关于10kV配电网线损影响因素及技术解决措施探讨

关于10kV配电网线损影响因素及技术解决措施探讨

关键词:10kV;配电网;损耗;解决措施

0引言

配电网的线损对电力企业实现经济效益有着非常重要的影响,供电企业的运营和供电能力通过10KV配电网的线损率可以直接反应出来,电力企业要想提高运营能力,提高企业竞争力,增强盈利能力,就必须对电网线损加强管理。在激烈的市场竞争环境中,科学合理的线损管理是提高企业经营能力,实现企业经济效益的基本保证,不仅要建立一套完善的体制对线损进行管理,还要采用新技术、新方法降低线损率。

110kV配网损耗情况分析

1.110kV配网损耗的类型情况

在配电网运行过程中,一定会存在电能损耗的情况。电能会经过发电—运输—用户等多个环节的转换会造成非常大的电能损耗。

总的来说,10kV配网损耗主要包括三种类型,分别为:固定损耗、可变损耗以及其他损耗。

(1)固定损耗主要包括变压器以及互感器的铁损,电容器以及线路绝缘子损耗,电度表电压线圈以及附件损耗等等;

(2)可变损耗和配网中相应元件的电阻以及电流相关,例如变压器的铜损、线路和互感器的电阻损耗等等;

(3)其他损耗主要指的是窃电和漏电所造成的损耗等等。

1.2电压质量和10kV配网损耗的关系

电压高低和10kV配网损耗呈相反的关系,例如随着运行电压的提升能够有效降低10kV配网的损耗。线损可以按照如下公式进行计算:

其中,Δp表示配网线路的有功功率损耗值,p表示的为线路的有功功率值,UN表示的为线路额定电压值,表示的为功率因素,R表示的为线路电阻值。从上述公式中可知,UN和Δp具有相反的变化规律,随着UN的增加Δp会有所降低,随着着UN的降低Δp会有所增加。

上述公式所表示的只是线路方面的损耗,对于10kV配网损耗来说,变压器的损耗也是非常重要的组成部分。一般情况下变压器的损耗主要包括两部分,分别为铁损(主要指空载损耗)和铜损(主要指短路损耗)。从10kV配网的运行情况可知,一定会发生电力的变化,这时的空载损耗和变压器一次电压属于正相关的关系。例如在变压器处在轻载和空载情况下,降低线路的电压能够有效降低线路损耗。

3影响线损的因素

3.1配网技术线损

3.1.1电网缺乏完善结构

近年来,供电企业逐步增加建设与升级电网力度,一定程度改善了电网结构。但在规划方面出现不合理的现象、变电站在建设出线方面存在落后现象以及电源过度偏离负荷中心,延长了供电半径等统一增加了损耗。随着城市发展速度加快,配网结构表现出单一特点,供电能力供不应求,固有配电网线路在具体工作中体现出高负荷特点。

3.1.2变压器损耗

10kV配电网中,变压器形成的损耗相当于整体损耗的60%~70%,特别是处于用电低峰时,由于负荷相对不高,运行电压升高,无形中加大了空载损耗。部分经济发展落后的城市,依然利用能耗偏高的配电变压器。此外,大量设备容量严重不符合实际负荷,在正常经济运行范围不存在配电负荷;在远离负荷中心安装部分配电设施;一部分三相负荷配电失衡,产生中性点移动。

3.1.3无功、电压影响

配电网中存在很多感性设备,主要作用是有效吸收无功功率,若无法及时供应大规模无功,只是借助各级输变电设备开展长距离输送,便会出现巨大的电能损耗。反之,当电网拥有充足的无功电源,用户大量减少无功,无功损耗在输送过程中也会有效减少,相应增加了用户端电压。若产生无功过补偿,多余的无功向电网反向流动,严重损耗电能。

3.2影响线损因素

3.2.1抄核收质量影响

抄核收各个工作节点质量好坏,一定程度影响了经济效益。若无法做好抄核收工作,必定容易产生漏抄、估抄及错计电量等问题,造成基础资料缺乏准确性,对统计与考核线损率造成一定程度影响。

3.2.2计量影响

计量电能是管理线损的前提,通过计量设备测量记录线损实际产生的供电量、售电量等信息。管理计量设备不完善,容易烧坏电表与电流互感设备,无法及时处理表计卡盘等问题,容易导致设备带缺陷运作,影响计量的精确性或损失部分电量。

3.2.3窃电影响

用户窃电是增高线损的关键原因。随着科学技术的持续发展,迫切需要升级与改革窃电偷电技术。

4降低10kV配网损耗的相应技术解决措施

4.1选择合适的配电变压器

随着技术水平的快速提升,各种新技术、新材料以及新工艺不断涌现,所以在进行配电变压器选择时一定要充分结合全新的技术、材料和工艺来综合进行。第一,可以选择采用非晶合金铁芯的非晶合金铁芯配电变压器,具有较好的降损效果。此种变压器采用的是全新的导磁材料,相对于硅钢片材料变压器来说,其空载损耗率能够下降约80%,空载电流能够下降约85%,特别适合应用在变压器负载率相对较低的区域。

第二,可以采用无接缝工艺卷铁芯制成的卷铁芯全密封配电变压器,这种变压器具有损耗低、噪音小的特点,相对于叠片铁芯配电变压器来说,在相同条件下卷铁芯配电变压器的空载损耗率要降低近10%左右,同时空载电流会降低近60%左右。同时,有着此种型号的变压器具有比较小的空载电流,能够有效降低无功补偿设备的投入,减小了设备方面的投资,不但具有较好的降损效果,同时卷铁芯配电变压器也具有非常强的抗突发短路能力以及较好的运行可靠性。

