電網(wǎng)的線損和節(jié)能降損措施分析

【摘要】配電網(wǎng)線損的有很大的危害，線損率的高低是電力單位生產(chǎn)技術(shù)水平和管理水平的綜合反應(yīng)。本文簡(jiǎn)要介紹了我廠線損狀況，分析了電力系統(tǒng)線損的組成，并提出了配電系統(tǒng)降損節(jié)能的技術(shù)措施，再配合配電系統(tǒng)降損節(jié)能的管理措施。 　　現(xiàn)狀分析 　　我國(guó)現(xiàn)有電力系統(tǒng)中，35kV以上電壓等級(jí)輸變電系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)著遠(yuǎn)距離傳輸電能的作用，l0kV及380/220V電壓等級(jí)則是配電系統(tǒng)的主體，與用戶關(guān)系最為密切。電能通過(guò)導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、變壓器等設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生功率損失(有功、無(wú)功功率)，并在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生能量損失(有功、無(wú)功電量)。配電系統(tǒng)的線損率就是指在一段時(shí)間內(nèi)，配電過(guò)程中損失的有功電量和該系統(tǒng)所獲得的總電量之比。 　　變電所擔(dān)負(fù)著全廠300多口油井、一個(gè)集輸系統(tǒng)和幾個(gè)生活區(qū)的用電。其中35KV配電線路3條，6KV配電線路6條。日用電量超過(guò)16萬(wàn)KWh。目前3條35KV配電線路線損都在4%左右。降低線損是對(duì)我所的一個(gè)重要考核指標(biāo)，近幾年我廠的電量指標(biāo)大幅壓縮，無(wú)論是生產(chǎn)用電還是生活用電，節(jié)能的壓力都很大，降低成本是我所面臨的一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。因此線損率的高低也就直接反應(yīng)者我所管理水平的高低。線損管理涉及面廣，跨度大，是一項(xiàng)政策性、技術(shù)性很強(qiáng)的綜合性工作。為提高自身經(jīng)濟(jì)效益，必須加強(qiáng)電網(wǎng)的線損管理工作。 　　如果換一個(gè)角度來(lái)看線損，我們還可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于一個(gè)規(guī)模相當(dāng)不變的供電單位，在一定投入后的產(chǎn)出水平。因此，從某種意義上來(lái)說(shuō)，線損率就是供電企業(yè)的投入產(chǎn)出率。線損率的大小，經(jīng)濟(jì)效益躍然紙上，不用解釋，一目了然。供電單位節(jié)能降損要從管理與技術(shù)兩方面著手，從管理方面著手主要需要做到以下幾點(diǎn)：1.指示管理2.無(wú)功管理3.諧波管理4.計(jì)量管理5.統(tǒng)計(jì)分析;從技術(shù)方面著手，則主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.合理使用變壓器2.重視和合理進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償3.減少接點(diǎn)數(shù)量，降低接觸電阻4.采用節(jié)能型照明電器 5.調(diào)整用電負(fù)荷，保持均衡用電。 　　1.線損的分類 　　1.1按損耗性質(zhì)分 　　1.1.1技術(shù)線損 　　在電力網(wǎng)輸送和分配電能過(guò)程中，有一部分損耗無(wú)法避免，是由當(dāng)時(shí)電力網(wǎng)的負(fù)荷情況和供電設(shè)備的參數(shù)決定的，可以通過(guò)理論計(jì)算得出，這部分正常合理的電能消耗稱為技術(shù)線損，也稱為理論線損。對(duì)于技術(shù)線損，就現(xiàn)在的實(shí)際情況而言，雖然電網(wǎng)的優(yōu)化改造使技術(shù)線損有了很大的減低，但要想在此基礎(chǔ)上再降低是比較困難的，因?yàn)檫@不僅需要政策的支持還需要花費(fèi)相當(dāng)大的人力、物力。就供電單位的實(shí)際能力而言，針對(duì)配電網(wǎng)節(jié)能降損這一環(huán)節(jié)，應(yīng)設(shè)立一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略計(jì)劃，逐步實(shí)施。例如，更換高耗能變壓器，縮短配電網(wǎng)線路的供電半徑，增大導(dǎo)線截面等。 　　1.1.2管理線損 　　在電力營(yíng)銷的運(yùn)作過(guò)程中，為準(zhǔn)確計(jì)量和統(tǒng)計(jì)，需要安裝若干互感器、電能表等計(jì)量裝置和表計(jì)，這些裝置與表計(jì)都有不同程度的誤差。