浅谈配电网的节能降损

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:speedwen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:本文首先对配电网的节能降损的重要性和必要性进行了介绍,然后通过一些技术上的措施与管理上的措施,进行节能降损的研究,最后讲述了一些行之有效的节能降损办法。
  
  关键词:线损;节能降损;无功补偿
  Abstract: This paper first energy-saving of the distribution network and the importance and necessity of loss reduction are introduced, and then research on some technical measures and management measures, saving energy and reducing loss, finally discusses some effective energy-saving loss reduction measures.
  Key words: line loss; energy conservation; wattless power compensation
  
  中图分类号:TM727.4文献标识码:A文章编号:
  
  (一)线损综述
  1.线损的重要性
  售电量的大小和线损率的高低是供电企业效益高低的决定性因素,售电量的大小很大程度上受社会经济发展的制约,而线损率的高低却是电力企业规划设计水平、生产技术水平和管理水平的综合反映,也是电网经营企业的一项重要经济技术指标,并且线损工作又是一项系统的工程,它涉及到供电企业的多个部门,从设计、基建、生产、调度、变电运行、线路维护到每月进行的抄、核、收工作,每个环节都与线损有着密切地联系。所以如何能切实有效地做到安全经济﹑多供少损,这一直是摆在我们每个电力工作者面前的重要课题。
  党的“十八大”提出的坚持“开发与节约并重”和“节能降耗,减少污染,建设资源节约型社会”等建议成为代表们热议的话题。就电力行业而言,主要体现在节能降损方面。然而,随着国民经济持续、健康的发展和人民物质文化生活水平的不断提高,对电能的需求势头见涨。可是,近几年全国各种能源的发电量,远不能满足人们的需求,全国各地相继出现了拉闸限电的现象,供需矛盾的日益加剧,严重影响了经济发展和人民生活。电力体制改革,将电力行业推向市场,电力作为商品,也由卖方市场转变为买方市场,企业的效益,促使企业要从各个方面降低成本,收取最高利润,降低损耗,采取节能的措施,将是提高利润,降低成本的重要手段之一。
  正是因为节能降损的重要性,国家电力公司及有关部门制定了一系列的管理规定和管理办法,如《国家电力公司电力网电能损耗管理规定》、《供电所线损管理办法》、《节能降损技术手册》等,同时节能降损问题既是国家考核电力企业的一项重要经济指标,又是“企业达标”、“创一流供电企业”和“创建示范(文明)窗口”的必要条件。线损管理涉及面广,跨度较大,是一项政策性、业务性、技术性很强的综合性工作。为适应电力企业由计划经济向市场经济的转变,搞好电力供应,减少供电损失,向客户提供质优、价廉、充足的电力,提高企业自身经济效益和社会经济效益,必须加强电网的线损管理工作。
  2.线损的组成
  线损的组成可以分为两个部分。一部分是技术线损:在电力网输送和分配电能过程中,有一部分损耗无法避免,是完全由当时特定的电力网的负荷情况和供电设备的参数决定的,可以通过理论计算得出,我们把这部分正常合理的电能消耗称为技术线损,有时也称为理论线损。另一部分管理线损:在电力营销的运作过程中,为准确计量和统计,需要安装若干互感器、电能表等计量装置和表计,这些装置与表计都有不同程度的误差。与此同时,由于用电抄收人员的素质关系,又会出现漏抄、估抄和不按规定同期抄表的现象,再加上管理工作不善,执行力度不够,存在部分偷漏和少量自用及其它不明因素造成的各种损失。此类损失的电量取决于人为因素,与企业的管理密切相关。
  3.降损的措施
  3.1 降损的技术措施
  1)选择合理的接线方式和运行方式,避免近电远供或迂回供电。以小容量、密布点、短半径为原则,对全市电网的布局和结构进行了全面规划、建设和改造。“十二五”期间,广州电网新增500千伏变压器容量600万千伏安。新增220千伏变压器容量1056万千伏安,其中新建220千伏变电站22座,容量1020万千伏安,扩建220千伏变电站22座,容量36万千伏安。新增220千伏线路长度1166千米。新增110千伏变压器容量917.3万千伏安,其中将新建变电站82座,容量798.6万千伏安,扩建变电站28座,容量118.7万千伏安。新增110千伏线路长度773.2千米。并同时进行大规模的城网,农网改造。力争用8年时间,重建一个广州电网。既促进地方经济的发展,又有利于降损节能。
  2)改造线路及采用节能新产品。合理选择导线截面,增加导线截面会降低导线电阻,减少电能损耗和线路压降。导线截面积与电能损耗成反比关系,但增加导线截面会增加投资,在增加导线截面时,要综合考虑投入与降损的关系。一般来讲,线路中电能损失大部分集中在主干线部分,在主干线中又集中在路首端到末端,从主干线到分支线由大到小的顺序选择阶梯型导线截面,同时要考虑今后的发展和电压降的要求。另外,积极推广应用节能新产品,在各联接节流点的施工中,采用导电膏,采用安全节能型的安普线夹。通过采用这些新产品,既减小了载流体各连接点的接触电阻,降低了能耗。同时又有效地防止了因连接点接触不良而引发的事故。确保了设备安全运行。在电网改造中,对运行时间长,线径细、损耗高的线路进行改造,更换大截面的导线和电压等级高的绝缘子,以减小线路电阻和泄漏电流,降低线路损耗。彻底解决低压电网陈旧、布局不合理、電能损耗高的问题,使供电状况得到根本改善。
  以某条10kV线路进行理论线损的计算,其代表日损失电量的计算公式
  
