劉盛旺

(國網(wǎng)湖南省電力有限公司城步縣供電分公司 湖南 城步 422500)

分析降低10kV配網(wǎng)損耗的技術(shù)舉措思考

劉盛旺

(國網(wǎng)湖南省電力有限公司城步縣供電分公司 湖南 城步 422500)

線損率在一定程度上反映了城市電網(wǎng)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和運(yùn)行中的管理水平，對(duì)供電企業(yè)的經(jīng)營效益也起著決定性的作用。在這方面供電企業(yè)要想獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，就要采取一些積極有效的措施，才能有效地降低配電網(wǎng)的損耗率?；?0kV配電網(wǎng)損耗的分析，闡述了電壓質(zhì)量和10kV配電網(wǎng)損耗之間的關(guān)系，提出了降低配電網(wǎng)損耗的技術(shù)措施，為電力系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性提供參考。

10kV配網(wǎng);電壓質(zhì)量;損耗;降損

一、引言

在我國的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，整個(gè)電力系統(tǒng)也在不斷的提高，10kV配電網(wǎng)絡(luò)由于直接面對(duì)客戶，需求較大，因此10kV配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模越來越大。通過對(duì)10kV配電網(wǎng)運(yùn)行狀況展開分析，發(fā)現(xiàn)其損耗是嚴(yán)重的，因而必須受到重視。10kV配電網(wǎng)是我國電力系統(tǒng)的重要組成部分，是直接與用戶相連，涉及范圍廣。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國的110kV、35kV、10kV配電網(wǎng)損耗率1.5:1.1:2.5，不難發(fā)現(xiàn)，10kV配電網(wǎng)的損失占很大的比例，因此有必要加強(qiáng)相關(guān)損耗的研究。

二、10kV配網(wǎng)損耗分析

(一)導(dǎo)致10kV配網(wǎng)線損過高的技術(shù)因素

1.線路耗損

在這一方面所產(chǎn)生的耗損主要是包括了:(1)電源點(diǎn)和負(fù)荷中心的間距較大，從而導(dǎo)致輸電線路的距離過長而導(dǎo)致線路損耗增大;(2)10kV線路的導(dǎo)線截面不合理，處于長時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)行、空載或是輕載狀況;(3)線路建設(shè)嚴(yán)重落后于社會(huì)發(fā)展需要，缺乏電源點(diǎn)支持，導(dǎo)致線路布局出現(xiàn)了迂回供電的情況，10kV供電半徑過大而導(dǎo)致耗損量增大。

2.配網(wǎng)耗損

這一方面的耗損是造成線損率過高最為關(guān)鍵的因素之一。導(dǎo)致此種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是由于:(1)配電變壓器容量和實(shí)際用電負(fù)荷不一致，從而導(dǎo)致額外耗損;(2)某些配電變壓器安裝位置和負(fù)荷中心存在較大偏差;(3)公用電壓器符合率過低，致使在用電高峰期出現(xiàn)過載，而在用電低估時(shí)出現(xiàn)輕載情況。

3.變電主設(shè)備耗損

在這一方面的耗損情況主要就包括了: (1)運(yùn)行方式不科學(xué)，造成主變壓器長期超負(fù)荷亦或是輕載運(yùn)行，未能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的運(yùn)行狀態(tài);(2)變電主設(shè)備嚴(yán)重老化，缺陷修補(bǔ)不及時(shí)導(dǎo)致介質(zhì)損耗加大，泄露情況顯著加劇;(3)無功補(bǔ)償設(shè)備容量嚴(yán)重不足，通過線路以及變壓器的輸出導(dǎo)致功率因數(shù)過低，有功耗損也顯著增大。

(二)管理因素

1.計(jì)量不準(zhǔn)確

在用電計(jì)量當(dāng)中，因?yàn)閷?duì)計(jì)量設(shè)備未能夠及時(shí)予以檢查、校對(duì)，設(shè)備本身所存在的質(zhì)量缺陷甚至是故障問題不能夠得到及時(shí)、有效的處理，例如計(jì)量表的表計(jì)卡盤、PT斷相、計(jì)量表計(jì)等出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問題而導(dǎo)致在電量計(jì)量時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，致使部分電量被漏記、缺記，這一方面所造成的線損情況也不容小覷。