與此同時(shí)，由于用電抄收人員的素質(zhì)關(guān)系，又會(huì)出現(xiàn)漏抄、估抄和不按規(guī)定同期抄表的現(xiàn)象，再加上管理工作不善，執(zhí)行力度不夠，存在部分透漏和少量自用及其他不明因素造成的各種損失。這類損失，歸根到底是我們管理不善引起的，所以稱之為管理線損。對(duì)于管理線損，這是我們加以努力可以減低，而且大幅度降低的方面。因?yàn)?，生產(chǎn)管理線損的因素主要是互感器、電能表等計(jì)量裝置和表計(jì)不同程度的誤差及用電抄表人員的素質(zhì)，如漏抄、估抄、錯(cuò)抄和不按規(guī)定抄表等。我們從以上方面著手，規(guī)范管理，完善規(guī)章制度，從抄收人員的素質(zhì)著手，從思想上轉(zhuǎn)變，可達(dá)到減低管理線損的目的。 　　1.2按損耗特點(diǎn)分 　　1.2.1可變損耗 　　所謂可變損耗是指與電網(wǎng)中的負(fù)荷電流有關(guān)隨其大小而變化的損耗，其中包括導(dǎo)線中的損耗，變壓器繞組中的銅損，電流表和電度表電流線圈中的損耗等。 　　1.2.2固定損耗 　　所謂固定損耗就是指電網(wǎng)中的負(fù)荷電流無(wú)關(guān)且不隨其變化的一種損耗。其中包括變壓器的鐵損，電容器的介質(zhì)損耗，電壓表和電度表電壓線圈中的損耗等。 　　1.2.3不明損耗 　　所謂不明損耗系指實(shí)際線損與理論線損之差的一種損耗。該種損失變化不定，數(shù)量不明，難以用儀表和計(jì)算方法確定，只能由月末電量統(tǒng)計(jì)確定，其中包括用戶違章用電和竊電的損失、漏電損失、抄表以及電費(fèi)核收中差錯(cuò)所造成的損失，計(jì)量表計(jì)誤差所造成的損失等。 　　2配電網(wǎng)線損的危害 　　2.1發(fā)熱是線損造成的最突出問(wèn)題 　　發(fā)熱的過(guò)程就是把電能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程，造成了電能的損失;發(fā)熱使導(dǎo)體溫度升高，促使絕緣材料加速老化，壽命縮短，絕緣程度降低，出現(xiàn)熱擊穿，引發(fā)配電系統(tǒng)事故，例如變壓器的絕緣材料在140℃時(shí)的壽命降低率將是常規(guī)工作溫度(98℃)時(shí)的128倍。尤其當(dāng)建筑物內(nèi)配電線路容量不夠時(shí)，發(fā)熱常是造成電氣火災(zāi)的直接原因。 　　發(fā)熱在接觸部分的影響最為明顯，配電網(wǎng)中相當(dāng)多的故障是由接點(diǎn)處的電阻發(fā)熱引起的。一般接點(diǎn)處的接觸電阻往往大于兩端材料的電阻，即使在正常負(fù)荷電流情況下也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重發(fā)熱，從而又加劇導(dǎo)體接觸電阻上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致接觸部分燒壞，引起故障。架空線路的壓接處與電力電纜的中間接頭處經(jīng)常是事故多發(fā)點(diǎn)。 　　2.2電系統(tǒng)的線損造成能源的大量浪費(fèi) 　　配電系統(tǒng)的線損沒(méi)有轉(zhuǎn)化為有用的能量而白白浪費(fèi)，而且還要通過(guò)如通風(fēng)、冷卻等方式對(duì)熱量進(jìn)行散發(fā)，也需要電能。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一般配電網(wǎng)的線損率在3%以上，嚴(yán)重者可達(dá)到10%甚至更高。這不僅意味著電能的損失，更表現(xiàn)在一次能源的大量浪費(fèi)以及對(duì)環(huán)境造成更多的污染。因此，配電系統(tǒng)的線損產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，體現(xiàn)在發(fā)、供、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)。如果不采取措施降低配電系統(tǒng)的線損率，必然對(duì)國(guó)家能源利用、環(huán)境保護(hù)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不良影響，而且隨著電力需求的不斷增長(zhǎng)，電量損失也會(huì)越來(lái)越大。每個(gè)用電單位都必須從大局出發(fā)，從技術(shù)上、管理上降低線損。 　　3.配電系統(tǒng)降損節(jié)能的措施分析 　　3.1配電系統(tǒng)降損節(jié)能的管理措施 　　3.1.1指示管理 　　用電管理部門應(yīng)進(jìn)行線損理論計(jì)算，并與實(shí)際情況相比較，以獲得較合理的線損指標(biāo)，將指標(biāo)按年、季、月下達(dá)給各基層部門并納入經(jīng)濟(jì)責(zé)任制考核。另外，還應(yīng)將用戶電表實(shí)抄率、電壓合格率、電容率可用率、電容器投入率及節(jié)能活動(dòng)情況等列人線損小指標(biāo)考核，獎(jiǎng)罰分明，調(diào)動(dòng)員工管理積極性。 　　