降低線路損耗的方法和措施(存儲版)

　　

【正文】 優點是：能提供可變動的容性和感性無功功率，能平滑控制動態無功功率，由于裝置本身所擁有的快速響應性能，裝在配電網上可以用于抑制沖擊負荷引起的電壓閃變，減少配電網對通信線的干擾。其缺點是：不能連續調節，負荷的調節特性較差，對系統中的高次諧波有放大現象，諧波電流過大時，可能引起爆炸。無功補償方式按安裝地點主要分為： l) 用戶端隨機補償 電容器隨設備一起投退，補償設備的固定無 功損耗。 表 51 各種補償方式對比表 補償方式 高壓補償 低壓補償 變電站集中 線路分散 低壓集中 隨機補償 補償對象 變電站無功需求 線路無功基荷 配變無功需求 用戶無功需求 降損范圍 變電站主變及輸電網 10kV線路及輸電網 配變及輸配電網 整個電網 改善電壓效果 較好 較好 較好 最好 單位投資 較大 較小 較大 較小 設備利用率 較高 很高 較高 較低 安裝維護 較好 一般 一般 較好 方便程度 無功補償方 式對線損的影響： cP CQ?? (510) 其中： C 為無功經濟當量 (kW/kVar)； cQ 為補償容量。 4) 根據無功經濟當量確定補償容量 無功經濟當量是指增加每千乏無功功率所減少有功損耗的平均值，采用無功當量確定補償容量： 312 22 10cP c PPCRQU ??? ? ?? ? ? (517) 其中， Q 為補償前的無功功率； cQ 為無功補償容量； 1P? 和 2P? 分別為補償前后的有功損耗； R 為相線電阻； PC 越大則補償效果越好。 線路的經濟運行 線路的經濟運行是 指在現有的電網結構和布局下，一方面把用電負荷組織好，調整得盡量合理，以期線路及設備運行時間內，所輸送的負荷也盡量合理；另一方面，通過一定途徑，按季節調節電網運行電壓水平，也使其接近或達到合理值。 ? ?12cQ P tg tg???? (515) 3) 從提高運行電壓的需要來確定補償容量 在配電線路末端，特別是重負荷、細導線的線路，運行電壓較低加裝補償電容后，可以提高運行電壓。采用自動投切裝置，以便在輕負荷時，電壓不至于升的過高。 盡管上面介紹了多種無功功率補償裝置，但考慮到成本、運行及維護等多方面因素，在電網中主要應用的依然是電容器補償，并且以并聯電容器為主。通常小容量的、分散的或用戶的無功補償采用電容器，而大容量的、系統中樞點的無功補償則采用調相機或兼用調相機和電容器。其缺點是：設備投資高，啟動、運行、維修復雜，動態調節響應慢，不適應太大或太小的補償，只能用于三相平衡的補償。補償得過高， 因投資高而不經濟，過補償反而又使線損增加；補償得過低又會達不到降低線損的目的，對于參與利率考核的用電戶，由于利率電費的增加也不經濟。 3) 配電網的無功補償既要滿足全網總的無功電力平衡，又要滿足分線、分站的無功電力平衡，盡可能地使長距離輸送的無功電力最小。 4) 加強運行管理。故降低配電變壓器損耗是降低網損的有效途徑之一。綜合技術經濟兩方面考慮，在一定輸送容量的前提下，就有一個相對穩定的經濟電流密度，如下式： m axm ax3 10SI b?? ??? (54) 式中： ? 為導線電阻率 (? /km)； max? 為最大負荷損耗時間； ? 為售電電價 (元/kWh)； b 為電力線路造 價與導線截面關系數； ? 為線路折舊及小修費百分比之和 (％ )。管理降損主要通過加強管理，通過有效的組織結構、激勵機制、控制手段，實現資源有效整合減少供電環節中人為因素造成的“跑、冒、滴、漏”電量損失。計量中心將電量追 (退 )補審批結果存檔并反饋到電費結算中心、臺區管理部門和用電客戶進行電費結算。 3) 計量裝置檢定管理流程 計量中心表庫工作人員根據工作流程進行計量裝置檢定管理派工工作，檢修人員對表庫派工的計量裝置進行修理，修理合格后，檢定人員按照規程對計量裝置進行各項指標檢定，各項指標檢定完畢后，檢定人員對電能表進行走字試驗，合格的進行封印。對現今常見的技術竊電，如更換電流互感器芯子、銘牌，調整電能表誤差，二次回路串接電阻或人為開路，更換電能表銘牌和計度器等竊電方法進行有效的檢查。在用電 MIS 系統中設置了用電量統計分析功能，每月電費結算完畢，對用電單位當月用電 量變化情況進行對比分析，對變化不合理的單位現場落實原因，從中找出存在的計量故障、竊電、違約用電等問題。后面的平均電流 法、最大電流法和等值電阻法都是在均方根電流法的基礎上衍生出來的。 3) 功率因數對線損的影響 如果提高線路的功率因數，則可以減小線路中的無功功率，從而降低線損，提高功率因數后年減少的電能損失： 21221 PFLL PF??? ? ? ????? (325) 式中： L? 為年減少的電能損失 (kWh)； L 為在原功率因數下的年線損電量 (kWh)；1PF 為原來的功率因數； 2PF 為提高后的功率因數。 綜上所述，均 方根電流法是線損理論計算的基本方法，其它幾種方法均是在均方根電流法的基礎上衍生出來的。因 10kV 配電網絡節點多、分支線多、元件也多 ，各支線的導線型號不同，配電變壓器的容量、負荷系數、功率因數等參數和運行數據也不相同，要精確的計算配電網絡中各元件的電能損耗是比較困難的。 均方根電流法與其它線損計算方法的比較 1) 平均電流法 平均電流法是利用均方根電流與平均電流的等效關系進行能耗計算的方法。 在進行配電網線損計算時，需收集沿線各節點的負荷。 3) 所采用的方法的計算結果應達到足夠的精確度，應能滿 足實際工作的需要；如有誤差，應在允許范圍之內。 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。 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 。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。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。 