關(guān)于配電網(wǎng)節(jié)能降損措施分析
發(fā)布時間:2013-07-13 新聞來源:一覽變壓器英才網(wǎng)
從合理選擇配電變壓器、改善低壓供電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、改造老舊低壓計量裝置、保持變壓器低壓三相負(fù)荷平衡運(yùn)行、加大無功補(bǔ)償力度、改善供電電壓水平六個方面,闡述了配電網(wǎng)節(jié)能降損的技術(shù)措施,指出了配電網(wǎng)節(jié)能降損的管理措施。
供電企業(yè)“跑、冒、滴、漏”和配電網(wǎng)線損居高不下的問題,一直是困擾供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的瓶頸。通過近幾年的電網(wǎng)改造,電網(wǎng)裝備水平得到了較大改善,線損率逐年下降,但一些臺區(qū)特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民密集區(qū)低壓線損率依然居高不下,個別臺區(qū)線損高達(dá)30%以上,這給供電企業(yè)線損管理和經(jīng)營帶來了巨大壓力。
配電網(wǎng)的損耗分為管理線損和技術(shù)線損,管理線損通過科學(xué)的管理方法來降低,技術(shù)線損主要采取技術(shù)措施來降低,包括對電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造和改善電網(wǎng)運(yùn)行方式等措施。下面談?wù)勣r(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降損幾項技術(shù)措施。
一、合理選擇配電變壓器
配電變壓器的選擇包括配電變壓器容量、型號的選擇以及變壓器安裝位置的選擇。
1.配電變壓器容量選擇
配電變壓器容量應(yīng)根據(jù)該區(qū)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢選擇,如果容量選擇過大,會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象,變壓器利用率低,空載損耗增加。選擇容量過小,會引起變壓器過載,損耗同樣增加,嚴(yán)重時將可能導(dǎo)致變壓器過熱或燒毀,因此,配電變壓器必須根據(jù)所安裝區(qū)域平時負(fù)荷和最大負(fù)荷進(jìn)行合理的選擇。
2.配電變壓器型號的選擇
主要是選用應(yīng)用了新技術(shù)、新材料、新工藝的新型號高效節(jié)能配電變壓器,降低能耗。
(1)選用非晶合金鐵芯變壓器。非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料——非晶合金制作鐵芯而成的變壓器,它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗下降80%左右,空載電流下降約85%,是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器,特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和變壓器負(fù)載率較低的地方使用。三相非晶合金鐵心配電變壓器與S9型配電變壓器相比,其年節(jié)約電能量相當(dāng)可觀。
(2)選用卷鐵芯全密封型配電變壓器。卷鐵芯全密封型配電變壓器是近幾年研制的新一代低噪聲、低損耗型變壓器,卷鐵芯無接縫,全部磁通磁化方向與硅鋼片軋壓方向相同,充分地發(fā)揮了硅鋼片的取向性能,在條件相同的情況下,卷鐵芯與疊片鐵芯相比,空載損耗下降了7%~10%,空載電流可下降50%~70%。由于變壓器高低壓線圈在芯柱上連續(xù)繞制,繞組緊實,同心度好,更加增強(qiáng)了產(chǎn)品的防盜性能,噪聲下降10分貝以上,溫升低16~20K。
由于該型號變壓器空載電流小,因此降損效果明顯,可提高網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù),減少無功補(bǔ)償設(shè)備的投入,節(jié)省設(shè)備投資和降低運(yùn)行能耗。
