配电网损耗（通用8篇）
配电网损耗 篇1
0 引言
电能是最清洁、方便的能源形式, 现代人类活动需要消耗大量电能, 而配电系统在电能的传输过程中, 会发生功率损失并在一定时间内产生能量损失。配电系统的电能损耗率就是指在一段时间内, 配电过程中损失的有功电量和所供应的总的电量的比值。而电能损耗包括两部分:技术电能损耗和管理电能损耗。技术电能损耗是在传输过程中被损失了的电量, 其中主要有:与电流平方成正比的配电线路导线和变压器绕组中的电能损失;与运行电压有关的变压器的铁心损失和电容器、电缆的绝缘介质损失。一般前者称为负载损失, 后者称为空载损失。技术电能损耗又称为理论电能损耗, 它可以通过采取相应的技术措施予以降低;管理电能损耗是由于在统计管理工作上的原因造成的, 它包括:各种型号的电表的综合误差;抄表的不同时;错抄、漏抄以及计算的错误, 带电设备的绝缘不良引起的泄漏电;无表用电等所造成的损失电量。从长远来看, 由于一个成型的配电网使用年限较长, 电能损耗的存在不仅使相当一部分能量白白浪费, 并且在电能损耗不变的情况下, 电费价格逐年上涨, 电能损耗的支出将会逐年增加。因此配电网电能损耗需要采取必要的技术措施与管理措施来避免和减少, 而鲁中矿业有限公司配电网的节能降耗活动通过采取有效的技术措施, 加强管理, 供电损耗率年控制在1.5%以内。取得了一定的成效。此活动获得山东省冶金系统QC活动发布一等奖, 全国冶金系统优秀奖。
1 鲁中矿配电网现状
地处山东省莱芜市的鲁中矿业有限公司是国有大型地下黑色冶金矿山企业, 隶属中国五矿集团公司。始建于1970年, 占地面积5km2, 资产总值35亿元, 现有职工6 700余人, 年产铁矿石400万吨, 含铁品位在45.5%以上, 是山东省境内最大的钢铁原料生产基地, 年用电量2亿千瓦时左右。其电力设施多于七、八十年代建立, 下设110kV中央变电站一座, 35kV变电站二座, 6kV变电站五座, 管理线路68km, 电缆54km, 配电网电气设备陈旧落后、绝缘老化, 各种维修、抢修时有发生, 停电检修时间长, 停电频次逐年升高, 已经严重危及到供电设备的安全运行, 一直靠修修补补来维持运行。同时低压网络中存在着低压线路超供电半径、线径太细的现象, 随着居民用电负荷的不断增加, 用电高峰时期卡脖子的现象不断出现, 供电损耗逐年增加, 而降低供电损耗就意味着要进行资金投入, 一直没能引起公司领导重视, 通过QC活动, 鲁中矿领导意识到了降低供电损耗所取得的经济利益要远大于所进行的经济投入, 而且由于供电的连贯性与供电环节的衔接性, 任何一个细节出现问题都会波及到中央变电站, 系统低电压, 波动及谐波干扰, 影响正常供电, 每一次的大型停电事故将会给公司生产造成半个班次的停产, 这将会造成较大的经济损失, 而这经济损失足可以更换大量陈旧的电气设施。通过分析研究, 鲁中矿业有限公司针对影响供电损耗的诸多因素, 先后开展并完成了多项节能降耗的技改工作, 使经济效益不断提高。
2 鲁中矿配电网降损措施
2.1 重视并合理进行无功补偿, 提高功率因数
在供电系统中, 由于绝大多数电气设备如变压器、电动机、感应电炉等均属于感性负载, 它们在运行中不仅消耗有功功率, 而且还消耗相当数量的无功功率, 导致供电系统的功率因数降低, 使配电网中的功率损耗增大。根据P=UIcosφ, 当P和U不变时, cosφ的提高可使线路的I减小, 节约电能。对此应加装电容器组进行无功功率补偿, 使功率因数提高, 这是减少电能损耗的一项有力措施。近年来我公司采取对各变电站的电容器组依据需要正确投切电容器, 对新供电用户采用加装就地补偿装置, 新建变电站安装智能无功自动补偿控制器等措施将功率因数持续控制在0.95以上, 不仅降低了电能损耗, 而且根据莱芜供电公司对cosφ>0.9的用户减收电费的0.5%的规定, 仅此一项, 每年即可减少电费支出90多万元。
2.2 采用低耗节能变压器
变压器的损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗。其中空载损耗与负载损耗是一定的, 鲁中矿的变压器数量多, 容量大, 且多为S7、S9系列的变压器, 不仅低效耗能大, 而且安全可靠性差, 因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。目前鲁中矿变压器已陆续更换为非晶合金干式变压器, 该类型变压器其空载损耗仅为常规产品的五分之一, 具有低噪音、低损耗等特点, 且全密封免维护, 运行费用极低。而鲁中矿集变压器、低压控制、无功补偿于一体的箱变的使用, 不仅对对供电系统的安全运行提供了有力保证, 还大大降低了电能损耗, 提高了经济效益, 长期效益可观。
2.3 变压器经济运行, 减少电能损耗
每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失, 无功功率的空载消耗和额定负载消耗。在电网中变压器通常是长期运行的, 其电能损耗长年累加起来十分可观, 因此需要通过择优选取最佳运行方式和调整负载, 使变压器电能损失最低以达到变压器经济运行的结果。此种方法无需投资, 只要电气设备按照经济效益最佳的运行容量来选择, 通过负荷大小进行调峰处理, 制定负荷率的管理标准, 即可达到节电和提高功率因数的目的。鲁中矿根据不同用户的用电特殊性和季节性合理选用变压器容量和数量进行投运与切除, 对锅炉房、轧钢厂等非连续性用户依据负荷大小合理投运变压器, 既保证了生产, 又避免了“大马拉小车”现象的发生, 使供电设备的负荷率在70%~80%之间, 达到科学调度, 合理运行。
2.4 线路上采用节能型的连接金具
由于线路金具的脏污、电力设施接触不良都会造成电能损耗的增大。线路上的连接金具是数以万计的, 据测量, 一个非节能型的金具的电力损失约为10至15W, 假设一个配电系统中有1万个金具, 平均每个损失的电力是10W, 那么总的损失的电力是100kW, 在一年中损失的电量则达到87.6万k W·h, 按平均单价0.77元/kW·h计算, 费用将多支出0.77元/kW·h×87.6万kW·h=67.45万元, 常年累计下来, 这将是一笔不小的费用。所以使用节能型金具, 不仅使线路设备向长寿命、零故障、免检修迈进了一大步, 而且降低了维修频率及线路损耗。仅我公司近期完成的35kV羊里一, 羊里二两条高压线路节能型金具更换工作后, 据统计当月损耗就比上月降损4%。可见, 从长期看来采用免维护、节能型金具其经济效益非常可观, 它作为配电系统节能的一个有效技术措施, 无论是电业单位还是受电单位, 都应在这个方面采取积极的态度。
2.5 对低压电力供应密度比较高的线路, 采用铜导线代替铝导线
由于铜导线的电阻率是铝导线电阻率的57.7%, 从W=I2R t的计算可知, 采用铜导线代替铝导线后损失率可减少42.3%, 这是一个非常实际的措施。否则, 为达到与铜导体相同的损失水平, 就必然需要扩大铝导体的截面约一倍, 而就此所付出得出投资和今后的维护费用都是不合理的。为减少传输和漏电的损失, 同时还应对低压配电线路进行改造、更新、扩大导线的通流水平, 提高绝缘水平。鲁中矿家属楼以前为架空裸铝线供电, 不仅存在线径小、供电半径过大, 配变位置偏离负荷中心, 造成线路末端电压低, 夏季出线空调不能启动, 照明不足、低压线损加大等现象, 而且生活区内架空线, 通讯线交叉纵横, 跨越频繁, 故障率高, 维修困难。近年来通过改造, 对卡脖子、迂回、超供电半径的线路进行改造, 将变压器迁至负荷中心, 更换为新型节能变压器, 生活区线路全部改为塑铜线, 绝缘化的同时增大线径。目前改造后家属楼一律采用三相进单元, 按层分相接入, 总线为35平方塑铜线, 入单元为16平方塑铜线, 进户为6平方塑铜线的格局已形成。对新建家属楼小区则统一采用电缆线路敷设, 节能箱变双电源供电, 降低线路损耗。
