电网的损耗研究论文

试论电力系统经济运行分析及措施

论文摘要：电网经济运行方式是在保证电网安全运行和供电质量及满足供电需求基础上，通过对比优选变压器及电力线路损耗最小的运行方式，在保证技术安全、经济合理的条件下，充分利用现有的设备、元件，通过相关技术论证，选取最佳运行方式、调整负荷、提高功率因数、调整或更换变压器、电网改造等，在传输相同电量的基础上，以达到减少系统损耗，从而达到降低电网损耗和提高经济效益的目的。 论文关键词：节能措施；分析；变压器损耗 由于电网的损耗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”。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，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。 一、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。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。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，为电网安全供电奠定良好的基础。 （一）电力线损 按经济电流密度优化合理原则可以采用两线路并联运行或增加导线截面积(同时一定程度上增加了电网的成本)。线路负荷重、供电半径过长、线路迂回供电，是造成线路损耗增大原因之一。对此，可采取在线路上增设一条导线，让两条线路并列运行的方式。增大导线截面的同时，也就降低了线路的电阻，从而降低线路的有功损耗。 （二）合理选用变压器容量 农网改造中一些农村用电负荷。其高峰负荷时间较短而轻负荷时间较长，所以应根据农村用电负荷的实际情况合理选择配电变压器的容量，避免“大马拉小车”的现象，以减少变压器的有功功率损耗。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。通过调整变压器的安装地点可以提高电压质量，降低线损，选用节能型变压器淘汰高能耗变压器可使变压器运行中的有功损耗和无功消耗最低 （三）电网类型和结构 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，可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。简化电网电压等级，降低网络损耗。每简化一级，就可减少一级设备，并可减少运行管理和检修工作，以及减少线损。 2、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。对于配变多为民用生活和工厂供电，因存在峰谷负荷相关悬殊，低谷用时间内存在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，如果安装节能自动相数转换开关，就可解决上述问题，从而可有效地降低变压器、线路空载、轻载损耗。 3、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。 4、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。 二、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。 （一）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。 （二）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%。 （三）合理调配变压器的并列与分列的经济运行方式以及变压器运行电压分接头优化选择 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。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。

对如何降低线损率的措施浅释 摘要：降低线损是供电企业提高经济效益的一条重要途径，从线损的构成谈起，找到电能损耗产生的根源，才能采取有效的办法来降低线损率。 关键词：降低 线损率 措施 0 引言 电力网电能损耗(简称线损率) 是国家考核电力部门的一项重要经济技术指标，也是电力系统设计水平、生产技术水平和经营管理水平的综合反映，所以采用和推广新技术、强化线损管理、降低电网损耗，对搞好节能和提高电力企业经济效益具有非常重要的意义。仅以1987 年为例，全国平均线损率，线损电量高达亿kW·h，而同期美国的平均线损率为，日本的平均线损率为6. 0%，西德的平均线损率为。如果我国平均线损率下降2%，每年就可以少损耗电能亿kW·h，相当于一个装机1200MW的发电厂一年的发电量，经济效益非常可观。那么如何降低线损率？这必须从线损的构成谈起，找到电能损耗产生的根源，才能采取有效的办法来降低线损率。 1 线损产生的原因及构成 线损产生的原因 在电力系统中，电能是通过消耗一次能源由发电机转化产生，通过电网输送到千家万户的，在这个过程中，从发电机到电网中的线路、变压器、无功设备、调相及调压设备、绝缘介质、测量、计量设备、保护装置等输送和变换元件要消耗电能，此外，还有一些不明损失如窃电、漏电、表计误差、抄表影响等也将引起线损率的波动。