  
  
  
  
  
  所以有
  式中:等效功率=平均功率等效系数
  Iav-实际平均电流 A
  T-实际时间 h
  Kav-负荷曲线形状系数,应接近于1
  cosφ-该条线路的功率系数
  R-线路的等值电阻,为变压器与导线等的等值电阻之和
  通过收集10kV线路的结构参数和运行参数,然后运用上面的计算公式进行计算,得出一个最佳理论线损率,能够找出存在的薄弱环节,可以为开展线损的定性、定量分析及采取相对应的技术措施,提科学的理论依据。
  3)增加无功补偿,提高负荷功率因数。 补偿无功可以减少在线路和变压器中传递的无功功率,提高功率因数降低电能损耗。按照"分级补偿,就地平衡"的原则,采取集中与分散相结合的补偿方法,对新建变电所配足补偿电容器,对无功不足的变电所增补电容器,进行集中补偿;对功率因数低、无功负荷大的10kV线路在适当地点安装补偿电容器,进行分散补偿;在配电变压器低压柜中装设补偿电容器,进行随器补偿。采取以上补偿措施后,努力将功率因数提高到0.9以上,降低线路损耗。关于此点,在后面将有详细论述。
  4)合理选择变压器容量和安装位置。合理选择配电变压器的容量是变压器经济运行的要求。变压器容量太小,会引起过负荷运行,过载损耗增加;变压器容量太大,出现"大马拉小车"现象,变压器不能充分利用,空载损耗增加。因此,根据实际负荷情况确定配电变压器的容量,使变压器处于经济运行状态,损耗降到最小。同时合理选择变压器的安装位置,安装于用电负荷中心,并认真分配各相负荷,三相负荷尽可能平衡,使中性线的电流最小。在网络改造中,要将变压器尽量安装于用电负荷中心,使10kV线路供电半径不超过8km,使低压线路供电半径不超过0.5km,既提高了供电质量,又降低了线路损耗。 具体措施有:
  a) 选用节能型变压器。根据国家经贸委电力[2002]112号文通知,S11型卷铁心变压器具有绕制工艺简单、重量轻、体积小、空载损耗比S9降低25%~30%、维护方便、运行费用节省,节能效果明显等优点,比较适合我国电网的负荷特性和技术要求,电网建设和改造工程中应积极推广使用这一产品。而非晶合金铁心变压器是当前损耗最少的节能变压器,空载损耗可比同容量的S9变压器平均下降75%,比S7变压器降低78%,但价格高于S9系列变压器,但两种变压器的价差,可在5~7年内由所降低损耗少付的电费来抵偿,所以有条件的地方应优先考虑,大力推广。
  b) 及时调整变压器三相平衡度。 低压电网在运行中,要经常测量配电变压器出线端和主干线的三相负荷电流及中性线电流,并进行平衡三相负荷电流的工作。控制线路负荷的不平衡程度,并采取措施,可以减少三相负荷不平衡所造成的损耗。根据规程规定,一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及分支线首端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%。这是因为在配电系统中,有的相电流较小,有的相电流接近甚至超过额定电流,这种情况下,不仅影响变压器的安全经济运行,影响供电质量,而且会成倍增加线损。若一条公用配电线路等值电阻为R,通过最大电流为IA=IB=IC=I,则在三相电流平衡时的有功功率损失ΔP=3I2R。在三相电流不平衡时,有负序和零序电流分量,以平衡时的正序电流即I=IA=I1为标准,这时的有功功率损失为:
  