2.6 通过技术改造, 实现计量升级
电力供应所有的工作最终都表现在电费收缴上, 而因提升计量的准确性工作是降低损耗的重中之重, 为此鲁中矿首先对各变电站的压变二次线进行了扩径降阻的技术改造, 对计量环节中电压与电流端子进行紧固, 对接头进行镀锡和防氧化处理, 并对计量回路采用专线专供, 减少中间环节, 使该项损耗控制在0.5%以内, 增强了计量的准确性, 降低了计量损耗;其次对各变电站计量用电压互感器进行了扩容改造, 由原来的30VA更换为90VA, 保证了计量电压, 从而保证了计量准确。
2.7 提高电能表准确度
电能表的计量不准确而造成的电能损耗一直是一个不小的数值。为此应正确的进行电能计算, 提高计量精度, 将一、二级关口和主变二次侧电度表换成高精度表。及时更换损坏的计量器具, 对电度表的倍率经常核对、互感器的实际使用应与负荷配套, 及时调整, 并采用节能型、电子型、长寿命、宽量程的智能电能表, 确保购置的电能表能满足计量需求及降损需要。
2.8 加强计量管理, 注重分析
严格执行《计量器具校验办法》等规定, 同时通过一年一度的春季电气预防性试验增加了计量回路的检查内容项目, 对现场每个计量器具进行比对。加大计量巡查力度, 规范铅封、封条、封钳管理, 表计、计量箱全部加封, 封钳专人管理, 明确管理责任。及时掌握配电网电能损耗电量的分布情况, 坚持对各站所电量的做到每日清算、每月结算、每季统计分析和每月初的计量回路的检查制度, 对重点线路和异常线路进行剖析, 发现异常及时追纠, 减少计量纠纷。
2.9 提高线路绝缘化程度, 加大线路运行维护管理力度
推行设备“巡视巡实, 留有痕迹”的制度, 按周期对线路进行全程全方位巡视, 不放过任何一个环节, 对发现的诸如电缆头闪烙放电, 绝缘降低, 单相接地等隐患按要求以最快的速度进行处理;每年定期对线路进行清扫与维护, 对线路附近的树木进行修剪与砍伐, 有条件的地方更换为高压架空绝缘导线。近几年来我公司架空绝缘线的推广应用, 在保证安全的同时, 对降低线路损耗, 减少事故几率有钢芯铝绞线不可替代的作用, 节能明显。以上工作的开展对避免各类事故的发生, 确保电力系统长周期安全、可靠、经济运行起到了显著效果, 降低了电量损耗。
3 结论
电网电能降损技术改造工作是一个系统工程, 降低电网损耗不但可以减少电费开支, 提高经济效益, 挖掘配电设备供电能力, 而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置也是非常有利。这就要求供电企业不断加强线损管理, 完善线损管理体系, 积极探索新的管理和技术手段, 创新线损管理方式、方法, 努力实现降低电能损失, 实现企业效益最大化, 使管理业绩更加优秀, 为公司提供更大的生存和发展空间。
参考文献
[1]盛万兴, 孟晓丽.配电系统综合节能技术[M].中国电力出版社, 2010.
[2]贾振航, 姚伟, 高红.企业节能技术[M].化学工业出版社, 2006.
简论降低配电线路损耗管理措施 篇2
【关键词】 降线损工作 三对比 目标管理
随着我国电网规模的不断扩大， 如何减少电能在电网输送过程中的损失、提高输变电设备的利用效能， 已越来越成为当今电力企业关注的焦点。目前，许多供电企业主要是通过在负荷集中的变电站进行集中补偿、在负荷端进行就地分散补偿、对老式输变电设备进行不断更新等项目， 来达到降低线损的目的；却往往忽视了规范制度、加强落实、提高工作效能等管理方法在降低线路损耗工作中的重要性， 从而无法达到最佳的节能效果。鉴于在降线损工作中， 加强管理工作的复杂性， 本文就如何在降线损工作中向管理要效益这一目的， 介绍以下几种方法：
配网线损构成
线损率是指一定时间内，电流流经电网中各电力设备使所产生的电力和电能损耗。它是电网经营企业在电能传输和营销过程中从发电厂出线起至用户电能表止所产生的电能损耗和损失。主要计算公式如下：
电能损耗电量=供电量-售电量
线损率=线损电量/供电量×100%
线损具体可分为固定损失、可变损失和其他损失三部分。
固定损失：不随负荷电流的变化而变化，只要设备上接上电源，就要消耗电能，它与电压成正比。在实际运行中，一般电压变化不大，为了计算方便，这个损失作为一个固定值。包括：降压变压器和配电变压器的铁损；调压器、调相机、电抗器等设备的铁损；用户电能表电压线圈损失以及电能表附件的损耗； 电容器等介质损耗；110KV 以上的电晕损耗。
可变损失：随负荷的变化而变化，它与电流平方成正比，电流越大，损失越大。它包括：降压变压器、配电变压器的铜损，即电流流过线圈的损失；输电、配电线路的铜损，即电流流过线路的损失；低压配电线路的铜损；接户线和进户线铜损；电流表电流线圈的铜损。
其他损失：固定和变动损失以外的损失。它包括：电能表超差、错接线等计量损失；用户窃电损失；变电所直流充电、控制及保护、信号、通风等设备消耗的电量。线损还可分为理论线损、技术线损、管理线损等三类。理论线损：是按照现实的输、变、配电设施进行理论计算得出，只考虑固定损失和变动损失，不考虑其他损失。技术线损：只考虑现实的输、变、配电设施技术条件下的的损失，不考虑由于管理因素造成的损失。
管理线损：由计量设备误差引起的线损以及由于管理不善和失误等原因造成的线损。主要是指在生产经营环节中产生的电量流失。
1. 实行线损的目标管理
目标管理就是依据目标进行的管理， 使管理活动围绕和服务于目标中心， 并以分解和执行目标为手段， 以圆满实现目标为宗旨的一种管理方法。线损目标管理的主要内容是：
1.1指定线损的目标， 关键是设定战略性的整体总目标。总线损目标的确定， 是日常管理工作的起点， 此后， 由总线损目标分解成各条线路和每个人的具体目标、下级的分项和个人的目标是构成和实现上级总目标的充分而必要的条件。总线损目标、线路线损目标、个人的目标， 彼此制约， 融合成线损体系， 形成目标连锁。它的核心就在于将各线路的指标予以整合， 以目标来统合各部门、各单位和每个人的不同工作活动及其贡献， 从而实现总的线损目标。
1.2管理线损目标出台后， 必须制定出完成目标的周密计划。健全的计划既包括目标的订立， 还包括实施目标的方针、政策以及方法、程序的选择， 使各项工作有所依据， 循序渐进。管理线损要求时效性较强， 否则目标难以实现。
1.3管理线损与组织建设相互为用。线损是硬指标， 是由组织制定、核准并监督执行的。组织上及时成立考核小组， 考核小组成员由主要职能科室或业务精通的人员担当。确定被考核对象， 普遍的提高人们参与管理的意识。认识到自己是既定目标的成员， 引起人们实现目标的积极性， 实现制定的个人目标， 从而实现部门单位的目标， 进而實现总的管理线损目标。
1.4必须有效的考核， 奖罚方法相结合。考核、评估目标执行情况， 是目标管理的环节。缺乏考评， 目标管理就缺少反馈过程， 目标管理的目的即实现目标的愿望就难达到。奖罚方法的正确实行， 能很好地调动员工工作的热情， 使他们的工作目的性加强。
2. 定期召开用电形势、线损分析会， 实时用电分析
综合分析与专题分析相结合， 核算线损实行三对比： 与上月比、与上年同期比、与理论计算比。通过理论计算， 明确降损的主攻方向， 为制降损方案和年度降损计划， 及确定指标提供依据。
3. 加强供电合同的管理， 正确运用法律手段
供电合同是经济合同的一种， 是电力部门与用户之间就电力供应、合理使用等问题， 经过协商， 建立供电管理关系的一种协议。推行供电合同， 是为了改变过去那种单纯依靠行政管理供用电工作， 运用法律手段进行供电管理的一项重要措施。总之， 定好合同， 妥善管理合同、用好合同， 对于促进电力部门搞好安全经济供电， 促使广大用户合理、节约用电都将起着良好的作用。