3.1.2無(wú)功管理 　　除進(jìn)行正常的功率因數(shù)考核外，針對(duì)一些用戶只關(guān)心功率因數(shù)是否大于0.9，對(duì)無(wú)功倒送不加重視的情況，有選擇地在用電量大、功率因數(shù)接近1的用戶處裝設(shè)雙向無(wú)功電度表;根據(jù)負(fù)荷用電特點(diǎn)，選擇合適的電容器投切依據(jù)。 　　3.1.3諧波管理 　　隨著電網(wǎng)中非線性用電負(fù)荷，如整流設(shè)備、電熔煉設(shè)備、電力機(jī)車、節(jié)能器具、熒光燈、電視機(jī)、電腦等的大量增加，配電系統(tǒng)中諧波污染日趨嚴(yán)重。諧波不僅會(huì)使系統(tǒng)的功率因數(shù)下降，而且在設(shè)備及線路中產(chǎn)生熱效應(yīng)，導(dǎo)致電能損失。因此，用電管理部門應(yīng)對(duì)本系統(tǒng)的諧波存在和污染程度進(jìn)行檢測(cè)，做到心中有數(shù)，必要時(shí)應(yīng)采取諧波抑制措施。 　　3.1.4計(jì)量管理 　　正確的電能計(jì)量既是降低線損的依據(jù)，也是考核技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的依據(jù)。對(duì)電度表應(yīng)定時(shí)檢查、校驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整倍率，降低電能計(jì)量裝置的綜合誤差。對(duì)于關(guān)鍵部位的電度表盡量采用先進(jìn)的全電子電度表，并盡可能的推廣集抄系統(tǒng)。 　　3.1.5統(tǒng)計(jì)分析 　　分區(qū)、分片、分電壓等級(jí)進(jìn)行線損統(tǒng)計(jì)，定期分析線損現(xiàn)狀，分析電壓、無(wú)功工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出改進(jìn)措施，確保線損指標(biāo)的完成。做好月、年度線損率曲線，掌握系統(tǒng)有功、無(wú)功潮流、功率因數(shù)、電壓及線損等情況，為滿足下年度負(fù)荷增長(zhǎng)、提高電能質(zhì)量、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及制定降損措施提供依據(jù)。 　　3.2配電系統(tǒng)降損節(jié)能的技術(shù)措施 　　3.2.1合理使用變壓器 　　應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的用電特點(diǎn)選擇較為靈活的結(jié)線方式，并能隨各變壓器的負(fù)載率及時(shí)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，以確保變壓器運(yùn)行在最佳負(fù)載狀態(tài)。變壓器的三相負(fù)載力求平衡，不平衡運(yùn)行不僅降低出力，而且增加損耗。要采用節(jié)能型變壓器，如非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9系列的25%~30%，很適合變壓器年利用小時(shí)數(shù)較低的場(chǎng)所。 　　3.2.2重視和合理進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償 　　運(yùn)行中的變壓器，其消耗的無(wú)功功率是消耗的有功功率的幾倍至幾十倍。無(wú)功電量在電網(wǎng)中的傳輸中造成大量的有功損耗。一般的配電網(wǎng)中，無(wú)功補(bǔ)償裝量安裝在變壓器的低壓側(cè)系統(tǒng)中，通常認(rèn)為將負(fù)載功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9-0.95已是到位，而忽視了對(duì)變壓器的無(wú)功補(bǔ)償，即對(duì)高壓側(cè)的補(bǔ)償。 　　合理地選擇無(wú)功補(bǔ)償方式、補(bǔ)償點(diǎn)及補(bǔ)償容量，能有效地穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓水平，避免大量的無(wú)功通過(guò)線路遠(yuǎn)距離傳輸而造成有功網(wǎng)損。對(duì)配電網(wǎng)的電容器無(wú)功補(bǔ)償，通常采取集中、分散、就地相結(jié)合的方式;電容器自動(dòng)投切的方式可按母線電壓的高低、無(wú)功功率的方向、功率因數(shù)大小、負(fù)載電流的大小、晝夜時(shí)間劃分進(jìn)行，具體選擇要根據(jù)負(fù)荷用電特征來(lái)確定并需注意下列幾個(gè)問(wèn)題： 　　3.2.2.1高層建筑或住宅聚集區(qū)單相負(fù)載所占比例較大，應(yīng)考慮分層單相無(wú)功補(bǔ)償或自動(dòng)分相無(wú)功補(bǔ)償，以避免由一相采樣信號(hào)作無(wú)功補(bǔ)償時(shí)可能造成其它兩相過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，這樣都會(huì)增加配網(wǎng)損耗，達(dá)不到補(bǔ)償?shù)哪康摹? 　　3.2.2.2裝設(shè)并聯(lián)電容器后，系統(tǒng)的諧波阻抗發(fā)生了變化，對(duì)特定頻率的諧波會(huì)起到放大作用，不僅對(duì)電容器壽命產(chǎn)生影響，而且會(huì)使系統(tǒng)諧波干擾更加嚴(yán)重。