△A= n△P0t +S2max△PKて/(nS2n) (kWh) ⑤
式中:△P0----变压器的铁损(kW)
△PK----变压器的铜损(kW)
Sn----变压器的额定容量(kVA)
Smax----变压器的最大负荷(kVA)
t----变压器每年投入运行的小时数(h)
n----并联运行的变压器台数
て----最大负荷损耗时间(h),其值可由年负荷曲线确定
由于最大负荷损耗时间て与功率因数COSφ有关,当COSφ增大时,输送的无功功率减少,相应的て值也就减少,因而电网损耗也就明显降低。
实现无功补偿,不仅能改善电压质量,对提高电网运行的经济性也有重大作用,应根据各种运行方式下的网损来优化运行方式,合理调整和利用补偿设备提高功率因数。对电网进行无功补偿时,根据电网中无功负荷及无功分布情况合理选择无功补偿容量和确定补偿容量的分布,以进一步降低电网损耗。
实际补偿过程中,电容器容量的选择是一个十分重要的问题,如果我们选择的容量过小,则起不到很好的补偿作用;如果容量选择过大,供电回路电流的相位将超前于电压,就会产生过补偿,引起变压器二次侧电压升高,导致电力线路及电容器自身的损耗增加。电容器的补偿容量要以具体情况而定,最佳计算公式为:
QC=βavqc Pc ⑥
式中:βav ----平均负荷率,一般取0.7~0.8
qc----电容补偿率(kvar/kW),即每千瓦有功负荷需补偿的无功功率,可通过有关数据表格得到
Pc----由变配电所供电的月最大有功计算负荷(kW)
在变电站补偿电容的选择时应结合网内无功潮流的分布及配电线路用户的无功补偿水平来考虑,由于变电站一般均设两台变压器、二次侧接线又可分两段接线,为了适应变压器分台运行和二次侧分段运行及检修方便,补偿电容器组以分装两组为易,其容量一般均能适应轻载无功负荷(接近主变空载运行)及平均无功负荷(接近主变正常无功负荷)一般按主变容量的10%~20%确定。
无功补偿是日常运行中最常用、最有效的降损节能技术措施,无功分散补偿更能实现无功的就地平衡。对降低供电线损,提高配网供电能力,改善电压质量都有重大意义,所以,我公司在配电网建设与改造中应大力推广无功补偿技术。2008年我公司城网低压台区工程新装变台低压无功补偿装置38台,容量总计3306kVar,对降损节电起到重大的意义。
(三)合理安排运行方式
1、实现电力系统和电力网的经济运行
电力系统的经济运行主要是确定机组的最佳组合和经济地分配负荷。这时考虑的是全系统的经济性,线损不是决定性的因素。因此,在系统有功负荷经济分配的前提下,做到电力网及其设备的经济运行是降低线损的有效措施。而变电站的经济运行主要是确定最佳的变压器运行组合方式和最佳负荷率。
2、为电力网选择合理的运行电压
电力网的运行电压对电力网中各元件的空载损耗均有影响。一般在35kV及以上供电网络中,提高运行电压1%,可降损1.2%左右。提高电网电压水平,主要是搞好全网的无功平衡工作,其中包括提高发电机端口电压,提高用户功率因数,采用无功补偿装置等。将变压器安装在负荷中心点和在无功平衡的前提下调整变压器的分接头。
在10kV配电网中,由于空载损耗约占总损耗的50%~80%,特别是在深夜,因负荷低,空载损耗的比例更大,所以应根据用户对电压偏移的要求,适当降低电压运行。
对于低压电网其空载损耗很少,宜提高运行电压。在电网运行中,大量采用有载调压设备可以在不同的负荷情况下合理地调整电网的运行电压。
3、调整负荷曲线、平衡三相负荷
负荷峰谷差大,在供电量相同的情况下线损大。变压器的三相负荷不平衡时,特别是低压网络,既影响变压器的安全运行又增加了线损。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,而且会使线损成倍增加。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为ΔP=3I2R。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:
ΔP=3(I21R1+I22R2+I20R0)=3I2[(1+ε22)+20KR]R ⑦
式中:R1、R2、R0、R----正序、负序、零序和等值电阻,且R1=R2=R
KR=KR/R1,一般大于4
ε2=I2/ I1,ε0=I0/ I1----负序和零序电流的不平衡系数
从上式可见,三相电流不平衡程度越大,有功功率损失也就越多,所以必须定期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。由于三相不平衡在配电线路中经常出现,如果不平衡度大,则不仅增加相线和中线上的损耗,同时也危及配变的安全运行。对于峰谷差较大的负荷,应采取双回路的供电方式,而对三相不平衡的负荷,调整负荷是主要手段。
4、移峰填谷,提高日负荷率
负荷率不高,增加了电网损耗,因此应根据用户的用电规律,合理而有计划的安排用电负荷及用电时间,提高电网的负荷率,从而降低损耗。为了避免夜间负荷极少的情况,我公司采用了分时计量、分时电价,大大调动了用户夜间用电的积极性。
(四)变压器的经济运行
根据负荷的变化适当改变投入运行的变压器台数,可以减少功率损耗(参见公式⑤)。当负荷小于临界负荷时,减少一台运行较为经济; 反之,当负荷大于临界负荷时,并联运行较为合理。由于变压器的损耗占全系统总线损量的30%~60%,故降低变压器的损耗是电网降损的重要内容。一般选用节能型变压器,在变电所内设计安装两台以上的变压器,同时为改变系统运行方式奠定设备技术基础。这样既提高了供电的可靠性,又可以根据负荷合理停用并联运行变压器的台数,以降低变压器损耗。
二、采用现代化管理手段,完成对线损及负荷的在线分析与监测,适应电网管理现代化的要求。
在配网方面,我们实施了《变台能量远传系统》,《配变自动化系统》、《配网线损监测系统》部分实现对线损的实时统计与监测。今后,整合《变台能量远传系统》,《配变自动化系统》、《配网线损监测系统》、《负荷控制系统》以实现对部分线路或台区线损及负荷的实时统计与监测。其整合的各个系统的结构图如下:
说明:
(1)、通过与配网GIS系统接口采集各配网线路开关位置,通过状态估计,获取配网的网络拓扑。
(2)、通过与变电站远抄系统,配变自动化系统、变台能量远传系统、负控远抄系统获取的变电出线开关、公变及非普大宗大用户的表码;通过用电MIS接口,获取用户的基本的信息,如户号、户表号、变比等;通过《配网GIS》接口,取得配网当前的运行方式;基于以上信息可实现对10KV线损的在线监测进行分析。并进一步通过由变台能量远传系统转发载波、卡表系统的数据来获取小户表码,通过用电MIS来获取小用户的基本信息,通过《配网GIS》接口,取配网当前的运行方式,来完成台区线损和配网线损的实时监测。
(3)、通过对线损进行在线监测,发现线路或台区线损异常的情况,立即给出报表报警并通过手机短信的方式发给用电检查人员或相关人员。
通过对配网线损、10KV线损及台区线损进行在线监测,能分析哪些台区或大户线损异常,及时把异常的情况通过短信方式发给用电检查人员,及时处理异常情况,从而降低配网线损,提高企业的经济效益。
结论
总之,降低损耗是降低电网供电成本的直接途径。合理选择降低网损的措施,是一项极为重要的工作。我公司不仅采取各种切实可行的措施外,还需要根据电网实际需要,选择适合本地电网的降损措施,取得很好的社会效益和经济效益。
参考文献:
1、《电力线路技术手册》 兵器工业出版社1991年7月
2、《电力系统电压和无功电力管理条例》能源部1988年
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