鄭梓峰 冼擎一
1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞城區(qū)供電局 廣東東莞 523000
2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局變電三所 廣東廣州 511400
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,我國(guó)的用電需求不斷增大,截止2018年底,我國(guó)的全年發(fā)電量達(dá)到7萬(wàn)億千瓦,同比增長(zhǎng)8.4%,并且占全球發(fā)電量的25%。因此為了保證我國(guó)社會(huì)用電供應(yīng)的可靠高效,就需要改善供電線路的損耗問題。但是,在供電線路方面,我國(guó)依然處于較低水平。供電損耗主要包括輸送電線路損耗和設(shè)備運(yùn)行損耗,目前的供電損耗量較大,隨著“西電東送”等相關(guān)工程的推進(jìn),電網(wǎng)覆蓋和運(yùn)輸能力進(jìn)一步加強(qiáng),損耗也隨之增多,為解決該問題,電力輸送逐漸成為受關(guān)注工程,需加大對(duì)降低供電線路電力線損的相關(guān)研究,以補(bǔ)齊短板,促進(jìn)國(guó)內(nèi)電力事業(yè)進(jìn)步[1]。
降低供電線路電力線損的方法有很多種,通過提高供電線路的輸電容量來(lái)降低電力線損的相對(duì)損耗能夠起到非常好的效果。比如,通過架空線路的方式進(jìn)行長(zhǎng)距離、大容量的電能輸送過程中,運(yùn)用高壓直流輸電線路的方式比交流輸電線路方式的線路損耗更小。同等電壓的情況下,直流電比交流電的輸電容量高2至5倍,并且的輸電功率相等的情況下,輸電變換器的損耗也是直流電更小。因此直流電比交流電的輸電損耗更小,我國(guó)也普遍使用高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)距離高容量的輸電作業(yè)。降低供電線路損耗的方式由很多,最常用的方式通過提高電壓的方式增加線路的傳輸容量,此方法可以有效的降低輸電過程中的相對(duì)損耗量。其次,也可以使用耐高溫的導(dǎo)線材料,從材料上降低損耗,特別是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)效益最好的鋁包鋼導(dǎo)線,起生產(chǎn)成本相對(duì)較低,并且該材質(zhì)的導(dǎo)線損耗情況也比較優(yōu)良。
供電系統(tǒng)中,如只有電阻性負(fù)荷,則功率因數(shù)為1。但是供電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中卻需要很多其他電氣設(shè)備的介入,才能保證供電系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行,而這類電氣設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐等都會(huì)使得供電線路的無(wú)功損耗增加。而這種無(wú)功損耗的增加也就會(huì)使得供電線路下游的電壓降低,更是增加了供電線路的理論損耗情況。因此,很多工程項(xiàng)目在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中也使用電容器補(bǔ)償無(wú)功的方案來(lái)提高功率因素,達(dá)到提高供電效率,減少損耗的目的。
導(dǎo)線的電阻是供電線路損耗問題的主要因素之一,在輸送電容量相同的情況下,電阻越大,損耗越大,因此要選用電阻小的導(dǎo)線作用輸點(diǎn)載體。并且導(dǎo)線的電阻和導(dǎo)線的橫截面積成分比例關(guān)系,所以要盡量選擇橫截面積大的導(dǎo)線作為供電線路的載體。由于我國(guó)早期經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá),因此現(xiàn)在很多農(nóng)村地區(qū)的老舊供電系統(tǒng)使用的是橫截面積小,電阻大,負(fù)載重的導(dǎo)線進(jìn)行供電輸送工作,使得起在日常供電過程中的損耗非常高,具有空載損耗高,短路損耗大等問題。因此需要在未來(lái)的電網(wǎng)建設(shè)過程中,抓緊進(jìn)行農(nóng)村地區(qū)老舊電網(wǎng)的優(yōu)化升級(jí)工作,更換經(jīng)濟(jì)效益更好的導(dǎo)線,以此達(dá)到降低供電線路損耗的效果[2]。
