時間:2021年01月12日 分類:電子論文 次數:
摘 要:文章對同期線損系統及線損來源進行分析,分析供電企業線損管理中存在的問題,并將其與同期線損系統的分線線損數據相結合,通過線損治理案例分析線損系統在配網中的應用。
關鍵字:同期線損;配電網;治理;線損管理
引言
在當前電力體制改革持續推進,經濟下行壓力進一步增大的環境下,電網企業提高運營效率,降低生產成本尤為重要。線損率是綜合反映電網規劃設計、生產運行和經營管理水平的關鍵技術經濟指標,是配電網各級各類管理精益高效的外在反映。加強線損管理是適應改革新形勢的必然要求,是推動電網公司高質量發展的內在需求,是推動管理轉型升級的重要手段。
1 10 kV配電網經濟運行區的確定
10 kV配電網的損耗由兩部分組成:一是配電變壓器在進行電磁轉換時,鐵心上會產生渦流,從而產生損耗,它與運行負荷無關,因此稱為固定損耗,又稱空載損耗或鐵損。二是電流通過10 kV配電線路或配電變壓器線圈電阻產生的損耗,它直接與配電網的運行負荷相關。因此稱為可變損耗,其中配電變壓器線圈電阻產生的損耗又稱短路損耗或銅損,10 kV配電線路產生的損耗又稱線損。這樣,10 kV配電網的總線損率也是由兩部分組成:固定損耗率和可變損耗率。其中,
固定損耗率與線路負荷電流成反比,可變損耗率與線路負荷電流成正比。
通過10 kV配電網的運行參數和結構參數,能對總線損率、固定損耗率和可變損耗率進行有效的計算。在10 kV配電網最佳經濟運行點的情況下,固定損耗率與可變損耗率是相等的,固定損耗所占比重與可變損耗所占比重相等,其配電網的運行狀態是最佳的,此時10 k配電網負荷電流稱為經濟負荷電流,同樣的,10 kV配電網的線損率處于最低狀態。當10 kV線路負荷電流處于經濟負荷電流值的-5%~+15%之間,線損率基本保持在一個水平,而且接近最低線損率,這個區域即為10 kV配電網經濟運行區。
如果線路上低損耗配電變壓器較多,其空載損耗較小。導線截面較大時,10 kV線路負荷電流可以調控到經濟負荷電流值的+20%左右,此時線損率仍處于接近最低線損率的水平。
2 線損的損耗來源
2.1 線損的組成
線損的組成包括理論線損和管理線損。理論線損是電網各元件電能損耗的總稱,包括不變損耗和可變損耗;理論線損能夠通過理論計算來進行預測,只能通過技術措施降低損耗。管理線損是由計量設備誤差引起的線損以及管理不善和失誤等原因造成的線損,管理線損能夠通過規范業務管理降低損耗。
2.2 理論線損
2.2.1 線路損耗
對于長度不超過 100 km、電壓等級小于 60kV 的架空線路,在進行理論計算時可忽略電納的影響,在配網線路模型中僅計算阻抗 Z,所產生的總電力損耗 S 如下式。
S=I2(R+jX)
式中有功功率損耗 P:P=I2R
無功功率損耗 Q:Q=I2X
通過上式可知,線路損耗主要隨流經線路電流的增大而增大、隨線路阻抗的增大而增大,是線損的可變損耗。通過合理規劃電源點,減少線路的供電半徑,減少無功功率的傳輸,可降低流經線路的電流。
2.2.2 配電變壓器損耗
配電變壓器(以下簡稱配變)的損耗可分為銅損和鐵損,鐵損是變壓器的固定損耗,與變壓器負荷大小無關,是線損的不可變損耗。銅損隨變壓器負荷的增大而增大,是線損的可變損耗。同時,鐵損及銅損的等效阻抗均隨生產廠家、制造工藝的不同而不同。
2.3 管理線損
在電力系統運行管理過程中,因管理不全面可導致電量損失,主要分為裸導線火線漏電導致的電能損失、計量表計故障導致的電能損失、電流互感器(TA)飽和導致的電能損失、采集信道故障導致的電能損失、用戶竊電導致的電能損失等。
3供電企業線損管理中存在的問題
3.1電網線損理論計算工作較為薄弱。
在電網實際運行管理中,電網線損理論技術發揮著極為重要的作用。借助與其相應的線損理論計算,可以充分了解并掌握各個電力企業實際的電網線損情況,然后制定科學合理的措施,盡量將電網線受到損害的幾率減少。但是在實際工作中,部分電力企業尚未制定一個較為科學合理的線損理論計算的公式和相關的方式,致使對其進行計算的時候,不能參照各個供電企業相關設備的參數以及電網運行狀態等方面進行有效的線損計算。而供電企業并未對其作出及時調整,導致供電線損的效果較差。特別是農村等偏遠地區,電力設備已經使用了很長時間,同時超負荷工作,設備老化的現象很容易出現,但供電企業并未及時更換這些老化的設備,導致線路承超負荷,影響線路的正常運行。
3.2配電網結構不合理
我國配電網結構會出現不合理的情況,與我國遼闊的國土有著很大的關系,同時也因為東西地勢和氣候存在較大的差異,在一定程度上加大了輸電線路鋪設工作的難度,致使實際的鋪設缺乏合理性。很多輸電線已經老化,隨著人們用電需求的不斷加大,變壓器就會出現線損的現象。特別是在用電量較大的時候,就會造成部分線路超負荷,進而加大了線損問題的嚴重性。