(3)選擇有載自動調(diào)容配電變壓器。有載自動調(diào)容變壓器是將變壓器線圈采用串、并聯(lián)接線,在變壓器的低壓線圈上接有有載調(diào)容開關(guān),在變壓器低壓側(cè)接有電流互感器和自動控制器,通過電流互感器提供變壓器負(fù)荷狀態(tài),自動控制器可按負(fù)荷自動調(diào)擋運(yùn)行。有載自動調(diào)容變壓器解決了長期以來電磁線圈變壓損耗較高、需要人工操作的缺點,進(jìn)一步降低了變壓器的空載損耗和空載電流。有載自動調(diào)容變壓器特別適用于負(fù)荷分散、季節(jié)性強(qiáng)、平均負(fù)荷率低的用戶。
3.配電變壓器安裝位置的選擇
變壓器安裝位置除滿足場地、環(huán)境要求外,還要考慮將配電變壓器接近負(fù)荷中心位置,使供電半徑盡量縮短,最好控制在500米范圍內(nèi)。對于負(fù)荷比較分散的臺區(qū),也應(yīng)將絕大部分負(fù)荷盡量控制在500米范圍內(nèi)。
二、改善低壓供電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
根據(jù)理論計算,配電變壓器如果設(shè)在負(fù)荷中心位置,分支線向四周輻射式,在網(wǎng)絡(luò)總電阻相等、供電容量相同的條件下,低壓分支線越多,損失越小,而且是隨分支線數(shù)的平方在快速下降。所以從配電變壓器的低壓出口到每個負(fù)荷點,盡量增加分支線數(shù),供電半徑宜控制在500米內(nèi),有利于降低低壓網(wǎng)損。
三、改造老舊低壓計量裝置
低壓計量裝置改造包括表計、表箱、進(jìn)出線的改造。一是降低表計計量誤差;二是配備封閉表箱,可起到良好的防竊電作用;三是通過更換進(jìn)出線消除導(dǎo)線破損和接觸不良帶來的電能損耗。
如筆者所在單位某供電營業(yè)所2條10千伏線路通過改造所帶居民計量裝置,線損由原來大于20%降低到現(xiàn)在的7.5%~8.5%,效果顯著。
四、保持變壓器低壓三相負(fù)荷平衡運(yùn)行
配網(wǎng)變壓器采用Y,yn0接線組別的變壓器,當(dāng)三相負(fù)荷平衡時,零線沒有電流。當(dāng)負(fù)荷增加時(主要是單相設(shè)備負(fù)荷的增減),就會出現(xiàn)三相負(fù)荷的不平衡。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時,在低壓繞組和二次零線內(nèi)便會有零序電流通過,進(jìn)而增加了變壓器的損耗。因此調(diào)整配電變壓器三相負(fù)荷,具有一定的經(jīng)濟(jì)價值。
低壓電網(wǎng)中,由于各種單相負(fù)載的接入,三相負(fù)荷往往很不平衡,這將使變壓器和低壓線路中產(chǎn)生的損耗大幅增加,在輸送相同功率的情況下,三相負(fù)載不對稱造成的變壓器和線路的損耗比對稱運(yùn)行要高許多。如果三相負(fù)荷電流不平衡率在20%以上時,線損率可升高2%~3%,為了取得三相負(fù)荷的平衡,降低線損,三相接戶線應(yīng)盡量由同一電桿不同相上引下,保持三相接戶線負(fù)荷平衡;還要根據(jù)季節(jié)變化特點開展變壓器負(fù)荷平衡測試工作,及時進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。
中五、加大無功補(bǔ)償力度
配網(wǎng)無功補(bǔ)償可分為二次變集中補(bǔ)償、10kV線路分散補(bǔ)償、隨變壓器補(bǔ)償和隨機(jī)補(bǔ)償,其中隨器補(bǔ)償是無功就地平衡最有效的方法之一,也是供電分公司節(jié)能降損的一項重要措施。
第一,在有條件安裝集中補(bǔ)償裝置的變電站10kV母線上加裝補(bǔ)償電容器,使無功得到平衡。
第二,采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)臒o功補(bǔ)償方式,把配電網(wǎng)部分無功功率就地平衡,一方面降低有功損耗和電壓損耗,另一方面以滿足負(fù)荷變動時最低補(bǔ)償?shù)男枰苊廨p載時過補(bǔ)償。