通過合理配置變電器,提高電網(wǎng)輸送效率也是降低線路電力線損的一種常見方法。從節(jié)能的角度來(lái)看,由于配電網(wǎng)變壓器數(shù)量大且長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài),起工作效能有所下降,因此提高相關(guān)電氣設(shè)備的工作效率,即使是千分之一,也將極大的提高供電線路的輸送效率。同時(shí),使用高導(dǎo)電線、擴(kuò)大導(dǎo)體橫截面積或用銅線代替鋁線等,也能有效的減少空載損耗。因此,如果通過減少空載損耗那么有可能會(huì)使供電線路的負(fù)載損耗增加。所以在實(shí)際對(duì)供電線路降損減虧過程中,往往會(huì)選擇使用鐵芯的變壓器,從總體考慮來(lái)降低材料和設(shè)計(jì)成本。通過適當(dāng)調(diào)整配電變壓器的電源負(fù)載,可調(diào)整配電變壓器的合理分配變壓器、每個(gè)配電站區(qū)域的定期負(fù)載測(cè)量、每個(gè)基站區(qū)域的負(fù)載情況和發(fā)展趨勢(shì)的準(zhǔn)確把握。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃中,還應(yīng)考慮該領(lǐng)域負(fù)載增長(zhǎng)的趨勢(shì),準(zhǔn)確合理地選擇配電變壓器的容量,不要太大或太小,避免大馬拉車的現(xiàn)象。此外,根據(jù)國(guó)家相關(guān)法規(guī),對(duì)既有高損耗變壓器,在經(jīng)濟(jì)許可條件下,用低損耗變壓器逐漸取代高損耗變壓器,以減少配電網(wǎng)絡(luò)的損失。
通過加強(qiáng)供電線路的日常管理工作也能有效的減少線路損耗,這類因管理因素造成的線路損耗也被稱之為管理線損。為了有效的降低管理?yè)p耗,需要首先計(jì)算線路的理論損耗值,并且將理論損耗與實(shí)際的損耗情況進(jìn)行比較分析,如果實(shí)際損耗比理論損耗更高,那么說(shuō)明供電線路存在漏損等管理問題。其次,分析供電線路的最優(yōu)損耗率和理論損耗率,如果是理論損耗率更高,則說(shuō)明供電線路的結(jié)構(gòu)布局不合理,供電線路日常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益沒有達(dá)到最優(yōu)值。所以通過優(yōu)化管理?yè)p耗情況,定期的對(duì)供電線路進(jìn)行計(jì)算分析,找出降損減虧過程中的不足之處,發(fā)現(xiàn)供電線路結(jié)構(gòu)布局的薄弱環(huán)節(jié),并且給出下一步的優(yōu)化方法。比如:加強(qiáng)供電線路輸送線損的管理工作,通過建立線損管理小組的方式進(jìn)行定期的線損檢查和分線分析,對(duì)可能發(fā)生的線損制定減虧方案。同時(shí)也可以做好線損的理論計(jì)算工作,充分了解供電線路的線損分布情況和線損的薄弱點(diǎn),并以此制定科學(xué)的線損管理指標(biāo),根據(jù)該方案對(duì)相關(guān)檢查和管理人員進(jìn)行考核,從管理人員這一環(huán)節(jié)做好減虧管理工作[3]。
供電線路有一定的電力損耗,這是在電力輸送過程中難免產(chǎn)生的,應(yīng)合理計(jì)算器損耗,同時(shí)采用提高輸電容量、降低輸送線路的電流、無(wú)功補(bǔ)償、將原有的高耗能設(shè)備進(jìn)行科學(xué)更換、合理配置變電器、利用新型超導(dǎo)材料及管理措施等系列技術(shù)和方法來(lái)降低損耗,從而降低資源的消耗率,增加資源利用效率,有利于促進(jìn)節(jié)能減耗,綠色發(fā)展。