4. 管理计量装置
4.1对长期未校验的计量装置集中校验后， 对所有计量装置重新建立台账， 统一管理。管理计量的部门应对各变电站、重要用户的计量装置保证定期进行一次现场校验， 确保计量装置正常运行。
4.2对于新增用户， 根据其设备容量、负荷性质，科学配置计量装置， 使计量装置在较高的负载下运行， 确保计量的准确性。
4.3对变电站及重要用户安装高精度、稳定性好的多功能电能表， 其配置等级在0. 2级（级别越低准确度越高） ， 淘汰配置等级高的老型号电能表。
5. 制定反窃电管理措施
反窃电管理措施解决的问题是制定相应的规章制度， 保证当窃电发生后， 用电检查人员能够以先进的设备， 恰当的方式对窃电案件迅速进行调查处理，从而将损失减少到最小。因此， 为了使窃电者无机可乘， 使反窃电工作有规可循， 有章可依， 要根据各地的实际情况制定好反窃电的管理措施。
6. 采用新技术
对于降低配电线损的工作， 是集长期性、复杂性、艰巨性、技术性于一体的一种工作， 相关工作部门在日常工作中是要付出相当大的精力后才有可能完成线损目标的。因此， 为了提高工作效能， 就应积极采用新技术， 研制新设备， 使线损工作环节变简洁而又有实效， 譬如， 某煤化工集团分公司通过采用远程抄表系统， 使工作人员达到了在任何时刻、不用出屋即可实时掌握用户的用电情况， 使防窃电工作的开展难度大大降低。该单位采用此项新技术后， 线损率相比往年， 平均降低期4% ， 一年节电达200多万kWh， 收到了巨大的经济效益。
结语
任何管理方法都需要不断完善， 而动力就是创新精神， 因此， 应通过各种渠道、方法来提高职工队伍的创新意识， 只有这样才能使降低线损工作的开展水平得以不断提高。
参考文献：
[1] 王孔良，李珞新，祝小红，等.用电管理[M].中国电力出版社，2002：199- 202，347-354.
降低配电网损耗的方法及措施 篇3
关键词：配电网,损耗,措施
10k V供电线路在电力网中属于连接电力用户和电网的桥梁, 其在电力网中大约占到了60%以上的线路长度, 在电力网的总线损中其大约占到了80%以上的线损率。线路损耗和变压器损耗是电网的主要损耗, 因此配电网的降损节能主要就是要优化电网中的电力线路和变压器。10k V供电线路由于滞后的配电网建设投资以及过快的负荷增长速度, 因此在节能降耗方面还存在着很大的潜力。
1 降低变压器损耗的措施。
变压器在电力系统的生产过程中属于一种主要的设备, 通常来讲, 从发电、供电到用电整个环节要经过至少三次的变压器变压处理, 尤其是配电变压器具有较大的容量、较多的数量以及非常大的总损耗。大量的研究表明, 配电变压器的损耗在10k V线路损耗中大约占到了80%以上, 所以对于降低整个配电网的损耗而言降低配电变压器的损耗具有十分重要的作用。其主要的方法包括对低损耗的新型变压器进行推广使用以及对配电变压器的容量进行合理配置等。
2 对运行电压进行合理的调整。
在母线上对电力电容器进行投切, 或者对变压器分接头进行调整, 在使电压质量得到保证的基础上对运行电压进行适当的调整。由于电压的平方和有功损耗之间具有正相关的关系, 因此对运行电压进行合理调整就能够保证降损节电效果的实现。作为一种能够对输入电压变化进行自动跟踪, 并且可以使恒定输出电压得到保证的三相自耦式变压器, 自动调压器能够对输入电压在20%的范围内进行自动调节, 由于自动调压器具有较少的投入资金。因此在资金不充足的情况下也可以使用户的电压质量得到充分的改善, 因此具有较大的社会效益。自动无功补偿装置与自动调压器配合使用就可以有效的保证降损节能目的的实现, 从而使企业的经济效益得以显著提升。由于现在还没有广泛的使用自动调压器最新设备, 因此在对自动调压器进行选择和使用维护的过程中仍然具有较多的问题, 比如不到位的运行维护工作、不合适的安装地点、不符合实际情况的调压范围等。除此之外, 制造厂家还要对其进行定期的回访, 并且对使用单位的意见进行征求, 从而对使用过程中出现的各种问题进行及时的处理。
3 对三相负荷调整平衡。
在三相负荷不平衡运行时就会导致配电变压器以及线路的损耗大大增加, 首先变压器的损耗包括负荷损耗以及空载损耗等, 变压器的运行电压在正常的情况下是保持不变的, 也就是说其空载损耗属于一个恒量。在变压器运行负荷的变化过程中负荷损耗也会出现相应的变化, 而且其还与负荷电流的平方呈现出正相关的关系。如果三相负荷处于不平衡的运行状态下, 那么三只单相变压器的负荷损耗加起来就是变压器的负荷损耗。变压器的损耗会在三相负荷实现平衡之后而变得最小。所以对台区三相负荷分配进行调整使其能够实现平衡是降低变压器损耗非常关键的一个措施。如果三相负荷在低压侧实现平衡, 那么高压侧也会出现平衡, 在高压侧能够反映低压电网三相负荷的不平衡情况, 因此高压线路上的电能损耗会在最大不平衡的时候出现12.5%的增加幅度。
4 积极的推广节能变压器。
非晶合金变压器具有十分明显的节能效果, 相对于普通的S9型硅钢片变压器而言, 其大约能够降低80%左右的空载损耗, 而且也没有特殊的输电系统要求, 不管是在电力使用的低峰时段还是在电力使用的高峰时段, 其都能够起到连续节能的作用, 特别是在长期处于负荷及时段农村电网节能降耗以及城市电网节能降耗方面其具有十分重要的作用。相对于传统的硅钢型变压器而言, 非晶合金变压器在寿命期间也具有十分明显的持续节能效果, 所以现在我国和各地的电网公司都充分的认识到了非晶合金变压器在电网降耗中的重要作用, 并且正在逐渐的加大推广非晶合金变压器的使用力度。
5 进行无功补偿。
10k V供电线路之所以具有较大的损耗, 是因为线路具有较低的功率因数, 供电线路具有符合季节性强、面广线长以及点多的特点, 再加上普遍存在着大马拉小车的情况, 因此有些地区甚至达到了0.4以下。因为功率因数的平方与线路损耗之间呈现出正相关的关系, 因此与功率因数的不断提升对于降低线路损耗而言具有十分显著的效果。大量的实践表明, 将电力电容器加装在受电端从而使功率因数得以提升是降低配电网损耗的非常重要的一个途径。在对电力电容器进行加装的时候还要保证无功分散补偿就地平衡, 这样就能够使无功补偿与负荷末端更加的接近, 从而能够对电能的损耗进行有效的控制。在对10k V线路的配电变压器进行补偿是进行无功补偿的主要方法, 在额定电流中变压器的空载电流一般占到了10%左右的比例, 而其无功因数则具有0.2左右, 所以如果按照10%的变压器容量对其进行补偿, 就能够使空载时的功率因数得以显著提升, 主要是能够达到0.8以上, 因此其具有十分显著的降损节能效果。10k V配电线路往往存在着电压偏高或者电压过低的现象, 而无功功率过剩或者不足是导致产生这种现象的主要原因。电压在很大程度上受到系统无功功率的影响, 要想使整个系统的电压水平得到有效维持, 首先要具备足够的无功补偿容量, 对无功分区分压就地平衡进行积极的推行, 并且要具备充足的无功调节能力, 如果电压偏差范围允许就可以采用补偿电容器以及调压电容器相互结合的方式, 这样就能够保证低谷负荷时较低电压运行以及高峰负荷时较高电压运行的逆调压要求。
结语
配电网损耗管理工作人员必须要有效地结合技术以及管理两个层面的工作进行降损, 对现在的配电网损耗管理工作经验进行认真的总结, 并且做到开拓创新, 对配电网中的薄弱环节进行深入调查, 从而能够对电网结构进行积极的改造和优化, 同时也要将最大限度的调动相关的人员在配电网损耗管理工作参与进来, 从而将各个环节配电网损耗管理工作做好, 最终可以有效的降低配电网损耗。
参考文献
[1]张华, 冉文胜.降低10 kV配电网线损措施的探讨[J].华北电力技术, 2011 (S1) .