  式中 R1、 R2、 R0-正序﹑负序﹑等值电阻,且R1= R2 =R0
  KR= R0/ R1,一般大于4
  ε2=I2/I1,ε0=I0/I1,为负序和零序电流的不平衡系数。
  从式中可见,三相电流不平衡程度越大,有功功率损失也越多,所以必须定期地进行三相负荷测定和调整工作,使变压器三相电流力求平衡,尽可能降低线损。
  5)加强电网的维护管理,减少泄漏电。主要是定期清扫绝缘子,绝缘瓷瓶和绝缘套管,更换不合格的绝缘子,修剪与线路导线相碰撞的树枝,清除鸟巢等外物。经常测量接头电阻,发现问题及时检修。
  6)加强用电管理和计量管理。以前,用户的电能表大都运行了10年以上,灵敏度低、误差大,是造成低压线损居高不下的重要因素,通过一户一表改造,新装和更换的电能表禁止使用DD28系列,推广使用电子式宽负荷电能表,以提高计量的准确性。
  7)合理安排设备检修,尽量实行带电检修。电力网正常运行时的接线方式,一般是比较安全和经济合理的接线方式。如果遇设备检修,则正常的运行接线不得不加以改變。改变后的接线方式不但会降低运行的可靠性,而且会使线损大量增加。图示是电力网运行接线,线路参数及电流均已在图中标明。
  
  在正常运行时,断路器6断开,这时的线损功率为:
  
  当线路AD检修时,则断路器7和8必须断开,这时的线损功率为:
  