第三,在線路較長、負(fù)荷較大的10kV線路上安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行分散補(bǔ)償,補(bǔ)償容量取配電變壓器空載無功總功率的1.1~1.3倍進(jìn)行補(bǔ)償。
第四,增加動力用戶無功補(bǔ)償,新上動力用戶在設(shè)計階段要考慮到無功補(bǔ)償裝置;現(xiàn)階段把無功補(bǔ)償?shù)闹攸c放在小容量動力用戶上,補(bǔ)償?shù)姆椒☉?yīng)以隨機(jī)補(bǔ)償為主,實現(xiàn)無功就地平衡,這樣可收到較好的降損效果,提高配電變壓器利用率。
例如:某分公司現(xiàn)有架空變壓器臺458座,全部未安裝無功補(bǔ)償設(shè)備。小區(qū)配變站567座,其中388座安裝了無功補(bǔ)償柜,231座小區(qū)配變站無功補(bǔ)償柜未投入運(yùn)行。按每臺無功補(bǔ)償柜檢修費(fèi)用1000元計算,無功補(bǔ)償柜全部投入運(yùn)行需投入資金23.1萬元。按每臺無功補(bǔ)償柜每月降損600kWh計算,月節(jié)約資金6.93萬元,3個月內(nèi)即可收回投資。
如果將變壓器臺和小區(qū)配變站全部安裝無功補(bǔ)償裝置,按每臺無功補(bǔ)償柜1.5萬元計算,需投入資金1274萬元。按每臺無功補(bǔ)償柜每月降損600kWh計算,月節(jié)約資金19.11萬元,6年內(nèi)即可收回投資。
六、改善供電電壓水平
電壓如過低或過高,都將給供用電設(shè)備帶來危害和增加電能損耗,因此,加強(qiáng)日常用戶電壓監(jiān)測工作,通過無功補(bǔ)償或在調(diào)節(jié)變壓器分接頭等手段,把絕大多數(shù)用戶電壓水平控制在額定允許的偏移范圍內(nèi),改善電壓水平,降低電能損耗。
10kV及低壓電力用戶允許電壓波動范圍為額定電壓的±7%,低壓照明用戶為額定電壓的-10%~7%。在額定電壓允許的波動幅度內(nèi),運(yùn)行電壓提高,電流相應(yīng)降低,因電能損耗與電流的平方成正比,所以在輸送功率不變時適當(dāng)提高運(yùn)行電壓,可明顯地降低線路損耗。
供電企業(yè)“跑、冒、滴、漏”和配電網(wǎng)線損居高不下的問題,一直是困擾供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的瓶頸。通過近幾年的電網(wǎng)改造,電網(wǎng)裝備水平得到了較大改善,線損率逐年下降,但一些臺區(qū)特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民密集區(qū)低壓線損率依然居高不下,個別臺區(qū)線損高達(dá)30%以上,這給供電企業(yè)線損管理和經(jīng)營帶來了巨大壓力。
配電網(wǎng)的損耗分為管理線損和技術(shù)線損,管理線損通過科學(xué)的管理方法來降低,技術(shù)線損主要采取技術(shù)措施來降低,包括對電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造和改善電網(wǎng)運(yùn)行方式等措施。下面談?wù)勣r(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降損幾項技術(shù)措施。
一、合理選擇配電變壓器
配電變壓器的選擇包括配電變壓器容量、型號的選擇以及變壓器安裝位置的選擇。
1.配電變壓器容量選擇
配電變壓器容量應(yīng)根據(jù)該區(qū)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢選擇,如果容量選擇過大,會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象,變壓器利用率低,空載損耗增加。選擇容量過小,會引起變壓器過載,損耗同樣增加,嚴(yán)重時將可能導(dǎo)致變壓器過熱或燒毀,因此,配電變壓器必須根據(jù)所安裝區(qū)域平時負(fù)荷和最大負(fù)荷進(jìn)行合理的選擇。
