配電網(wǎng)降損和節(jié)能的改造方案

摘要：隨著電力需求不斷增長(zhǎng)，配電網(wǎng)降損和節(jié)能改造成為電力行業(yè)的重要課題。針對(duì)配電網(wǎng)降損和節(jié)能的問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出一種新型的改造方案。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)的分析，確定降損和節(jié)能的關(guān)鍵因素，采用多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的改造，通過(guò)對(duì)改造方案進(jìn)行仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證該方案的有效性。研究結(jié)果表明，采用該改造方案能顯著降低配電網(wǎng)的損耗，并提高能源利用效率。

關(guān)鍵詞：降損節(jié)能改造方案仿真試驗(yàn)可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：TM72

TransformationPlanofLossReductionandEnergyConservationinDistributionNetwork

JIANGXudong

StateGridXuanchengPowerSupplyCompany，Xuancheng，AnhuiProvince，242000China

Abstract：Withtheincreasingpowerdemand，thetransformationofpowerdistributionnetworklossreductionandenergyconservationhasbecomeanimportantissueinthepowerindustry.Inthispaper，theproblemsoflossreductionandenergyconservationindistributionnetworkarestudied，andanewtypeofretrofitschemeisproposed.Basedontheanalysisoftheexistingdistributionnetwork，thekeyfactorsoflossreductionandenergyconservationaredetermined，andvarioustechnical meansareadoptedtorealizethetransformationofthedistributionnetwork.Theresultsshowthattheretrofitschemecansignificantlyreducethelossofdistributionnetworkandimproveenergyefficiency.

KeyWords：Lossreduction;Energyconservation;Transformationplan;Simulationtest;Sustainabledevelopment

近年來(lái)，電力需求持續(xù)增長(zhǎng)，配電網(wǎng)降損和節(jié)能已成為當(dāng)前電力行業(yè)改革的重要課題，傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)存在著電能損耗較大、運(yùn)行效率低下等問(wèn)題，亟須工作人員進(jìn)行改造，才能實(shí)現(xiàn)電力資源的高效利用和節(jié)能減排目標(biāo)。通過(guò)配電網(wǎng)降損和節(jié)能的改造，能提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少停電事故的發(fā)生；優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，減少線路損耗和電壓降落；提高電力供應(yīng)的質(zhì)量和效率，滿足用戶對(duì)高品質(zhì)電力的需求；降低能源消耗和環(huán)境污染，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。基于此，本篇文章旨在探討配電網(wǎng)降損和節(jié)能的改造方案，希望本文能為相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供一些啟示和思路，推動(dòng)配電網(wǎng)降損和節(jié)能的改造工作取得重大突破[1]。

1配電網(wǎng)降損的原因分析

1.1導(dǎo)線電阻損耗

配電網(wǎng)降損是指電能在配電過(guò)程中由于電阻、電感、電容存在而引起的能量損，其中導(dǎo)線電阻是導(dǎo)致配電網(wǎng)降損的主要原因。導(dǎo)線材料選擇是導(dǎo)線電阻損耗的重要因素，導(dǎo)線材料種類有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線兩種常用的選項(xiàng)。銅導(dǎo)線具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和較低的電阻率，在輸電功率較大、距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合中常被選用，相比之下，鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電性能較差，電阻率較高，但其價(jià)格相對(duì)較低，因此在中小型配電系統(tǒng)中較為常見。由于鋁導(dǎo)線的電阻率較高，使用鋁導(dǎo)線傳輸電能時(shí)會(huì)造成較大的電阻損耗。同時(shí)，導(dǎo)線截面積也會(huì)對(duì)導(dǎo)線電阻損耗產(chǎn)生影響，導(dǎo)線截面積越大，其導(dǎo)電能力越強(qiáng)，電阻損耗就越小。因此，在設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的導(dǎo)線截面積，從而減小電阻損耗。且隨著導(dǎo)線截面積不斷增大，導(dǎo)線成本也會(huì)相應(yīng)增加，因此要在經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際需求之間做出權(quán)衡。另外，導(dǎo)線長(zhǎng)度也是影響導(dǎo)線電阻損耗的重要因素，導(dǎo)線電阻正比于其長(zhǎng)度，即導(dǎo)線越長(zhǎng)，電阻損耗就越大。在設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量減少導(dǎo)線的長(zhǎng)度，才能降低電阻損耗。同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，要注意避免過(guò)度彎曲和繞線等操作，從而減小導(dǎo)線長(zhǎng)度和電阻損耗。

