中小城市電網(wǎng)損耗分析及節(jié)能降損措施

摘要；近年來，隨著新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展，對(duì)電能的需求快速增長，各地方及兵團(tuán)電網(wǎng)也加快了建設(shè)和改造步伐。文章結(jié)合新疆兵團(tuán)城市石河子市電網(wǎng)現(xiàn)狀，針對(duì)城區(qū)面積小而郊區(qū)面積大，主配電電網(wǎng)線路長，損耗大供電薄弱等特點(diǎn)，分析了電網(wǎng)降低線損的各種原因和措施，提出怎樣才能提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，達(dá)到降損節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 節(jié)能 降損 措施

0 引言

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，能源消費(fèi)總量不斷增加，電力供應(yīng)緊張已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。節(jié)電工作，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，也是緩解電力供需緊張矛盾的重要措施。我國“十一五”規(guī)劃明確提出了節(jié)能減排的任務(wù)和目標(biāo)，新疆天富熱電股份有限公司做為該地區(qū)電能等資源綜合配置、運(yùn)營和管理的電力企業(yè)，既承擔(dān)服務(wù)社會(huì)，保證安全、可靠、優(yōu)質(zhì)供電的責(zé)任，又是執(zhí)行國家節(jié)能政策任務(wù)的關(guān)鍵部門，深知實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的節(jié)能降損對(duì)電力企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)利潤的作用和重要性。而線損率的高低直接反映電力企業(yè)的經(jīng)營管理水平，通過主配網(wǎng)節(jié)能降損惠及千家萬戶，優(yōu)質(zhì)服務(wù)于社會(huì)也是電力企業(yè)期望和追求的目標(biāo)。

降損的措施從大的方面可以分為兩類：技術(shù)措施與管理措施。這兩種方法就實(shí)際情況而言，采取技術(shù)措施降低線損是線損管理工作的基礎(chǔ)，針對(duì)電網(wǎng)電能損失的規(guī)律和特點(diǎn)采取相應(yīng)的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)多供少損，就能以較少的投資取得最大的節(jié)電效果，達(dá)到提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1 石城電網(wǎng)現(xiàn)狀

(1)石城電網(wǎng)截至到2008年底，系統(tǒng)總裝機(jī)容量569.55MW；擁有110kV及35kV變電所38座，變壓器容量965.10MVA。110kV及35kV輸電線路總長1007.64km(新疆天業(yè)自備電廠未計(jì)入)。

(2)近幾年電力系統(tǒng)發(fā)、供電量均以兩位數(shù)的速度增長，但由于石城依托農(nóng)業(yè)，工業(yè)以農(nóng)副產(chǎn)品加工為主，用電負(fù)荷季節(jié)性強(qiáng)，造成電網(wǎng)負(fù)荷最大最小及峰谷差大。據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)：該年石城電網(wǎng)最高及最低用電負(fù)荷分別是519.98MW及114.70MW；全網(wǎng)最大月平均日峰谷差91.8MW，月平均日負(fù)荷率在66.4％～92.04％之間，差異較大。

(3)該地區(qū)電力供需特點(diǎn)是：工業(yè)用電量占全市用電量的48.21％；農(nóng)業(yè)占43.66％；城鄉(xiāng)居民生活及其他占6.51％。供需結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致全年110kV系統(tǒng)電壓壓差較大，最高121.41kV，最低86.6kV。2008年度線損率為6.23％，而單月最高線損率達(dá)8.46％。

2 石網(wǎng)損耗分析

(1)石網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)中農(nóng)電比例較高，近幾年兵團(tuán)大力發(fā)展滴灌農(nóng)業(yè)，無功功率消耗大。因此農(nóng)電負(fù)荷的季節(jié)性變化對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的無功功率影響顯著。每年5～9月，是農(nóng)業(yè)用電負(fù)荷高峰，系統(tǒng)無功缺額較大，電壓普遍下限運(yùn)行；12～4月負(fù)荷低，電網(wǎng)無功過剩，電壓又普遍較高。

(2)石河子墾區(qū)面積達(dá)7529m2，各農(nóng)牧團(tuán)場多處于邊緣荒漠地帶。而電網(wǎng)電源基本集中在市區(qū)，農(nóng)業(yè)負(fù)荷需遠(yuǎn)距離供給，線路長(最長的一條110kV輸電線路達(dá)53.6km)，用戶及終端變電站無功補(bǔ)償不到位，大量無功需從市區(qū)遠(yuǎn)距離輸送到各終端變電站，形成電壓下降線損率上升的局面。

(3)在配電網(wǎng)尤其是農(nóng)網(wǎng)10kV線路中，線徑截面小，負(fù)荷重，距離長，也是導(dǎo)致石城電網(wǎng)線損率偏高的一個(gè)因素。

3 降損措施

電力網(wǎng)的電能損耗不僅耗費(fèi)一定的動(dòng)力資源，而且占用發(fā)、變、配電設(shè)備的容量，這些損耗大多來自農(nóng)村電網(wǎng)。根據(jù)電能傳輸?shù)牟煌h(huán)節(jié)，石城電網(wǎng)降損主要采取了以下措施：