配电网中损耗分析以及降损措施 篇4
1.1 理论线损计算法
均方根电流法是线损理论计算的基本方法。在此基础上根据计算条件和计算资料, 可以采用平均电流法 (形状系数法) 、最大电流法 (损失因数法) 、等值电阻法、电压损失法等方法。下面介绍上述两种计算方法。
1.2 网损计算法
1.2.1 均方根电流法
均方根电流法原理简单, 易于掌握, 对局部电网和个别元件的电能损耗计算或当线路出日处仅装设电流表时是相当有效的尤其是在0.4-10k V配电网的电能损耗计算中, 该法易于推广和普及但缺点是负荷测录工作量庞大, 需24h监测, 准确率差, 计算精度小高, 日由于当前我国电力系统运行管理缺乏自动反馈用户用电信息的手段, 给计算带来困难, 所以该法适用范围具有局限性。
1.2.2 节点等值功率法
节点等值功率法方法简单, 适用范围广, 对运行电网进行网损的理论分析时, 所依据的运行数据来自计费用电能表, 即使小知道具体的负荷曲线形状, 也能对计算结果的最大可能误差作出估计, 井且电能表本身的准确级别比电流表要高, 又有严格的定期校验制度, 因此发电及负荷24h的电量和其他运行参数等原始数据比较准确, 且容易获取。这种方法使收集和整理原始资料的工作大为简化, 在本质上, 这种方法是将电能损耗的计算问题转化为功率损耗的计算问题, 或进一步转化为潮流计算问题, 这种方法相对比较准确而又容易实现, 因而在负荷功率变化小大的场合下可用于任意网络线损的计算, 井得到较为满意的结果。但缺点是该法实际计算过程费时费力, 且计算结果精度低。因为该法只是通过将实际连续变化的节点功率曲线当作阶梯性变化的功率曲线处理或查负荷曲线形状系数的方式获取节点等效功率近似地考核系统状态。
2 降损措施
2.1 简化电网的电压等级, 减少重复的变电容量。
城市电网改造工程要求做到:从500k V到380/220V之间只经过4次变压。除东北部分电网采用500k V、220k V、63k V、10k V、380/220V 5个等级外。其它电网采用500 (330) k V、220k V、110 (或35) k V、10k V、380/220V5个等级。即高压配电电压在110k V或35k V之间选择其中之一作为发展方向。非发展方向的网络采用逐步淘汰或升压的措施。
2.2 合理进行无功补偿, 提高电网的功率因素
无功补偿按补偿方式可分为集中补偿和分散补偿。
2.2.1 集中补偿:
在变电站低压侧, 安装无功补偿装置 (电容器) , 安装配置容量按负荷高峰时的无功功率平衡计算, 安装电容补偿装置的目的是根据负荷的功率因数的高低而合理及时投切电容器, 从而保证电网的功率因数接近0.9, 减少高压电网所输送的无功功率, 使输电线路的电流减少, 从而降低高压电网的网损。
2.2.2 分散补偿:
由于电力用户所使用的电器设备大多都是功率因数较低, 例如工厂的电动机、电焊机的功率因数更低, 为提高功率因数, 要求大电力用户的变压器低压侧安装电力电容器, 其补偿原理与变电站的无功补偿大致相同, 不同的是用户就地补偿采用随机补偿, 利用无功补偿自动投人装置及时、合理地投切无功补偿电容器, 保证10 k V电网的功率因数符合要求 (接近0.9) , 从而减少10 k V配电线路的电能损耗。例如:10 k V线路末端进行无功补偿, 如补偿前0.7到补偿后功率因数达到0.9, 经过补偿后, 电能损失减少了39.5%, 节能效果可见一斑。
3 抓紧电网建设, 更换高耗能设备
导线的电阻和电抗与其截面积成反比。因此, 截面积小的线路电阻和电抗大, 在输送相同容量负荷情况下, 其有功和无功损耗大。目前, 配电网, 特别是农网中, 部分线路线径截面小, 负荷重, 导致线损率偏高。此外, 配电网中还存在相当数量的高耗能配电变压器, 其空载损耗P、短路损耗P、空载电流百分值I%、短路电压百分比U%等参数偏大.根据这些情况, 应抓紧网架建设, 强化电网结构, 并按配电网发展规划, 有计划、有步骤地分期分批进行配电设施的技术改造, 更换配电网中残旧线路、小截面线路以及高耗能变压器。
4 降低输送电流、合理配置变电器
4.1 提高电网的电压运行水平, 降低电网的输送电流。
若变电站主变采用有载调压方式调压, 调压比较方便, 根据负荷情况, 随时调节主变压器的分接开关保证电网电压处于规程规定的波动范围之内, 最好略为偏高, 避免负荷高峰期电网的电压水平过低而造成电能质量的下降, 同时也可提高线路末端的电压, 使线路电流下降, 从而达到降损目的, 例如:电压水平从额定值的95%升到105%时, 线路所输送的电流降低9.5%, 电能损耗下降18.2%。同样道理, 对于用户配电变压器及10 k V公用配变, 可根据季节的变化, 在规程规定电压波动范围内可合理调节配变的分接开关, 尽量提高配网的电压运行水平, 同样达到降损的目的。另外, 可根据负荷的大小, 利用变压器并列经济运行曲线分析负荷情况, 合理切换, 实行并列运行或是一单台主变运行, 减少变电站的主变变损。
4.2 合理配置配电变压器, 对各个配电台区要定期进行负荷测
量, 准确掌握各个台区的负荷情况及发展趋势, 对于负荷分配不合理的台区可通过适当调整配电变压器的供电负荷, 使各台区的负荷率尽量接近75%, 此时配变处于经济运行状态。在低压配电网的规划时, 也要考虑该区的负荷增长趋势, 准确合理选用配电变压器的容量, 不宜过大也不宜过小, 避免“大马拉小车”的现象。另外严格按国家有关规定选用低耗变压器, 对于历史遗留运行中的高损耗变压器, 在经济条件许可的情况下, 逐步更换为低损耗变压器, 减少配电网的变损, 从而提高电网的经济效益。
5 降低导线阻抗
随着城区开发面积不断扩张, 低压配电网也越来越大, 10 k V配电网也不断延伸, 如何规划好各个供电台区的供电范围将至关重要, 随着居民生活水平的不断提高, 用电负荷与日俱增, 为了解决0.4 k V线路过长、负荷过重的问题, 在安全规程允许的情况下, 将10 k V电源尽量引到负荷中心, 并且根据负荷情况, 合理选择10k V配变的分布点, 尽量缩小0.4 k V的供电半径 (一般为250 m左右为宜) , 避免迁回供电或长距离低压供电。
无论高低压的线路截面选择都对线损影响极大, 在规划时要有超前意识, 准确预测好该处在未来几年内的负荷发展, 不得因负荷推测不准而造成导线在短期内过载。在准确推测负荷发展的前提下, 按导线的经济电流密度进行选型, 并留有一定裕度, 以保证配电网处于经济运行状态, 实现节能的目的。
参考文献
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[2]高慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].安徽电力, 2005.
