探讨电网经济运行的技术措施

电网运行降损措施包括的内容与种类较多,根据各方面经验与理论总结达十方面一百余种节电方法,说明降损范围与措施之多,下面仅从电网经济运行的一些主要方面讨论降损的主要技术措施。

  1 合理进行电网改造,降低电能损耗

  由于各种原因电网送变电容量不足,出现“卡脖子”、供电半径过长等。这些问题不但影响了供电的安全和质量,而且也影响着线损。电力网改造是一次机遇,要抓住城农网改造,认真彻底地改善不合理的布局与设备。要充分利用在现有电网的改造基础上,提高电网供电容量和保证供电质量的前提下,运用优化定量技术降低城乡电网的线损,如老旧变压器淘汰中要劣中汰劣,新型变压器选型中要优中选优,既要根据城网和农网负载分布的特点,调整变压器运行位置与供电线路实现优化组合,又要根据电网中变压器与供电线路的分布状况,优化负载经济分配和电网经济运行方式。总之,由于电力行业是技术密集型行业,在城乡电网改造中应贯彻“科教兴电”的方针,依靠科技进步和推广以计算机应用为主要内容的先进技术,提高电网安全经济供电的管理水平。在城乡电网建设和改造过程中要优化调整城乡电网的电力结构和提高电网结构中的技术含量。把电网建成“安全经济型电网”,为电网安全供电奠定良好的基础。在电网运行中最大限度地降低电网的线损,为缩小与发达国家电网线损的差距做出贡献。

  由于电网的线损主要是由变压器损耗与电力线路损耗所组成,所以电网改造的节电降耗,也就是对电网中的所有变压器和电力线路进行择优选择和优化组合,组建成“安全经济型电网”。因此,应重点从以下几方面考虑:

  (1)调整不合理的网络结构。

  合理设计、改善电网的布局和结构,避免或减少城农网线路的交错、重叠和迂回供电,减少供电半径太大的现象。

  (2)采用子母变压器,合理选用变压器容量。避免“大马拉小车”现象。城农网改造应注意合理分配变压器台数与容载比,一般负荷在65%~75%时效益最高,30%以下算“大马拉小车”。可根据负载波动及对季节性波动的负载,选择二台容量不等变压器经济运行,即子母变压器,以满足不季节不同时间农网对电量的需求。

  (3)配变的安装地点应合理、经济。

  针对配变单端供电情况,应适当将配变安装在负荷中心处,这样可使低压线路由一路输出变为几路输出,从而提高电压质量,降低了低压线损。

  (4)农网应积极应用节能装备。

  农网配变多为生活、动力及农排混合供电,因而存在有峰谷负荷相关悬殊,低谷用时间内配变二次电压升高以及配变的实际电能转换效率低的问题,而如果安装使用了配变节能自动相数转换开关,就可以解决上述问题,从而有效地降低了变压器、线路的空载、轻载损耗。

  (5)按经济电流密度优化合理选择电力线路导线截面。

  导线选择应按经济电流密度优化合理选择并考虑留有一定发展的余度,这样既可以降低线路损耗又可以减少重复投资。

  (6) 简化电网的电压等级,降低网络损耗。

  电压如能简化一级,这样可减少一级设备,减少运行管理和检修工作,减少线损。城市负荷中心应尽量用高压引入,可以缩短配电线路的供电距离,如具备经济技术条件应对线路升压改造,根据线路输送容量和输送距离,以及发展要求合理选择升压方案,而且升压投资回收率较快,因此适当考虑升压供电是可行的。

  (7)选用节能型变压器,淘汰高能耗变压器。

  S9系列变压器为目前我国10kV和35kV的电力变压器低损耗产品,对还在使用中的高能耗变压器应利用改造,合理规划,予以淘汰或更新改造。在电网改造设计中对新型变压器的容量选择,不仅应考虑到变压器容量利用率,同时更应考虑到变压器的运行效率。使变压器运行中的有功损耗和无功消耗最低。

  2 合理安排变压器的运行方式,保证变压器经济运行

  变压器经济运行应在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上,充分利用现有设备,通过择优选取变压器最佳运行方式、负载调整的优化、变压器运行位置最佳组合以及改善变压器运行条件等技术措施,从而最大限度地降低变压器的电能损失和提高其电源侧的功率因数,所以变压器经济运行的实质就是变压器节电运行。变压器经济运行节电技术是把变压器经济运行的优化理论及定量化的计算方法与变压器各种实际运行工况密切结合的一项应用技术,该项节电技术不用投资,在某些情况下还能节约投资(节约电容器投资和减少变压器投资)。所以,变压器经济运行节电技术属于知识经济范畴,是向智力挖潜、向管理挖潜实施内涵节电的一种科学方法。

  (1)合理计算变压器经济负载系数,使变压器处于最佳的经济运行区。

  变压器并非在额定时最经济,当负荷的铜损和铁损相等时才最经济,即效率最高。两台以上主变压器的变电所应绘出主变压器经济运行曲线,确定其经济运行区域,负荷小于临界负荷时,一台运行。负荷大于临界负荷时两台运行。