(1)加大電網(wǎng)投資，加快電網(wǎng)建設(shè)步伐，提高輸電容量，優(yōu)化利用發(fā)電資源，如：近兩年中新建南熱電廠2×12.5MW熱電機(jī)組；紅山嘴水電廠一級(jí)電站2×9MW和2×16MW四臺(tái)水電機(jī)組。新建總長84km，220kV電壓等級(jí)南鐘線及鐘下線；新建110kV及35kV變電站5座等。已基本實(shí)現(xiàn)了多線路環(huán)網(wǎng)供電。

(2)石網(wǎng)38座變電站中除四座提供市區(qū)供電外，其余均為農(nóng)網(wǎng)變電站，但變電站的建設(shè)始終堅(jiān)持“密布點(diǎn)，短半徑”的原則，合理規(guī)劃和布局。對(duì)于已實(shí)現(xiàn)“手拉手”環(huán)網(wǎng)供電的變電站，由電網(wǎng)調(diào)度對(duì)各種運(yùn)行方式進(jìn)行理論計(jì)算，根據(jù)潮流變化情況采用最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。同時(shí)，在發(fā)電機(jī)組最佳方式的前提下，根據(jù)負(fù)荷情況及時(shí)合理的安排發(fā)變電設(shè)備檢修，縮短停電時(shí)間和頻率。

(3)根據(jù)負(fù)荷預(yù)計(jì)合理選擇變壓器容量，確保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。采用有載調(diào)壓型節(jié)能變壓器。近兩年供電公司共計(jì)新裝設(shè)和更換變壓器30臺(tái)，變電容量325.5MVA，現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)110kV變電站31臺(tái)變壓器中只有兩臺(tái)為無載調(diào)壓型變壓器。

(4)在變電站低壓側(cè)，安裝或增容改造無功補(bǔ)償裝置(電容器)，以補(bǔ)償變壓器空載無功損耗，減少線路傳輸?shù)臒o功功率。變電站新建擴(kuò)建無功補(bǔ)償裝置容量達(dá)105Mvar。要求大電力用戶的變壓器低壓側(cè)安裝電力電容器，利用無功補(bǔ)償自動(dòng)投人裝置及時(shí)、合理地投切無功補(bǔ)償電容器，保證10kV配網(wǎng)的功率因數(shù)符合要求(接近0.9)，從而減少10kV配電線路的電能損耗。例如：10kV線路末端進(jìn)行無功補(bǔ)償，如補(bǔ)償前0.7到補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.9，經(jīng)過補(bǔ)償后，電能損失減少了39.5％，節(jié)能效果非常顯著。通過合理安排集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償，減少了高壓電網(wǎng)所輸送的無功功率，使輸電線路的電流減少，從而降低了高壓電網(wǎng)的網(wǎng)損。

(5)根據(jù)該網(wǎng)冬、夏兩季負(fù)荷差大的特點(diǎn)，全網(wǎng)采用逆調(diào)壓方式運(yùn)行。根據(jù)負(fù)荷情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)主變壓器的分接開關(guān)保證電網(wǎng)電壓處于規(guī)程規(guī)定的波動(dòng)范圍之內(nèi)，最好略為偏高。避免負(fù)荷高峰期電網(wǎng)的電壓水平過低而造成電能質(zhì)量的下降，同時(shí)也可提高線路末端的電壓，使線路電流下降，從而達(dá)到降損目的。如：電壓水平從額定值的95％升到105％時(shí)，線路所輸送的電流降低9.5％，電能損耗下降18.2％。

同樣道理，對(duì)于用戶配電變壓器及10kV公用配變，可根據(jù)季節(jié)的變化，在規(guī)程規(guī)定電壓波動(dòng)范圍內(nèi)可合理調(diào)節(jié)配變的分接開關(guān)，盡量提高配網(wǎng)的電壓運(yùn)行水平，同樣達(dá)到降損的目的。另外，可根據(jù)負(fù)荷的大小，靈活主電網(wǎng)運(yùn)行方式，避免迂回供電，減少網(wǎng)絡(luò)損耗。

當(dāng)電網(wǎng)電壓偏低時(shí)，先投入無功補(bǔ)償裝置，再調(diào)節(jié)變壓器有載分接開關(guān)，使電壓恢復(fù)至合格水平；當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高時(shí)，先調(diào)節(jié)變壓器有載分接開關(guān)，后退出無功補(bǔ)償裝置。當(dāng)變電站主變壓器為2臺(tái)及以上時(shí)，根據(jù)變壓器運(yùn)行損耗曲線及時(shí)合理投退，用最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，來達(dá)到變壓器損耗最低，經(jīng)濟(jì)最合理。

