直流高壓發(fā)生器生產(chǎn)商談如何降低配電網(wǎng)的線損
1降低線損的措施
1.1 進(jìn)行有效監(jiān)督考核，確保三相負(fù)荷的平衡
調(diào)整三相負(fù)載使之平衡，這是不要增加投資的降損措施。把單相用戶均衡地接在A、B、C三相上，減少中性線電流，降低損耗的目的便可達(dá)到。同時(shí)，為確保效果明顯，要注意減少單相負(fù)載接戶線的總長度，為了防止事故性“相偏”，也可以裝設(shè)三相斷相保護(hù)器，當(dāng)任一相斷電時(shí)，能立即切斷電源以消除三相不平衡。目前，農(nóng)電管理已實(shí)現(xiàn)“四到戶”管理，我們應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢，加強(qiáng)對(duì)三相負(fù)荷的均衡分配管理。為強(qiáng)化這方面的管理，墾利縣公司已實(shí)行了單相指標(biāo)考核管理等措施，收到了良好效果，2005年低壓線損率為10.39%，比2004年降低了1.5個(gè)百分點(diǎn)。所謂單項(xiàng)指標(biāo)考核就是將臺(tái)區(qū)低壓線損指標(biāo)、三相不平衡率指標(biāo)等作為月度、季度監(jiān)督檢查和考核內(nèi)容，實(shí)行公司對(duì)所、所對(duì)組、組對(duì)臺(tái)區(qū)管理責(zé)任人的量化考核，提高了各級(jí)人員的責(zé)任心，達(dá)到預(yù)期指標(biāo)水平。
1.2 加強(qiáng)高壓配電線路補(bǔ)償和管理措施
通過功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)等措施，提高大用戶自動(dòng)投切無功設(shè)備的積極性。
完善無功管理辦法，加強(qiáng)監(jiān)督檢查，減少用戶向網(wǎng)上輸送無功。
采取線路集中或分段補(bǔ)償措施。由于線路損耗增加主要是無功導(dǎo)致線路電流增大的結(jié)果，所以在補(bǔ)償時(shí)應(yīng)盡可能靠近負(fù)荷中心。線路上的負(fù)荷并不是集中在一點(diǎn)，因此我們宜采取分段梯級(jí)補(bǔ)償。補(bǔ)償容量的確定一般應(yīng)按照電容補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化運(yùn)行方式進(jìn)行選擇和校驗(yàn)修正。對(duì)于配電網(wǎng)來說，補(bǔ)償前的功率因數(shù)
cosφ1= P/(P2 + Q2)1/2
補(bǔ)償后的功率因數(shù)
cosφ2 = P/(P2 + (Q - QC2))1/2
式中 P——電網(wǎng)輸送的有功功率，電容補(bǔ)償前后有功
功率是不變化的（kW）；
Q——補(bǔ)償前電網(wǎng)的感性無功功率（kvar）；
QC——補(bǔ)償電容的容量（kvar）。
當(dāng)Q = QC時(shí) ，cosφ2 = 1。
cosφ2 = 1是一種理想狀態(tài)，現(xiàn)實(shí)中，我們?cè)谶M(jìn)行無功優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使補(bǔ)償效果趨向于最優(yōu)。
1.3 采取多種形式進(jìn)行低壓補(bǔ)償
基本有三種常見的方式：在配變低壓側(cè)母線集中安裝電容器進(jìn)行補(bǔ)償；在低壓線路中間點(diǎn)或負(fù)荷集中點(diǎn)集中安裝電容器進(jìn)行補(bǔ)償；對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償（隨機(jī)補(bǔ)償）。
分析農(nóng)村用電規(guī)律可知，一般白天用電少，前半夜高峰，后半夜基本沒有負(fù)荷。
分析三種方式的技術(shù)可行性可知：在配變低壓側(cè)統(tǒng)一進(jìn)行補(bǔ)償，可能后半夜過補(bǔ)償；且該種方式對(duì)低壓降損作用極小。在低壓線路上補(bǔ)償，存在諸多難題，一是安裝在桿上既不方便，又不美觀，其通斷控制用閘刀使用不方便，用小型接觸器要耗電；二是電容器放電問題難解決，可能危及線路工作人員人身安全。對(duì)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償，簡單易行，無功就地平衡，有最佳的降損效果，不過可能會(huì)過補(bǔ)償；對(duì)動(dòng)力用戶有好處，用戶有積極性；對(duì)低壓降損作用大，電工有積極性。