1.2變壓器鐵損耗

變壓器是配電網(wǎng)中的重要設(shè)備，其起著將高壓電能轉(zhuǎn)換為低壓電能的作用，但在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生不同程度的鐵損耗，會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)的能量損耗和效率下降。鐵心材料特性直接影響著變壓器的磁導(dǎo)率和磁滯損耗，如果鐵心材料的磁導(dǎo)率較低，會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)在鐵心中的擴(kuò)散速度較慢，從而增加鐵損耗。如果鐵心材料的磁滯損耗較大，在變壓器工作時(shí)磁場(chǎng)變化會(huì)增加鐵心中的磁滯現(xiàn)象，進(jìn)而提高鐵損耗，所以選擇具有高磁導(dǎo)率和低磁滯損耗的優(yōu)質(zhì)鐵心材料是減少鐵損耗的關(guān)鍵點(diǎn)。而壓器的設(shè)計(jì)參數(shù)也會(huì)對(duì)鐵損耗產(chǎn)生影響，變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括變壓器額定功率、額定電壓比、變壓器負(fù)載率等，如果變壓器的額定功率過(guò)小，在實(shí)際運(yùn)行中變壓器負(fù)載率會(huì)持續(xù)升高，從而增加鐵損耗。同樣，如果變壓器的額定電壓比偏離標(biāo)準(zhǔn)值，也會(huì)導(dǎo)致鐵損耗的增加，所以在變壓器設(shè)計(jì)過(guò)程中，要合理選擇變壓器的設(shè)計(jì)參數(shù)，才能減少鐵損耗。另外，變壓器在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，如果變壓器的散熱條件不好，導(dǎo)致熱量無(wú)法有效散發(fā)，會(huì)升高變壓器溫度，進(jìn)而增加鐵損耗。此外，變壓器工作環(huán)境中是否存在較大的電磁干擾也會(huì)對(duì)鐵損耗產(chǎn)生影響，保證變壓器的良好散熱條件是降低鐵損耗的關(guān)鍵。

1.3線路電感損耗

配電網(wǎng)降損是指在電力輸送過(guò)程中，由于各種因素的影響，電能在輸送過(guò)程中會(huì)有不同程度的損耗。導(dǎo)線電阻是電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的阻力，會(huì)引起電能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗，而在交流電系統(tǒng)中還存在著電感現(xiàn)象。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，電流會(huì)在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，同時(shí)這個(gè)磁場(chǎng)也會(huì)影響到導(dǎo)線本身，這種相互作用會(huì)導(dǎo)致電流無(wú)法完全集中在導(dǎo)線內(nèi)部，部分電流會(huì)在空氣中形成環(huán)流，從而產(chǎn)生額外的電感損耗。同時(shí)，根據(jù)安培環(huán)路定理，電感的大小與電流通過(guò)的回路長(zhǎng)度成正比。因此，當(dāng)電流通過(guò)較長(zhǎng)的線路時(shí)，電感損耗會(huì)增加，是因?yàn)檩^長(zhǎng)的線路會(huì)造成較強(qiáng)磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致更多的電流在空氣中產(chǎn)生環(huán)流，無(wú)形中增加電感損耗。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)電流頻率較高時(shí)，電感現(xiàn)象會(huì)更加顯著，主要原因是在高頻率下，電流的變化速度更快，導(dǎo)致磁場(chǎng)變化進(jìn)一步劇烈，電感損耗會(huì)增加。

2配電網(wǎng)節(jié)能降損措施

配電網(wǎng)節(jié)能降損是現(xiàn)代電力系wzIGS3mwfkFq5ApxJLDXfg==統(tǒng)建設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)，為了提高能源利用效率，降低能源消耗，配電網(wǎng)節(jié)能降損措施具有至關(guān)重要的作用。

