线损是电力网电能损耗的简称,是供电企业一项重要的技术经济指标,线损管理工作的效果直接影响着供电企业的经济效益。在供电量一定的情况下,减少损失电量,就是增加售电量,是供电企业降低供电成本、增加收入的有效途径。2009年油田供电量3.69亿度,电网总损失0.32亿度,线损率8.9%,如果线损率降低一个百分点即可以节约3690Mwh的电量。可见积极推广应用降损节电技术具有相当可观的经济效益。
1降损的技术措施
通过理论线损计算,找出电网中的薄弱环节,采取相应的技术降损措施,提高电网经济运行效益。下面从电网电压、电源结构、用户功率因数、线路和变压器经济运行、三相负荷不平衡等几方面论述实现的降损技术措施。
1.1电网结构
根据油田负荷发展情况,及时增加电源布点,或进行电力网升压改造工程。由电能损耗计算式可知,线路在输送相同功率的情况下,提高电压等级可以减少线路中的负荷电流,减小电网中电阻的电能损耗。
电力网升压改造的降损节电效果按下面的公式进行计算:
令:R=1;电网升压改造前的额定电压为(KV);电网升压改造后的额定电压为(KV)
则电网升压改造后降低负载损耗的百分率为:
设电压增幅,上式可简化为
由此式得出表1:
(1)35KV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系统电压的10%。注:如供电电压上下偏差同号(均为正或负)时,按较大的偏差绝对值作为衡量依据。
(2)10KV及一下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%。
(3)220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%、-10%。
1.2提高功率因数
假设用户功率(P)不变的条件下,提高用户功率因数,可以减少用户所取用的无功功率Q,也可以减少电网中输送的无功,并直接影响电网的功率损耗。如果将电网的功率因数提高到,则通过下式:
x100%,结合功率三角形得出功率因数与功率损失的关系(表2)。
由上表可以看出:
(1)负荷的功率因数越低,负荷所需要的无功功率越大,电网中输送的无功功率也越大,从而使输送无功功率所造成的线损增大;(2)当功率因数低于0.7时,电网无功功率的超过有功,而其造成的有功损耗亦将显著地超过因输送有功造成的损耗;(3)功率因数的高低,决定了电网中传输无功功率的大小,并直接影响电网的功率损耗。
因此,提高功率因数是一种有效的降低线损的方法。
1.3变压器的经济运行
变压器的经济运行条件是固定损耗和可变损耗相等,根据理论计算变压器在70%额定容量下运行损耗最小,功率因数和效率最高。
目前冀东油田有110KV变电站2台,35KV变电站8台,负荷率平均为17.2%,大部分的变电站轻负荷运行,此外各个油区用户的配电变压器负荷率也比较低。而变压器损耗在配电网线损率占有50%以上。故可以考虑使用“母子变压器组合”来完成变压器的经济运行。
母子变压器即在变电站和配电台区安装两个配电变压器,一台容量较大(母变),一台容量较小(子变),技术要求两台是同系列、同标准、同型号的变压器。
大负荷运行情况下:母变+子变
中负荷运行情况下:母变运行子变热备用
小负荷运行情况下:子变运行母变热备用
由于变压器损耗在线损里占有很大的比例,可以运用节能型变压器—非晶合金变压器。下表是非晶合金变压器和S9系列的变压器的参数比较。
仅以空载损耗1000KVA容量变压器年空载损耗差值计算,若电价单价为1元/KWh,两台变压器仅年空载损耗节约费用12000元;此外,而非晶合金变压器与S9价格差1.5万,保守算法2年节约电能抵消价格差。而变压器寿命20-30年。
节约费用=1.2x(18-28)=21.6万—33.6万元
1.4三相负荷不平衡
三相负荷不平衡会造成三相电压不平衡,不仅影响变压器的经济运行,而且还会使线损增加,影响供电质量。
1.4.1增加配电变压器有功损耗
三相负荷平衡时的功率损耗为:
当三相负荷不平衡时,功率损耗为:
式中:——三相负荷平衡时配变的功率损耗;——三相负荷不平衡时的功率损耗;——配变空载损耗;——配电短路损耗;——配变额定电流;——三相负荷平衡时,配变负荷电流;、、——三相负荷不平衡时,配变各相负荷电流;
假设变压器输出容量相等,则有:
三相负荷不平衡与平衡时配变功率损耗之差为:
把以上两式代入上式整理的出
可见,在配电变压器容量相等的情况下,三相不平衡增加了配电变压器的有功损耗。
1.4.2增加线路损耗
采用三相四线制供电线路,把负荷平均分配到三相,其功率损耗为:
当三相电流不平衡时,有负序分量和零序分量,以平衡时的正序电流为标准,这时的有功功率损失为:
式中:、、、R—正序、负序、零序和等值电阻,并且==R;=/;负序和零序电流的不平衡系数:=/,=/
(注明:电力变压器运行规程规定:配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及分支线首端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%。)
由此可知三相不平衡程度越大,有功功率损耗也就越多,这是因为三相负荷不平衡时,各相的负荷电流不想等,就在相间产生了不平衡电流,这些不平衡电流除了在相线上引起损耗外,还将在中性线上引起损耗,这就增加了总的线损。
所以定期测量配电变三相负荷电流,检查三相负荷不平衡情况,若条件允许,可在配变安装负荷智能控制终端,对负荷情况和电流分布进行不间断监控,根据测量结果调整三相负荷。还可以采用智能分相补偿器,该装置主要配备于系统配电变压器或大用户电力变压器上,对三相无功功率进行分相自动投切。
2降低线损管理措施
定期对电能表、电流互感器、电压互感器定期校验或轮换,即时推广使用新型电能计量装置,检查表计误差或误接线和互感器的倍率正确与否,达到标精确准计量。不定期对线路和电能计量装置附近排查,消灭窃电和违章用电现象。及时更换陈旧老化设备、故障常出设备、绝缘老化线路。
3结语
电网的降损节能不但能够减少油田电费支出,提高效率,而且可以节约资源。因此,公司应该从技术和管理这两个方面积极采取降损措施,以达到最佳的节能降损效果。
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