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。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。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。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。 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。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。線損是電網線路及設備對電力的消耗，線損率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。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，電流通過導線或電氣設備時會產生損耗。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。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”。可見，降損節能是國家發展經濟的一項長遠戰略方針 [2]。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。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。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。 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。 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。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。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。 2) 計算用的數據或資料，在電網一般常用 (或現有 )計量儀表配置下，應易于采集獲取，而不是再裝設昂貴的特殊 (或專用 )記錄儀表或儀器；某些參數的取值亦應較為簡便而容易。 因此，均方根電流法是 10kV 及以下電壓等級的配電網中最常見的理論線損計算方法，另外也可根據計算條件和計算資料，采用平均電流法（形狀系數法）、最大電流法（損失因數法）、等值電阻法、電壓損失法等方法進行計算。缺點是：在對 10kV 配電網線路計算理論線損時，對沒有實測負荷記錄的配電變壓器，其均方根電流按與配電變壓器額定容量成正比的關系來分配計算，這種計算不完全符合實際負荷情況；各分支線和各線段的均方根電流由各負荷的均方根電流代數相加減而得，但一般情況下，實際系統各個負荷點的負荷曲 線形狀和功率因數都不相同，因此用負荷的均方根電流直接代數相加減來得到各分支線和各線段的均方根電流不盡合理；均方根電流法計算的理論線損是代表日的線損值，利用代表日線損值、代表日電量、月平均日電量和月總電量歸算出的月理論線損值在客觀上必然有一定差距 [6]。 3) 等值電阻法 等值電阻法的理論基礎是均方根電流法。 配電變壓器的總損耗為： 23 03 1 0if e TA I R t P t? ?? ? ? ? ? ? ? (322) 式中： 0P?? 為該條配電線路公用配電變壓器的鐵損總合 (kW)。提高運行電壓后年減少的電能損失： 第三章 電力系統理論線損的計算方法 13 21221 PFLL PF??? ? ? ????? (324) 式中： L? 為年減少的電能損 失 (kWh)； L 為在原來運行電壓下的年 線損 電量(kWh)； 1U 為原來的線路運行電壓 (V)； 2U 為提高后的線路運行電壓 (V)。這種方法計算簡單，數據采集相對容易。 2) 實行《用電量統計分析制度》。在客戶現場檢查時，使用“用電檢查儀”對客戶的計量裝置進行不停電綜合誤差測試，快速準確地判斷出計量裝置接線、倍率錯誤及電能表和互感器超差等問題。調試合格后按規定送上級主管部門進行檢定考核，考核合格后計量中心專責人對計量標準裝置建立臺帳，定期進行維護和比對，按周期送檢考核。用電客戶到客戶服務中心辦理相關手續，計量中心按照報修程序對計量故障進行處理，處理完畢后對拆回的計量裝置進行檢定，根據檢定結果進行電量追 (退 )補測算，報公司有關職能部門審批，數額較大的由分管副經理審批。一般來說，降低管理線損的資金投入量相對于技術降損來說較少。我們知道對于線路功率損耗 2S I Z?? ， S P Qj? ?? ?? ，其中 P? 為有功損耗， Q? 為無功損耗，而 Z 是 10kV 配電線路阻抗，它與線路長度、導線截面及導線材料有關，現行配網線路一般 LGJ 線居多，材料一般相對固定，長度受規劃設計限制不宜改變，但對于導線或電纜的截面的選擇相對比較靈活，單從降損方面考 慮當然是導線截面半徑越大越好，但從節約金屬材料及節省一次投資方面看，又是導線半徑越小越好。 表 53 電網升壓后負載損耗降低百分率 升壓前電壓 (kV) 升壓后電壓 (kV) 升壓后負載損耗降低百分率 (%) 110 220 75 35 110 10 35 降低配電變壓器電能損耗 配電變壓器的損耗是配電網絡損耗的主要組成部分。 對于功率因數較低的配電變壓器在低壓網加裝第五章 降低線損的技術措施 研究 21 低壓電容器，其作用除提高功率因數降低配電變壓器損耗外，還提高負載端的電壓，增加供電能力，降低電能損耗的作用，是一項投入少產出高的降損措施。 2) 配電網無功補償的設備以安裝維護方便、成本低、補償效益好的電容器為主。 配電網無功補償的標準 功率因數補償的高低，既要考慮經濟性，又要達