(6)在配電網(wǎng)，特別是農(nóng)網(wǎng)中，還存在相當(dāng)數(shù)量的高耗能配電變壓器，其空載損耗△P0、短路損耗△P0、空載電流百分?jǐn)?shù)值1％、短路電壓百分?jǐn)?shù)值Ud％等參數(shù)偏大。根據(jù)這些情況，抓緊配網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)架建設(shè)，強(qiáng)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并按配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，有計(jì)劃、有步驟地分期分批進(jìn)行配電設(shè)施的技術(shù)改造。嚴(yán)格按國家有關(guān)規(guī)定選用低耗能變壓器，減少配電網(wǎng)的變損，及時(shí)更換用戶變壓器。從節(jié)能的觀點(diǎn)來看，因?yàn)榕渚W(wǎng)變壓器數(shù)量多，大多數(shù)又長期處于運(yùn)行狀態(tài)，因此這些變壓器的效率哪怕只提高千分之一，也會(huì)節(jié)省大量電能。

基于現(xiàn)有的實(shí)用技術(shù)，高效節(jié)能變壓器的損耗至少可以節(jié)省15％。對(duì)各個(gè)配電臺(tái)區(qū)定期進(jìn)行負(fù)荷測量，準(zhǔn)確掌握各個(gè)臺(tái)區(qū)的負(fù)荷情況及發(fā)展趨勢，對(duì)于負(fù)荷分配不合理的臺(tái)區(qū)可通過適當(dāng)調(diào)整配電變壓器的供電負(fù)荷，使各臺(tái)區(qū)的負(fù)荷率盡量接近75％，合理配置配電變壓器。在低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃時(shí)，考慮該區(qū)的負(fù)荷增長趨勢，準(zhǔn)確合理選用配電變壓器的容量，不宜過大也不宜過小，避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象，從而提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

(7)降低導(dǎo)線阻抗，隨著城區(qū)開發(fā)面積不斷擴(kuò)大，低壓配電網(wǎng)也越來越大，10kV配電網(wǎng)不斷延伸，如何規(guī)劃好各個(gè)供電臺(tái)區(qū)的供電范圍將至關(guān)重要。隨著居民生活水平的不斷提高，用電負(fù)荷與日俱增，根據(jù)負(fù)荷情況，合理選擇10kV配變的分布點(diǎn)，盡量縮小0.4kV的供電半徑(一般為250m左右為宜)，避免迂回供電或長距離低壓供電。

(8)加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)能力，由總公司及電力調(diào)度所統(tǒng)一安排部署。高低壓的線路截面選擇對(duì)線損影響極大，因此，相關(guān)部門在規(guī)劃時(shí)要有超前意識(shí)，準(zhǔn)確預(yù)測好該處在未來幾年內(nèi)的負(fù)荷發(fā)展，在此前提下，按導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行選型，并留有一定裕度，以保證配電網(wǎng)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

(9)加強(qiáng)管理線損的力度。由管理因素和人的因素造成的線損稱為管理線損。降低管理線損的措施有多種，而定期展開線損分析對(duì)于確保取得最佳的降耗目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益起著非常重要的作用。首先要比較統(tǒng)計(jì)線損率與理論線損率，若統(tǒng)計(jì)線損率過高，說明電力網(wǎng)漏電嚴(yán)重或管理方面存在較多問題；其次理論線損率與最佳線損率比較，如果理論線損率過高就說明了電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)或布局不合理，電力網(wǎng)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)；最后如果固定損耗和可變損耗對(duì)比，若固定損耗所占比例較大，就說明了線路處于輕負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，配電變壓器負(fù)荷率低或者電力網(wǎng)長期在高于額定電壓下運(yùn)行。

總之，展開定期線損分析工作不僅可找出當(dāng)前線損工作中的不足，指明降損方向，還可以找出電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)電力網(wǎng)運(yùn)行中存在的問題，并可以查找出線損升、降的原因，確立今后降損的主攻方向。

4 結(jié)束語

降損節(jié)電是復(fù)雜而艱巨的工作，既要從微觀抓好各個(gè)環(huán)節(jié)具體的降損措施，又要從宏觀上加強(qiáng)管理：從上到下建立起有技術(shù)負(fù)責(zé)人參加的線損管理隊(duì)伍，定期進(jìn)行線損分析，及時(shí)制定降損措施實(shí)施計(jì)劃；搞好線損理論計(jì)算工作，推廣理論線損在線測量，及時(shí)掌握網(wǎng)損分布和薄弱環(huán)節(jié)；制定切實(shí)可行的網(wǎng)損率計(jì)劃指標(biāo)，實(shí)行逐級(jí)承包考核，并與經(jīng)濟(jì)利益掛鉤；搞好電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和電網(wǎng)改造工作，使網(wǎng)絡(luò)布局趨于合理，運(yùn)行處于經(jīng)濟(jì)狀態(tài)；加強(qiáng)計(jì)量管理，落實(shí)有關(guān)規(guī)程。

雖然降低損耗的方式多種多樣，但我們不應(yīng)盲目模仿，而應(yīng)按照本地區(qū)負(fù)荷特點(diǎn)及具體要求來采取不同的降損措施。因此，需根據(jù)不同主配電網(wǎng)實(shí)際情況，選擇適合本地電網(wǎng)降損的綜合方案，以取得更高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。