配電網(wǎng)節(jié)能降損技術(shù)改造措施

朱木銳

摘 要：闡述了配電網(wǎng)線損的產(chǎn)生和危害，提出了配電網(wǎng)節(jié)能降耗的技術(shù)措施，并對目前電力公司節(jié)能改造中存在的問題給出了改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；線損；節(jié)能降損

中圖分類號：TM714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.142

線損是電力企業(yè)的重要經(jīng)營指標(biāo)，是企業(yè)管理的重要內(nèi)容之一。在電力系統(tǒng)運(yùn)行損耗中，配電網(wǎng)的損耗占了絕大部分。配電網(wǎng)的覆蓋范圍廣，情況復(fù)雜，有著巨大的節(jié)能潛力。因此，如何采取有效的技術(shù)措施來對配電網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能改造成為了工作人員需要解決的問題。下面就此進(jìn)行討論分析。

1 配電網(wǎng)線損的產(chǎn)生

按照國家電力公司電力工業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計規(guī)定，線損電量是用供電量與售電量相減計算得到的結(jié)果，為：

ΔE=E-E′. （1）

式（1）中，ΔE為線損電量；E為供電量；E′為售電量。

一般，線損電量通常包括兩部分，分別是技術(shù)線損電量和管理線損電量，本文主要對技術(shù)線損及其降損措施進(jìn)行討論。技術(shù)線損電量主要分為兩部分，如表1所示。

2 配電網(wǎng)線損的危害

2.1 發(fā)熱是線損造成的最突出問題

電流流過會使電器元件發(fā)熱。發(fā)熱不僅會造成電能的損失，還會導(dǎo)致導(dǎo)體溫度升高，加速絕緣材料的老化，縮短使用壽命。例如，變壓器的絕緣材料在140 ℃時的壽命降低率是常規(guī)工作溫度98 ℃時的128倍，且發(fā)熱容易出現(xiàn)熱擊穿，引發(fā)配電系統(tǒng)事故，尤其當(dāng)線路容量不夠時，發(fā)熱通常是造成電氣火災(zāi)的直接原因。

2.2 造成能源大量浪費(fèi)

線損的電量不僅沒轉(zhuǎn)化成有用的有功功率，而且還需要通風(fēng)、制冷等方式來散發(fā)熱量。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，一般配電網(wǎng)的線損率在3%以上，嚴(yán)重時可達(dá)到10%，甚至更高。這不僅意味著電能的損失，更會導(dǎo)致一次能源的大量浪費(fèi)和對環(huán)境的污染。隨著電力需求的不斷增長，電量損失也會越來越大。

3 配電網(wǎng)節(jié)能降損的技術(shù)措施

由于線損會造成巨大的危害，所以應(yīng)對配電網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能改造。配電網(wǎng)節(jié)能降損的技術(shù)措施較多，將其歸納后如表2所示。下面將分別對各技術(shù)措施作簡要介紹。

3.1 線路改造

線路損耗在整個配電的損耗中占相當(dāng)大的比重。在設(shè)計配電線路時，傳統(tǒng)的方法是按允許電壓降、導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)線長期允許安全載流量等因素確定。從節(jié)約能源的角度出發(fā)，應(yīng)將“電能損耗”作為配電線路選擇導(dǎo)線截面的依據(jù)之一，即在經(jīng)濟(jì)、合理的原則下，適當(dāng)增大導(dǎo)線截面積，減少配電線路的電能損耗。

3.2 無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償應(yīng)按照“統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、分級補(bǔ)償、就地平衡”的原則進(jìn)行，目前往往分為集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和隨器補(bǔ)償三類。

3.2.1 集中補(bǔ)償

集中補(bǔ)償主要安裝在變電站的低壓側(cè)，用于補(bǔ)償主變壓器本身的無功損耗，并減少變電所以上輸電線路的無功，從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。在變電站進(jìn)行補(bǔ)償主要采用的是電容器組，其投資一般較大，具體要求是保持變電所二次母線的功率因數(shù)在0.9～1之間。

3.2.2 分散補(bǔ)償

分散補(bǔ)償主要針對的是10 kV線路。這種補(bǔ)償方式的節(jié)能效果與補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和補(bǔ)償容量有關(guān)。其安裝容量和安裝位置如表3所示。

3.2.3 隨器補(bǔ)償

隨器補(bǔ)償主要安裝于10 kV配電變壓器低壓側(cè)母線，用于補(bǔ)償配電變壓器空載損耗和感性用電設(shè)備的無功功率損耗。根據(jù)實地調(diào)研，隨器補(bǔ)償在很多地區(qū)都普遍存在，是當(dāng)?shù)責(zé)o功補(bǔ)償?shù)闹饕侄巍?/p>

