2015年電氣工程師供配電：電力網節(jié)能運營途徑

　　電網節(jié)能運營節(jié)能電力網首先討論了電網的主要損耗，接著分析了采用高壓深入負荷中心的供電方式、合理調整電網運行電壓、改善供電電壓水平，最后研究了提高功率因數和調整負荷、削峰填谷。

　　電網節(jié)能運營節(jié)能電力網

　　一、引言

　　電力是一種使用方便的優(yōu)質二次能源，廣泛應用于國計民生各個領域，當今世界能源的發(fā)展以電力為中心。根據有關資料的估算：從發(fā)電到供電，一直到用電的過程廣義電力系統中的各種電氣設備全部的電能消耗約占發(fā)電量的28%-33%。以2002年我國發(fā)電量計算，對于全國來說一年就有4632億kWh-5458億kWh的電能損耗在運行的電氣設備中，相當于10個中等用電省的用電量之和。這說明節(jié)電潛力非常之大。為保證國民經濟高速穩(wěn)定地發(fā)展，尋求一條不用物資投資，依靠高新技術就能節(jié)電的途徑具有重大意義。電網經濟運行就是不用物資投資取得明顯節(jié)電效果的一項內涵節(jié)電技術。二、電網的主要損耗

　　電網的主要損耗包括變壓器損耗和輸電線路導線損耗。

　　變壓器損耗

　　一般來說，從發(fā)電、供電到用電，需要經過3～5次的變壓過程，其自身會產生較大的有功功率損失和無功功率消耗。變壓器損耗主要由鐵損和銅損組成，變壓器鐵損與電網運行電壓的平方成正比，由于系統運行電壓基本保持穩(wěn)定，因此鐵損的變化很小，稱為不變損耗，用△P0表示;變壓器銅損和繞組中的電流平方成正比，與運行電壓的平方成反比，因此稱為可變損耗，用△PK表示。

　　輸電線路導線損耗

　　由于輸電線路導線電阻的存在，電力傳輸時會造成大量的電能損耗，遠距離高壓電力傳輸線路造成的電能損耗大約占所輸送電能的5%～7%。輸電線路導線的損耗和導線電流的平方成正比，與電網運行電壓的平方成反比，因此輸電線路導線的損耗也是可變損耗，用△PL表示。

　　電網總損耗

　　電網的總損耗△P由變壓器損耗與輸電線路損耗所組成，即電網的總損耗為：

　　P-+△PL

　　因此，電網的節(jié)能降損工作應該從變壓器及輸電線路的經濟運行兩方面去考慮。三、采用高壓深入負荷中心的供電方式

　　對于地方電力網，就是要把35千伏或110Kv的高壓線路的終端深入到企業(yè)及城市負荷中心，以大量縮短10千伏配電線路的長度和減少線路損失。對于中等城市供電，由于生產的發(fā)展，人民生活水平的提高，原有的供電線路負荷增長很快，這就應該采用高壓深入負荷中心供電，以降低能耗。如果城市缺少高壓線路的空中走廊，則可考慮采用高壓電纜，敷設于地下供電。對于車間變電所也同樣應放在負荷集中的地方或者盡可能靠近用電負荷群的地方。如果一個企業(yè)有幾個大的負荷集中點，就相應設幾個總變電所;同樣一個大的車間有幾個負荷集中的地方，也相應設幾個車間變電所。這種將l0千伏電壓深入低壓負荷中心，對于減少低壓線路的電能損失和節(jié)約有色金屬消耗量，更有不可忽視的重要意義。

　　對于企業(yè)用電量不大，或者負荷分散，相距較遠，且無高壓用電設備的工程。電源條件允許時，宜采用35/0.4千伏的直降系統深入負荷中心，經變電所直降為低壓用電設備電壓。這種高壓深入負荷中心的直配方式，可以省掉一級中間變壓，從而簡化供配電系統，降低工程造價，并降低電能損耗，提高供電質量。有著顯著的現實意義。四、合理調整電網運行電壓

　　電力系統主要損耗由變壓器損耗和輸電線路導線損耗組成。由于變壓器鐵損△P0在電網運行電壓提高、變壓器分接頭作相應調整后，可接近不變。而變壓器銅損及線路損耗的和△PK+△PL與電網運行電壓的平方成反比，因為這部分損耗在總網損中所占比重較大，所以當電壓提高時，總的網損略有下降。當將原有線路電壓升高1～2級運行，這樣不僅可以避免拆除舊線路，節(jié)省大量資金，減少施工和停電時間，而且電網升壓后，降損效果明顯。如把6kV線路升到l0V運行，可降低功率損耗64%左右，同時線路輸送參量大大增加。此外，實行電壓改造還可以簡化變壓級數，使電網布局更加合理，從而使電網的損耗降到最低。

　　在電網運行時，線路和變壓器等電氣設備的絕緣所允許的最高工作電壓一般不可超過額定電壓的10%。因此，電網運行時，在不超過上述規(guī)定的條件下，應盡量提高電壓運行水平，以降低電能損耗。例如10kV電壓的線路，可以在11kV電壓下運行。5kV電壓的線路可以在38.kV下運行等等?，F這一目的，可以采用無功補償或在變電站調節(jié)變壓器分接頭等手段。六、提高功率因數

　　從前面的公式可知，線損與電力用戶的功率因數的平方成反比，故提高功率因數也是降損的有效措施。這可從兩方面著手：第一，合理選用用電設備的容量，減少用戶的無功功率損耗。正確選用異步電動機和變壓器的容量，提高它們的受載系數，避免“大馬拉小車”現象;限制變壓器和電動機的空載和輕載運行時間，當它們不用時應拉閘利用同步電動機代替異步電動機運行，減少系統無功損耗。第二，裝設并聯補償電容器，減少電網無功輸送量。在用戶或靠近用戶的變電所裝設并聯電容器，就地平衡無功功率，限制無功功率往電網中傳送，這樣可減少電網的無功損耗，同時還可提高有功功率的輸送量。七、調整負荷，削峰填谷

　　在了解供電系統的電能供應情況和各種電能用戶不同的用電規(guī)律的基礎上，有計劃地、合理地安排和組織各類用戶的用電時間。如將大容量的用電設備改在低谷時間用電，以躲過用電的負荷高峰期，或合理安排企業(yè)的上下班時聞，使各用電單位的負荷高峰分散。通過這種方法來降低負荷高峰，填補負荷低谷，使負荷曲線平直，進而達到降低電能損耗的目的。

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