劉衛(wèi)國,林青
湖北清江水電開發(fā)有限責任公司,湖北 宜昌 443000
由于各種因素的影響,供電線路在輸送電能時不可避免的產(chǎn)生電能損耗,而線損是電能損耗重要組成部分。當前有調(diào)查顯示,目前我國的線損率與世界上發(fā)達的國家相比還比較高,線損率過大,節(jié)電的潛力較高。供電線路線損計算方法研究的主要目的是確定一種計算方法,通過這一方法科學、準確、合理地計算出供電線路理論損耗電量,并計算出各類損耗所占的比例。通過供電線路線損計算,能為電力部門分析線損構(gòu)成、制定降損措施提供依據(jù),促進供電企業(yè)降低能耗。本文為此對110kV供電線路的線損計算方法進行分析,并且提出了相應的技術補償措施。
在110kV供電線路管理中,線損計算通過確定各級電網(wǎng)計算范圍、計算日期,收集輸、變、配電設備的物理參數(shù),記錄計算日期內(nèi)電網(wǎng)運行方式以及負荷情況,利用潮流計算或等值電阻法等計算等得出計算對象的損耗情況。建立線損計算常態(tài)化管理制度,每年至少開展一次覆蓋各電壓等級電網(wǎng)的線損計算工作,通過結(jié)果數(shù)據(jù)分析,編寫詳細的分析報告,及時掌握全網(wǎng)理論線損的構(gòu)成情況,為制定技術降損措施提供科學的決策依據(jù)。
110kV供電線路結(jié)構(gòu)復雜、多種供電方式并存,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)三相不對稱;負荷隨機性大、三相負荷不平衡;設備參數(shù)資料及運行數(shù)據(jù)難以獲取。為此110kV供電線路電能損耗計算方法要考慮以下幾點:等值電阻法對龐大的380V110kV供電線路進行全部計算顯然是不可能的,即使是配變出口的電量、電流、電壓參數(shù)也不可能收集完整;需要計及供電方式,三相不對稱結(jié)構(gòu)的供電線路電能損耗計算。
1.2.1 臺區(qū)損失法的選擇
對于110kV供電線路范圍廣,結(jié)構(gòu)復雜,各臺區(qū)配電變壓器容量、線路長度、供電方式、用戶性質(zhì)和電能表數(shù)量等方面都存在差異,臺區(qū)多,要進行全面線損計算是不可能的;只能選擇供電負荷正常,計量齊全,電能表運行正常,無竊電現(xiàn)象的具有代表性的數(shù)個臺區(qū)進行。
1.2.2 臺區(qū)損失法的計算方法
1)收集110kV供電線路各臺區(qū)基本情況,如配電變壓器類型、臺數(shù)、容量,低壓線路包括接戶線長度、截面,供電方式包括單相、三相三線制、三相四線制,用戶包括照明和非普用戶數(shù)量,電能表數(shù)量等;2)實測同一天、同一時段,抄錄各臺區(qū)容量、各典型臺區(qū)總表的供電量和臺區(qū)內(nèi)的售電量;3)計算實測期內(nèi)各典型臺區(qū)的損失電量及線損率,并計算各容量的臺區(qū)平均損失率;4)根據(jù)各臺區(qū)基本情況,按配電變壓器容量分組,組內(nèi)配電變壓器用供電量之和乘以該組典型臺區(qū)平均線損率,就得到該臺區(qū)的損失;5)把各臺區(qū)的損失電量想加,得到低壓電網(wǎng)的總損失電量。
通過電網(wǎng)項目改造,提高電網(wǎng)供電能力、供電質(zhì)量,滿足安全可靠供電的需要。通過升壓降低線損,我國110kV電網(wǎng)受歷史原因限制,結(jié)構(gòu)不合理,集中表現(xiàn)為110kV電源布點少,部分變電所主變?nèi)萘坎蛔悖渲腥杂胁糠肿冸娬緸閱闻_主變運行,可靠性不高,不符合供電安全的基本準則。部分變電所設備健康水平不高,尤其是小型化變電所,設備老化嚴重,影響電網(wǎng)安全運行。為此要改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu),縮短供電半徑,就要全面推廣應用高電壓供電,必然帶來供電線路建設的革命,即逐步有序全面升壓10kV和35kV電網(wǎng),使110kV配網(wǎng)系統(tǒng)向更加節(jié)能高效、科學配置的方向發(fā)展。新建3110kV以上主變壓器積極選用新型節(jié)能、有載調(diào)壓變壓器。更換110kV主干線截面,調(diào)整110kV主干線供電半徑,使其供電半徑控制在合理范圍內(nèi)。