3.3 使用單相變壓器

單相變壓器比同容量的三相變壓器鐵損小5%～10%，且單相配電變壓器體積小、質(zhì)量輕、安裝方便，可以最大限度地深入負(fù)荷中心，縮短低壓網(wǎng)絡(luò)供電半徑，減少因三相負(fù)荷不平衡帶來的配變和線路的有功損耗。它的推廣和使用是實現(xiàn)“小容量、短半徑、密布點(diǎn)”，達(dá)到降損節(jié)能的重要措施。目前，單相變壓器已在南京等地應(yīng)用，并取得了較好的降損效果。

3.4 采用節(jié)能型變壓器

配電變壓器損耗巨大。有資料表明，有的地區(qū)配電變壓器的損耗甚至占到了配網(wǎng)總損耗的60%以上。

我國配電變壓器經(jīng)歷了SJ、SK、S7、S9及S11等幾個系列的替換過程。目前，S7型之前的產(chǎn)品已被市場淘汰，S9型節(jié)能變壓器成為市場主流產(chǎn)品。配電變壓器的節(jié)能潛力相當(dāng)明顯，可進(jìn)一步降低配電變壓器的損耗，尤其是空載損耗值。降低配電變壓器損耗，一個很重要的措施就是使用節(jié)能型變壓器，主要包括S11系列的變壓器和非晶合金配電變壓器（SBH11-M）。

3.5 計量裝置改造

由于計量裝置數(shù)量巨大，因此做好電能表的更換工作將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。建議將機(jī)械式的電能表更換為電子式電能表。

3.6 平衡三相負(fù)荷

負(fù)荷不平衡不僅會影響變壓器的安全運(yùn)行，同時也會增加線路和變壓器的損耗。對于三相不平衡的負(fù)荷，調(diào)整負(fù)荷是主要手段。

3.7 縮短供電半徑

如果供電線路太長，超過了合理的供電半徑，將會造成線路的電阻增大，損耗增加，應(yīng)采取去彎取直的辦法進(jìn)行改造。

3.8 諧波治理

諧波污染同樣會增加配電網(wǎng)的損耗。一些大型的化工廠、鐵路和鋼廠是電力系統(tǒng)中主要的諧波源，需要進(jìn)行諧波治理。

3.9 電網(wǎng)升壓改造

對于電網(wǎng)升壓改造，一般是指將10 kV的電網(wǎng)升壓至20 kV，將35 kV的電網(wǎng)升壓至110 kV。由于電網(wǎng)升壓改造涉及到大量的線路、變壓器等電力元件，因此投資巨大，在升壓改造時，需要做出嚴(yán)密的技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)效益論證。

我國第一個實行電網(wǎng)升壓的是某工業(yè)園區(qū)。目前，在一些城市也規(guī)劃出了電網(wǎng)升壓改造的試點(diǎn)，均取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

4 節(jié)能改造的一些問題及改進(jìn)意見

4.1 電力公司節(jié)能改造的一些問題

目前，電力公司在實際改造元件時，往往首先考慮電網(wǎng)和設(shè)備的安全性，其次考慮電網(wǎng)迎峰度夏的因素，缺乏從經(jīng)濟(jì)性角度來優(yōu)化節(jié)能改造措施。同時，很多地區(qū)在節(jié)能降損時往往偏重某一方面，例如只重視無功補(bǔ)償或變壓器的降損工作，雖然投入了大量的資金，卻無法全面地節(jié)能降損，達(dá)不到預(yù)期效果，無法實現(xiàn)電力元件改造的優(yōu)化。

4.2 改進(jìn)意見

在配電網(wǎng)技術(shù)性節(jié)能改造時，在滿足電網(wǎng)安全性和可靠性的前提下，可以考慮從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)優(yōu)化改造措施，實現(xiàn)對改造資金的最大化利用；全面、統(tǒng)籌考慮各改造措施，合理分配資金。

5 結(jié)束語

本文以技術(shù)性節(jié)能降損為基礎(chǔ)，對損耗的原因和危害進(jìn)行了分析，然后總結(jié)了現(xiàn)有的技術(shù)性降損措施，并針對存在的問題提出了改進(jìn)意見。我們要根據(jù)實際情況，采取科學(xué)、有效的技術(shù)措施來改造配電網(wǎng)，這樣才有利于電力公司的發(fā)展，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]徐瑋韡，劉東，樓伯良.電力節(jié)能減排現(xiàn)狀分析及對電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)監(jiān)督工作的啟示[J].供用電，2014（4）：65-67.

[2]劉健，林濤，滕林，等.配電網(wǎng)差異化規(guī)劃[J].供用電，2014（5）：34-37.

〔編輯：王霞〕