针对以上产生线损率的原因并结合多年来线损管理的经验，降低线损应从技术和管理两方面入手，首先要对线损的构成进行仔细的分析，根据线损产生的具体原因有针对性地制定降损措施，有效地降低线损率。 电能损耗的组成 电能损耗是电能在输电、变电、配电、用电等各个环节中的损耗，它可分为固定损失、变动损失、其它损失三部分。 固定损失 一般不随负荷变动而变化，只要设备带有电压，就要消耗电能，就有损失，与通过设备的功率或电流大小无关，因此，也叫空载损失(铁损) 或基本损失。主要包括变压器、调相机、调压器、电抗器、消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失、电晕损失、电容器和电缆的介质损失、电能表电压线圈的损失等。 变动损失 它是随着负荷的变动而变化的，与电流的平方成正比，因此，也称可变损失或短路损失(铜损)。主要包括变压器、调相机、调压器、电抗器、消弧线圈等设备的铜损，输、配电线路和接户线的铜损，电能表电流线圈的铜损。 其它损失 是指在电能的输、变、配、用过程中的一些不明因素和在供用电过程中的偷、漏、丢、送等造成的损失，习惯称为不明损失或管理损失。 2 引起线损过高的原因分析 技术原因分析 线路损耗过高 ①电网规划不合理，电源点远离负荷中心，长距离输电使损耗升高；或因线路布局不合理，近电远供，迂回供电，供电半径过长等原因使损耗升高；②导线截面过大或过小，线路长期轻载、空载或过负荷运行，不能达到最佳经济运行状态引起损耗升高。③线路老化，缺陷严重，瓷件污秽等原因引起绝缘等级降低，阻抗、泄漏增大，损耗升高。④无功补偿不足或过补偿，致使无功穿越，影响了供电能力，使线路损耗升高。 变电主设备损耗过高①高耗能主变压器不能及时更新改造。②运行方式不科学，致使主变压器不能按经济运行曲线运行，造成主变过负荷运行或轻载运行。③无功补偿容量不足，无功穿越严重，通过线路、变压器传输，造成功率因数低，电压质量差，有功损耗增加。④主设备老化，缺陷不及时消除等原因使介质损耗和瓷瓶、瓷套泄漏增大，导线接头设备线夹接触电阻增大，损耗增加。 配网损耗过高①配电变压器容量与负荷不匹配，造成“大马拉小车”或“小马拉大车”，引起损耗增加。②配电变压器安装位置不在偏离负荷中心。③低压无功补偿不合理，高峰欠补，低谷过补。④电压等级设置不合理。高耗能配电变压器没有及时更换。⑤低压线路三相负荷不平衡，引起中性线电流增大，损耗增加；因低压线路过长引起末段压降过高使损耗增加；接户线过细、过长，破损严重使损耗升高。 计量误差大①电流互感器角误差不符合规定要求，精度不够。二次线截面过小，二次压降过大。②用电负荷小，计量设备容量大，长期轻载或空载计量，使计量误差增大。 管理原因分析①营业工作中抄、核、收管理不到位，漏抄、估抄、漏计、错计现象严重。②内部生活、生产用电无表计计量。③对排灌、供热等季节性供电配变不能及时停运。④计量设备不按周期检修、校验、轮换。⑤用户违章用电、窃电。 3降低线损率的措施 为了保护经营成果，降低线损，提高企业的经济效益，针对造成线损率过高的具体原因，分别从技术和管理两方面制订降损措施。 技术措施 降低线损的技术措施包括需要增加一定投资对电网进行技术改造的措施和不需要增加投资仅需改善电网运行方式的措施。 改善网络中的功率分布我们知道系统功率在环形网络中与电阻成反比分布时，功率损耗为最小，我们称这种功率分布为经济分布。为了降低网络功率损耗，可以采取改变系统运行方式，调整运行参数和负荷率等措施使网络的功率分布接近经济分布，使网络运行更经济，功率损耗为最小。在有功功率合理分配的同时，还应做到无功功率的合理分布。按照就近的原则安排补偿，减少无功远距离输送。增设无功补偿装置，并合理配置，以提高负荷的功率因数，改变无功潮流分布，可以减少有功损耗和电压损耗，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。根据公式δP%=〔1-(cosΦ1/cosΦ2)〕×100%当功率因数由cosΦ1提高到cosΦ2时，则线路中的功率损耗降低率为δP%，可以计算出当功率因数由提高到时线路中的功率损耗可减少。 合理安排运行方式 ①电力系统和电力网的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。在系统有功负荷经济分配的前提下，做到电力网及其设备的经济运行是降低线损的有效措施。而变电站的经济运行主要是确定最佳的变压器运行组合方式和最佳负荷率。对于环网的合理运行方式的确定，到底是合网运行还是开网运行，以及在哪一点开环都是与电网的安全、可靠和经济性有关的问题。从增强供电可靠性和提高供电经济性出发，应当合环运行，但是合环运行会导致继电保护复杂化，从而使可靠性又受影响。而开环运行应根据网损计算结果并考虑安全性和可靠性原则选择最佳解列点。 ②电力网的合理运行电压电力网的运行电压对电力网中的元器件的空载损耗均有影响。一般在35kV及以上供电网络中，提高运行电压1%，可降低损耗左右。要提高电网的电压水平，除了提高发电机出口电压外，主要是搞好全网的无功平衡工作，其中包括提高用户功率因数，采用无功补偿装置等。在无功平衡的前提下调整变压器的分接头也是重要手段。 在6～10kV 农配电网中，由于空载损耗约占总损耗的50%～80%，特别是在深夜时，因负荷低，则空载损耗的比例更大，所以应根据用户对电压偏移的要求，适当降低电压运行。