配電系統的降損節能措施分析

配電網(wǎng)線(xiàn)損的有很大的危害，本文介紹了配電系統降損節能的技術(shù)措施，再配合配電系統降損節能的管理措施，相信可以做到很好的降損節能。

概述

我國現有電力系統中，35kV以上電壓等級輸變電系統主要擔負著(zhù)遠距離傳輸電能的作用，l0kV及380/220V電壓等級則是配電系統的主體，與用戶(hù)關(guān)系最為密切。電能通過(guò)導線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、變壓器等設備進(jìn)行傳輸的過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生功率損失(有功、無(wú)功功率)，并在相應的時(shí)間內產(chǎn)生能量損失(有功、無(wú)功電量)。配電系統的線(xiàn)損率就是指在一段時(shí)間內，配電過(guò)程中損失的有功電量和該系統所獲得的總電量之比。

線(xiàn)損電量通常包括兩部分：技術(shù)線(xiàn)損電量和管理線(xiàn)損電量。技術(shù)線(xiàn)損電量是在傳輸過(guò)程中直接損失在傳輸設備上的電量，主要有：正比于電流平方的配電線(xiàn)路導線(xiàn)和變壓器繞組中的電能損失，也稱(chēng)負載損失;與運行電壓有關(guān)的變壓器損失和電容、電纜的絕緣介質(zhì)損失，電能表電壓線(xiàn)圈損耗，互感器鐵心損耗等，也稱(chēng)空載損失。技術(shù)線(xiàn)損電量可以通過(guò)采取相應的技術(shù)措施予以降低。管理線(xiàn)損電量則是在計量的統計管理環(huán)節上造成的，包括：各類(lèi)電表的綜合誤差;錯抄、漏抄及計算錯誤;設備漏電;無(wú)表用電、竊電等造成的電量損失，需要采取必要的組織措施與管理措施來(lái)避免和減少。

1 配電網(wǎng)線(xiàn)損的危害

1.1 發(fā)熱是線(xiàn)損造成的最突出問(wèn)題

發(fā)熱的過(guò)程就是把電能轉化為熱能的過(guò)程，造成了電能的損失;發(fā)熱使導體溫度升高，促使絕緣材料加速老化，壽命縮短，絕緣程度降低，出現熱擊穿，引發(fā)配電系統事故，例如變壓器的絕緣材料在140℃21t寸的壽命降低率將是常規工作溫度(98℃)時(shí)的128倍。尤其當建筑物內配電線(xiàn)路容量不夠時(shí)，發(fā)熱常是造成電氣火災的直接原因。

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，即使在正常負荷電流情況下也會(huì )產(chǎn)生嚴重發(fā)熱，從而又加劇導體接觸電阻上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導致接觸部分燒壞，引起故障。架空線(xiàn)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)。

1.2 配電系統的線(xiàn)損造成能源的大量浪費

配電系統的線(xiàn)損沒(méi)有轉化為有用的能量而白白浪費，而且還要通過(guò)如通風(fēng)、冷卻等方式對熱量進(jìn)行散發(fā)，也需要電能。根據統計數據，一般配電網(wǎng)的線(xiàn)損率在3%t~2上，嚴重者可達到10%甚至更高。這不僅意味著(zhù)電能的損失，更表現在一次能源的大量浪費以及對環(huán)境造成更多的污染。因此，配電系統的線(xiàn)損產(chǎn)生的經(jīng)濟損失，體現在發(fā)、供、用電的各個(gè)環(huán)節。如果不采取措施降低配電系統的線(xiàn)損率，必然對國家能源利用、環(huán)境保護和企業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生不良影響，而且隨著(zhù)電力需求的不斷增長(cháng)，電量損失也會(huì )越來(lái)越大。每個(gè)用電企業(yè)都必須從大局出發(fā)，從技術(shù)上、管理上降低線(xiàn)損。

