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10kV以下配电变压器及线路降损节能运行策略

梁大鑫
  
安家(建筑与工程)
2021年45期
南方电网广西电网有限责任公司北海合浦供电局 广西省 北海市 536000

摘要:配电网络中的线损率一直是供电企业用于考量供电经济指标的综合性技术指标,线损率能够反映能源的有效利用,有利于提高供电企业的经济管理水平。10kV配电网络的线损是供电部门关注的重要指标,本文简单分析了10kV及以下配电网络降损节能的基本措施,探讨了配电网络节能降损的相关方法。

关键词:10kV配电变压器;线路损耗;节能运行;

1 造成10kV以下配电变压器及线路损耗的因素

1.1电阻对线路损耗的影响

任何电网都包括或大或小的电阻,如设备电阻和导线电阻,电能在电网分配和传输过程中,其需要克服一定的电阻才可以实现电能的转移,因此在该过程中就会出现电能的损耗,从而导致导电体温度的升高,实现了电能到热能的转换,并以热能的形式散失到大气中或其他介质中,这样一来就产生了电能损耗。电阻损耗一般是随着设备和导线中电流的大小的变化而变化的,因此这部分损失属于可变损耗,是可以控制的。

1.2 磁场对线路损耗的影响

在交流电路中,由于电流的变化会在电气设备中产生一定幅度的磁场,只有这样才能保证电气设备的正常运转。但是该过程中,由于磁场的作用,在电气设备中的铁芯会产生一定程度的涡流和磁滞现象,从而在电气设备中产生损耗,这部分损耗称为励磁损耗,其与设备接入的电网电压频率、等级有关,而与电气设备中的电流大小无关。

1.3变压器三相负荷失衡

对于10kV配电变压器三相负荷失衡的现象,主要是因为变压器三相负荷长时间处于不均衡的状态造成的。如果10kV配电变压器线路在三相负荷失衡的条件下工作,会导致电网产生负序电压,在一定程度上影响了家庭用电设备的安全及电网的供电质量。当10kV配电变压器三相负荷失衡状态下运行时,会导致其线路损失增大,而且是正常状态下工作的3倍。因而在三相负荷失衡的情况下,配电变压器不断变压阶段会损耗大量的电能,同时导致高压侧线路的损耗增大。

2 10kV线路降低线损的技术措施

2.1 10kV配电网要尽量平衡三相负荷

技术研究表明,许多地区的10kV配电网由于技术原因还难以保证三相负荷的平衡,监测数据表明,许多地区10kV线路相电流分配存在一定的误差,最多可达25%以上,由于10kV线路三相负荷存在不平衡,引发三相电流不平衡,在运行中存在大量的线路损耗,严重时线损率会超过10%。10kV线路要解决三相电流不平衡,还要从源头入手,保证10kV配电网规划设计的科学合理,消除传统模式下依据行政区域实施定型设计的方式,全面分析10kV配电网所在区域的特点,结合变配电台区的负荷分布,采用三相就地平衡等相关技术措施,调整变配电台区的相负荷变化,还可以在线路末端附加增压器,借助多种技术措施实现10kV线路的三相负荷平衡,控制三相电流不平衡导致的电能损失,保证变配电台区的供电能力,实现降低电能损失的目的。

2.2 10kV线路要实现经济截面

由于10kV线路的特点是电力负荷较为分散,并且存在多个种类,在对线路进行规划设计与技术升级改造时,要结合《架空配电线路设计规范2007》的技术要求,控制10kV架空线路的供电半径,以保证线路运行于经济运行范围内。依据规范,10kV的覆盖范围温度的变化要小于15K,以确保线路截面具有良好的经济运行特性。10kV线路要实施技术升级改造时,要分析10kV配电网的电力负荷,结合分布情况与环境因素。设计方案要依据小容量、多布点、短半径的方式,保证供电分支网络有合理的负荷。另外设计要选择节能型变压器,保证与经济导线截面的匹配。线路的设置要依据裁弯取直、控制迂回的原则加以改造,10kV线路供电网络的结构要力求简化,以保证10kV线路的供电质量水平,实现10kV线路线损的降低。

