降低線路損耗的方法和措施-資料下載頁

【導讀】線損是電力網電能損耗的簡稱，是供電企業一項重要的技術經濟指標。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。本文詳細介紹了線損和線損率的基本概念。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。濟效益水平的綜合體現。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。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。措施，來降低線路損耗。無功補償技術等。

　　

【正文】 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)。電網升壓后負載損耗降低百分率 %P? 如表 53。 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。故降低配電變壓器損耗是降低網損的有效途徑之一。通常采用以下方法： 1) 淘汰高損耗配電變壓器。以 100kVA 容量的配電變壓器為例，相關 實驗分析表明，當負荷為 20%100%時，“ 86”標準的配電變壓器比“ 64”標準的配電變壓器損耗率降低 ～ 個百分點，比“ 73”標準的配電變壓器損耗率降低 ～ 個百分點，降損效果顯著。因此，應淘汰 57 及以下型號的配電變壓器。 2) 停運空載配電變壓器。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。 3) 加裝低壓電容器并加強維護。 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。 4) 加強運行管理。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。 5) 合理配置配電變壓器容量。根據日負載曲線選擇配電變壓器最佳容量，提高配電變壓器負載率。 無功補償技術 配電網的無功補償也屬于配電網降損的技術措施，這里重點單獨討論。 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。 配電網無功補償的原則 1) 無功補償盡量做到使無功就地平衡，盡量減少從電源側輸送的無功電力。 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。 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) 集中補償和分散補償相結合，以分散補償為主。在變電站進行集中補償，在線路上用電設備處和變壓器旁進行分散補償，以實現就地 (近 )補償。 5) 高壓補償和低壓補償相結合，以低壓補償為主。 6) 降損與調壓相結合，以降損為主，兼顧調壓，特別是對于線路長、分支多、負荷分散、功率因數低的農村配電網降損是主要目的。 7) 供電部門的無功補償要和用電戶的無功補償相結合。 8) 力求取得最佳的補償效果，要防止負荷輕載時過補償 [8]。 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，又要達到要求。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。一般補償的標準以達到規定要求為準。按照電力工業部 1996 年發布的《供電營業規則》規定，用電戶的功率因數應達到以下標準： 100 千伏安及以上高壓供電的用電戶功率因數的標準為 ； 其它電力用電戶和大、中型電力排灌站、定購轉售電企業，功率因數的標準為。 農業用電功率因數的標準為 。 華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 22 根據以上規定，工業用電戶要求達到標準，農網負荷峰谷差大，用電面廣而分散，因此不宜采取過 高的補償標準，過高的補償標準會造成輕負荷時過補償，使電壓升的過高，給電容器和用電設備帶來危害，還會引起線損增加。 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。在系統電壓偏低時，過勵磁運行供給無功功率而將系統電壓提高，在系統電壓偏高時，欠勵磁運行吸收多余的無功功率而將系統電壓降低。調相機補償的優點是：可以雙向連續調節，能獨立地用調節勵磁來調節無功功率， 有較大的過負荷能力。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。 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。靜止無功補償器的優點是：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：設備投資高， 維修復雜，且電力電子裝置的過電壓、過電流閥值低，容易造成設備損壞。 SVC 在結構上主要由 TSC 和 TCR 并聯組成，也有的還包含有固定電容器組，基本上采用晶閘管控制，通過控制晶閘管的通斷及調節晶閘管的導通角度來控制其與系統交換的無功功率的數量。 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。 3) 電容器補償 并聯電容補償是目前應用最廣的一種調壓方式，可永久連接或用斷路器連接至系統某些節點上。當系統無功不足時，補償裝置要盡量裝在無功負荷的中心，做到無功功 率就地平衡。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。 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。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。 電容器補償又分為串聯電容器補償和并聯電容器補償。在調壓方面，串聯電容器補償比并聯電容器補償的調壓性能要好。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。因為并聯電容器補償降低了線路上的第五章 降低線損的技術措施 研究 23 無功輸送容量，而串聯電容器補償基本上未改變輸電線路上的無功輸送容量。此外，串聯電容器補償會產生鐵磁諧振和自勵磁等許多異常現象。 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。 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。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。此種補償方式接線簡單，便于維護管理、可以從根本上消除或減少電動機無功負荷的波動，還可簡化上級補償方式。 2) 低壓集中補償 將電容器組連接在配變或用戶配電所 母線上，電容器分相分組投切，分別平衡補償三相負荷和三相不平衡無功負荷。采用自動投切跟蹤負荷變化進行補償。 3) 高壓線路分散補償 將電容器組分組分散安裝在 10kV 配電線路上，一組補償無功基荷，另一組補償無功峰荷。補償點位置根據負荷分布情況確定。采用自動投切裝置，以便在輕負荷時，電壓不至于升的過高。 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。 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。各種補償方式的無功當量華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 24 見表 52。 表 52 各種補償的無功當量 補償方式 變電站補償 線路補償 低壓集中 隨機補償 C 無功補償容量的確定 確定補償容量的方法多種多樣，但其目的都是提高配電網的某種運 行指標，下面介紹幾種確定補償容量的方法 [9]。 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。 有時需要將提高到大于 2cos? ，小于 3cos? ，則補償容量應滿足式： 2 2 2 21 2 1 31 1 1 11 1 1 1c o s c o s c o s c o sav c avP Q P? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ??????? ?? (513) 2) 從降低線損需要確定補償容量 在網絡參數一定的情況下，線損與通過導線的電流平方成正比。提高功率因數可使損耗降低，減少損耗計算公式： 2 1212c o s1 1 0 0 %c o sPP ????? ? ? ????? (514) 其中 1P 為補償前的有功功率，根據 P? 確定 2? ，然后確定 cQ 。 ? ?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。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。 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。 表 53 各種供電方式的無功經濟當量 功率因數 無功經濟當量 (kW/kVar) 供電方式 K1 K2 K3 其中， K1 為發電廠直接供電方式； K2 為經過 1 次降壓供電方式； K3 為經過 23次降壓供電方式。 無功經濟當量計算： ? ? ? ?1mPPiC X C i??? (518) 其中， ? ?PCX為補償設備裝設點的無功經濟當量， ??PCi為補償設備裝設點上游的無功經濟當量， m 為補償設備裝設點以前的串接元件數。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 串接元件的電阻。 增加無功補償的降損節電量按下式計算： ? ? ? ?? ?cPA Q C X tg t?? ? ? ? (520) 式中： tg? 為電容器的介質損； t 為無功補償設備的投運時間 (h)。 電網的經濟運行 電網的經濟運行屬于技術降損措施的運行措施，是指可以在現有電網結構和布局華南理工大學廣州學院本科畢業設計（論文）說明書 26 下，不投資或少投資來實現降低線損的目的。 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。