2.抄收人員素質(zhì)不高

供電企業(yè)某些抄收人員個(gè)人業(yè)務(wù)能力較差，對(duì)于日常的本職工作沒有強(qiáng)烈的責(zé)任心，錯(cuò)抄、漏抄、估抄等情況時(shí)常出現(xiàn)。甚至在檢查過程中還發(fā)現(xiàn)了一些“人情電”，“關(guān)系電”等情況，少抄現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

3.偷、竊電現(xiàn)象嚴(yán)重

盡管近些年來對(duì)于低壓網(wǎng)絡(luò)的通過改造取得了一定的成果，然而一些地區(qū)的低壓線路改造仍然不夠徹底，特別是在一些農(nóng)村地區(qū)低壓線路的管理雜亂無序，接戶線不規(guī)范，各種偷、漏電情況極為常見。此外，一些，用戶自身的素質(zhì)水平不高，應(yīng)用各種新型竊電方式都會(huì)線損管理帶來了巨大的考驗(yàn)。而稽查人員態(tài)度不認(rèn)真、技術(shù)不先進(jìn)、工作不徹底，對(duì)于偷、竊電行為的打擊力度不嚴(yán)也在一定程度上導(dǎo)致了10kV配網(wǎng)線損率未得到有效降低。

三、電壓質(zhì)量與10kV配網(wǎng)損耗的關(guān)系

10kV電源損耗與電壓負(fù)相關(guān)，工作電壓升高，可有效降低10kV配

式中，ΔP為線路有功功率損耗值;P為線路有功功率值;UN為線路額定電壓值;cosφ為功率因數(shù);R為線路電阻值。由公式可以看出，當(dāng)UN增大時(shí)，ΔP減小;當(dāng)UN減小時(shí)，ΔP增大。

但以上公式只說明線損，變壓器損耗是10kV配電網(wǎng)損耗的重要部分。變壓器損耗可分為兩類:(1)鐵損，即空載損耗;(2)銅損，即短路損耗。其中，空載損耗是一個(gè)固定的損耗，短路損耗與負(fù)載率有關(guān)，二者看似與電壓完全無關(guān)，但空載損耗是在電壓和頻率固定的前提下，劃為固定損耗，但是通過10kV配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行，功率變化不可避免的，空載損耗與變壓器一次電壓呈正相關(guān)，比如:當(dāng)變壓器在輕負(fù)載和無負(fù)載的情況下，通過降低電壓可以實(shí)現(xiàn)線路損耗顯著降低。當(dāng)然，在10kV配電網(wǎng)運(yùn)行中，不需要減少或增加電壓來實(shí)現(xiàn)變壓器的損耗，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到合理的控制電壓是降低配電網(wǎng)損耗的重要措施。

四、提高電壓質(zhì)量、降低10kV配網(wǎng)損耗的技術(shù)措施

(一)調(diào)整運(yùn)行方式

加強(qiáng)對(duì)10kV負(fù)荷分布運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，結(jié)合配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論的數(shù)值計(jì)算，合理調(diào)整10kV電網(wǎng)運(yùn)行平衡的趨勢(shì)，最終降低線損效果。如:在夏季和冬季高峰時(shí)段，10kV電網(wǎng)負(fù)荷較大，設(shè)備過載非常普遍，相應(yīng)的損耗增大，良好的負(fù)荷預(yù)測(cè)依據(jù)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方案對(duì)配電網(wǎng)降損起到重要作用。目前，我國應(yīng)繼續(xù)增加投資比例在有載調(diào)壓變壓器中，充分利用有載調(diào)壓主變壓器的遙控功能，有關(guān)人員可根據(jù)電壓波動(dòng)及時(shí)調(diào)整變壓器的合理調(diào)整檔位，有效減少損耗。

(二)增設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備

目前，我國的變電站建設(shè)，改造和擴(kuò)建工程層出不窮，對(duì)各變電站配置無功補(bǔ)償設(shè)備也趁機(jī)看展。電壓無供綜合裝置實(shí)現(xiàn)了，主變分接頭和電容器組的自動(dòng)調(diào)整，自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)電壓調(diào)整和無功功率電容器及時(shí)切換，減少損失。同時(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范，為10KV配電網(wǎng)配備相應(yīng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無功就地補(bǔ)償，確保線路功率因數(shù)和電壓質(zhì)量，合理降低損耗。