[3]刘大力.配电网的降损节能措施[J].农村电气化, 2000.
[4]龙俸来.浅谈配电网的降损措施[J].华中电力, 1999.
配电网中损耗分析以及降损措施 篇5
1 配电网损耗分析的目的和意义
配电网损耗分析是配电网损耗管理工作的最后一道环节, 其目的在于鉴定网络结构和运行的合理性, 找出计量装置、设备性能、用电管理、运行方式、理论计算、抄收统计等方面存在的问题, 以便采取降损措施。另外, 通过客观的统计分析, 可以分清配电网供电企业配电网损耗管理责任, 是全面落实配电网损耗指标考核的依据和基础, 其重要性不言而喻。
配电网供电企业应每月召开一次配电网损耗分析会, 针对每条线路、每个台区、每个电压等级的损耗进行全面详细地剖析, 指出存在的问题, 建议应采取的措施。
2 配电网损耗分析的方法
2.1 应坚持分压、分线、分台区、分责任人进行统计分析。
2.2 针对配电网损耗偏高或偏低的线路、台区, 要排查原因、找准症结、区别轻重缓急, 采取对策、分步实施, 努力将偏高的损耗降下来。
2.3 将实际损耗与理论损耗进行比较, 两者偏差的大小, 可以看出管理上的差距, 分析可能存在的问题, 然后采取相应措施。
2.4 与历史同期数据进行比较看其一致性。若变化比较大, 应找出其影响因素, 并进行定量分析。
3 影响配电网损耗的不利因素
3.1 架空线路方面
3.1.1 线路布局不合理, 近电远供, 迂回供电;
3.1.2 导线截面小, 长期过负荷运行或不在最佳状态下运行;
3.1.3 线路低负荷运行, 如农村线路季节性用电, 在非集中用电季节, 一般只有少量照明, 配电负荷很小, 这样配电线路电流小, 损耗所占比例大;
3.1.4 接户线过长、过细、年久失修、破损严重;
3.1.5 瓷横担、绝缘子表面严重积灰、油泥、污染物等物, 在雾天和小雨天气, 表面泄漏增加, 污区不清扫、不清洗;
3.1.6 零值、低值、破损绝缘子穿弧漏电;
3.1.7 线路接头电阻大, 增加接触面发热损耗;
3.1.8 导线对树枝碰线引起漏电;
3.1.9 雾天、大风碰线、倒杆引起事故;
3.1.1 0低压线路三相负荷不平衡, 引起中性线电流增大, 损耗相应增加;
3.1.1 1低压线路过长, 末端电压过低, 损耗相应增加。
3.2 用电管理方面
3.2.1 用电设备和变压器负载不配套, 引起损耗增大;
3.2.2 客户的无功补偿不合理, 不按照经济功率因数进行补偿;
3.2.3 电能表未按规定校验周期定期检修校验;
3.2.4 计量互感器不符合规定要求, 极性不明, 精确度不够;
3.2.5 计量设备容量大, 用电负荷小, 长期过负荷或空载计量;
3.2.6 计量设备安装不符合规定, 疏忽计量设备运行管理;
3.2.7 无表及违章用电, 抄表日期不固定, 存在不抄、估抄、漏抄或延长时间抄表等现象;
3.2.8 人为漏电。
3.3 运行管理方面
3.3.1 检修安排不合理, 造成运行线路和变压器超负荷运行;
3.3.2 不坚持计划检修, 不进行定期清扫, 造成泄漏增加;
3.3.3 不进行负荷和电压实测工作, 不经常平衡低压三相负荷, 不进行移负荷工作。
4 降低配电网损耗的主要措施
4.1 降低配电网损耗的技术措施
4.1.1 做好电网中、长期规划和近期实施计划, 抓住配电网改造时的机遇, 加强电网电源点的建设, 提升电压等级, 降低网络损耗。
4.1.2 准确预测各线路用电负荷, 科学选择变压器容量和确定变压器的布点, 缩短低压线路供电半径, 保证电压质量, 减少线损。
4.1.3 合理规划和设计35KV及以下和低压线路, 改造卡脖子线路和迂回线路。
4.1.4 淘汰、更换高能耗变压器, 使用节能型变压器。
4.1.5 淘汰、更换技术等级低的计量装置。
4.1.6 根据电网中无功负荷及分布情况, 合理选择无功补偿设备和确定补偿容量, 降低电网损耗。
4.1.7 逐步提高线路绝缘化水平, 减少泄漏损耗。
4.1.8 搞好三相负荷平衡。一般要求配电变压器低压出口电流的不平衡度不超过10%, 低压干线及主干支线始端的电流不平衡度不超过20%。
4.2 降低配电网损耗的管理措施
4.2.1 首先应合理确定配电网损耗考核指标, 主要是配网有损损耗管理指标。目前, 大多数介绍的方法是按照公式进行理论计算;由于在理论计算中, 假定的影响配网损耗的主要因素 (如运行电压、导线质量、温度及负荷变化) 等数据很难与实际相符, 按照理论公式测算确定的指标一般与实际误差较大。所以要使配电网损耗指标的确定尽量符合实际, 对客户和用电量较少、线路较长的山区, 配电网损耗可能会超过考核指标以上, 应根据实际、考虑各种因素确定数据。
4.2.2 在对配电网损耗的考核管理中, 要纠正片面的“全奖全赔”指标承包的方法, 完成好配电网损耗指标要与各项专责工作奖罚直接挂钩, 而不能与电费收缴直接挂钩。要坚决制止违规分摊配电网损耗电量和堵住折算电量及虚假统计的问题。
4.2.3 变台总表和用户表计的准确计费是直接影响配电网损耗情况的重要因素, 必须依法进行表计的检测, 加强对低压户表的集装表箱的检查管理。供电所要推行良好的、相互监督的抄收管理模式, 并应对实抄率进行考核, 严禁估抄、漏抄, 减少错抄、误抄现象。
4.2.4 供电所应量化对设备的日常巡视管理工作, 并落实到人。做到定期测试和合理调整、平衡变台低压出线三相负荷, 加强设备维护管理、及时处理设备缺陷, 努力提高线路的安全运行水平, 减少供电设备的漏电损失。
4.2.5 加强电费核算环节, 采用微机系统管理, 建立和完善用户用电基础数据, 并依据基础数字对配电网损耗指标的统计分析;对个别异常情况, 要加大检查力度和及时采取相应的得力措施。
4.2.6 供电所要把配电网损耗管理作为重要指标分解落实到人, 实行专责管理;要建立健全具体的管理分析制度和配电网损耗指标考核台帐, 定期进行分析和公布指标完成情况, 并切实做到奖罚兑现。
4.2.7 要加强配网用电宣传工作和依法用电管电, 积极争取各部门的支持与配合, 严厉打击和坚决制止偷窃电行为, 努力建立起一个规范的配电网用电市场秩序。
4.2.8 强化业扩工作流程管理, 提高安装工艺质量。
5 结语
配电网损耗管理是直接反映一个供电企业的管理水平, 作为配电网损耗管理工作者要将加强管理和技术降损有机地结合起来, 在认真总结当前配电网损耗管理工作成功经验的基础上, 开拓创新, 不断进取。继续深入调查配电网中的薄弱环节, 积极改造和优化电网结构;继续一如既往做好用户稽查和用电服务工作, 创造和谐的供用电环境;继续加强相关班组、相关人员的联系, 调动尽可能多的人员参与到配电网损耗管理工作中来;继续做实做细做好配电网损耗管理的各个环节工作, 探索配电网损耗管理的新方式和新技术。
