配電網(wǎng)的電能損耗原因及魯中礦配電網(wǎng)降損對(duì)策

趙 潔

摘要 配電網(wǎng)電能損耗的存在會(huì)損失一部分能量，電費(fèi)漲價(jià)，電能損耗支出會(huì)逐年增加。魯中礦根據(jù)公司現(xiàn)狀采取合理無(wú)功補(bǔ)償、變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、采用節(jié)能型電氣設(shè)備、提高線路絕緣化程度、對(duì)電力供應(yīng)密度高的線路采用銅導(dǎo)體、加大線路維護(hù)管理力度、提高計(jì)量準(zhǔn)確度、加強(qiáng)計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析等節(jié)能降損措施，使該公司年電能損耗率控制在1.5%以內(nèi)，達(dá)到同類型企業(yè)先進(jìn)水平，長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益可觀。

關(guān)鍵詞 配電網(wǎng)；電能損耗；降損

中圖分類號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0022-02

0引言

電能是最清潔、方便的能源形式，現(xiàn)代人類活動(dòng)需要消耗大量電能，而配電系統(tǒng)在電能的傳輸過(guò)程中,會(huì)發(fā)生功率損失并在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生能量損失。配電系統(tǒng)的電能損耗率就是指在一段時(shí)間內(nèi)，配電過(guò)程中損失的有功電量和所供應(yīng)的總的電量的比值。而電能損耗包括兩部分：技術(shù)電能損耗和管理電能損耗。技術(shù)電能損耗是在傳輸過(guò)程中被損失了的電量，其中主要有：與電流平方成正比的配電線路導(dǎo)線和變壓器繞組中的電能損失；與運(yùn)行電壓有關(guān)的變壓器的鐵心損失和電容器、電纜的絕緣介質(zhì)損失。一般前者稱為負(fù)載損失，后者稱為空載損失。技術(shù)電能損耗又稱為理論電能損耗，它可以通過(guò)采取相應(yīng)的技術(shù)措施予以降低；管理電能損耗是由于在統(tǒng)計(jì)管理工作上的原因造成的，它包括：各種型號(hào)的電表的綜合誤差；抄表的不同時(shí)；錯(cuò)抄、漏抄以及計(jì)算的錯(cuò)誤，帶電設(shè)備的絕緣不良引起的泄漏電；無(wú)表用電等所造成的損失電量。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,由于一個(gè)成型的配電網(wǎng)使用年限較長(zhǎng),電能損耗的存在不僅使相當(dāng)一部分能量白白浪費(fèi),并且在電能損耗不變的情況下,電費(fèi)價(jià)格逐年上漲,電能損耗的支出將會(huì)逐年增加。因此配電網(wǎng)電能損耗需要采取必要的技術(shù)措施與管理措施來(lái)避免和減少，而魯中礦業(yè)有限公司配電網(wǎng)的節(jié)能降耗活動(dòng)通過(guò)采取有效的技術(shù)措施，加強(qiáng)管理，供電損耗率年控制在1.5%以內(nèi)。取得了一定的成效。此活動(dòng)獲得山東省冶金系統(tǒng)QC活動(dòng)發(fā)布一等獎(jiǎng)，全國(guó)冶金系統(tǒng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。

