電力網(wǎng)損耗是全部輸、變、配電設(shè)備損耗的總和,一般稱為線損,線損率又是電網(wǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)一個(gè)重要的綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),它是表征電力系統(tǒng)規(guī)劃水平、生產(chǎn)管理水平和經(jīng)營(yíng)管理水平的一項(xiàng)綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所以如何降低線損率是電力網(wǎng)中重要的研究?jī)?nèi)容之一。
我們知道影響線損的主要技術(shù)因素有1、電阻損耗2、鐵芯損耗3、電暈損耗4、介質(zhì)損耗5、變電站自用電,其中電阻損耗所占比例最大,約為總損耗的70%-75%,鐵芯損耗約為總損耗的20%-25%,其余三項(xiàng)損耗僅站總損耗的1%-3%。
影響線損的綜合技術(shù)因素有系統(tǒng)布局、電壓等級(jí)、無(wú)功補(bǔ)償裝置的安裝和分布、運(yùn)行方式。
綜合以上幾點(diǎn)我們總結(jié)出影響線損的各個(gè)技術(shù)因素有以下幾點(diǎn):
1、技術(shù)因素是決定線損的基礎(chǔ)性因素,這些因素由輸、變、配電設(shè)備和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等硬件構(gòu)成。
2、采用低損耗的輸、變、配電設(shè)備是降低線損的基礎(chǔ)途徑。
3、選擇合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是降低線損的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
4、負(fù)荷端與變電站合理的無(wú)功補(bǔ)償和實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡的水平。
5、準(zhǔn)確完備的電能計(jì)算手段,以及選擇在經(jīng)濟(jì)方式下運(yùn)行,都是降低線損的重要措施。
通過(guò)以上的學(xué)習(xí)我們知道了影響線損的各個(gè)環(huán)節(jié),現(xiàn)在我就石河子電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)提出幾點(diǎn)降低線損的建議。
石河子電網(wǎng)的特點(diǎn)之一:農(nóng)業(yè)負(fù)荷在全網(wǎng)中占有很大的比例,但各大電廠都建在市區(qū)周?chē)?,距離農(nóng)業(yè)負(fù)荷中心比較遠(yuǎn),這種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)決定石河子電網(wǎng)不可避免的要遠(yuǎn)距離大負(fù)荷的輸送電力,這會(huì)產(chǎn)生很大的線路損耗,建議在農(nóng)電負(fù)荷中心建一110KV發(fā)電廠,緩解遠(yuǎn)距離大負(fù)荷輸送電力的情況。
特點(diǎn)之二:雖然石河子電網(wǎng)最高電壓等級(jí)的線路都實(shí)現(xiàn)了大環(huán)套小環(huán)的環(huán)網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu),網(wǎng)架相對(duì)比較牢固,但從潮流分析中可以看出110KV泉下線在夏季負(fù)荷高峰期時(shí)仍然是基本滿載運(yùn)行,而且如果110KV泉下線事故跳閘將會(huì)造成環(huán)網(wǎng)內(nèi)其余線路嚴(yán)重過(guò)載,全網(wǎng)電壓崩潰,損耗加大,而且又是單回線路供電,導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-185,考慮到農(nóng)業(yè)負(fù)荷的不斷增大和110KV泉下線在全網(wǎng)中的重要性建議更換導(dǎo)線型號(hào)并采用雙回路供電,達(dá)到降低線損和增大電網(wǎng)供電可靠性的雙重目的。
特點(diǎn)之三:隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,農(nóng)電中有部分變電站都已達(dá)到滿載或過(guò)載運(yùn)行,造成損耗加大,不利于電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,建議根據(jù)5年-10年內(nèi)變電站負(fù)荷增長(zhǎng)的情況逐步對(duì)主變?cè)鋈?,以滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。
特點(diǎn)四:農(nóng)業(yè)負(fù)荷增加較快,但無(wú)功補(bǔ)償容量不夠,造成供電電壓水平過(guò)低,建議增加足夠無(wú)功補(bǔ)償容量。特點(diǎn)五:農(nóng)業(yè)負(fù)荷的不斷增大,部分35KV農(nóng)電線路的截面過(guò)細(xì),已無(wú)法滿足用戶的需求,建議更換導(dǎo)線達(dá)到降低線損的目的。
下面我將通過(guò)改進(jìn)前后的對(duì)比,來(lái)說(shuō)明改進(jìn)的必要性。
第一:針對(duì)石河子電網(wǎng)農(nóng)業(yè)負(fù)荷距離電廠較遠(yuǎn)這一缺點(diǎn),我們假設(shè)在農(nóng)業(yè)負(fù)荷中心建一裝機(jī)容量為50MW的110KV發(fā)電廠,通過(guò)潮流計(jì)算可知,建電廠后110KV下野地片區(qū)電壓由101KV上升為107.4KV,該片區(qū)所有偏遠(yuǎn)變電站原本不合格的電壓都達(dá)到了合格范圍,而且還有調(diào)整的余地。