2.配電變壓器型號的選擇
主要是選用應(yīng)用了新技術(shù)、新材料、新工藝的新型號高效節(jié)能配電變壓器,降低能耗。
(1)選用非晶合金鐵芯變壓器。非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料——非晶合金制作鐵芯而成的變壓器,它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗下降80%左右,空載電流下降約85%,是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器,特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和變壓器負(fù)載率較低的地方使用。三相非晶合金鐵心配電變壓器與S9型配電變壓器相比,其年節(jié)約電能量相當(dāng)可觀。
(2)選用卷鐵芯全密封型配電變壓器。卷鐵芯全密封型配電變壓器是近幾年研制的新一代低噪聲、低損耗型變壓器,卷鐵芯無接縫,全部磁通磁化方向與硅鋼片軋壓方向相同,充分地發(fā)揮了硅鋼片的取向性能,在條件相同的情況下,卷鐵芯與疊片鐵芯相比,空載損耗下降了7%~10%,空載電流可下降50%~70%。由于變壓器高低壓線圈在芯柱上連續(xù)繞制,繞組緊實,同心度好,更加增強(qiáng)了產(chǎn)品的防盜性能,噪聲下降10分貝以上,溫升低16~20K。
由于該型號變壓器空載電流小,因此降損效果明顯,可提高網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù),減少無功補(bǔ)償設(shè)備的投入,節(jié)省設(shè)備投資和降低運(yùn)行能耗。
(3)選擇有載自動調(diào)容配電變壓器。有載自動調(diào)容變壓器是將變壓器線圈采用串、并聯(lián)接線,在變壓器的低壓線圈上接有有載調(diào)容開關(guān),在變壓器低壓側(cè)接有電流互感器和自動控制器,通過電流互感器提供變壓器負(fù)荷狀態(tài),自動控制器可按負(fù)荷自動調(diào)擋運(yùn)行。有載自動調(diào)容變壓器解決了長期以來電磁線圈變壓損耗較高、需要人工操作的缺點,進(jìn)一步降低了變壓器的空載損耗和空載電流。有載自動調(diào)容變壓器特別適用于負(fù)荷分散、季節(jié)性強(qiáng)、平均負(fù)荷率低的用戶。
3.配電變壓器安裝位置的選擇
變壓器安裝位置除滿足場地、環(huán)境要求外,還要考慮將配電變壓器接近負(fù)荷中心位置,使供電半徑盡量縮短,最好控制在500米范圍內(nèi)。對于負(fù)荷比較分散的臺區(qū),也應(yīng)將絕大部分負(fù)荷盡量控制在500米范圍內(nèi)。
二、改善低壓供電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
根據(jù)理論計算,配電變壓器如果設(shè)在負(fù)荷中心位置,分支線向四周輻射式,在網(wǎng)絡(luò)總電阻相等、供電容量相同的條件下,低壓分支線越多,損失越小,而且是隨分支線數(shù)的平方在快速下降。所以從配電變壓器的低壓出口到每個負(fù)荷點,盡量增加分支線數(shù),供電半徑宜控制在500米內(nèi),有利于降低低壓網(wǎng)損。
三、改造老舊低壓計量裝置
低壓計量裝置改造包括表計、表箱、進(jìn)出線的改造。一是降低表計計量誤差;二是配備封閉表箱,可起到良好的防竊電作用;三是通過更換進(jìn)出線消除導(dǎo)線破損和接觸不良帶來的電能損耗。
如筆者所在單位某供電營業(yè)所2條10千伏線路通過改造所帶居民計量裝置,線損由原來大于20%降低到現(xiàn)在的7.5%~8.5%,效果顯著。
四、保持變壓器低壓三相負(fù)荷平衡運(yùn)行