  /=1488/470.76=3.16
  计算表明,在同样的负荷条件下,检修时的线损功率为正常时的3倍多。假定检修进行10h,损耗因数为0.5,则多损耗的电量为△A=(1488-470.76)×0.50×10=5086(KW.h)。因此,合理安排设备检修,加强检修的计划性,是一项重要的降损措施(例如线路AD的检修可与断路器7、8及由变电所D供电的用户的设备检修或工厂休假日配合进行)。同时尽量缩短检修时间,或者积极实行带电作业来完成检修任务,以减少线损。
  3.2 降损的管理措施
  1)加强组织领导,健全线损管理网。建立由相关部室有关人员组成的线损管理领导小组,由分管局长任组长,负责领导线损工作。客户中心设专职线损管理员,各供电所设专(兼)职线损管理员,形成自上而下的管理网络。建立线损管理责任制,制定"线损管理制度"、"线损奖惩办法"及"线损管理实施细则",发生的问题,做到责任明确,奖罚分明。 2)搞好理论计算及线损统计工作。线损理论计算是线损管理的基础,通过计算能使我们定量地认识到电网经济运行的薄弱环节,从而有针对性地制定降损措施;每月进行一次线损统计、分析工作,每季进行一次全面总结,分析线损升降原因,统计指标完成情况。3)搞好线损指标管理。为了打破"吃大锅饭"的弊端,各区局依据每条线路的理论计算值,结合往年实际完成情况,分线、分台区下达线损指标,每月一核算、每季一考核、年终按"线损奖惩办法"兑现。
  如:配电线路综合损失率(包括配电变压器损失)≤10%;
  低压线路损失率≤12%;
  线路末端电压合格率≥90%;
  配电线路电压允许波动范围为标准电压的±7%;
  低压线路到户电压允许波动范围为标准电压的±10%;
  农村生活和农业线路功率因素≥0.85;
  工业、农副业专用线路功率因素≥0.90。4)加强抄核收管理,做好降损工作,完善抄表制度。为了线损统计的准确性,公司专门下达了抄表管理制度,要求抄表人员严格按照规定日期完成抄收工作,杜绝抄表不同步、漏抄、估抄或不抄现象。 加强抄收人员的职业道德教育,提高抄收人员的思相素质,坚决禁止在抄收过程中用电能这种特殊商品做人情、拉关系、搞交换。加强岗位培训,提高抄表人员的业务技术水平。农电所、客户中心,每年都组织装、抄表人员集中学习,极大地减少了在抄收过程中由于抄错数、错算倍率、抄错小数点等造成的错计损失,以及由于漏抄电表、漏乘倍率等造成的漏计损失。5)依法治电,深化反窃电工作。企业内部大力开展《电力法》及相关《条例》的宣传教育活动,印制"开展电力市场整顿和优质服务年活动"服务手册送到客户,组织人员在城区及乡村、集市等公共场合向群众进行依法用电宣传教育。成立用电稽查大队,配备交通通讯及现场检查鉴定的工器具和仪表,深入开展反窃电工作,认真分析可能窃电的手段、时间,并结合线路的损失情况有计划、有目标进行突击检查,不定期进行24h的用电监察,聘请公安干警与群众代表监督巡查,使窃电分子无可乘之机,依法严厉打击窃电行为。加强业务培训,不定期地举办《电力法》、《电能计量装置管理规程》、《用电检查管理办法》、《供用电监督管理办法》学习班,提高用电稽查人员检查、发现、处理违章用电的能力。
  6)开展营业普查工作。营业普查是供电企业加强经营管理工作的重要内容,区局重点以查偷漏、查帐卡、查倍率、查电表及接线为主,做到"情况明、计量准、按时抄、全部收、服务好",把由于管理不善偷掉一点、业务不熟错掉一点,表计失灵跑掉一点、责任心不强漏掉一点,人情关系送掉一点的电量补回来,提高了抄收准确性和计量准确性。 7)加大计量装置的防窃电改造。电能表集中安装于表箱或专用计量柜。有条件的地方,设置零距离计量,将计量表直接安装于变压器出线侧并做到电能表及接线安装牢固,认真做好钳封。使用具有防窃电功能的电能表。
  8)加强装置管理。客户中心严格按照《电能计量装置管理规程》及其它有关规程做好工作。合理计量配置,对供、售电表计和计量用互感器,做到配置合理、齐全、校准。正确计量接线,对计量表计的接线要正确,尤其对配有电压、电流互感器的二次接线一定要连接正确可靠,端头螺丝拧紧。计量装置的定期检验和巡检,经常组织人员到现场巡视检查,发现问题及时处理。
  (二) 电网的无功补偿和功率因数分析
  电网无功电源不足会使网络功率因数和电压质量下降,致使电气设备容量得不到充分利用,导致电网传输能力下降,损耗增加。因此,解决好电网的无功补偿问题,对网络降损节能有极为重要。无功功率自动补偿装置对电网进行无功功率补偿是降低线损,节约电能,改善电网电压质量,充分发挥设备出力的最经济最普遍的方法之一。
  1 无功补偿和提高电网功率因数的意义
  电网除了要担负用电负荷的有功功率P,还要负担负荷的无功功率Q。有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间存在以下关系,即
  
