電網(wǎng)經(jīng)濟運行的技術(shù)措施探討

摘 要：由于電網(wǎng)節(jié)能的潛力很大，電網(wǎng)經(jīng)濟運行是一項實用性很強的節(jié)能技術(shù)。這項技術(shù)是在保證技術(shù)安全、經(jīng)濟合理的條件下，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、元件，通過相關(guān)技術(shù)論證，選取最佳運行方式、調(diào)整負荷、提高功率因數(shù)、調(diào)整或更換變壓器、電網(wǎng)改造等，在傳輸相同電量的基礎(chǔ)上，以達到減少系統(tǒng)損耗，從而達到提高經(jīng)濟效益的目的。從電網(wǎng)改造、變壓器經(jīng)濟運行、合理配置和安排補償、經(jīng)濟調(diào)度等方面闡述了降損節(jié)能的技術(shù)措施和意義。關(guān)鍵詞：節(jié)能；電網(wǎng)；技術(shù)

中圖分類號：TM文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）10-0385-02

電網(wǎng)運行降損措施包括的內(nèi)容與種類較多，根據(jù)各方面經(jīng)驗與理論總結(jié)達十方面一百余種節(jié)電方法，說明降損范圍與措施之多，下面僅從電網(wǎng)經(jīng)濟運行的一些主要方面討論降損的主要技術(shù)措施。

1 合理進行電網(wǎng)改造，降低電能損耗

由于各種原因電網(wǎng)送變電容量不足，出現(xiàn)“卡脖子”、供電半徑過長等。這些問題不但影響了供電的安全和質(zhì)量，而且也影響著線損。電力網(wǎng)改造是一次機遇，要抓住城農(nóng)網(wǎng)改造，認真徹底地改善不合理的布局與設(shè)備。要充分利用在現(xiàn)有電網(wǎng)的改造基礎(chǔ)上，提高電網(wǎng)供電容量和保證供電質(zhì)量的前提下，運用優(yōu)化定量技術(shù)降低城鄉(xiāng)電網(wǎng)的線損，如老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，新型變壓器選型中要優(yōu)中選優(yōu)，既要根據(jù)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)負載分布的特點，調(diào)整變壓器運行位置與供電線路實現(xiàn)優(yōu)化組合，又要根據(jù)電網(wǎng)中變壓器與供電線路的分布狀況，優(yōu)化負載經(jīng)濟分配和電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式?？傊?，由于電力行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中應(yīng)貫徹“科教興電”的方針，依靠科技進步和推廣以計算機應(yīng)用為主要內(nèi)容的先進技術(shù)，提高電網(wǎng)安全經(jīng)濟供電的管理水平。在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造過程中要優(yōu)化調(diào)整城鄉(xiāng)電網(wǎng)的電力結(jié)構(gòu)和提高電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的技術(shù)含量。把電網(wǎng)建成“安全經(jīng)濟型電網(wǎng)”，為電網(wǎng)安全供電奠定良好的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)運行中最大限度地降低電網(wǎng)的線損，為縮小與發(fā)達國家電網(wǎng)線損的差距做出貢獻。

由于電網(wǎng)的線損主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網(wǎng)改造的節(jié)電降耗，也就是對電網(wǎng)中的所有變壓器和電力線路進行擇優(yōu)選擇和優(yōu)化組合，組建成“安全經(jīng)濟型電網(wǎng)”。因此，應(yīng)重點從以下幾方面考慮：

（1）調(diào)整不合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

合理設(shè)計、改善電網(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)，避免或減少城農(nóng)網(wǎng)線路的交錯、重疊和迂回供電，減少供電半徑太大的現(xiàn)象。

（2）采用子母變壓器，合理選用變壓器容量。避免“大馬拉小車”現(xiàn)象。城農(nóng)網(wǎng)改造應(yīng)注意合理分配變壓器臺數(shù)與容載比，一般負荷在65%～75%時效益最高，30%以下算“大馬拉小車”?？筛鶕?jù)負載波動及對季節(jié)性波動的負載，選擇二臺容量不等變壓器經(jīng)濟運行，即子母變壓器，以滿足不季節(jié)不同時間農(nóng)網(wǎng)對電量的需求。

（3）配變的安裝地點應(yīng)合理、經(jīng)濟。

針對配變單端供電情況，應(yīng)適當將配變安裝在負荷中心處，這樣可使低壓線路由一路輸出變?yōu)閹茁份敵觯瑥亩岣唠妷嘿|(zhì)量，降低了低壓線損。

（4）農(nóng)網(wǎng)應(yīng)積極應(yīng)用節(jié)能裝備。

農(nóng)網(wǎng)配變多為生活、動力及農(nóng)排混合供電，因而存在有峰谷負荷相關(guān)懸殊，低谷用時間內(nèi)配變二次電壓升高以及配變的實際電能轉(zhuǎn)換效率低的問題，而如果安裝使用了配變節(jié)能自動相數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)，就可以解決上述問題，從而有效地降低了變壓器、線路的空載、輕載損耗。