因此有較大諧波干擾而又需補(bǔ)償無(wú)功的地點(diǎn)應(yīng)考慮增加濾波裝置。 　　3.2.2.3對(duì)低壓配電線路改造，擴(kuò)大導(dǎo)線的載流水平 　　按導(dǎo)線截面的選擇原則，可以確定滿足要求的最小截面導(dǎo)線;但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，選用最小截面導(dǎo)線并不經(jīng)濟(jì)。如果把理論最小截面導(dǎo)線加大一到二級(jí)，線損下降所節(jié)省的費(fèi)用，足可以在較短時(shí)間內(nèi)把增加的投資收回。導(dǎo)線有功功率損耗： 　　Px=3IjsR0L×10-6(kW) 　　式中：Ijs—計(jì)算電流，A; 　　R0—導(dǎo)線電阻，12/km; 　　L—導(dǎo)線長(zhǎng)度，m。 　　導(dǎo)線截面增加后，線損下降： 　　ΔPx=3IjsΔR0L×10-6(kW) 　　ΔWx=3IjsΔR0Lt×10-6(kWh) 　　式中：ΔPx—線損有功功率損耗下降值，kW; 　　ΔWx—線路有功電能損耗下降值，kWh; 　　ΔR0—線路電阻減少值，12/km; 　　t—線路運(yùn)行小時(shí)數(shù)，h。 　　設(shè)每千瓦時(shí)電價(jià)為B元，兩相鄰截面電纜每米價(jià)格相差E元，則截面加大后，減少的線損電費(fèi)M和增加的線路投資N各為： 　　M=ΔWx×B(元) 　　N=E×L(元) 　　若M=N，則節(jié)省電費(fèi)與增加投資相等，可得： 　　t=E/3IjsΔR0B×10-6(h) 　　假設(shè)VV22-0.6/lkV四芯電纜埋地敷設(shè)，計(jì)算電流為環(huán)境溫度30℃時(shí)的相應(yīng)載流量，截面加大后節(jié)電效果見(jiàn)下表： 　　以上的計(jì)算僅考慮線路的有功損耗，未考慮截面加大后溫升下降的影響。截面加大后線路無(wú)功損耗也會(huì)有所下降。 　　由于導(dǎo)線的使用年限一般在10年以上，加大截面節(jié)能降損所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。 　　3.2.3減少接點(diǎn)數(shù)量，降低接觸電阻 　　在配電系統(tǒng)中，導(dǎo)體之間的連接普遍存在，連接點(diǎn)數(shù)量眾多，不僅成為系統(tǒng)中的安全薄弱環(huán)節(jié)，而且還是造成線損增加的重要因素。必須重視搭接處的施工工藝，保證導(dǎo)體接觸緊密，并可采用降阻劑，進(jìn)一步降低接觸電阻。不同材料間的搭接尤其要注意。 　　3.2.4采用節(jié)能型照明電器 　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中照明用電約占總用電量的10%以上。隨著我國(guó)居民居住條件的不斷改善和公用場(chǎng)所對(duì)照明要求的逐步提高，照明用電比例逐年遞增。根據(jù)建筑布局和照明場(chǎng)所合理布置光源、選擇照明方式、光源類型是降損節(jié)能的有效方法。如1只20W電子節(jié)能燈的光通量相當(dāng)于1只100W白熾燈的光通量。推廣高效節(jié)能電光源，以電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器;電子調(diào)光器、延時(shí)開(kāi)關(guān)、光控開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)、感應(yīng)式開(kāi)關(guān)取代蹺板式開(kāi)關(guān)應(yīng)用于公共場(chǎng)所，將大幅降低照明能耗和線損。 　　3.2.5調(diào)整用電負(fù)荷，保持均衡用電 　　調(diào)整用電設(shè)備運(yùn)行方式，合理分配負(fù)荷，壓低電網(wǎng)高峰時(shí)段的用電，增加電網(wǎng)低谷時(shí)段的用電;改造不合理的局域配電網(wǎng)，保持三相平衡，用電均衡，降低線損。 　　結(jié)束語(yǔ) 　　配電網(wǎng)的降損節(jié)能工作不但可以減少用戶電費(fèi)支出，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，挖掘配電設(shè)備供電能力，而且對(duì)國(guó)家能源利用、環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化配置極為有利。應(yīng)當(dāng)引起高度重視。在采用傳統(tǒng)降損節(jié)能措施的同時(shí)，應(yīng)加大科技投入，提高用電管理的技術(shù)水平和管理水平。