 0PPPPI R RIRRR??? ? ?? ? ?????????? ? ????? (53) 更換粗導線截面降低損耗百分比見表 51。 然后根據經濟電流密度 ecJ 選擇導線截面 S ，即 max / ecS I J? ，一般就能夠達到技術經濟兩方面考慮的最佳效果，在節省一次性投資的情況下，滿足線損率及電壓質量的要求。 電網升壓后降低負載損耗百分率為： 2 2 21 2 2212111% 1 0 0 1 1 0 01N N NNNU U UPUU? ??? ? ? ? ? ????? (58) 電網升壓后降損節電量為 ? ?2 22 1 1NNUAA U??? ? ? ? ????? (59) 上式中： A? 為電網升壓前的 線路損失電量 (kwh)。通常采用以下方法： 1) 淘汰高損耗配電變壓器。在配電網絡中有些綜合臺區全年負荷是不平衡的，有時負荷很重，接近滿載或超載運行；有時負荷很輕，接近輕載或空載狀態，如農業排灌、季節性用電，通過采取停用或“子母變”的措施，達到降損節電的效果。加強配電變壓器運行管理，及時準確掌握運行資料，如日負載曲線、功率因數、運行電壓、用電量等，為制定降低配電變壓器損耗提供科學依據。 在負荷的有功功率 P 保持不變的情況下，提高負荷的功率因數，可以減少負荷所需的無功功率 Q，因而可以減少通過線路或變壓器的無功功率，這樣可以減少通過線路或變壓器的電流，所以也將減少線路或變壓器的電能損耗。 4) 集中補償和分散補償相結合，以分散補償為主。 7) 供電部門的無功補償要和用電戶的無功補償相結合。一般補償的標準以達到規定要求為準。 無功補償裝置和補償的主要方式 電網中常用的幾種無功補償措施有： 1) 調相機補償 調相機是一種專門設計的無功功率發電機，是一種不帶機械負載的可以過勵磁或欠勵磁運行的發電機，一般裝設在樞紐變電站。 2) 靜止無功補償裝置 (SVC) 靜止無功補償裝置是七十年代發展起來的無功補償技術，是一種利用電容器、電抗器和電力電子裝置組合而成的無功功率補償設備，也稱靜止無功補償器。 SVC 發展到今天，在技術上己經相當成熟，國際國內在 SVC 方面的研究范圍都相當廣泛，研究內容也都相當豐富。 電容器與調相機相比較，其優點是：投資省，運行經濟，結構簡單，維護方便，容量可任意選擇，適用性強。在降低網損及提高用戶的功率因數等方面，并聯電容器補償要比串聯電容器補償優越的 多。 結合配電網的特點，為達到提高電壓合格率，提高功率因數，降低網損，提高網絡運行經濟性的目標，迫切需要實施配電網的無功補償。采用自動投切跟蹤負荷變化進行補償。 4) 變電站集中補償 將電容器組連接在 變電所二次母線上，同樣也分固定連接組和投切連接組，可實現較為完善的保護。 1) 從提高功率因數的需要確定補償容量 如果電力網最大負荷月的平均有功功率為 avP ，補償前的功率因數為 1cos? ，補償后的功率因數為 2cos? ，則補償容量可用下式計算： ? ?11221c a v a v tgQ P tg tg Q tg ??? ???? ? ? ????? (511) 或寫成 22121111c o s c o sc avQP ????? ? ? ????? (512) 式中， cQ 為所需的補償容量； avQ 為最大負荷日平均無功功率； avP 為最大負荷日平均有功功率。根據運行電壓確定需要補償無功容量為： ? ?1 2 1c U U UQ X?? (516) 第五章 降低線損的技術措施 研究 25 其中 1U 為補償前的母線 電壓； 2U 為補償后的期望母線電壓， X 為電抗值。為了簡化計算，串接元件只考慮到上級電壓的母線，即： ? ? ? ?? ? ? ? 322 10cPQ i QC i R iUi ???? (519) 其中， ??Qi為第 i 元件的無功潮流； ??Ui為第 i 元件的 運行電壓； ??Ri 為第 i 串接元件的