2.1合理規(guī)劃配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在規(guī)劃配電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)充分考慮負(fù)載特性和用電需求，合理確定變電站、配電變壓器、線路布置。通過(guò)科學(xué)規(guī)劃，避免過(guò)度投資和資源浪費(fèi)，減少電能在輸送過(guò)程中的損耗。還能減少電網(wǎng)負(fù)荷不均衡和電流過(guò)大等問(wèn)題，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。

2.2優(yōu)化線路參數(shù)

傳統(tǒng)配電線路時(shí)常存在線路阻抗大、電壓降低、電能損耗大等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用低阻抗材料和合理的導(dǎo)線截面積，減小線路電阻，降低電壓降低，提高電網(wǎng)輸電效率。同時(shí)，采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，通過(guò)合理調(diào)節(jié)電壓和補(bǔ)償電容器的安裝，減少無(wú)功功率損耗，提高電網(wǎng)功率因數(shù)。

2.3加強(qiáng)配電設(shè)備管理

配電設(shè)備是電能輸送和分配的重要環(huán)節(jié)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著電能損耗和供電質(zhì)量。因此，要加強(qiáng)對(duì)變電站、配電變壓器、開關(guān)設(shè)備等的維護(hù)管理，定期檢查、清洗、及時(shí)更換老化設(shè)備，確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，要采用智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取措施修復(fù)，提高設(shè)備利用率[2]。

3無(wú)功優(yōu)化改造方案研究

3.1功率因素、供電電壓和節(jié)能降損之間的關(guān)系

功率因素是指實(shí)際功率與視在功率之間的比值，它反映了電能的有效利用程度。功率因素的取值范圍在0～1之間，當(dāng)功率因素接近1時(shí)，表示電能的有效利用率高；而功率因素接近0時(shí)，表示電能的有效利用率低。功率因素大小直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性。供電電壓是指電力系統(tǒng)中電源提供給用戶的電壓，通常供電電壓應(yīng)保持穩(wěn)定，才能確保用戶設(shè)備的正常運(yùn)行。如果供電電壓過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，甚至損壞設(shè)備，所以保持合適的供電電壓是非常重要的。節(jié)能降損是指通過(guò)優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行，減少能量損耗的一種方法，節(jié)能降損可通過(guò)提高電氣設(shè)備的功率因素來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)功率因素較低時(shí)，電氣設(shè)備的電流會(huì)增大，從而導(dǎo)致額外的能量損耗。通過(guò)改善功率因素，減少電流的大小，降低能量損耗。此外，合理調(diào)整供電電壓也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損的一種方法。當(dāng)供電電壓過(guò)高時(shí)，電氣設(shè)備的能耗也會(huì)增加，而過(guò)低的供電電壓則會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，保持適宜的供電電壓有助于減少能量損耗[3]。通過(guò)分析系統(tǒng)中不同參數(shù)之間的關(guān)系，探究功率因素、供電電壓高低、節(jié)能降損之間存在的必然關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加功率因素能有效降低有功損耗，增強(qiáng)電壓合格率，保證電力系統(tǒng)能正常運(yùn)行[4]。

3.2無(wú)功優(yōu)化方案研究

在制訂配電臺(tái)區(qū)無(wú)功優(yōu)化方案過(guò)程中，工作人員要詳細(xì)研究一體化設(shè)計(jì)理論，明確主要的功能特征。

（1）功能一體化。集中無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償、臺(tái)區(qū)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、用電信息檢測(cè)、遠(yuǎn)程通信、低電壓治理等功能為一體。

（2）兩低治理一體化。充發(fā)揮無(wú)功補(bǔ)償和低電壓治理綜合控制作用，加強(qiáng)設(shè)備的實(shí)時(shí)收集功能，進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓情況的跟蹤計(jì)算。同時(shí)，工作人員要利用相間平衡、共補(bǔ)、定補(bǔ)等方式，合理控制功率因素所產(chǎn)生的低電壓?jiǎn)栴}。