1 魯中礦配電網(wǎng)現(xiàn)狀

地處山東省萊蕪市的魯中礦業(yè)有限公司是國(guó)有大型地下黑色冶金礦山企業(yè)，隸屬中國(guó)五礦集團(tuán)公司。始建于1970年，占地面積5km2，資產(chǎn)總值35億元，現(xiàn)有職工6 700余人，年產(chǎn)鐵礦石400萬(wàn)噸，含鐵品位在45.5%以上，是山東省境內(nèi)最大的鋼鐵原料生產(chǎn)基地，年用電量2億千瓦時(shí)左右。其電力設(shè)施多于七、八十年代建立，下設(shè)110kV中央變電站一座，35kV?變電站二座，6kV 變電站五座，管理線路68km，電纜54km，配電網(wǎng)電氣設(shè)備陳舊落后、絕緣老化，各種維修、搶修時(shí)有發(fā)生，停電檢修時(shí)間長(zhǎng)，停電頻次逐年升高，已經(jīng)嚴(yán)重危及到供電設(shè)備的安全運(yùn)行，一直靠修修補(bǔ)補(bǔ)來(lái)維持運(yùn)行。同時(shí)低壓網(wǎng)絡(luò)中存在著低壓線路超供電半徑、線徑太細(xì)的現(xiàn)象，隨著居民用電負(fù)荷的不斷增加，用電高峰時(shí)期卡脖子的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，供電損耗逐年增加，而降低供電損耗就意味著要進(jìn)行資金投入，一直沒(méi)能引起公司領(lǐng)導(dǎo)重視，通過(guò)QC活動(dòng)，魯中礦領(lǐng)導(dǎo)意識(shí)到了降低供電損耗所取得的經(jīng)濟(jì)利益要遠(yuǎn)大于所進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)投入，而且由于供電的連貫性與供電環(huán)節(jié)的銜接性，任何一個(gè)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)波及到中央變電站，系統(tǒng)低電壓，波動(dòng)及諧波干擾，影響正常供電，每一次的大型停電事故將會(huì)給公司生產(chǎn)造成半個(gè)班次的停產(chǎn)，這將會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，而這經(jīng)濟(jì)損失足可以更換大量陳舊的電氣設(shè)施。通過(guò)分析研究，魯中礦業(yè)有限公司針對(duì)影響供電損耗的諸多因素，先后開(kāi)展并完成了多項(xiàng)節(jié)能降耗的技改工作，使經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。

2 魯中礦配電網(wǎng)降損措施

2.1重視并合理進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)

在供電系統(tǒng)中，由于絕大多數(shù)電氣設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐等均屬于感性負(fù)載，它們?cè)谶\(yùn)行中不僅消耗有功功率，而且還消耗相當(dāng)數(shù)量的無(wú)功功率，導(dǎo)致供電系統(tǒng)的功率因數(shù)降低，使配電網(wǎng)中的功率損耗增大。根據(jù)P=UIcosφ，當(dāng)P和U不變時(shí)，cosφ的提高可使線路的I減小，節(jié)約電能。對(duì)此應(yīng)加裝電容器組進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，使功率因數(shù)提高，這是減少電能損耗的一項(xiàng)有力措施。近年來(lái)我公司采取對(duì)各變電站的電容器組依據(jù)需要正確投切電容器,對(duì)新供電用戶采用加裝就地補(bǔ)償裝置，新建變電站安裝智能無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償控制器等措施將功率因數(shù)持續(xù)控制在0.95以上，不僅降低了電能損耗，而且根據(jù)萊蕪供電公司對(duì)cosφ＞0.9的用戶減收電費(fèi)的0.5%的規(guī)定，僅此一項(xiàng)，每年即可減少電費(fèi)支出90多萬(wàn)元。

2.2采用低耗節(jié)能變壓器

變壓器的損耗包括有功功率損耗和無(wú)功功率損耗。其中空載損耗與負(fù)載損耗是一定的，魯中礦的變壓器數(shù)量多，容量大，且多為S7、S9系列的變壓器，不僅低效耗能大，而且安全可靠性差，因此降低變壓器損耗是勢(shì)在必行的節(jié)能措施。目前魯中礦變壓器已陸續(xù)更換為非晶合金干式變壓器，該類型變壓器其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的五分之一，具有低噪音、低損耗等特點(diǎn)，且全密封免維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用極低。而魯中礦集變壓器、低壓控制、無(wú)功補(bǔ)償于一體的箱變的使用，不僅對(duì)對(duì)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了有力保證，還大大降低了電能損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，長(zhǎng)期效益可觀。

2.3變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少電能損耗

每臺(tái)變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，無(wú)功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗。在電網(wǎng)中變壓器通常是長(zhǎng)期運(yùn)行的，其電能損耗長(zhǎng)年累加起來(lái)十分可觀，因此需要通過(guò)擇優(yōu)選取最佳運(yùn)行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失最低以達(dá)到變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的結(jié)果。此種方法無(wú)需投資，只要電氣設(shè)備按照經(jīng)濟(jì)效益最佳的運(yùn)行容量來(lái)選擇，通過(guò)負(fù)荷大小進(jìn)行調(diào)峰處理，制定負(fù)荷率的管理標(biāo)準(zhǔn)，即可達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。魯中礦根據(jù)不同用戶的用電特殊性和季節(jié)性合理選用變壓器容量和數(shù)量進(jìn)行投運(yùn)與切除，對(duì)鍋爐房、軋鋼廠等非連續(xù)性用戶依據(jù)負(fù)荷大小合理投運(yùn)變壓器，既保證了生產(chǎn)，又避免了“大馬拉小車”現(xiàn)象的發(fā)生，使供電設(shè)備的負(fù)荷率在70%~80%之間，達(dá)到科學(xué)調(diào)度，合理運(yùn)行。

