电网运行中电能损耗的主要环节与节能运行措施

作者:互联网 - 综合大全 -

  【摘 要】随着时代的进步和社会经济的发展,人们的电力需求越来越大,电网规模也在不断的扩大;在输变配电过程中,会有电能损耗产生,会对电网的供电质量造成较大的影响,并且还会对电力使用效率和经济效益造成影响,需要引起人们的足够重视。本文简要分析了电网运行中电能损耗的主要环节与节能运行措施,希望可以提供一些有价值的参考意见。
  【关键词】电网运行;电能损耗;节能措施
  随着市场经济体制的确立和完善,电力企业之间的竞争日趋激烈,要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟,并且获得发展和壮大,就需要重视电能损耗,采取一系列有针对性的措施,降低电能损耗,提高电网运行的节能效果。本文以某电网为例,进行了详细的分析和论述。
  1 电能损耗的组成
  电能损耗指的是电能在输、变、配的传输过程中,由于输、变、配的设备中有阻抗和导纳存在,就会产生电能损耗,这些电能会转换为其他型式的能,如热能、磁能、电磁能等。电能损耗的数值可从各个环节的关口计量中计算出来,电能损耗包含管理损耗和技术损耗两方面。管理损耗是指由管理因素和人为因素导致的,为了降低这方面损耗,就需要强化管理。技术损耗则是电网中各个元件所产生的实际能量损耗,根据其特性不同又可分为固定损耗和可变损耗两部分。电力网运行时,在串联阻抗中产生的功率损耗与通过的负荷有关,因负荷而变,故称这部分损耗为可变损耗,如变压器的铜损;在并联导纳中产生的功率损耗与电网电压有关,变化范围很小,故称这部分损耗为固定损耗,如变压器的铁损、输电线路的电晕损耗等。
  2 电能损耗的原因
  结合具体情况,电能损耗产生的原因可从以下这些方面来分析:
  一是三相负荷不平衡。因为三相用电负载分配不均,或者临时投入大功率单相负载,或者单相负载设备用电不同时,都会造成三相负荷不平衡,使得零线电流变大,线路的电能损耗增加。另外,由于三相负载不平衡,配电变压器的电能损耗也会增加,并且造成三相电压降不一致,影响正常供用电,极端情况下,会造成配电变压器因单相严重超载而烧毁。
  二是不合理的输配电网络。由于线路迂回供电、电源布点不合理造成供电半径过长,或者输配电线路采用的导线线径太小,都会造成线路阻抗增大,使得线损增加。
  三是无功消耗大,功率因数低。异步电动机是电力系统无功功率的主要消耗者,根据统计,农村电网中约有60%的无功功率被它消耗掉。如果用电端无功没有得到有效的补偿,则电网要增加无功输送量,使得负载电流增大,电能损耗也随之增加。
  四是变压器选型和容量配置不合理。随着技术的进步,新型变压器采用新材料、新工艺,损耗更小,节能更显著,比如铜芯比铝芯更节能,非晶合金铁芯比普通硅钢片铁芯更节能。变压器容量如果选择过大,使变压器经常运行在轻载或接近空载的工况下,也就是我们俗称的"大马拉小车",这会造成变压器效率降低,损耗增加。
  五是电力设备发生故障。输配电线路对树竹距离太近产生放电现象,因遭受雷击发生对地或相间弧光短路,变压器发生内部绝缘击穿短路等,这类故障一旦发生,一方面无法保证正常供电,另一方面也产生了大量的电能损耗。
  3 降低电网电能损耗的节能运行措施
  一是对变压器三相负荷进行调整,一般要按照百分之十的标准来控制变压器运行过程中的不平衡度。
  二是要合理选择变压器型号和容量。首先要淘汰老旧型号高耗能变压器,如铝芯、sj、s7等型号,优先采用s11、sh15(非晶合金)系列变压器。厂家技术参数显示,s9与s7相比,空载损耗平均降低10%,负载损耗平均降低25%;s11与s9相比,空载损耗平均下降30%;而sh15与s11相比,空载损耗平均降低60%,负载损耗平均降低10%,可见采用新型号变压器所带来的节能效果是非常明显的。其次要按照经济运行的原则来选择配电变压器的容量,控制好负载率。根据配变有功功率损耗的计算公式:δpb=δp0+δpk×(s/sn)2,可以推算出,当配变的铜损δpk×(s/sn)2与铁损δp0相等时,变压器的线损率最小,运行效率最高。理论计算可知,s9、s11、sh15配变的经济运行负载率分别为25%~80%、20%~70%、10%~60%。当主变数量为两台及以上时,应合理选定并列运行的变压器台数,使其总功率损耗最小,通常要绘制单台或多台并列运行时变压器总功率损耗随负荷变化的∑δpb=f(s) 曲线,来确定经济运行区域。
  三是对输配电线路网络结构进行优化。结合实际,科学规划,减少线路的重叠和迂回现象,尽量在负荷中心布置电源点、安装配变,缩小线路的供电距离,减少线路压降。对于配电网络一般要求10千伏和400伏的供电半径分别控制在15千米和500米以内。在选择导线截面时,既要满足机械强度、热稳定要求,也要考虑"经济电流密度",对于110千伏以上输电线路还要避免电晕发生。导线截面选择的一般方法是:区域电网按"经济电流密度"选择,地方电网按电压损耗条件选择,低压配电网按容许发热条件选择,同时要为今后发展留有一定的余地。
  四是改变电力网的功率分布,提高功率因数,减少无功功率的传输。用户要合理选择异步电动机的额定功率,使其与拖动的机械相匹配,避免"大马拉小车"现象。供电企业要合理装设无功并联补偿,使无功就地得以平衡。在实际运行中,可集中补偿和分散补偿相结合。集中补偿,高压电容器通常安装在变电站的主变低压侧,低压电容器则安装在配变变台的低压侧,实现无功就地平衡,有效降低变压器的损耗;分散补偿,高压电容器可根据需要安装在线路的不同节点上,低压电容器一般安装于线路的末端或用户端,既可提高功率因数,又可抬升线路末端电压,有效降低线路的损耗。无功补偿装置应具备容量分档自动投切功能,能根据负载的功率因数变化而改变无功补偿量,防止过补偿。
  五是加强输配电线路的运行维护管理,减少放电现象和短路故障。高低压配电线路经过竹林区和居民住宅区宜采用绝缘导线,减少裸导线对树竹放电和外破短路故障。要定期巡视检查输配电线路及设备,及时清理线路走廊上的障碍,及时发现并消除线路及设备隐患,及时更换破损绝缘子,开展绝缘子擦拭或清洗,防止污闪发生。通过运行维护管理的提升,既保证了电网的安全运行又降低了电能损耗。
  4 结语
  通过上文的叙述分析我们可以得知,由于诸多因素的综合作用,必然会有电能损耗产生于电网运行过程中,给供电质量造成了不利影响。在科技飞速发展的今天,需要结合电网的具体情况,找出电网运行中电能损耗的主要环节,积极利用先进技术,采用有针对性的措施,降低损耗,提高运行的经济性和社会效益,提高供电质量,更好地服务于社会经济发展。
  参考文献:
  [1]张宝良.电力运行中的节能措施分析[j].中国电子商务,2013(23).
  [2]尹克宁.电力工程.水利电力出版社,isbn 7-120-00011-x/tm.4
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