（3）管控一體化。其是指和配電網(wǎng)調(diào)控分站管控相同結(jié)合，充分發(fā)揮該設(shè)備的遠(yuǎn)程無(wú)線通信功能，幫助工作人員實(shí)時(shí)管理臺(tái)區(qū)信息化程度，能通過(guò)無(wú)線方式將非正常運(yùn)行數(shù)據(jù)、即時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，實(shí)現(xiàn)和配電網(wǎng)調(diào)控分站的信息共享，從而遠(yuǎn)程控制臺(tái)區(qū)設(shè)備[5]。

根據(jù)以往工作人員的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)設(shè)備電壓持續(xù)升高時(shí)，會(huì)影響到低壓補(bǔ)償設(shè)備的容器。為了解決上述問(wèn)題，工作人員需全面分析設(shè)備的核心元件，明確影響容器安全性的主要因素，如電壓、電流、溫度等因素。針對(duì)該種情況，工作人員要選擇高性能的電容器參數(shù)，要求電容器的額定電壓為0.45kV，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的額定電壓0.4kV，讓其能在額定電壓的1.1倍情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)電容器使用環(huán)境溫度提出更高要求，要求其在-25℃～+50℃的范圍內(nèi)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。因此，工作人員在控制器的控制基礎(chǔ)上設(shè)置過(guò)壓保護(hù)措施，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)電壓超過(guò)242V時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)閉鎖，不再投入切電容器。這樣既保證了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，又加強(qiáng)電容器本身的質(zhì)量。

在上述圖片中，補(bǔ)償1區(qū)位變電站集中補(bǔ)償，補(bǔ)償2是中壓側(cè)線路補(bǔ)償，補(bǔ)償3是臺(tái)區(qū)無(wú)功優(yōu)化和協(xié)調(diào)控制設(shè)備，補(bǔ)償為就地補(bǔ)償。

3.3優(yōu)化方案效果檢驗(yàn)

為了準(zhǔn)確判斷無(wú)功優(yōu)化對(duì)低電壓、低功率因素的影響，工作人員選擇合適的試驗(yàn)點(diǎn)，將其負(fù)載率較高、功率因素控制在0.85下，低壓側(cè)三項(xiàng)電壓不平衡度超過(guò)2%。在所有設(shè)備安裝完成后，要利用先進(jìn)遠(yuǎn)程控制設(shè)備，對(duì)比其運(yùn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容，讓設(shè)備每隔1天相互交替運(yùn)行，后臺(tái)監(jiān)控每隔20min記錄一次運(yùn)行數(shù)據(jù)。通過(guò)工作人員進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)用電高峰在8：00、21：00、12：00、17：30這4個(gè)時(shí)間段。結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)得到如下結(jié)論。

（1）當(dāng)功率因素平均值超過(guò)0.95時(shí)，其數(shù)值成功超過(guò)0.983。

（2）如果電壓不平衡度平均值降低到1.15%以下，其最高下降幅度為2.59%。

（3）當(dāng)無(wú)功功率平均補(bǔ)償值為37.4kVA，最高補(bǔ)償值為54kVA。

通過(guò)總結(jié)上述分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)設(shè)備在正式投入運(yùn)行后，有效提升在負(fù)荷高峰時(shí)間段的功率因素，功率因素超過(guò)0.95。且對(duì)供電臺(tái)區(qū)三相電壓不平衡具有明顯的優(yōu)化效果。

4結(jié)語(yǔ)

隨著能源需求不斷增加，進(jìn)一步提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)，配電網(wǎng)降損和節(jié)能的改造成為迫切需要解決的問(wèn)題。本研究旨在探索一種有效的改造方案，以降低能量損耗并實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的分析，發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)降損和節(jié)能的改造方案需要綜合考慮多個(gè)因素。通過(guò)采用高效變壓器、優(yōu)化線路布局、定期維護(hù)和檢測(cè)、引入智能監(jiān)控系統(tǒng)以及推廣可再生能源的方式，能有效降低能量損耗，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。這些措施不僅有助于減少能源浪費(fèi)，還有益于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。因此，建議在配電網(wǎng)改造中廣泛應(yīng)用這些方案，為實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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