而对于低压电网，其空载损耗很小，宜提高运行电压。所以在电网运行中，大量采用有载调压设备可以在不同的负荷情况下合理地调整电网的运行电压。 ③调整负荷曲线、平衡三项负荷负荷峰谷差大，在供电量相同的情况下损耗大，变压器三相负荷不平衡时，特别是低压网络，既影响变压器的安全运行又增加了线损。对于峰谷差较大的负荷，应采取双回路供电方式。而对三相不平衡的负荷,调整负荷是主要技术手段。三相不平衡在配电线路中经常出现。如果不平衡度大,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。为了减少这方面的损耗,应及时调整三相负荷,应根据各用户的用电规律,合理而有计划地安排用电负荷和用电时间,提高电网负荷率。通过调整三相不平衡电流,减少中线的电流,达到降低线损和安全运行的目的。 变压器的经济运行 据统计，电力网中变压器的损耗占全系统线损总量的30%～60%，降低变压器的损耗是电网降损的重要内容。根据负荷的变化适当调整投入运行的变压器台数，可以减少功率损耗。当负荷小于临界负荷时，减少一台变压器运行较为经济；反之，当负荷大于临界负荷时，并联运行较为经济。一般在变电站内应设计安装两台以上的变压器为改变系统运行方式的技术基础。这样既提高了供电的可靠性，又可以根据负荷合理停用并联运行变压器的台数，降低变压器损耗。同时变压器一般要选用节能型。对于负荷受季节变化影响大的农配电变压器，可以采用子母变压器，可根据不同季节的负荷情况，选择投切容量降低空载损耗。 进行电网改造 由于各种原因导致的电网规划不合理，如送变电容量不足，出现“卡脖子”现象；或电源点远离负荷中心，长距离输电；因线路布局不合理，近电远供，迂回供电，供电半径过长等现象，不但影响了供电的安全和可靠性，还使电网损耗升高。 ①调整不合理的网络结构：进行电网改造，通过架设新的输配电线路，改造旧线路，在考虑电压降、建设投资、机械强度和发热等条件下根据经济电流密度适当加大导线截面，改造迂回线路，消除“卡脖子”现象。制定按期发展建设的电网规划，确保电网安全经济运行。②进行电网升压改造：对电网进行升压改造，简化电压等级和变电层次，减少重复和变电容量，既提高了供电能力，还可以收到很好的降损效果。因为变压器损耗占电网总损耗很大的比例，减少重复的变电容量和采用节能型变压器是一项切实可行的节能措施，具有明显的经济效益。③优化电源分布：电源布置方式不同，电能损失和电压损失会有很大的差异。电源应尽量布置在负荷中心，对负荷密度高，供电范围大的重负荷区，优先考虑两点或多点布置。这样不但有显著的降损节能效益，同时有效地改善了电压质量。④推广应用新技术、新工艺、新设备和新材料：如采用新型节能型变压器，新型合金导线等都会收到显著的节能效果。 管理措施除了通过技术措施降低线损外，加强组织和管理也是降损的重要措施。 健全线损管理体系 线损工作是全员、全过程、全方位的工作，强化线损管理首先要从强化领导体系入手。供电企业应建立健全由主管局长亲自挂帅，生技、调度、计量、营业等部门领导和线损专责人以及各供电所线损专责人参加的三级线损管理网络，并定期召开线损分析例会，重点问题重点分析，专项议题随时讨论，使信息反馈及时、准确，分析研究渠道畅通。形成降损措施迅速落实，快捷、高效的管理体系。 加强线损理论计算和分析 理论线损是线损管理的最基础资料，是分析线损构成，制定技术降损措施的依据，也是衡量线损管理好坏的尺度，所以必须加强线损理论计算，并要认真分析理论线损和实际线损的差距。实际线损与理论线损对比，当实际线损率远大于理论线损率，则说明管理线损过大，应从“偷、漏、差、误”现象和“抄、核、收”不到位现象着手，有针对性地制定管理措施，降低线损。通过线损理论计算和实际分析、线损率的波动情况，及时查找管理方面存在的问题，以及电网结构布局的薄弱环节和不合理之处，制定具体措施，推动线损管理工作的全方位开展。 管理措施 针对以上分析出的这些管理漏洞，应采取以下具体措施如:①完善管理制度，大力开展营业普查，查处违章用电和窃电现象，针对重点用户可加装防窃电的电能表，可根据不同用户和不同用电性质的负荷采用高、低压计量箱，加强计量点的管理。②更换零值、破损的瓷瓶，清扫污秽瓷瓶，适当处理线路通道规定范围内的树木，提高线路绝缘水平。③严格防止和及时纠正电量、电费抄、核、收工作中“估、漏、送”现象，健全用电管理制度，进一步加强营业管理，规范用电市场。④在经济合理的情况下，理论线损中的固定损耗和可变损耗基本相等，当固定损耗大于可变损耗时，则说明该线路处于轻负荷运行状态，未达到经济合理值，结果造成理论线损值和实际线损值都较大，所以应努力增加线路的用电负荷；在负荷没有开发潜力的情况下调整“大马拉小车”的变压器，提高变压器的综合负载率，减少空载损耗。当固定损耗小于可变损耗时，则说明该线路处于超负荷运行状态，也未达到经济合理值，结果也造成理论线损值和实际线损值都较大，所以应增加线路上的无功补偿容量，适当提高负荷的功率因数，减少线路上无功功率的输送量；适当提高线路的实际运行电压；调整改造迂回、“卡脖子”线路；缩短供电半径；调整三相负荷使之尽量平衡；调整变压器，使之容量与用电负荷相匹配。 4 结束语 降低线损是供电企业提高经济效益的一条重要途径，线损管理工作者要将加强管理和技术降损有机地结合起来，即在加强线损管理的同时还要根据本地电网的实际需要，选择合适的技术措施，以取得更高的社会效益和经济效益。