在電力系統(tǒng)中,無功電源同有功電源一樣重要,都是保持系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、高效運行的必備條件。在電力系統(tǒng)中應保持無功功率的平衡,否則將會導致系統(tǒng)電壓降低、設備損壞、電能質(zhì)量下降、電網(wǎng)能耗顯著增大,嚴重時還會引起電壓崩潰,系統(tǒng)解裂,造成大面積停電事故。為此電力企業(yè)應加強電網(wǎng)的無功建設,健全無功電壓優(yōu)化控制技術手段及無功補償同步建設。對110kV安及以上的配變安裝隨器分散無功補償。在規(guī)劃、設計、運行、檢修等環(huán)節(jié)優(yōu)化電網(wǎng)無功分布與維護管理,合理配置變電站內(nèi)和配網(wǎng)高、低壓無功設備容量。規(guī)范無功設備運行管理,開展無功設備迎峰度夏前的檢查維護、加強夏季巡視和紅外測溫、更換功能失效或超期運行的外熔斷器,改造串抗率配置不合理的無功裝置等,降低變電站并聯(lián)電容器裝置的故障率,提高電網(wǎng)和電容器設備的運行可靠性。通過采取有效措施,切實提高無功設備可用率,充分發(fā)揮其在降損節(jié)能和提高電壓質(zhì)量方面的支撐作用。加強配網(wǎng)無功補償裝置和用戶無功補償裝置的運行管理。各單位應做好近年安裝的低壓無功自動補償裝置的運行和維護工作,健全配網(wǎng)高低壓無功補償裝置臺賬,認真收集低壓無功自動補償裝置的運行經(jīng)驗和存在的問題。
對現(xiàn)運行的線路應定期進行線損統(tǒng)計,對線損較大的線路進行分析,找出線損大的原因,如懷疑與諧波有關,應尋找出諧波源,加裝設施減小諧波。對于電動機控制器產(chǎn)生的諧波,諧波的形狀很分明,可以用濾波器來降低諧波電流;均衡的3次諧波電流傳回到電源去的問題還可以隔離變壓器來削弱;由于逆變器產(chǎn)生的邊頻帶和諧波不能很好地用普通的濾波器來濾除,這是因為邊頻帶上的頻率是隨傳動裝置的速度而變化的,并且時常很接近于基波頻率,有源濾波器能主動注入一個電流精確地補償由負荷產(chǎn)生的諧波電流,獲得一個純粹的正弦波。實踐證明雖然裝置增加了一些成本,但是其明顯優(yōu)點如節(jié)省無功電流費用,減輕導線、熔斷器及變壓器的負荷,減少諧波電流與諧波電壓,防止電網(wǎng)諧振使整個用電電網(wǎng)與供電電網(wǎng)更安全可靠與高效。
總之,在當前節(jié)能社會中,我們要積極探討新形勢下線損補償工作的最佳形式和有效途徑,這對節(jié)能降損,提高電能質(zhì)量有著重要的意義。
[1]谷萬明.供電線路理論線損計算方法研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學,2006.
[2]丁心海,羅毅芳,劉巍,等.改進供電線路線損計算方法的幾點建議[J].電力系統(tǒng)自動化,2005,7:57-60.
[3]袁慧梅,郭喜慶,于海波.中壓供電線路線損計算新方法[J].電力系統(tǒng)自動化,2008,26(11):50-53.
[4]宋奕冰,婁北.基于新的數(shù)據(jù)處理方式的理論線損計算[J].電力自動化設備,2007,21(5):15-17.
[5]張步涵,李可文,沙立華,等.基于樹狀網(wǎng)絡潮流的供電線路電能損耗計算[J].華中理工大學學報,2009,28(2):28-60.
[6]金德生,金盛.供電企業(yè)電能損耗與無功管理手冊[M].北京:中國電力出版社,2005.
[7]丁心海,羅毅芳,劉巍,等.供電線路線損計算的實用方法-改進迭代法[J].電網(wǎng)技術,2010,24(1):39-42.