  而 COSφ=P/S被定义为电力网的功率因数,其物理意义是线路的视在功率S供给有功功率的消耗所占百分数。在电网运行中,我们希望电网的功率因数越大越好,如能做到这一点,则视在功率将大部分用来供给有功功率,减小无功功率的消耗。用户功率因数的高低,对于电力系统发、供、用电设备的充分利用,有着显著的影响。适当提高用户的功率因数,不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量,而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此,对于全国广大供电企业、特别是对现阶段电网来说,若能有效的搞好低压补偿,不但可以减轻上一级电网补偿的压力,改善提高用户功率因数,而且能够有效地降低电能损失,减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。提高功率因数有着改善设备的利用率、减少线路有功损耗、减少电压损失、提高电网的传输能力等的重要意义。
  2. 解决方法和效益分析
  2.1无功补偿的经济分析
  以一家普通工业用电户为例,配变容量:S=100kVA;有功功率:P=70kW;功率因数:cosφ=0.7;每日(按10小时)用电量为:A=700KW·h
  该用户未安装无功补偿装置时,根据电价手册规定,普通工业用电的功率因数为0.7时,应增收7.5%的功率因数调节电费。如果电能电费按年平均值0.54元/KW·h,则该用户每天增加的功率因数调节电费为:0.54×700×7.5%=28.35(元);
  即供電部门对该用户加收的功率因数调节电费为28.35元。
  如果该用户安装无功补偿装置,功率损耗将明显减少。
  有功或无功电能都是靠各电压等级的线路输送的,在输送电能的过程中,线路上都有功率损耗。为简化计算程序,采用无功补偿经济当量来计算无功补偿的经济效益,即每安装1Kvar的补偿电容,相当于降低了多少kW的有功损耗。查有关资料知,各种电压等级的无功补偿经济当量和该用户补偿后的降损功率如表1所示。
  表1各电压等级下的无功补偿经济当量和补偿后的功率损耗
  
  
  2.2无功补偿的经济效益比较
  经无功补偿的经济分析后,对该用户作如下经济效益比较: 安装补偿电容后,线损下降了8.41%; 安装补偿电容器后,供电部门的经济效益损失可减少: 每天:34.72-28.35=6.37元 。每月:按24天计,6.37×24=152.88元。 每年:按288天计,6.37×288=1834.56元 。
  安装补偿电容后,用户的经济损失可减少: 每天:28.35元。 每月:按24天计,28.35×24=680.40元 。每年:按288天计28.35×288=8164.80元。用户购买28Kvar电容器的投资1540.00元,仅需三个月即可收回成本。
  据计算,安装补偿电容后,可提高2.83%的低压末端电压。增加了配变15kW的有功出力。
  3. 小结
  从以上的分析和经济效益比较,当用户的用电功率因数未达到规定值时,应就地安装电容补偿无功,既可减少供电部门的经济损失,又可减少用户的经济损失,还可以提高线路末端电压和配变出力,是降损增效的好措施。对企业来说,电容补偿更是降低企业成本、提高企业经济效益的好办法,是上策。而不装设电容补偿,采用增加功率因数调节电费的办法,不仅供电部门在经济上受到损失,且用户受到更大的经济损失,是下策。
  (三)结论
  配电网的节能降损在现行的电力企业中,尤其是电力体制改革的促使下,显得尤为重要,它的降低直接能够给企业带来利润,降低成本,但是,节能降损工作不是一项简单的任务,它需要从管理、技术两方面共同着手。技术改造是降损的基础,经营管理是降损的关键。管理工作加大力度,严格要求,避免人为因素造成线损率上升;在技术方面,应从投资换利润的方向和新技术、新设备入手。
  随着社会事业的不断发展,科学技术的不断进步,广大勤劳﹑智慧的电力工作者也不会局限于现状,我们将会研制出更多﹑更好的节能新产品,将会有更多﹑可行的节能降损措施付诸实行。这使得电力企业将会得到更大的社会效益和经济效益。
  