(三)調(diào)整配網(wǎng)布局

在確保供電臺(tái)區(qū)受到全面控制的情況下，科學(xué)合理的調(diào)整配網(wǎng)布局，保證臺(tái)區(qū)位于負(fù)荷中心，可有效減小供電半徑，避免近電遠(yuǎn)送或迂回送電等情況，確保運(yùn)行電壓質(zhì)量。同時(shí)，在10kV配電網(wǎng)運(yùn)行中，當(dāng)負(fù)荷相同時(shí)，線路斷面越大，線損越小?；诖耍谛碌?0kV電網(wǎng)中必須合理確定線路斷面，保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;對(duì)現(xiàn)有10kV網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)在日常運(yùn)行和管理中，注意更新老線、小斷面線路，及時(shí)減少損失。

五、10kV配網(wǎng)降損實(shí)例分析

(一)10kV配網(wǎng)分析

某地區(qū)以農(nóng)村供電為主，少數(shù)涉及城區(qū)，負(fù)荷密度小的特點(diǎn)。其10kV配網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀如下:

1.變電站配置:(1)110kV:3座;(2)35kV:7座。

2.10kV線路配置: (1)10－15km:23條 (2) ＞15km:16條。共計(jì)39條，此處均是指主干長度，10kV線路供電半徑普遍過長。

(二)潮流計(jì)算

選取區(qū)內(nèi)的一座35kV變電站進(jìn)行10kV饋線潮流分析，此變電站中10kV饋線共計(jì)6條，現(xiàn)以CEES供電網(wǎng)計(jì)算分析及輔助決策軟件開展潮流計(jì)算，得到6條饋線損耗情況，如表1、表2所示。

電網(wǎng)的損耗。具體線損計(jì)算公式如下:

表1 電壓損耗情況

表2 饋線系統(tǒng)損耗情況

分析表中數(shù)據(jù)可知，線路Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ電壓損失十分嚴(yán)重，均超過了10%，線路Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ有功損耗率也均超過10%，必須引起重視。

(三)損耗原因分析

1.無功補(bǔ)償不足。結(jié)果表明，該區(qū)域采用集中補(bǔ)償方式，配電線路功率因數(shù)滿足要求。然而，10kV線路的功率因數(shù)始終很低。

2.供電半徑大、橫截面小，造成配電網(wǎng)的高功率損耗和整體運(yùn)行可靠性低。

(四)降損技術(shù)措施

1.無功補(bǔ)償。在這方面，該地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)低壓無功補(bǔ)償，特別是對(duì)大容量配電變壓器進(jìn)行無功補(bǔ)償，以提高電壓質(zhì)量，降低損耗。在該區(qū)域加裝無功補(bǔ)償裝置后，電路的端電壓得到明顯改善，電壓損失率不超過10%。

2.更換導(dǎo)線和變壓器。目前，該地區(qū)導(dǎo)線截面過小的問題比較嚴(yán)重，需要進(jìn)行改造和線路改造，有效減少線路損耗。無功補(bǔ)償后，電路的端電壓提高，但電壓損失率仍在10%以上。在這方面，主線應(yīng)該是由鋼芯鋁槽截面95mm2替換，這將進(jìn)一步減少損失

3.改造不合理臺(tái)區(qū)。通過改造不合理的站區(qū)，解決了供電半徑過大和配電變壓器負(fù)荷過載的問題，同時(shí)通過在變電站附近增設(shè)電源點(diǎn)，也可實(shí)現(xiàn)供電半徑的縮短，有效降損。

六、結(jié)束語

總的來說，長期以來10kV配電網(wǎng)的損耗很大，包括固定損耗、可變損耗、其他損耗等。功率損耗是不可能完全避免的，但減少損耗是必要的，也是可行的。通過工程實(shí)例分析，通過綜合運(yùn)用上述降損技術(shù)措施，顯著改善了區(qū)內(nèi)線路電壓質(zhì)量，大大降低了配電網(wǎng)損耗。

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劉盛旺 (1976－)，男，大專，助理工程師，從事電力生產(chǎn)及營銷管理工作。