摘要：配电网中的损耗是电能从配变通过线路到各用户过程中产生的。配电网中的线路、变压器、各种 (配电、测量、计量) 设备、保护装置等都要消耗电能。此外, 还有一些不明损失, 如窃电、漏电、表计误差, 抄表影响等都将引起线损率的波动。对此分析配电网中的损耗和降损措施, 必须要对配电网中的损耗构成进行仔细的分析, 并根据配电网中损耗产生的具体原因有针对性地制定降损措施。
关键词：损耗,分析,措施
参考文献
[1]乡镇供电营业所电工考核培训教材 (2003年版) 中国电力出版社
[2]宋珂全, 房晓燕.县级供电企业线损管理探讨.农村电工, 2008年08期:4 1
[3]刘金龙.谈谈如何降低线损.农村电工, 2002年01期:38
配电网损耗 篇6
1 国内电网运行中高损耗变压器的使用现状
自2006年国家颁布并实施了《配电变压器能效限定值及节能评价值》这一强制性制度以后, 高损耗配电变压器在电网运行中的应用力度开始大幅度减小, 且随着该制度实施工作的愈加深入, 高损耗配电变压器在电网中的使用频率便越来越低, 直到最后完整的退出电网运行舞台。
在20世纪80年代, 我国政府强制性的在电网运行中投入使用了S7系列的低损耗配电变压器, 并在全国范围内, 全面淘汰了当时正在使用的JB1300-73和JB500-64等相关标准的高损耗配电变压器。而后, 1998年, 国家再次提出城乡电网改造口号, 并付诸于实际, 在电网改造时将原有的S7系列低损耗变压器改造为了S9型。截至到这时, 我国电网运行中所投入使用的配电变压器经过前后两次更新换代, 已经成功的将空载损耗降低了大约8%~15%的比值。
当低损耗变压器代替了高损耗变压器有效支撑电网运行工作以后, 那些被淘汰下来的高损耗变压器该如何处理?这便成为了一个难题。鉴于高损耗变压器中含有大量的铜、硅钢片、变压器油等等化学材料, 如果处理工艺不当会对环境造成严重影响, 破坏地球空气, 污染土地、水资源等等。所以为了保护环境, 将高损耗变压器改造成为低损耗变压器后再次利用便具有了巨大的意义。
2 高损耗配电变压器改造为低损耗配电变压器的方法分析
2.1 改造方法
就目前来说, 国内现有的, 可将高损耗变压器改造成为低损耗变压器, 并投入电网进行再次利用的方法主要有:更换部分或全部的变压器器身, 常见的如更换变压器铁芯和绕组等。
客观来说, 想要真正降低变压器的运行负荷与电能消耗, 就必须从变压器绕组入手, 更换高损耗变压器内部绕组, 通过降低原变压器导线与电流密度的方式, 来达到降低变压器运行能耗的目的。生活中常采用的手法是将是原有的、高损耗变压器内部的导线规模加大, 或者将原先的铝导线替换为铜导线, 实现能耗降低。相比于更换变压器绕组, 更换变压器铁芯并不是必须要执行的。通常情况下, 只要高损耗配电变压器内部的铁芯没有故障, 不存在质量问题, 就不用特意更换, 仍然可以继续使用。只是在实际使用时, 需要采取措施有效降低变压器内部铁芯硅钢片的磁通密度, 使变压器能够满足低损耗要求, 并实际投入电网中加以应用。
2.2 改造工艺流程
首先对需要改造的SL7、S7或S9型高耗能变压器进行试验, 测试其空载损耗;根据每台变压器的空载损耗值通过降低硅钢片的磁密, 增加变压器绕组的匝数, 降低变压器的容量等措施, 对需改造的变压器进行重新设计, 使其满足S11低损耗变压器的各项性能指标。对拆解下来的各项物资进行如下方式的处理:对拆下来的旧铜线进行化火处理, 用于生产其它产品的铸铜件;将旧变压器油用于机加工车间车床的润滑;将旧变压器油箱根据锈蚀程度的不同分别进行报废或进行除锈、酸洗、涂漆等工序处理后用于再制造后的变压器上;对拆解的旧硅钢片, 若质量较差或在运行中已严重烧伤, 则作报废处理, 若质量较好, 则要加以利用, 通过除锈、增加新硅钢片等方面处理后用于改造的变压器中。
2.2.1 配电变压器的铁芯改造
对于高损耗配电变压器的铁芯, 由于K0、GFe是定值, 要降低空载损耗P0, 则必须降低Pw值, 而Pw值与硅钢片的磁通密度有关。改造后由于不更换铁芯, 此外电压、频率也不变, 所以空载损耗要降低, 只有想办法降低铁芯中的磁通密度, 从而使硅钢片的Pw值降低。在实际工程应用中, 为了更好地利用铁芯, 对需要改造的配电变压器在原匝电势下测试空载损耗不能满足现行的低损耗配电变压器要求的, 在做临时空载时, 采用临时线匝来适当调整低压绕组的匝数的方法进行空载损耗的测试, 直到能够满足现行的GB/T6451-2008标准规定的空载性能指标为止。
2.2.2 配电变压器的绕组改造
配电变压器绕组改造的基本原理公式是根据变压器负载损耗的公式推导而来的。在变压器的负载损耗值中线圈的电阻损耗占最大的比例。
在进行变压器改造过程中, 若导线为铜导线, 要降低变压器的P0、Pk值, 只有增加变压器低压线圈的匝数, 由于变压器的窗高和窗宽所限, 只能将变压器进行降容改造;当变压器的原材质为铝线时, 可以根据计算结果对变压器进行等容量的改造。由于铜铝在75℃时的电阻率之比为0.02135/0.0357=0.598, 用铜导线代替铝导线后, 其负载损耗之比下降, 截面可减少到原来的70%左右。由此可见, 此法不仅能够增加匝数, 降低空载损耗, 还能用常规方法使变压器达到不降容量满足改造要求的需要。
结束语
综上所述, 配电变压器作为电网运行中需要应用到的重要设备, 其不仅广泛存在于发电厂、变电站等配电枢纽中, 还存在于输电网络中, 对电网运行的安全性与可靠性有着重要影响。当然这只是从变压器功能方面分析得出的结果, 如果从节能建减耗的角度来看, 变压器在运行时所消耗的不必要的电能完全可以得到储存, 或者供应给用电客户利用, 因此在电网运行中, 为了减少不必要的能耗损失, 我们有必要将高损耗配电变压器改造为低损耗配电变压器, 顺应节能减排的社会发展形势, 为我国建设资源节约型社会做出贡献。
摘要：电网运行中, 国内每一年都会有将近万台的高损耗配电变压器被丢弃, 从此退出电网运行。但如果采用改造技术将其改造成为低损耗的变压器, 仍然可以再次投入电网运行中进行应用。现针对高损耗配电变压器的改造技术进行分析, 对高损耗变压器改造成低损耗变压器的意义, 以及具体的改造方法作详细探讨和论述, 得出结论供同行参考。
关键词：配电变压器,高损耗,低损耗,改造工艺
参考文献
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[2]李志恩.论配电变压器节能技术[J].科技资讯, 2009 (22) .