（5）按經(jīng)濟電流密度優(yōu)化合理選擇電力線路導(dǎo)線截面。

導(dǎo)線選擇應(yīng)按經(jīng)濟電流密度優(yōu)化合理選擇并考慮留有一定發(fā)展的余度，這樣既可以降低線路損耗又可以減少重復(fù)投資。

（6） 簡化電網(wǎng)的電壓等級，降低網(wǎng)絡(luò)損耗。

電壓如能簡化一級，這樣可減少一級設(shè)備，減少運行管理和檢修工作，減少線損。城市負荷中心應(yīng)盡量用高壓引入，可以縮短配電線路的供電距離，如具備經(jīng)濟技術(shù)條件應(yīng)對線路升壓改造，根據(jù)線路輸送容量和輸送距離，以及發(fā)展要求合理選擇升壓方案，而且升壓投資回收率較快，因此適當考慮升壓供電是可行的。

（7）選用節(jié)能型變壓器，淘汰高能耗變壓器。

S9系列變壓器為目前我國10kV和35kV的電力變壓器低損耗產(chǎn)品，對還在使用中的高能耗變壓器應(yīng)利用改造，合理規(guī)劃，予以淘汰或更新改造。在電網(wǎng)改造設(shè)計中對新型變壓器的容量選擇，不僅應(yīng)考慮到變壓器容量利用率，同時更應(yīng)考慮到變壓器的運行效率。使變壓器運行中的有功損耗和無功消耗最低。

2 合理安排變壓器的運行方式，保證變壓器經(jīng)濟運行

變壓器經(jīng)濟運行應(yīng)在確保變壓器安全運行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，通過擇優(yōu)選取變壓器最佳運行方式、負載調(diào)整的優(yōu)化、變壓器運行位置最佳組合以及改善變壓器運行條件等技術(shù)措施，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，所以變壓器經(jīng)濟運行的實質(zhì)就是變壓器節(jié)電運行。變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)是把變壓器經(jīng)濟運行的優(yōu)化理論及定量化的計算方法與變壓器各種實際運行工況密切結(jié)合的一項應(yīng)用技術(shù)，該項節(jié)電技術(shù)不用投資，在某些情況下還能節(jié)約投資(節(jié)約電容器投資和減少變壓器投資)。所以，變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)屬于知識經(jīng)濟范疇，是向智力挖潛、向管理挖潛實施內(nèi)涵節(jié)電的一種科學(xué)方法。

（1）合理計算變壓器經(jīng)濟負載系數(shù)，使變壓器處于最佳的經(jīng)濟運行區(qū)。

變壓器并非在額定時最經(jīng)濟，當負荷的銅損和鐵損相等時才最經(jīng)濟，即效率最高。兩臺以上主變壓器的變電所應(yīng)繪出主變壓器經(jīng)濟運行曲線，確定其經(jīng)濟運行區(qū)域，負荷小于臨界負荷時，一臺運行。負荷大于臨界負荷時兩臺運行。

（2）平衡變壓器三相負荷，降低變壓器損耗。

變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此，一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過10%，低壓干線及主變支線始端的電流不平衡度不得超過20%。

（3）合理調(diào)配變壓器的并列與分列的經(jīng)濟運行方式。

按備用變、負載變化規(guī)律、臺數(shù)組合等因素，優(yōu)先考慮技術(shù)特性優(yōu)及并、分列經(jīng)濟的變壓器運行方式。

（4）變壓器運行電壓分接頭優(yōu)化選擇。

在滿足變壓器負載側(cè)電壓需要的前提下，用定量計算方法，按電源側(cè)電壓的高低和按工況負載的大小，對變壓器運行電壓分接頭進行優(yōu)化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運行效率。

（5）合理考慮變壓器的特殊經(jīng)濟運行方式，降低損耗。

變壓器由于使用范圍較廣，根據(jù)不同的運行方式與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要考慮一些特殊的運行方式，以達到經(jīng)濟運行。如三繞組與雙繞組并列、兩側(cè)并列與另一側(cè)分列及負載有備用電源等等不同的組合運行方式，達到最佳的經(jīng)濟運行。

（6）根據(jù)不同用戶，采用一些特種變壓器。

由于供電系統(tǒng)的用戶范圍廣大，對一些特殊用戶要考慮特殊的供電方式才能使投入的變壓器達到最佳的經(jīng)濟運行狀態(tài)。如單相變、電爐變、調(diào)壓變、專用變等，以滿足專一用戶而不影響其他用戶的經(jīng)濟運行。

3 合理調(diào)節(jié)配網(wǎng)運行方式使其經(jīng)濟運行

電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行主要是確定機組的最佳組合和經(jīng)濟地分配負荷。電網(wǎng)要考慮的是全系統(tǒng)的經(jīng)濟性，是在保證區(qū)域電網(wǎng)(110kV以上)和地區(qū)電網(wǎng)(110kV以下的城區(qū)網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng))的安全運行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有輸(配)變電設(shè)備，在系統(tǒng)有功負荷經(jīng)濟分配的前提下，做到配電網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟運行是降低線損的有效措施。