因此應(yīng)首先考慮電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償方式。注意使用隨機(jī)補(bǔ)償既能在動(dòng)力負(fù)荷最大時(shí)投入全部補(bǔ)償設(shè)備，又不過補(bǔ)償。過去一般高速電機(jī)補(bǔ)償電容值Q = 0.3～0.4P（P為電動(dòng)機(jī)有功功率），但此值偏低，應(yīng)采用0.5～0.6P，理由是：農(nóng)村電機(jī)多與農(nóng)副加工機(jī)械配套，負(fù)載偏重；針對(duì)低壓線路（線路電感、用戶日光燈等）進(jìn)行無功補(bǔ)償存在諸多困難，而電機(jī)就地補(bǔ)償容量可選擇大一點(diǎn)，則當(dāng)電機(jī)輕載時(shí)有余量對(duì)線路補(bǔ)償。實(shí)踐也證明取0.5～0.6P，長期運(yùn)行不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成絕緣損害。
盡管隨機(jī)補(bǔ)償是重點(diǎn)考慮的補(bǔ)償方式，但也要注意與其它補(bǔ)償方式的相互配合和互為補(bǔ)充，隨器補(bǔ)償是隨機(jī)補(bǔ)償?shù)牧硪恢匾绞?。但此方式?duì)容量的考慮一定要適當(dāng)，如按高峰負(fù)荷期確定補(bǔ)償值，必然會(huì)在大部分時(shí)間里出現(xiàn)過補(bǔ)償，不僅不能起到降損節(jié)能的作用，還有可能起到相反作用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為隨器補(bǔ)償應(yīng)以配變?nèi)萘康?%～8%選擇電容器容量效果較好，因?yàn)檫@大約相當(dāng)于配電變壓器空載時(shí)的無功功率。農(nóng)村配電變壓器在大部分時(shí)間里屬輕負(fù)荷期，這樣恰好對(duì)空載無功進(jìn)行了就地平衡，而又不因用電谷底時(shí)過補(bǔ)償向網(wǎng)上輸送無功導(dǎo)致負(fù)面作用。這一容量選擇的思路就是：配電變壓器空載無功由隨器補(bǔ)償電容器平衡，而線路或用戶電機(jī)的無功則通過隨機(jī)或分片補(bǔ)償解決，幾種方式相互兼顧，各有側(cè)重。
2 當(dāng)前影響電能損耗的幾個(gè)主要因素
影響線損的幾大因素在不少地方仍存在。現(xiàn)分析如下，并作簡要計(jì)算。
2.1 三相負(fù)荷不平衡引起線損升高
農(nóng)村電網(wǎng)是經(jīng)10/0.4 kV變壓器降壓后，以三相四線制向用戶供電，是三相負(fù)載與單相負(fù)載混合用電的網(wǎng)絡(luò)。在裝接單相用戶時(shí)，供電部門均能將單相負(fù)載均衡地分接在A、B、C三相上。但在農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行中，由于用電戶私自增容，或大功率單相負(fù)載的投入，或單相負(fù)載設(shè)備的用電不同時(shí)性等，均可造成三相負(fù)載不平衡。農(nóng)網(wǎng)若在三相不平衡度較大情況下運(yùn)行，將會(huì)給農(nóng)網(wǎng)帶來以下兩方面的的損耗。
增加線路電能損耗。在三相四線制的供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時(shí)，因存在阻抗，必然產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)農(nóng)網(wǎng)以三相四線制供電時(shí)，不能很好的調(diào)整負(fù)載，造成三相負(fù)載不平衡并不鮮見。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，中性線即有電流通過。這樣，不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路損耗。