3.3對輸電線路的改造工作不徹底
在現階段的電網改造工作中,部分供電企業對6 千伏電壓等級以上的主線改造工作尤為重視,但卻忽視了對380 伏低壓線路的改造,致使線路改造工作不徹底,投入到運行中的一些低壓線路極為落后,同時輸配電線利用太長,在輸送電能的過程中,會導致電能損耗的產生,同時也會出現較大的安全隱患,在一定程度上阻礙了電網線損的管理。
4 線損系統在配網中的應用
4.1 分線線損管理
線損系統的分線線損能直接反應配網的整體運行工況,結合引起電能損失的理論線損和管理線損兩方面的原因,為日常運維和技術改造提供數據支持;同時,又通過日常運維和技術改造來降低線損,提升線損管理水平。
4.2 基礎數據監測
線路輸入電量與售電量隨季節變化的波動性決定了線損系統根據電壓互感器(TV)的配置關系必須精確,因此線損系統根據電壓互感器(TV)的配置關系準確性能夠通過線損直接反應。線路及配變臺賬的準確性與線損具有重要的聯系,可通過線損對配網的基數數據進行監測,完善配網的基礎數據。為配網的日常檢修計劃、故障停電等停電信息發布的準確性起到重要的作用,減少因停電信息不準確導致的用戶投訴。
4.3 指導配網規劃
(1)配網規劃的不合理將會導致線損增加。
通過線損系統發現高損線路,并對高損原因進行分析,在有關區域進行統一改造工程。
(2) 針對負載較重的電力線路,進行負荷分流,在負荷中心設定電源點,縮短負荷的供電半徑,調整線路負荷。
(3)縮短供電線路的半徑。因線路阻抗的存在,電流無論經過何種線路,都會產生電能的損耗,而供電線路越長,電能損耗就越大。為了降低10 kV配電網中的電能損耗,供電線路的半徑以在15 km以內為宜,如果超過15 km,則電能損耗的量會增大很多。
(4) 針對因配網運行方式不合理導致的線路高損,通過對線路的非正常運行方式進行調整,減少線路的迂回供電,合理配置無功補償裝置,減少線路輸送的無功功率,從而降低線損。
4.4 計量表計運行工況監測
計量表計的計量誤差、采集信道導致的表底數據缺失、計量裝置的損壞、TA 飽和等均會導致線損異常。通過線損率的反向核對,及時對表計的運行工況進行反向核查,做到對表計及其附屬設施的及時維護。
4.5 用戶竊電監測
通過線路高損的排查,在排除配網設備問題導致的線路高損后,可對可疑的竊電用戶進行定位,重點對可疑用戶進行排查,追補高壓用戶竊電造成的企業損失。
5線損治理案例分析
5.1高壓線路線損治理案例
依托同期系統線損日監測工作機制,工作人員發現某 10 kV線路日線損出現異常高損,通過電量數據對比分析發現該線路下某一高壓用戶 3月 31 日起高壓計量表計凍結表底無變化,但用戶的低壓表計顯示有用電情況,通過用電采集系統進一步分析發現高壓計量表計從 3 月 31 日 03:15 起無電流數據。因此,電網公司立即下發線損治理工單,組織人員到現場對客戶計量裝置進行檢查,發現高壓計量箱二次回路因雨水銹蝕斷線,導致AC 兩相電壓值為零,采集系統無相應電量。通過整改,線路線損恢復正常。
5.2低壓臺區線損治理案例
在 10 kV某線路某村 3 臺區,此臺區長期處于 -1%左右波動,長期屬于負線損的情況。管控組人員初步分析存在臺戶關系不對的情況,聯合臺區經理對此臺區進行多次核查臺戶關系,均未發現問題;對臺區總表計量裝置進行精準校驗,臺區考核裝置計量準確;最后分析是臺區互感器有問題,用儀器對互感器一二次側電流進行對比測量,計算后變比正確。一時間此臺區線損治理工作陷入了瓶頸,隨后 5 月,電網公司積極采購高精度測試設備,管控組經過分析最終鎖定懷疑對象是電流互感器,5 月 9 日,經過現場比對實測發現該臺區 A 相電流互感器二次側電流比計算值偏少 8 毫安,治理小組管控組終于將影響此臺區線損的元兇揪出來了。
此類毫安級的電流少計,用普通的鉗型電流表無法測量比對出差異數據,故第一次對互感器進行比對時無法查出問題。在日常的線損治理中,公司多次進行治理技術的創新,先后引入了智能負荷平衡器、臺區智能管理單元、高精度鉗型電流表測量設備等新的技術設備,將線損治理工作由粗放型帶向了精益型、科技型線損治理階段。
6 結束語
綜上所述,有效降低配電網損耗,保證其經濟運行,是降低企業運維成本的有效途徑。配電網節能降損工作除了落實各種技術措施和管理措施外,還需結合配電網實際需求,因地制宜,選擇適合本地電網的節能降損措施,要更好地服務于社會,以獲得更好的經濟效益。
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參考文獻:
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作者:周之鼎