2.4線路上采用節(jié)能型的連接金具

由于線路金具的臟污、電力設(shè)施接觸不良都會(huì)造成電能損耗的增大。線路上的連接金具是數(shù)以萬(wàn)計(jì)的，據(jù)測(cè)量，一個(gè)非節(jié)能型的金具的電力損失約為10至15W，假設(shè)一個(gè)配電系統(tǒng)中有1萬(wàn)個(gè)金具，平均每個(gè)損失的電力是10W，那么總的損失的電力是100kW，在一年中損失的電量則達(dá)到87.6萬(wàn)kW·h，按平均單價(jià)0.77元/kW·h計(jì)算，費(fèi)用將多支出0.77元/kW·h×87.6萬(wàn)kW·h=67.45萬(wàn)元,常年累計(jì)下來(lái)，這將是一筆不小的費(fèi)用。所以使用節(jié)能型金具，不僅使線路設(shè)備向長(zhǎng)壽命、零故障、免檢修邁進(jìn)了一大步，而且降低了維修頻率及線路損耗。僅我公司近期完成的35kV羊里一，羊里二兩條高壓線路節(jié)能型金具更換工作后，據(jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)月?lián)p耗就比上月降損4%?？梢?jiàn)，從長(zhǎng)期看來(lái)采用免維護(hù)、節(jié)能型金具其經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，它作為配電系統(tǒng)節(jié)能的一個(gè)有效技術(shù)措施，無(wú)論是電業(yè)單位還是受電單位，都應(yīng)在這個(gè)方面采取積極的態(tài)度。

2.5對(duì)低壓電力供應(yīng)密度比較高的線路，采用銅導(dǎo)線代替鋁導(dǎo)線

由于銅導(dǎo)線的電阻率是鋁導(dǎo)線電阻率的57.7%，從W=I2Rｔ的計(jì)算可知，采用銅導(dǎo)線代替鋁導(dǎo)線后損失率可減少42.3%,這是一個(gè)非常實(shí)際的措施。否則，為達(dá)到與銅導(dǎo)體相同的損失水平，就必然需要擴(kuò)大鋁導(dǎo)體的截面約一倍，而就此所付出得出投資和今后的維護(hù)費(fèi)用都是不合理的。為減少傳輸和漏電的損失，同時(shí)還應(yīng)對(duì)低壓配電線路進(jìn)行改造、更新、擴(kuò)大導(dǎo)線的通流水平，提高絕緣水平。魯中礦家屬樓以前為架空裸鋁線供電，不僅存在線徑小、供電半徑過(guò)大，配變位置偏離負(fù)荷中心，造成線路末端電壓低，夏季出線空調(diào)不能啟動(dòng)，照明不足、低壓線損加大等現(xiàn)象，而且生活區(qū)內(nèi)架空線，通訊線交叉縱橫，跨越頻繁，故障率高，維修困難。近年來(lái)通過(guò)改造，對(duì)卡脖子、迂回、超供電半徑的線路進(jìn)行改造，將變壓器遷至負(fù)荷中心，更換為新型節(jié)能變壓器，生活區(qū)線路全部改為塑銅線，絕緣化的同時(shí)增大線徑。目前改造后家屬樓一律采用三相進(jìn)單元，按層分相接入，總線為35平方塑銅線?,入單元為16平方塑銅線，進(jìn)戶為6平方塑銅線的格局已形成。對(duì)新建家屬樓小區(qū)則統(tǒng)一采用電纜線路敷設(shè)，節(jié)能箱變雙電源供電，降低線路損耗。

2.6通過(guò)技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)計(jì)量升級(jí)