當(dāng)電網(wǎng)處于三相負(fù)載不平衡時(shí)，其線路損耗要增加，不利于電網(wǎng)的節(jié)能運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)調(diào)整負(fù)荷。
增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，將會(huì)造成配電變壓器損耗的增加。因?yàn)榕潆娮儔浩鞯墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的。
更何況三相負(fù)荷不平衡，不僅損耗加大而且三相電壓降也不一致，三相電壓不平衡給供用電都帶來不良影響。
2.2 無功補(bǔ)償未普及和補(bǔ)償容量選擇不合適
高壓配電線路補(bǔ)償不夠。 35 kV及以上輸電線路及變電站的無功設(shè)備由電力部門直接調(diào)度，可隨時(shí)保證功率因數(shù)在理想范圍內(nèi)，但在10 kV配電網(wǎng)中，由于電網(wǎng)損耗與客戶無直接利益關(guān)系，所以其對(duì)增加無功設(shè)備或根據(jù)功率因數(shù)自動(dòng)投切無功設(shè)備的自覺性較差，而電力部門既不能做到全面監(jiān)管，又無法直接操作用戶電容器投切，從而導(dǎo)致了功率因數(shù)降低，電能的過多浪費(fèi)。線路損耗情況與功率因數(shù)的關(guān)系如公式1。
當(dāng)電流通過線路時(shí)，其有功功率的損耗為
△P = 3I2R×10-3 或
△P = 3I2R×10-3 或
△P = 3(P/(UCOSφ)2R×10-3=
3(P2 + Q2)R/U2×10-3=
3P2R/U2×1/COS2φ×10-3
式中△P——線路的有功功率損耗（kW）；
I——線路通過的電流（A）；
R——線路每相電阻（Ω）；
P——線路輸送的有功功率（kW）；
Q——線路輸送的無功功率（kvar）；
cosφ——線路負(fù)荷的功率因數(shù)。
由上式可知，有功功率損失和功率因數(shù)平方成反比，提高功率因數(shù)可降低損耗的關(guān)系可用下式表示
△A = (1 - cos2φ1/cos2φ2)×100%
式中 cosφ1——原來的功率因數(shù)；
cosφ2——提高后的功率因數(shù)。
低壓配電補(bǔ)償容量小，即使補(bǔ)償也多有不當(dāng)。有關(guān)資料表明：400 V低壓配電網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗約占電網(wǎng)損耗的50%左右。因此，僅靠電力部門對(duì)高壓輸配電網(wǎng)絡(luò)的無功補(bǔ)償是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中合理實(shí)施無功補(bǔ)償，才能使電網(wǎng)運(yùn)行在最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。
有關(guān)專業(yè)書籍和資料記載了低壓無功補(bǔ)償?shù)慕祿p效果，如表1。
表1 無功補(bǔ)償效果表
當(dāng)前農(nóng)村狀況：一般沒有采取低壓無功補(bǔ)償措施。農(nóng)網(wǎng)改造前，農(nóng)用配變不在電業(yè)部門的“必管范圍”，線損高了收不夠電費(fèi)，農(nóng)村電工就漲價(jià)，農(nóng)網(wǎng)改造中也基本沒有涉及低壓無功補(bǔ)償?shù)墓こ獭２糠峙潆娮兣_(tái)已有的補(bǔ)償設(shè)備也往往因未認(rèn)真研究分析補(bǔ)償效果，而存在著欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償?shù)惹闆r。因此在農(nóng)網(wǎng)改造后的農(nóng)村實(shí)施低壓無功補(bǔ)償將是降低線損，獲取較好效益的最大領(lǐng)域。
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