第三,可以采用串、并联接线方式的有载自动调容配电变压器,在低压线圈上接有载调容开关,电流互感器和自动控制器承接在变压器的低压端,利用电流互感器来控制出变压器的负荷情况,按照负荷情况实施自动调档。有载自动调容配电变压器的电磁线圈所产生的变压损耗相对较低,并且能够有效降低空载损耗以及空载电流,同时不必进行人工操作,大多应用在相对分散的负荷、平均符合率相对较低、季节性相对较强的用户当中。

在进行配电变压器安装位置选择过程中,不但要充分考虑到场地和环境问题,同时也要最大程度上缩短供电半径,将接近负荷中心位置的配电变压器控制在500m之内的范围。对于那些负荷相对较为分散的区域来说,也要最大程度上将其控制在500m范围之内。

4.2对配电网进行升压改造。

从理论上讲,电压越高,电网的线损就越低,想要降低电路线损,最有效的方法就是提高输电电压。随着城乡电网对电能的需求增长速度越来越快,用户对电路符合的要求也越来越高,如果将110KV和220KV电压设备引入城乡电网,就可以有效降低城乡电网的线损率。对10KV配电网进行改造,提升输送电压,淘汰不符合国际标准的电压设备,减少变电容量和简化电压等级,可以有效降低配电网线损。

4.3有效改善10kV供电网架结构

从相应理论中能够得知,若是将配电变压器设置在负荷的中心位置,利用不同的分支线向各个方向进行辐射式供电,若是不同分支的供电容量相同并且具有同样的网络总电阻,那么在低压区域的分支线越多,所造成的配网损失越少。因此要尽可能在配电变压器低压出口到每个负荷点位置来增加分支的线数,并且最大程度上将供电半径控制在500m范围内,这样能够有效降低10kV配电网的损耗情况。

4.4有效改造10kV供电计量老旧装置

需要对旧有10kV供电计量老旧装置进行改造,主要是对表计、表箱和进出线进行改造。通过计量装置的改造,一方面能够有效降低表计的计量误差,另一方面要对表箱的配备实施封闭,避免出现窃电的行为。同时也要对进出线实施更换,最大程度上降低由于导线破损或者接触不良所造成的电能损耗。

4.5有效改善供电电压的水平

可以在10kV配网电力中额定电压允许的波动范围内来提升电压以及降低电流。由于配电网电能的损耗和电流的平方成正比关系,所以在确保输送功率一定的情况下适当提升运行电压能够有效降低配电网的线路损耗。另外,在配网实际运行过程中,不管电压过高还是过低都可能对用电设备造成电能的损耗,甚至是更为严重的影响。因此在日常的用电过程中要增强对电压的监测,要及时通过针对性的措施(例如通过无功补偿等方式)来将电压控制在额定范围之内,从而有效改善电压水平,最大程度上降低电能损失。

4.6要确保三相负荷的平衡运行

对于Y接的配网来说,在三相负荷平衡的情况下零线中是不存在电流的。但是随着负荷的增加就会在三相负荷中产生不平衡现象,此时通过零序电流,在低压绕组和二次零线中变压器的损耗现象会有所增加。但是对于10kV配电网来说,接入的单相负载具有很多的类型,因此不平衡现象常常在三相负荷中出现,这就会很大程度上增加变压器和低压线路中的损耗。相对于对称的三相负荷来说,在输送同样功率的情况下不对称三相负荷对于变压器和线路所造成的损耗要高得多,所以确保三相负荷的平衡对于降低变压器以及线路的损耗具有非常

重要的意义。为了平衡三相负荷,一般情况下将三相接户线从同一电杆的不同相上引下,从而确保三相线的负荷平衡性。另外,也要在不同的环境下对于变压器的负荷情况进行平衡测试,从而及时的对负荷进行调整。

4.7加大无功补偿的力度

配网无功补偿的方式有很多种,其中随变压器补偿是平衡无功就地的一项最为有效的措施。除此之外还包括二次变集中补偿、10kV线路的分散补偿、随机补偿等等。

第一,在条件许可的情况下为了获得无功平衡状态,要对变电站的安装装置实施集中补偿,并且要在10kV的母线上增设补偿电容器;

第二,为了有效降低有功损耗以及电压损耗,并且实现负荷变动情况下的最低补偿需要,一定要防止在轻载情况下出现过度补偿的情况。这就需要在低压位置通过集中补偿的无功补偿方式来就地平衡配电网中的无功功率;

第三,可以将并联电容器安装在长线路、大负荷的10kV配网线路之上,通过配电变压器空载无功总功率的1.1-1.3倍容量实施分散补偿;

第四,在设计方面可以对动力用户增加无功补偿,在小容量动力用户方面采取随机补偿的方式,做到无功就地平衡。

5结束语

线损是电力系统在运行时出现的非有效的电能损耗,线损的高低对电力企业产生直接的影响,尤其在10KV配电网中,有效降低线损可以提高电力企业的经济效益,提高企业的生存能力。本文对10KV配电网的线损进行研究并提出了相应的对策,旨在为提高我国电力企业的市场竞争力以及供电稳定性提供建设性意见。

【参考文献】

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[3]陈君.提高电压质量降低10kV配网损耗技术措施探究实践[J].中国新技术新产品,2016(12):88-91.

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