2 配電系統降損節能的技術(shù)措施

2.1 合理使用變壓器

應根據生產(chǎn)企業(yè)的用電特點(diǎn)選擇較為靈活的結線(xiàn)方式，并能隨各變壓器的負載率及時(shí)進(jìn)行負荷調整，以確保變壓器運行在最佳負載狀態(tài)。變壓器的三相負載力求平衡，不平衡運行不僅降低出力，而且增加損耗。要采用節能型變壓器，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)數較低的場(chǎng)所。

2.2 重視和合理進(jìn)行無(wú)功補償

運行中的變壓器，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)功補償裝量安裝在變壓器的低壓側400V系統中，通常認為將負載功率因數補償到0.9-0.95已是到位，而忽視了對變壓器的無(wú)功補償，即對l0kV高壓側的補償。

合理地選擇無(wú)功補償方式、補償點(diǎn)及補償容量，能有效地穩定系統的電壓水平，避免大量的無(wú)功通過(guò)線(xiàn)路遠距離傳輸而造成有功網(wǎng)損。對配電網(wǎng)的電容器無(wú)功補償，通常采取集中、分散、就地相結合的方式;電容器自動(dòng)投切的方式可按母線(xiàn)電壓的高低、無(wú)功功率的方向、功率因數大小、負載電流的大小、晝夜時(shí)間劃分進(jìn)行，具體選擇要根據負荷用電特征來(lái)確定并需注意下列幾個(gè)問(wèn)題：

(1) 高層建筑或住宅聚集區單相負載所占比例較大，應考慮分層單相無(wú)功補償或自動(dòng)分相無(wú)功補償，以避免由一相采樣信號作無(wú)功補償時(shí)可能造成其它兩相過(guò)補償或欠補償，這樣都會(huì )增加配網(wǎng)損耗，達不到補償的目的。

(2) 裝設并聯(lián)電容器后，系統的諧波阻抗發(fā)生了變化，對特定頻率的諧波會(huì )起到放大作用，不僅對電容器壽命產(chǎn)生影響，而且會(huì )使系統諧波干擾更加嚴重。因此有較大諧波干擾而又需補償無(wú)功的地點(diǎn)應考慮增加濾波裝置。

2.3 對低壓配電線(xiàn)路改造，擴大導線(xiàn)的載流水平

按導線(xiàn)截面的選擇原則，可以確定滿(mǎn)足要求的最小截面導線(xiàn);但從長(cháng)遠來(lái)看，選用最小截面導線(xiàn)并不經(jīng)濟。如果把理論最小截面導線(xiàn)加大一到二級，線(xiàn)損下降所節省的費用，足可以在較短時(shí)間內把增加的投資收回。導線(xiàn)有功功率損耗：

Px=3IjsR0L×10-6(kW)

式中：Ijs—計算電流，A;

R0—導線(xiàn)電阻，12/km;

L—導線(xiàn)長(cháng)度，m。

導線(xiàn)截面增加后，線(xiàn)損下降：

ΔPx=3IjsΔR0L×10-6(kW)

ΔWx=3IjsΔR0Lt×10-6(kWh)

式中：ΔPx—線(xiàn)損有功功率損耗下降值，kW;

ΔWx—線(xiàn)路有功電能損耗下降值，kWh;

ΔR0—線(xiàn)路電阻減少值，12/km;

t—線(xiàn)路運行小時(shí)數，h。

設每千瓦時(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(xiàn)損電費M和增加的線(xiàn)路投資N各為：

M=ΔWx×B(元)

N=E×L(元)

若M=N，則節省電費與增加投資相等，可得：

t=E/3IjsΔR0B×10-6(h)

假設VV22-0.6/lkV四芯電纜埋地敷設，計算電流為環(huán)境溫度30℃時(shí)的相應載流量，截面加大后節電效果見(jiàn)下表：

以上的計算僅考慮線(xiàn)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(xiàn)路無(wú)功損耗也會(huì )有所下降。

由于導線(xiàn)的使用年限一般在10年以上，加大截面節能降損所創(chuàng )造的經(jīng)濟效益是十分顯著(zhù)的。

2.4 減少接點(diǎn)數量，降低接觸電阻

在配電系統中，導體之間的連接普遍存在，連接點(diǎn)數量眾多，不僅成為系統中的安全薄弱環(huán)節，而且還是造成線(xiàn)損增加的重要因素。必須重視搭接處的施工工藝，保證導體接觸緊密，并可采用降阻劑，進(jìn)一小降低接觸電阻。不同材料間的搭接尤其要注意。