電力供應(yīng)所有的工作最終都表現(xiàn)在電費(fèi)收繳上，而因提升計(jì)量的準(zhǔn)確性工作是降低損耗的重中之重，為此魯中礦首先對(duì)各變電站的壓變二次線進(jìn)行了擴(kuò)徑降阻的技術(shù)改造，對(duì)計(jì)量環(huán)節(jié)中電壓與電流端子進(jìn)行緊固，對(duì)接頭進(jìn)行鍍錫和防氧化處理，并對(duì)計(jì)量回路采用專線專供，減少中間環(huán)節(jié)，使該項(xiàng)損耗控制在0.5%以內(nèi)，增強(qiáng)了計(jì)量的準(zhǔn)確性，降低了計(jì)量損耗；其次對(duì)各變電站計(jì)量用電壓互感器進(jìn)行了擴(kuò)容改造，由原來(lái)的30VA更換為90VA，保證了計(jì)量電壓，從而保證了計(jì)量準(zhǔn)確。

2.7提高電能表準(zhǔn)確度

電能表的計(jì)量不準(zhǔn)確而造成的電能損耗一直是一個(gè)不小的數(shù)值。為此應(yīng)正確的進(jìn)行電能計(jì)算，提高計(jì)量精度，將一、二級(jí)關(guān)口和主變二次側(cè)電度表?yè)Q成高精度表。及時(shí)更換損壞的計(jì)量器具，對(duì)電度表的倍率經(jīng)常核對(duì)、互感器的實(shí)際使用應(yīng)與負(fù)荷配套，及時(shí)調(diào)整，并采用節(jié)能型、電子型、長(zhǎng)壽命、寬量程的智能電能表，確保購(gòu)置的電能表能滿足計(jì)量需求及降損需要。

2.8加強(qiáng)計(jì)量管理，注重分析

嚴(yán)格執(zhí)行《計(jì)量器具校驗(yàn)辦法》等規(guī)定，同時(shí)通過(guò)一年一度的春季電氣預(yù)防性試驗(yàn)增加了計(jì)量回路的檢查內(nèi)容項(xiàng)目，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)計(jì)量器具進(jìn)行比對(duì)。加大計(jì)量巡查力度，規(guī)范鉛封、封條、封鉗管理，表計(jì)、計(jì)量箱全部加封，封鉗專人管理，明確管理責(zé)任。及時(shí)掌握配電網(wǎng)電能損耗電量的分布情況，堅(jiān)持對(duì)各站所電量的做到每日清算、每月結(jié)算、每季統(tǒng)計(jì)分析和每月初的計(jì)量回路的檢查制度，對(duì)重點(diǎn)線路和異常線路進(jìn)行剖析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)追糾，減少計(jì)量糾紛。

2.9提高線路絕緣化程度，加大線路運(yùn)行維護(hù)管理力度

推行設(shè)備“巡視巡實(shí)，留有痕跡”的制度，按周期對(duì)線路進(jìn)行全程全方位巡視，不放過(guò)任何一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的諸如電纜頭閃烙放電，絕緣降低，單相接地等隱患按要求以最快的速度進(jìn)行處理；每年定期對(duì)線路進(jìn)行清掃與維護(hù)，對(duì)線路附近的樹木進(jìn)行修剪與砍伐，有條件的地方更換為高壓架空絕緣導(dǎo)線。近幾年來(lái)我公司架空絕緣線的推廣應(yīng)用，在保證安全的同時(shí)，對(duì)降低線路損耗，減少事故幾率有鋼芯鋁絞線不可替代的作用，節(jié)能明顯。以上工作的開(kāi)展對(duì)避免各類事故的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到了顯著效果，降低了電量損耗。

3結(jié)論

電網(wǎng)電能降損技術(shù)改造工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，降低電網(wǎng)損耗不但可以減少電費(fèi)開(kāi)支，提高經(jīng)濟(jì)效益，挖掘配電設(shè)備供電能力，而且對(duì)國(guó)家能源利用、環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化配置也是非常有利。這就要求供電企業(yè)不斷加強(qiáng)線損管理，完善線損管理體系，積極探索新的管理和技術(shù)手段，創(chuàng)新線損管理方式、方法，努力實(shí)現(xiàn)降低電能損失，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化，使管理業(yè)績(jī)更加優(yōu)秀，為公司提供更大的生存和發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]盛萬(wàn)興，孟曉麗.配電系統(tǒng)綜合節(jié)能技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2010.

[2]賈振航，姚偉，高紅.企業(yè)節(jié)能技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.