梁垂超
(福建省泰寧縣供電公司,福建 泰寧,354400)
經過1998年的農網改造以后,農村供電情況已經有了很大的轉變和發(fā)展,目前大部分縣的農網已成功地實施了縣調自動化及變電站(110kV、35kV)自動化??h城配電網應做為農村配電網的一部分,有其自身的特殊性:其人口密度相對較大,用電負荷相對較大,季節(jié)性負荷反差較大,用電可靠性要求相對較高,比城市配電網的標準低,比農村配電網的標準又高。電力系統(tǒng)配電線損管理直接對考核電力部門經濟效益是關鍵的一項重要技術指標,而線損率的高低卻是電力企業(yè)規(guī)劃設計水平、生產技術水平和管理水平的綜合反映。線損是動態(tài)的,它隨負荷的變化而變化,怎樣抓好農網線損管理工作,有效降低線損,筆者認為可以從以下方面入手。
(1)減少線路的有功損失。
當電流通過線路時,其有功功率損耗為:
△P=3I2R×10-3 或△P=3×(P/UcosΦ)2×R×10-3
式中△P為線路的有功功率損耗kW;I為線路通過的電流A;R為線路每相電阻Ω;P為線路輸送的有功功kW;Q為線路輸送的無功功率kvar;cosΦ為線路負荷的功率因數(shù);
由上式可知,有功功率損失和功率因數(shù)的平方成反比。提高功率因數(shù)可以大量降低線損。當功率因數(shù)由0.6提高到0.8時,銅損下降將近一半。
(2)改善用戶電壓質量。
線路電壓損失的公式為:△U=(PR+QX)/U×10-3
式中,△U為線路電壓損失,kV;U為線路電壓kV,;P為線路有功負荷,kW;Q為線路無功負荷,kvar;X為線路感抗,Ω;R為線路電阻,Ω。由上式可以看出,提高系統(tǒng)功率因數(shù),減少線路輸送的無功負荷,則電壓損失莫玌將下降。
(3)減小系統(tǒng)元件的容量,提高電網的輸送能力。
視在功率S=P/cosΦ,由此可以看出,提高功率因數(shù)在輸送同樣的有功功率情況下,設備安裝容量可以減少,節(jié)約了投資。如設備安裝容量不變則可增大有功功率輸送量。安裝電容器提高輸送有功功率所得的效益,可按下式確定。
△P/Q=(cosΦ2-cosΦ1)/cosΦ2(tgΦ1-tgΦ2)
式中△P為有功功率的增加量;Q為達到△P所需要的無功功率;cosΦ1、cosΦ2 為補償前、后的功率因數(shù),如果 cosΦ 由0.8提高到0.95,每kvar電容器節(jié)約配電線路上的變壓器及其它設備安裝容量約為0.38kVA。而網絡上每kVA安裝容量的造價為每kvar電容器價格的幾十倍以上。
(1)無功補償?shù)淖龇?。將低壓自愈式電容器裝設在配電變壓器低壓出口處,隨變壓器同時投切,直接補償變壓器本身消耗的無功及補償部分感性負載所需的無功。
(2)分配方案。
①補償容量的選擇。補償容量由電力負荷及補償前和要求補償提高后的功率因數(shù)值決定。計算公式如下。
Qbch=Ppj(tgΦ1-tgΦ2)或 Qbch=Ppj(1-tgΦ2/tgΦ1)
式中Qbch為所需的補償容量kvar;Ppj為最大負荷月的平均有功負荷kW;Qpj為最大負荷月的平均無功負荷kvar;tgΦ1為補償前的功率因數(shù)cosΦ1的正切值;tgΦ2為補償后要求達到的功數(shù)因數(shù)cosΦ2的正切值。另外,我們必須注意cosΦ2值的確定必須適當。當功率因數(shù)由0.95提高到1時所需的補償容量增加得很多,得不償失。因此將功率因數(shù)提高到1是不合理的。
②配電線路各支線電容器的合理分配。輻射狀的配電網絡中,設Q1、Q2、Q3……Qn為補償前各條支線的平均無功負荷;Qbc1、Qbc2……Qbcn為各條支線上要安裝電容器的無功功率;R1、R2、R3……Rn為各條支線的計算電組(其數(shù)值為每一支線的電阻值乘以系數(shù)α而得,一般α取0.55)。
裝設電容器的所有各條線路的等值電阻Rd為。
Rd=1/(1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn)
計算結果表明,符合下式的條件時,電容器的無功補償效果最好,即:(Q1-Qbc1)R1=(Q2-Qbc2)R2=……=(Q-Qbc)Rd
因此,安裝于各條支線上電容器無功功率的最合理分配為:Qbc1=Q1-(Q-Qbc)Rd/R1;Qbcn=Qn-(Q-Qbc)Rd/Rn
式中Q為整條線路補償前的無功負荷;Qbc為整條線路補償后的無功負荷。低壓無功就地補償總體效益的初步分析。
(1)農村用電的特點是分散性和季節(jié)性,功率因數(shù)和負載率都很低,無功損耗十分嚴重。對此,采用低壓無功就地補償,把補償范圍延伸到低壓側的做法,從整體節(jié)能來考慮是比較徹底的,其經濟效果顯著。
(2)采用低壓電容器就地補償無功,減少了無功功率傳輸過程中的有功及無功損耗,提高了有功輸送能力。
(3)和集中補償比較:從理論計算和實際效果看,在減少配電線路線損、降低電壓損失,增加設備出力方面都優(yōu)于集中補償。從運行及投資方面看,分散補償?shù)碾娙萜骼寐实?,但使用靈活、設備簡單,不需要維護。通過幾年時間的運行,國產低壓電容器運行狀況是良好的。由于分散方式減少了傳輸無功損耗,所以較集中補償,電容器總容量小,總體造價較低。
綜上所述,電網的經濟運行是降低供電成本的有效途徑。合理選擇降低網損的措施,是一項極為重要的工作。電網降損管理工作者除了采取各種技術措施和管理措施外,還需要根據電網實際需要,選擇適合本地電網的降損措施,以取得更高的社會效益和經濟效益。
[l]陳堂,趙祖康,陳星鶯.配電系統(tǒng)及其自動化[M].北京:中國電力出版社,1998.
[2]徐丙垠.配電自動化遠方終端技術[J].電力系統(tǒng)自動化,2006,(2)
[3]中國電機工程學會農村電氣化分會.農村電網建設與改造[M].北京:中國電力出版社,2004.