2.5 采用節能型照明電器

據統計，工業(yè)發(fā)達國家中照明用電約占總用電量的10%以上。隨著(zhù)我國居民居住條件的不斷改善和公用場(chǎng)所對照明要求的逐步提高，照明用電比例逐年遞增。根據建筑布局和照明場(chǎng)所合理布置光源、選擇照明方式、光源類(lèi)型是降損節能的有效方法。如1只20W電子節能燈的光通量相當于1只100W白熾燈的光通量。推廣高效節能電光源，以電子鎮流器取代電感鎮流器;電子調光器、延時(shí)開(kāi)關(guān)、光控開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)、感應式開(kāi)關(guān)取代蹺板式開(kāi)關(guān)應用于公共場(chǎng)所，將大幅降低照明能耗和線(xiàn)損。

2.6 調整用電負荷，保持均衡用電

調整用電設備運行方式，合理分配負荷，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，使工礦企業(yè)用電均衡，降低線(xiàn)損。

3 配電系統降損節能的管理措施

3.1 指示管理

用電管理部門(mén)應進(jìn)行線(xiàn)損理論計算，并與實(shí)際情況相比較，以獲得較合理的線(xiàn)損指標，將指標按年、季、月下達給各基層部門(mén)并納入經(jīng)濟責任制考核。另外，還應將用戶(hù)電表實(shí)抄率、電壓合格率、電容率可用率、電容器投入率及節能活動(dòng)情況等列人線(xiàn)損小指標考核，獎罰分明，調動(dòng)員工管理積極性。

3.2 無(wú)功管理

除進(jìn)行正常的功率因數考核外，針對一些用戶(hù)只關(guān)心功率因數是否大于0.9，對無(wú)功倒送不加重視的情況，有選擇地在用電量大、功率因數接近1的用戶(hù)處裝設雙向無(wú)功電度表;根據負荷用電特點(diǎn)，選擇合適的電容器投切依據。

3.3 諧波管理

隨著(zhù)電網(wǎng)中非線(xiàn)性用電負荷，如整流設備、電熔煉設備、電力機車(chē)、節能器具、熒光燈、電視機、電腦等的大量增加，配電系統中諧波污染日趨嚴重。諧波不僅會(huì )使系統的功率因數下降，而且在設備及線(xiàn)路中產(chǎn)生熱效應，導致電能損失。因此，用電管理部門(mén)應對本系統的諧波存在和污染程度進(jìn)行檢測，做到心中有數，必要時(shí)應采取諧波抑制措施。

3.4 計量管理

正確的電能計量既是降低線(xiàn)損的依據，也是考核技術(shù)經(jīng)濟指標的依據。對電度表應定時(shí)檢查、校驗，及時(shí)調整倍率，降低電能計量裝置的綜合誤差。對于關(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。

3.5 統計分析

分區、分片、分電壓等級進(jìn)行線(xiàn)損統計，定期分析線(xiàn)損現狀，分析電壓、無(wú)功工作中出現的問(wèn)題，提出改進(jìn)措施，確保線(xiàn)損指標的完成。做好月、年度線(xiàn)損率曲線(xiàn)，掌握系統有功、無(wú)功潮流、功率因數、電壓及線(xiàn)損等情況，為滿(mǎn)足下年度負荷增長(cháng)、提高電能質(zhì)量、系統經(jīng)濟運行及制定降損措施提供依據。

4 結束語(yǔ)

配電網(wǎng)的降損節能工作不但可以減少用戶(hù)電費支出，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，挖掘配電設備供電能力，而且對國家能源利用、環(huán)境保護、資源優(yōu)化配置極為有利。應當引起供、用電部門(mén)的高度重視。在采用傳統降損節能措施的同時(shí)，應加大科技投入，提高用電管理的技術(shù)水平和管理水平。