  (2)平衡变压器三相负荷,降低变压器损耗。

  变压器不平衡度越大,损耗也越大,因此,一般要求电力变压器低压电流的不平衡度不得超过10%,低压干线及主变支线始端的电流不平衡度不得超过20%。

  (3)合理调配变压器的并列与分列的经济运行方式。

  按备用变、负载变化规律、台数组合等因素,优先考虑技术特性优及并、分列经济的变压器运行方式。

  (4)变压器运行电压分接头优化选择。

  在满足变压器负载侧电压需要的前提下,用定量计算方法,按电源侧电压的高低和按工况负载的大小,对变压器运行电压分接头进行优化选择,从而降低变压器损耗,提高其运行效率。

  (5)合理考虑变压器的特殊经济运行方式,降低损耗。

  变压器由于使用范围较广,根据不同的运行方式与电网结构,需要考虑一些特殊的运行方式,以达到经济运行。如三绕组与双绕组并列、两侧并列与另一侧分列及负载有备用电源等等不同的组合运行方式,达到最佳的经济运行。

  (6)根据不同用户,采用一些特种变压器。

  由于供电系统的用户范围广大,对一些特殊用户要考虑特殊的供电方式才能使投入的变压器达到最佳的经济运行状态。如单相变、电炉变、调压变、专用变等,以满足专一用户而不影响其他用户的经济运行。

  3 合理调节配网运行方式使其经济运行

  电力系统的经济运行主要是确定机组的最佳组合和经济地分配负荷。电网要考虑的是全系统的经济性,是在保证区域电网(110kV以上)和地区电网(110kV以下的城区网、农网和企业网)的安全运行和保证供电质量的基础上,充分利用电网中现有输(配)变电设备,在系统有功负荷经济分配的前提下,做到配电网及其设备的经济运行是降低线损的有效措施。(1)合理调整配电线路的联络方式。

  配电线路应该采取最佳运行方式使其损耗达到最小,如通过互为备用线路、手接手线路、环网线路、并联线路、双回线路等是可以达到的。

  (2)环形供电网络,按经济功率的分布选择网络的断开点。

  对于环形的供电网络,正常需要运行断开,应根据两侧压降基本相等的原则,找到一个经济功率的断开点,使线路的电能损耗最小。

  (3)推广带电作业,减少线路停电时间。

  对双回线路供电的网络,双回线路并列是最经济的,如因检修工作,其中一条线路停电,则由于负荷电流全部通过另一条运行的线路,会使线损大增加,因此要尽量利用带电作业,减少双回线的停电次数与时间。

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  4 合理配置电网的补偿装置合理安排补偿容量

  (1)增装无功补偿设备,提高功率因数。

  对农网线路,合理增设电容器,增强无功补偿,提高功率因数,根据供电网络情况,运用集中补偿和分散补偿相结合的方法,变电所可通过高压柜灵活控制功率因数的变化。

  (2)无功功率的合理分布。

  在有功功率合理分配的同时,应做到无功功率的合理分布。按照就近的原则安排减少无功远距离输送。对各种方式进行线损计算制定合理的补偿方式。

  (3)合理考虑并联补偿电容器的运行。

  过去主要考虑投入电容器能减少变压器和线路损耗,而忽视了电容器的投入会增加电容器的介质损耗,所以应以总损耗最小为基础来计算投切电容器的临界点负载和多组电容器的经济运行区间。

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  5 做到经济调度,有效降低网损

  电网经济调度是以电网安全运行调度为基础,以降低电网线损为目标的调度方式。电网经济调度是属于知识密集和技术密集型领域,是按电网经济运行的科学理论,实施全面电网经济运行的调度方式。

  (1)合理制定电网的运行方式。

  合理调整电网年度、季度运行方式,把各种变电设备和线路有机地组合起来充分挖掘设备的潜力,减少网络损耗,提高供电的可靠性。

  (2)根据电网实际潮流变化及时调整运行方式。

  做好电网的经济调度,根据电网的实际潮流变化,及时合理地调整运行方式,做好无功平衡,改善电压质量,组织定期的负荷实测和理论计算,使电网线损与运行方式密切结合,实现电网运行的最大经济效益。尤其在农网运行中,应合理调度电力负荷,强化用电负荷管理,从而达到配电网络的降损节能。另外,合理调整负荷,提高负荷率及调整三相不平衡电流。在相同的总用电量条件下,负荷率越高,峰谷差越小,则线损越小,因此合理调整负荷,提高负荷率、削峰填谷、适时分、并列及转移负荷有利于降低线损。由于线路负载三相平衡度大,则不仅增加相线和中线上的损耗,同时危及配变的安全运行。必须及时进行设整。

  6 结语

  由于当前绝大部分供、用电单位的变压器及其供电线路都在自然状态下运行。而恰恰又受到某些传统错误观点和习惯性错误作法的影响,再加上不合理的电价制度的制约,导致现在运行的变压器大都不是经济运行方式。同时,我国正处在节能型变压器、冷轧硅钢片变压器和热轧硅钢片变压器的交替时期,因此全面开展变压器经济运行意义重大。 

  变压器及其供电系统经济运行降损的社会效益有:节约资金,即节约电容器的投资和减少变压器的投资;减少电压损耗,提高供电质量,进一步降低线损,改善环境;节约资源,为子孙后代造福。

  由此可见,电网的损耗是可以通过一些有效的措施来减低,使电网达到最优的经济运行,提高社会的经济效益,促进电网运行管理走向定量化、择优化、有序化的现代化管理。因此在电力系统中推广电网经济运行降损措施,其节电潜力巨大,经济效益显著,具有现实意义。