配網(wǎng)變壓器采用Y,yn0接線組別的變壓器,當(dāng)三相負(fù)荷平衡時,零線沒有電流。當(dāng)負(fù)荷增加時(主要是單相設(shè)備負(fù)荷的增減),就會出現(xiàn)三相負(fù)荷的不平衡。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時,在低壓繞組和二次零線內(nèi)便會有零序電流通過,進(jìn)而增加了變壓器的損耗。因此調(diào)整配電變壓器三相負(fù)荷,具有一定的經(jīng)濟(jì)價值。
低壓電網(wǎng)中,由于各種單相負(fù)載的接入,三相負(fù)荷往往很不平衡,這將使變壓器和低壓線路中產(chǎn)生的損耗大幅增加,在輸送相同功率的情況下,三相負(fù)載不對稱造成的變壓器和線路的損耗比對稱運(yùn)行要高許多。如果三相負(fù)荷電流不平衡率在20%以上時,線損率可升高2%~3%,為了取得三相負(fù)荷的平衡,降低線損,三相接戶線應(yīng)盡量由同一電桿不同相上引下,保持三相接戶線負(fù)荷平衡;還要根據(jù)季節(jié)變化特點開展變壓器負(fù)荷平衡測試工作,及時進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。
中五、加大無功補(bǔ)償力度
配網(wǎng)無功補(bǔ)償可分為二次變集中補(bǔ)償、10kV線路分散補(bǔ)償、隨變壓器補(bǔ)償和隨機(jī)補(bǔ)償,其中隨器補(bǔ)償是無功就地平衡最有效的方法之一,也是供電分公司節(jié)能降損的一項重要措施。
第一,在有條件安裝集中補(bǔ)償裝置的變電站10kV母線上加裝補(bǔ)償電容器,使無功得到平衡。
第二,采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)臒o功補(bǔ)償方式,把配電網(wǎng)部分無功功率就地平衡,一方面降低有功損耗和電壓損耗,另一方面以滿足負(fù)荷變動時最低補(bǔ)償?shù)男枰苊廨p載時過補(bǔ)償。
第三,在線路較長、負(fù)荷較大的10kV線路上安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行分散補(bǔ)償,補(bǔ)償容量取配電變壓器空載無功總功率的1.1~1.3倍進(jìn)行補(bǔ)償。
第四,增加動力用戶無功補(bǔ)償,新上動力用戶在設(shè)計階段要考慮到無功補(bǔ)償裝置;現(xiàn)階段把無功補(bǔ)償?shù)闹攸c放在小容量動力用戶上,補(bǔ)償?shù)姆椒☉?yīng)以隨機(jī)補(bǔ)償為主,實現(xiàn)無功就地平衡,這樣可收到較好的降損效果,提高配電變壓器利用率。
例如:某分公司現(xiàn)有架空變壓器臺458座,全部未安裝無功補(bǔ)償設(shè)備。小區(qū)配變站567座,其中388座安裝了無功補(bǔ)償柜,231座小區(qū)配變站無功補(bǔ)償柜未投入運(yùn)行。按每臺無功補(bǔ)償柜檢修費(fèi)用1000元計算,無功補(bǔ)償柜全部投入運(yùn)行需投入資金23.1萬元。按每臺無功補(bǔ)償柜每月降損600kWh計算,月節(jié)約資金6.93萬元,3個月內(nèi)即可收回投資。
如果將變壓器臺和小區(qū)配變站全部安裝無功補(bǔ)償裝置,按每臺無功補(bǔ)償柜1.5萬元計算,需投入資金1274萬元。按每臺無功補(bǔ)償柜每月降損600kWh計算,月節(jié)約資金19.11萬元,6年內(nèi)即可收回投資。
六、改善供電電壓水平
電壓如過低或過高,都將給供用電設(shè)備帶來危害和增加電能損耗,因此,加強(qiáng)日常用戶電壓監(jiān)測工作,通過無功補(bǔ)償或在調(diào)節(jié)變壓器分接頭等手段,把絕大多數(shù)用戶電壓水平控制在額定允許的偏移范圍內(nèi),改善電壓水平,降低電能損耗。
10kV及低壓電力用戶允許電壓波動范圍為額定電壓的±7%,低壓照明用戶為額定電壓的-10%~7%。在額定電壓允許的波動幅度內(nèi),運(yùn)行電壓提高,電流相應(yīng)降低,因電能損耗與電流的平方成正比,所以在輸送功率不變時適當(dāng)提高運(yùn)行電壓,可明顯地降低線路損耗。
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