全網(wǎng)損耗由40.77+j161.6MVA下降為29.61+j128.29MVA,下降幅度達(dá)到21%。110KV泉下線、110KV鐘下線、110KV東泉線、110KV北泉線輸送的負(fù)荷都有不同幅度的降低,使110KV鐘下線、鐘桃線、北泉線、東泉線、西桃線原來(lái)在夏季最大負(fù)荷情況下其中任意一條線路停電都會(huì)造成全網(wǎng)部分線路嚴(yán)重過(guò)載,損耗加大,電壓崩潰的情況得到改善,大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
第二:將110KV泉下線LGJ-185單回供電線路改為110KV泉下線LGJ-240雙回供電線路,根據(jù)潮流計(jì)算可以看出下野地片區(qū)的電壓由101KV上升為106.3KV ,部分35KV偏遠(yuǎn)地區(qū)的電壓都從34KV提高到37.5KV左右,大大提高了偏遠(yuǎn)地區(qū)的電壓質(zhì)量,全網(wǎng)損耗由40.77+j161.62MVA下降到34.21+j138.83MVA,下降幅度達(dá)到14.18%。
如果110KV泉下線一回線路停電,單回線路仍能保證全網(wǎng)的正常供電。110KV鐘下線、鐘桃線、北泉線、東泉線、西桃線其中任意一條線路停電都會(huì)造成全網(wǎng)部分線路嚴(yán)重過(guò)載,損耗加大,電壓崩潰的情況也得到改善,大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
第三:石河子變電站都是安裝兩臺(tái)主變,這樣當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障、檢修或試驗(yàn)時(shí),另一臺(tái)還可以保持運(yùn)行。而正常情況下如何安排變壓器的運(yùn)行方式,怎樣才能減少運(yùn)行變壓器的損耗是我們所關(guān)心的問(wèn)題。
這方面的知識(shí)在很多書(shū)中都有研究,通過(guò)學(xué)習(xí)我們知道單臺(tái)雙繞組變壓器運(yùn)行時(shí),當(dāng)負(fù)荷在40%-80%時(shí)運(yùn)行比較經(jīng)濟(jì);功率因數(shù)越高損耗越??;石河子電網(wǎng)中下野地片區(qū)部分變電站都已將近達(dá)到滿載,所以運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì),建議分期進(jìn)行增容。變電站多臺(tái)變壓器如何經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可參閱參考文獻(xiàn)[1]中的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有關(guān)資料,在這就不重復(fù)。
第四:石河子電網(wǎng)近幾年負(fù)荷增長(zhǎng)較快,但如果無(wú)功補(bǔ)償不到位,就會(huì)造成增加無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng),增加發(fā)電機(jī)送出的無(wú)功功率從而減少了發(fā)電機(jī)的有功出力,造成全網(wǎng)功率因數(shù)降低,增加了線路和變壓器中的有功功率損耗和其他電能損耗。所以合理配置無(wú)功功率設(shè)備,提高無(wú)功設(shè)備的運(yùn)行水平,做到無(wú)功分區(qū)、分壓就地平衡對(duì)降低電能損耗非常重要。
下面我將石河子電網(wǎng)在110KV小拐變、110KV沙門(mén)子變和110KV炮臺(tái)變進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償前后做一對(duì)比。
在夏季最大負(fù)荷情況下如110KV小拐變、110KV沙門(mén)子變、110KV炮臺(tái)變的35KV都沒(méi)有進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償或只在110KV沙門(mén)子變的35KV側(cè)接入15Mvar的電容器,都因?yàn)闊o(wú)功補(bǔ)償不足導(dǎo)致大量無(wú)功功率在線路中流通,全網(wǎng)損耗增大,電壓損耗增大,導(dǎo)致全網(wǎng)電壓崩潰。
如在110KV沙門(mén)子變和110KV炮臺(tái)變的35KV側(cè)分別接入15Mvar和10Mvar的電容器作為方案一,在110KV沙門(mén)子變和110KV小拐變的35KV側(cè)分別接入15Mvar和15Mvar的電容器作為方案二,在110KV小拐變、110KV沙門(mén)子變和110KV炮臺(tái)變的35KV側(cè)分別接入15Mvar、15 Mvar和10Mvar的電容器作為方案三,將三個(gè)方案進(jìn)行潮流分析結(jié)果如下表。
經(jīng)過(guò)比較可以清楚的看出無(wú)功補(bǔ)償對(duì)降低線損的重要性。
降低線損的方法有很多,針對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不同,所用的最有效的方法也不同,這需要我們要很好的熟悉本網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從中找尋更行之有效的方法。
石河子電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
(編自《電氣技術(shù)》,原文標(biāo)題為“降低石河子電網(wǎng)線損的幾點(diǎn)建議”,作者為張宗芳。)