配电网损耗 篇7
关键词：空载损耗,短路损耗,负载损耗,有载调容
1 前言
配网用电负荷存在季节性强、负荷波动大、峰谷差大, 全年中轻载甚至空载时间较长, 造成配电变压器经常出现"大马拉小车"的现象, 变压器效率显著降低, 因此必须详细分析配电网络损耗大的原因, 针对性的提出降损措施。
2 理论分析
2.1 损耗分析
变压器的损耗主要为空载损耗和负载损耗
2.1.1 空载损耗分析
配电变压器的负荷波动大, 甚至经常工作在轻载或空载情况下, 不但造成配电变压器的资源浪费, 更为严重的是大容量小负荷时变压器所消耗的空载损耗占输入功率中很大部分比重, 因此必须详细分析变压器的空载损耗构成, 找出降低变压器空载损耗的措施。
变压器的空载损耗P0由磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和附加损耗PS构成。
主要由于铁芯的材质特性、设计结构、以及工艺加工等特性决定。
式中:α1:与材质有关的损耗系数;f:交变磁场的频率;Bm:磁密;G:铁芯重量;d:硅钢片厚度;ρ:硅钢片电阻率;V:硅钢片密度;k:励磁电流波形系数。
由上述分析可知, 对于某一给定的硅钢片而言, 在一定频率下, 其空载损耗主要取决于磁通密度及加工厂所采用的铁芯结构型式和加工情况。故空载损耗可简化为。
式中:k1:与变压器制造工艺有关的工艺系数
P1:单位重量铁芯的空载损耗, 其值大小与的磁通密度有关。
2.1.2 负载损耗分析
传统配电变压器为单一容量, 为了满足高峰负荷时的用电需要, 变压器的容量是按大负荷时进行设计配置的。由于负载损耗随负荷增大而增大, 因此对于小负荷时其负载损耗所占总损耗比重不大, 因此重点是考虑在大负荷时负载损耗所占的比重, 分析找出其降损措施。由负载损耗:PÁ=bÁPÂ
ÁP=3IÁR
式中:β:负载系数;PK:变压器短路损耗;I:变压器额定电流;R:变压器短路电阻
可知, 影响变压器的负载损耗的因素为负载系数β、变压器的额定电流和短路电阻。
2.2 效率分析变压器效率
式中:P2:输入的有功功率;PH:变压器的额定功率考虑到变压器负载大小和负载性质时的效率应为:
当功率因素一定时, 负载系数β与效率最大值之间的关系为:
推导后得出:
变压器的效率随负载率的不同而不同, 总损耗为一定值时, 最高效率由负载损耗与空载损耗的比值而定。损耗比大的变压器在低负载时出现高效率, 损耗比小的变压器在高负载时出现高效率。所以峰时负荷需要损耗比小的配电变压器, 谷时负荷需要损耗比大的配电变压器。对于一台无法改变接线的变压器, 当其按照最大容量设计时效率较高, 则其在低负载时效率较低, 无法满足负荷变动较大时在负荷高峰期和负荷低谷期均具有较高效率。配电网络的负荷波动较大特性需要一台可以变换接线使其容量可调的变压器, 使得其在峰、谷负荷期均具有较高效率。
3 降损措施
通过上述分析得知, 要降低配电变压器的损耗, 可从以下几个方面入手:
3.1 小负载时降损措施
传统配电变压器为单一容量, 为了满足高峰负荷时的用电需要, 变压器的容量是按大负荷时进行设计配置的, 这样势必使配电变压器工作在轻载或空载情况时, 变压器所消耗的空载损耗占输入功率中很大部分比重, 因此必须降低配电变压器的空载损耗。由变压器空载损耗组成得知, 当变压器型式规格一经选定, 其空载损耗基本是个恒定值, 因此必须选求一种在运行状态下变压器的空载损耗可以随负荷大小进行调节, 使其在小负荷时空载损耗小的变压器。根据这种思路, 我们可以考虑选择一种变压器, 使其在小负荷时增大原边绕组匝数, 由于配网原边侧电压由系统决定, 故可减小磁通密度, 这样就可减小其空载损耗。要实现这一目标, 即可使配电变压器原边侧的接线方式在运行状态下可调节, 比较简易的做法是使变压器的原边侧接线方式由三角形向星形转变或者原边侧的绕组由并联向串联转变, 使其原边侧每匝线圈上的感应电势降低, 减少磁通密度, 从而降低变压器的空载损耗。因此小负载时最佳的接线方式是需求一种既能减小变压器容量又能增加变压器绕组匝数, 同时能保持变压器输入输出变比不变的变压器。
3.2 大负载时降损措施
由于负载损耗随负荷增大而增大, 因此对于小负荷时其负载损耗所占总损耗比重不大, 因此重点是考虑在大负荷时降低负载损耗。由变压器的负载损耗组成得知, 要降低变压器的负载损耗需降低变压器的负载电流或短路电阻, 由于负载电流由负荷决定, 无论采用哪种接线方式, 当输出功率电压不变时电流也不变, 为此要降低变压器的短路电阻, 可采用变换变压器原副边侧的接线方式, 即使变压器原边接线方式由星形向三角形转变或由串联向并联转变, 副边由于必须采用三相四线制接线方式, 故其接线方式只能由串联变成并联, 不能由星形向三角形转变。这样就使变压器的短路电阻减小, 也即降低了变压器的负载损耗。因此大负载时最佳的接线方式是需求一种既能增大变压器容量又能减小变压器短路电阻, 同时能保持变压器输入输出变比不变的变压器。
3.3 解决方案
根据以上思路, 可设计一种变压器能根据用户实际负荷大小进行有载情况下进行容量调节的变压器, 能满足这种运行状况的变压器即是有载调容变压器。这正是一种根据用户实际负荷大小利用有载调容开关调节运行容量的变压器。其调容方式由两种调节方式, 一种是高低压绕组均采用串并联变换;另一种是高压绕组进行星角变换, 低压绕组通过串并联变换。其接线形式见图1与图2。
串并联型配电变压器减小损耗的分析:
大负载时采用图一 (a) 并联型接线方式, 小负载时采用图一 (b) 串联型接线方式。对于给定的线圈绕组, 其允许通过的额定电流不变, 故并联型接线方式的允许通过的额定线电流大约串联型允许通过的额定电流, 串、并联接线的额定线电压UL由均由系统决定, 两者相等。根据公式得出, 并联型的容量大于串联型。并联型设计使得变压器的短路电阻减小故减小了变压器的负载损耗。并联型设计的原、副边绕组的等效匝数小于串联型设计, 由于其原、副边电压由系统电压决定, 故其原、副边绕组的感应电压较串联型设计的增大, 其磁通度也增大, 故其空载损耗大于串联型设计的变压器, 但由于小负荷时, 其负载损耗所在变压器总损耗值较小, 故小负载时采用串联型接线方式, 其空载损耗减小的部分远大于负载损耗增大的部分, 总体来说降低了变压器的总损耗。同时并联型设计变压器的原、副边线圈匝数可通过设计保持同时减小相同的倍数, 以保持变比不变。从以上分析可知, 采用并联型接线可满足大负荷时的供电需要, 同时又比同样的负载电流情况下串联型接线负载损耗小;而采用串联型接线可避免变压器资源的浪费, 同时降低了小负荷时供电的空载损耗。
大负载时采用图二 (a) 三角形型接线方式, 小负载时采用图二 (b) 星形接线方式。对于给定的线圈绕组, 其允许通过的额定电流不变, 故三角形接线方式的额定线电流是星形的姨3倍, 三角形、星形接线变压器的额定线电压UL由均由系统决定, 两者相等。根据公式S=姨3 ULIL得出, 三角形的容量是星形的姨3倍。根据戴维南等效定理进行变换得知, 三角形设计的变压器其短路电阻减小为星形接线方式1/3, 故减小了变压器的负载损耗。由于其原、副边电压由系统电压决定, 故其原、副边绕组的感应电压较星型设计的大, 同时根据戴维南等效定理由于三角形设计使得每匝线圈上的感应电势是星形的3倍, 三角形接线磁通大于星形接线磁通, 故星形接线的空载损耗比三角形小。但由于小负荷时, 其负载损耗所在变压器总损耗值较小, 故小负载时采用星型接线方式, 其空载损耗减小的部分远大于负载损耗增大的部分, 总体来说降低了变压器的总损耗。同时星形、三角形变换的变压器的原、副边线圈匝数可通过副边电阻串并联变化使得星形接线的线圈匝数减小至三角接线的1/3, 以保持变比不变。从以上分析可知, 采用三角形变压器可满足大负荷时的供电需要, 同时又比同样的负载电流情况下星形接线负载损耗小;而采用星形变压器可避免变压器资源的浪费, 同时降低了小负荷时供电的空载损耗。