  
  参考文献:
  [1] 国家电力公司电力网电能损耗管理规定
  [2] 供电所线损管理办法:国电农(第652号)1999年11月24日
  [3] 国家经贸委电力[2002]112号文
  [4] 电力系统线损 中国电力出版社
  [5] 节能降损技术手册 中国电力出版社
其他文献
摘 要:随着建筑行业的快速发展,人们对混凝土的施工质量越来越关注。当前的工民建工程中的基础结构及防渗等都是由混凝土来承担的。这也证明了混凝土的施工质量在保证工民建质量上的重要意义。影响混凝土施工质量的因素有很多,例如施工技术、混凝土质量等等,所以我们必须非常重视混凝土的施工质量问题。本文主要阐述了如何控制工民建中的混凝土施工质量,供大家参考。  关键词:混凝土施工;质量控制;解决措施  Abstr
摘要:近年来,政府对水利项目投资力度的逐渐加大,水利项目的规模也不断的扩大,工程质量的要求也越来越高。水利水电工程项目增多,水利水电工程的结构也开始多样化。为了提高建设水利水电工程质量,维护国家和公众的利益,必须积极探索对工程质量的监管。本文从水利水电工程的施工质量管理方面分析。  关键词: 水利水电工程;施工管理; 存在的问题; 完善措施  Abstract: In recent years,
摘要:为确保安全施工及安全供电,跨越电力线路必须采用停电落线或停电搭设跨越架的施工方法,但由于经济利益的冲突,停电难处处存在,而张力架线的工序性比较强,施工周期长,用户难以承受,为了解决停电问题,只有等待、停工,给施工企业带来很大的损失,且这种损失工程概预算中又不计列,施工企业的经济利益难以保证。如果能利用张力放线带电跨越施工,不仅能保证施工计划的顺利进行,而且能使施工企业经济效益得以保证。  关
摘要:园林是一种创造人类优美环境的综合艺术,其任务就是向人们提供亲临自然之境、享受自然之趣的良好氛围。随着人民生活水平的提高,人们自己居住环境要求也越来越高,住宅小区的环境也越来越受到业主们的重视。城市建设速度加快,房地产也得到了迅速的发展。生活质量的提高,也让老百姓越来越重视居住周边环境,尤其是居住区的环境。所以,住宅小区园林设计就显得更加重要了。  关键词:住宅小区;园林景观;设计  Abst
[摘要]珠海横琴湾酒店地下室楼板由于净高要求采用无梁楼盖设计。运用PKPM软件对该无梁楼盖进行计算分析与设计,给出了软件使用中的要点,以期对无梁楼盖体系在地下室工程中的设计提供参考价值。  关键词:无梁楼盖;SLABCAD;    Design for the flat-slab floor of basement in Hengqin Bay Hotel  Hu Guanghong  (1. G
摘要:佛山依云天汇A21地块项目为超高层建筑,本文介绍了其设计的关键问题:基坑支护、基础选型分析及设计、超长地下室无缝结构设计,可以为同类工程的地下室设计提供参考。  关键词:地下室;基础选型;超长;无缝设计;   Abstract:This project is Super High-rise Building,this paper introduces the design of the ke
摘要:建筑电气安装工程质量的好坏是直接影响建筑工程质量的一个重要因素,在施工前一定要制定切实可行的預防措施,把质量问题消灭在萌芽状态,建筑工程低压电气安装工程的专业分类繁多,工序战线很长,交叉协调作业复杂。因此,合理控制建筑工程中低压电气安装施工质量,意义十分深远。对如何加强建筑电气施工管理,提高建筑电气工程质量展开了一系列探讨。  关键词:建筑电气;安装;质量;施工管理工程质量  Abstrac
摘要:本文根据《环境影响评价技术导则 地下水环境》(HJ 610-2011)的相关要求,针对煤矿建设项目对地下水环境的影响特征,对项目的类别划分、评价等级、地下水环境现状调查与评价中的相关问题进行了探讨。同时结合实际环评经验,对煤矿建设项目地下水环境影响评价提出了基本的评价思路与方法,作为煤矿地下水环境影响评价工作中的参考。  关键词:煤矿;地下水;环境影响评价  Abstract: In thi
摘要:随着城市化进程不断加快,越来越多家庭住进了城市小区,在享受小区的便捷和方便的同时,人与人之间的交流逐渐减少,出于对孩子的保护,儿童的游戏范围仅局限在小区周围和学校,导致儿童在成长中也与大自然距离越来越远,所以在城市住宅小区设计中要关注对孩子游戏设施的设计,让孩子不仅享受现代化锻炼设施,更让孩子贴近大自然,感受泥土的“味道”,这有利于儿童的健康成长。本文通过对小区沙坑式游戏场的设计分析,提出沙