2.3 保证10kV配电网中的变压器负荷率

10kV配电网中,配电变压器是实施电能输送与分配的重要设备。10kV配电网中存在较多的变压器,并且整体容量较大,10kV配电变压器存在负荷率较低、峰谷负荷存在很大的距离,因此配电变压器运行时的损耗会占线损的60%。因此,网络的合理优化,可以使10kV配电变压器的负载率处于最佳状态,变压器运行中的电能损耗也会降低,实现节能降损的作用。变压器容量要合理选择,变压器运行方案要优化,要实现经济调度。比如可以采用反馈补偿措施,保证变压器的负荷率,这也是当前10kV配电网节能降耗的主要措施。

2.4 节能型变压器的应用

许多地区10kV配电网已长久运行,供电企业要全面排查辖区内供配电线路的线损情况,结合分析统计数据,对已使用长久,线径小、损耗高的线路应及时对电气设备进行改造更新。借助改造使用经济性高的大截面积导线,选择节能型电气设备,降低10kV线路运行中的电阻与电流泄漏,实现节能降耗的作用。实践表明,变压器S11以上的具有较好的节能效果,其空载损耗与S9、S7等高耗能系列相比可以降低60%以上。所以10kV线路的实施技术升级时,方案设计要结合配电网系统的摸排统计情况,逐步淘汰高耗能配电变压器等,借助改造更换为节能型电气设备,保证10kV线路的电能转换效率,实现节能降耗的作用。

2.5 无功补偿的应用策略

10kV线路变配电台区应用电容自动集中补偿具有优势,还可以结合电力负荷分散的特点采用就地补偿的方式,实现无功补偿,以保证配电网功率因数,保证供电电能的高质量。无功补偿位置的选择要综合考虑,无功补偿方案要灵活、高效,以实现10kV配电网可以获得高效的无功动态补偿,减少线路电能传输中存在的无功总量,线路功率因数与电压水平的改善可以确保配电变压器具有较高的电能转换能力,现降低电能损耗的作用。针对电力负荷发生波动的实际,借无载调压分头等措施,10kV线路的末端低压侧用户可以获得稳定的供电,在负荷峰段提高系统电压以实现降低电阻损耗的作用;在谷期降低电压来降低变压器的空载损耗,实现调度补偿,保证配电网的经济调度运行水平。

3 10kV线路降低线损的管理措施

3.1 建立健全指标管理体系

电企业要借助建立健全管理体系,使整个电网管理要实现统筹协调。线损管理要明确相关部门的职责,以便于落实责任。建议供电企业建立线损管理责任制,由营销部制定线损考核指标,内容要覆盖综合损失指标、电表校验轮换率指标、线损管理指标、电压合格率指标、补偿电容器投运率指标、功率因数指标等。企业内部要层层签订考核责任书,将线损控制指标层层分解,实现分级考核体系,借助层层落实责任制,以明确相关的指标,明确管理任务与标准,使线损管理具有强有力的组织保证。

3.2 线损的动态分析

线损要动态分析,综合分析线损的整体状况,结合10kV线路发现问题,并采用降损措施,实现降损的目的。一般情况下,线损分析要将现实与历史对比分析,分析电能平衡,对比分析实际线损与理论线损,以保证线损可以得到动态控制。

结束语:

10kV配电网络实现降损节能,主要需要降低线损,通过确定合理的电源供电点,选择正确的电力线路,控制供电半径、改造或更换电能计量装置、合理安排负荷分布来减少线损,提高供电经济性。在采取无功补偿、电压高低、供电方式、电网结构等技术措施的同时,还要注意提高配电网络的电网管理,降低管理损耗和线路损耗,提高电网的经济效益。

参考文献

[1]吕长洪. 10kV以下配电变压器及线路降损的节能运行探索[J]. 区域治理, 2020(42):1.

[2]张健, 宋士瞻, 咸日常,等. 配电变压器高压侧无功补偿对经济运行的影响分析[J]. 电工技术, 2021(9):4.

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