串并联型配电变压的接线优点是其容量比配置比较灵活, 而在工程上采用三角形、星形接线容易实现。同时通过检测系统控制系统通过监测变压器高压侧的电压、电流判断当前负荷大小, 根据容量整定值并判定相关约束条件, 满足设定条件则发出相应调节控制命令给有载调容开关, 有载调容开关根据控制指令可靠开合动作, 完成变压器内部高、低压线圈的星、角变换和串、并联转换, 在不需要停电的状态下, 完成变压器容量调节过程, 使有载调容变压器在始终满足负荷需求的情况下以经济方式运行。
有载调容配电变压器配属的有载调容智能控制器可实时记录所有控制逻辑运行中相关操作事件和统计数据信息。配置标准RS232、RS485和USB通讯接口各一个, 可对控制器远程或就地设置参数和读取数据, 并设有安装独立内置式通信模块的位置, 允许GPRS/CDMA模块互换。主要数据远传方式有两种: (1) 通过GPRS无线方式可直接与电网电力需求侧管理主站系统通信; (2) 先用手持PDA采集装置存储的数据, 然后导入主站, 可使配电网工作人员及时了解电力网的运行状况, 并为故障分析提供了依据。
4 节能降损效果
以下以分别对SZ9-M-T-315 (100) /10全密封调容配电变压器与S9-315/10不能调容量的普通配电变压器的年运行成本进行计算, 其中调容变压器每年按3个月使用大容量, 9个月使用小容量。根据以往的计算经验, 普通变压器每运行一年其等效满载时间约为全年运行时间的l/4, 所以在计算调容变压器年运行成本时, 按其在大、小容量运行时间的l/4分别计算在大容量运行时的等效满载小时数和在小容量运行时的等效满载小时数;大容量时年空载小时数按3个月计算, 小容量时年空载小时数按9个月计算。
根据以上计算, SZ9-M-T-315 (100) /10全密封调容配电变压器比S9-315/10不能调容量的普通配电变压器的年运行成本降低51.44%。调容变压器在应用中具有以下特点:
安装一台有载调容配电变压器比安装同容量的"母子变压器"工程造价低, 节约投资成本, 节省占地面积。
供电方式灵活, 运行稳定, 操作简单。有载调容配电变压器可根据负荷和电网状况方便地进行调节。
有载调容配电变压器比不能调容的普通配电变压器的年运行成本降低, 降损节能效果好, 可直接获取经济效益。
调容变压器与同规格的S9型变压器相比, 空载损耗降低30%, 空载电流下降70%。对于负荷季节性差别较大的台区, 采用调容变压器与新型S9型变压器相比, 年运行成本可下降45%左右。
5 结束语
节能降损是电网建设的重要内容之一, 国际上将提高变压器运行效率的要求放在首位, 并力求再提高。本文提出的新颖有载调容变压器可以适应于城、农配电网络, 对于降低配电变压器损耗、提高配电变压器运行效率、优化低压配电网络具有重要意义和广阔前景。
参考文献
配电网损耗 篇8
本文探讨了电力系统中变压器的损耗比较方法, 分析了在平均负荷相同的情况下, 不同容量的变压器的综合效率表现。列举了10 k V配电变压器的损耗核算结果, 希望能在设备增容、降低损耗和提高供电的可靠性之间找到一种平衡关系。
1 变压器的损耗计算方法分析
1.1 变压器的损耗
变压器的损耗包括铁损、铜损和杂散损耗。其中, 杂散损耗由漏磁损耗、变压器结构部件中 (夹板、螺等) 的涡流损耗、变压器的介质损耗等构成。因杂散损耗所占的比例很小, 可以在计算中忽略。
铁损也称励磁损耗, 由变压器在铁芯中的励磁电流构成。在变压器运行时, 铁芯中的主磁通与变压器的电压成正比, 当变压器的额定电压不变时, 其励磁电流不变, 铁损为固定值。忽略空载电流在绕组中造成的铜损, 则铁损就基本近似于变压器的空载损耗。
铜损 (短路损耗) 是指电流流过变压器的一、二次线圈时, 其电阻所消耗的能量之和。当流过额定电流时, 铜损值为负载损耗值。具体来说, 绕制变压器需要大量的铜线, 而这些铜导线存在着电阻, 电流通过时, 这些电阻会消耗一定的功率, 这部分损耗往往会变成热量而流失掉。
1.2 负载为PL时的变压器损耗分析
由上述讨论得知, 变压器的输入功率为:
式 (1) 中:P——变压器输入总功率;
PL——负载功率;
P铁——P0 (空载损耗) ;
P铜——短路损耗。
式 (2) 中:IL——负荷电流;
IN——变压器额定电流;
PK——变压器负载损耗;
R——变压器绕组的电阻。
因此, 变压器的总损耗为:
由式 (3) 可知, 变压器损耗的极值为P0, 并随负荷电流而变化, 其变化的二次曲线如图1所示。
1.3 不同变压器的损耗比较方法
对于容量不同的变压器来说, 大容量变压器的铁耗较大, 但大容量变压器线材的线径较大, 其绕组的电阻较小, 在负荷电流相同时的铜损也较小。在评估变压器的损耗时, 由于其损耗会随负荷的变化而变化, 所以, 仅比较设备铭牌上的损耗参数值并不科学。
变压器在运行过程中, 其负荷电流在不断变化, 可采用平均负载电流作为参考进行计算。假定#1变压器的平均负载电流为IL, 计划将其更换成#2变压器, 校核其损耗变化如下:
当△P损耗<0时, 说明更换变压器后的损耗得到了降低。
2 10 k V配电压器实例计算分析
为了使计算更具代表性, 10 k V配电变压器采用了《广东电网公司10 k V配电变压器技术规范》附录中的技术参数。表1显示了10 k V配电变压器的统一要求值。
2.1 针对S11型增容计算
当S11-100 k VA增容至S11-250 k VA时:
在式 (5) 中, 当IL>2.5 A时, 即变压器平均负荷PL>45.5 k W时, △P损耗<0, 变压器增容后的损耗得到了降低。
当S11-250 k VA增容至S11-500 k VA时:
在式 (6) 中, 当IL>5.62 A时, 即变压器平均负荷PL>102.2 k W时, △P损耗<0, 变压器增容后的损耗得到了降低。
在对S11系列10 k V配电变压器的增容损耗变化计算中得知, 当一台S11系列10 k V配电变压器的平均负荷超50%时, 对其进行扩容会使损耗减低, 从而收到更高的经济效益。
2.2 针对S11型增容至S15型的计算
当S11-100 k VA增容至S15-250 k VA时:
当S11-250 k VA增容至S15-500 k VA时:
由式 (7) (8) 中得知, 在任何负载条件下, 都存在△P损耗<0的情况, 变压器增容后的损耗得到了降低。由此可见, 对10 k V配电变压器进行扩容时, 选择级别更高的配电压器 (比如非晶合金配变) 在降低损耗方面能取得更大的收益。
3 10 k V配电变压器选型的建议
根据以上结论, 对10 k V配电变压器的选型意见有以下三点: (1) 要因地制宜地选用干式变压器、油浸式变压器或箱式变压器。 (2) 要考虑当前负荷情况, 还要对远期负荷进行预测。即使在现有的负荷情况下增容会降低系统损耗, 但如果该台区负荷增长较快, 建议及时对设备进行增容。随着负荷的增长, 新变压器的低损耗优势会逐渐体现, 要为用户的接入工作做好准备。 (3) 虽然高级别的10 k V配电变压器在节能降耗方面有明显优势, 但其售价比普通变压器高, 在资金有限的情况下, 设备的选择应考虑其投入的综合效率, 应结合生产的实际情况, 将资金投入在电网中的其他设备改造中或购置更多的配电变压器进行多电源点布置, 进而从整体上提高供电的可靠性。
摘要：分析、比较了在相同负荷下, 不同容量的变压器的损耗情况, 并对10 kV配电变压器的选型提出了参考意见。
关键词：配电变压器,损耗,综合效率,经济效益
参考文献