（1）合理調(diào)整配電線路的聯(lián)絡(luò)方式。

配電線路應(yīng)該采取最佳運行方式使其損耗達到最小，如通過互為備用線路、手接手線路、環(huán)網(wǎng)線路、并聯(lián)線路、雙回線路等是可以達到的。

（2）環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，按經(jīng)濟功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點。

對于環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)，正常需要運行斷開，應(yīng)根據(jù)兩側(cè)壓降基本相等的原則，找到一個經(jīng)濟功率的斷開點，使線路的電能損耗最小。

（3）推廣帶電作業(yè)，減少線路停電時間。

對雙回線路供電的網(wǎng)絡(luò)，雙回線路并列是最經(jīng)濟的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則由于負荷電流全部通過另一條運行的線路，會使線損大增加，因此要盡量利用帶電作業(yè)，減少雙回線的停電次數(shù)與時間。

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4 合理配置電網(wǎng)的補償裝置合理安排補償容量

（1）增裝無功補償設(shè)備，提高功率因數(shù)。

對農(nóng)網(wǎng)線路，合理增設(shè)電容器，增強無功補償，提高功率因數(shù)，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)情況，運用集中補償和分散補償相結(jié)合的方法，變電所可通過高壓柜靈活控制功率因數(shù)的變化。

（2）無功功率的合理分布。

在有功功率合理分配的同時，應(yīng)做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠距離輸送。對各種方式進行線損計算制定合理的補償方式。

（3）合理考慮并聯(lián)補償電容器的運行。

過去主要考慮投入電容器能減少變壓器和線路損耗，而忽視了電容器的投入會增加電容器的介質(zhì)損耗，所以應(yīng)以總損耗最小為基礎(chǔ)來計算投切電容器的臨界點負載和多組電容器的經(jīng)濟運行區(qū)間。

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5 做到經(jīng)濟調(diào)度，有效降低網(wǎng)損

電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度是以電網(wǎng)安全運行調(diào)度為基礎(chǔ)，以降低電網(wǎng)線損為目標的調(diào)度方式。電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度是屬于知識密集和技術(shù)密集型領(lǐng)域，是按電網(wǎng)經(jīng)濟運行的科學(xué)理論，實施全面電網(wǎng)經(jīng)濟運行的調(diào)度方式。

（1）合理制定電網(wǎng)的運行方式。

合理調(diào)整電網(wǎng)年度、季度運行方式，把各種變電設(shè)備和線路有機地組合起來充分挖掘設(shè)備的潛力，減少網(wǎng)絡(luò)損耗，提高供電的可靠性。

（2）根據(jù)電網(wǎng)實際潮流變化及時調(diào)整運行方式。

做好電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度，根據(jù)電網(wǎng)的實際潮流變化，及時合理地調(diào)整運行方式，做好無功平衡，改善電壓質(zhì)量，組織定期的負荷實測和理論計算，使電網(wǎng)線損與運行方式密切結(jié)合，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的最大經(jīng)濟效益。尤其在農(nóng)網(wǎng)運行中，應(yīng)合理調(diào)度電力負荷，強化用電負荷管理，從而達到配電網(wǎng)絡(luò)的降損節(jié)能。另外，合理調(diào)整負荷，提高負荷率及調(diào)整三相不平衡電流。在相同的總用電量條件下，負荷率越高，峰谷差越小，則線損越小，因此合理調(diào)整負荷，提高負荷率、削峰填谷、適時分、并列及轉(zhuǎn)移負荷有利于降低線損。由于線路負載三相平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時危及配變的安全運行。必須及時進行設(shè)整。

6 結(jié)語

由于當前絕大部分供、用電單位的變壓器及其供電線路都在自然狀態(tài)下運行。而恰恰又受到某些傳統(tǒng)錯誤觀點和習(xí)慣性錯誤作法的影響，再加上不合理的電價制度的制約，導(dǎo)致現(xiàn)在運行的變壓器大都不是經(jīng)濟運行方式。同時，我國正處在節(jié)能型變壓器、冷軋硅鋼片變壓器和熱軋硅鋼片變壓器的交替時期，因此全面開展變壓器經(jīng)濟運行意義重大。 

變壓器及其供電系統(tǒng)經(jīng)濟運行降損的社會效益有：節(jié)約資金，即節(jié)約電容器的投資和減少變壓器的投資；減少電壓損耗，提高供電質(zhì)量，進一步降低線損，改善環(huán)境；節(jié)約資源，為子孫后代造福。

由此可見，電網(wǎng)的損耗是可以通過一些有效的措施來減低，使電網(wǎng)達到最優(yōu)的經(jīng)濟運行，提高社會的經(jīng)濟效益，促進電網(wǎng)運行管理走向定量化、擇優(yōu)化、有序化的現(xiàn)代化管理。因此在電力系統(tǒng)中推廣電網(wǎng)經(jīng)濟運行降損措施，其節(jié)電潛力巨大，經(jīng)濟效益顯著，具有現(xiàn)實意義。