電力網(wǎng)節(jié)能運營

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[論文關(guān)鍵詞]電網(wǎng)節(jié)能運營節(jié)能電力網(wǎng)

[論文摘要]首先討論了電網(wǎng)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(diào)整電網(wǎng)運行電壓、改善供電電壓水平，最后研究了提高功率因數(shù)和調(diào)整負荷、削峰填谷。

[論文關(guān)鍵詞]電網(wǎng)節(jié)能運營節(jié)能電力網(wǎng)

一、引言

電力是一種使用方便的優(yōu)質(zhì)二次能源，廣泛應(yīng)用于國計民生各個領(lǐng)域，當今世界能源的發(fā)展以電力為中心。根據(jù)有關(guān)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(tǒng)中的各種電氣設(shè)備(包括發(fā)電機、變壓器、電力線路、電動機等)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kW·h-5458億kW·h的電能損耗在運行的電氣設(shè)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(jīng)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(shù)就能節(jié)電的途徑具有重大意義。電網(wǎng)經(jīng)濟運行就是不用物資投資取得明顯節(jié)電效果的一項內(nèi)涵節(jié)電技術(shù)。

二、電網(wǎng)的主要損耗

電網(wǎng)的主要損耗包括變壓器損耗和輸電線路導(dǎo)線損耗。

（一）變壓器損耗

一般來說，從發(fā)電、供電到用電，需要經(jīng)過3～5次的變壓過程，其自身會產(chǎn)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(wǎng)運行電壓的平方成正比，由于系統(tǒng)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。

（二）輸電線路導(dǎo)線損耗

由于輸電線路導(dǎo)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(dǎo)線的損耗和導(dǎo)線電流的平方成正比，與電網(wǎng)運行電壓的平方成反比，因此輸電線路導(dǎo)線的損耗也是可變損耗，用△PL表示。

（三）電網(wǎng)總損耗

電網(wǎng)的總損耗△P由變壓器損耗與輸電線路損耗所組成，即電網(wǎng)的總損耗為：

P-(△P0+△PK)+△PL(1)

因此，電網(wǎng)的節(jié)能降損工作應(yīng)該從變壓器及輸電線路的經(jīng)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(wǎng)，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(chǎn)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(yīng)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(shè)于地下供電。對于車間變電所也同樣應(yīng)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(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)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(shè)備的工程。電源條件允許時，宜采用35/0.4千伏的直降系統(tǒng)深入負荷中心，經(jīng)變電所直降為低壓用電設(shè)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(tǒng)，降低工程造價，并降低電能損耗，提高供電質(zhì)量。有著顯著的現(xiàn)實意義。

四、合理調(diào)整電網(wǎng)運行電壓

電力系統(tǒng)主要損耗由變壓器損耗和輸電線路導(dǎo)線損耗組成。由于變壓器鐵損△P0在電網(wǎng)運行電壓提高、變壓器分接頭作相應(yīng)調(diào)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(wǎng)運行電壓的平方成反比，因為這部分損耗在總網(wǎng)損中所占比重較大，所以當電壓提高時，總的網(wǎng)損略有下降。當(可變損耗△PK+△PL占電網(wǎng)總損耗△P的比例大于50％時，適當提高電網(wǎng)運行電壓可明顯降低電網(wǎng)損耗。在實際電網(wǎng)運行中，由于變壓器供電負荷較大，電網(wǎng)可變損耗所占比例一般大于50％，因此地調(diào)可以采用適當提高電網(wǎng)運行電壓的方法來降低電網(wǎng)的電能損耗。五、改善供電電壓水平

提高電網(wǎng)運行的電壓水平，是降低電力網(wǎng)電能損耗的措施之一。根據(jù)計算，若線路運行電壓值提高5％，電能損耗可以降低9％，效果是顯著的。所以在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中可實行電網(wǎng)升壓改造，即利用原有線路的設(shè)備(條件允許時)將原有線路電壓升高1～2級運行(如把3kV升到6kV或10kV)，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(wǎng)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(shù)，使電網(wǎng)布局更加合理，從而使電網(wǎng)的損耗降到最低(根據(jù)統(tǒng)計，每經(jīng)一次變壓要消耗1～2％的無功，變壓線數(shù)越多，損耗越大)。

在電網(wǎng)運行時，線路和變壓器等電氣設(shè)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(wǎng)運行時，在不超過上述規(guī)定的條件下，應(yīng)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(xiàn)這一目的，可以采用無功補償或在變電站調(diào)節(jié)變壓器分接頭等手段。

六、提高功率因數(shù)

從前面的公式可知，線損與電力用戶的功率因數(shù)的平方成反比，故提高功率因數(shù)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(shè)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(shù)，避免“大馬拉小車”現(xiàn)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(yīng)拉閘利用同步電動機代替異步電動機運行，減少系統(tǒng)無功損耗。第二，裝設(shè)并聯(lián)補償電容器，減少電網(wǎng)無功輸送量。在用戶或靠近用戶的變電所裝設(shè)并聯(lián)電容器，就地平衡無功功率，限制無功功率往電網(wǎng)中傳送，這樣可減少電網(wǎng)的無功損耗，同時還可提高有功功率的輸送量。

七、調(diào)整負荷，削峰填谷

在了解供電系統(tǒng)的電能供應(yīng)情況和各種電能用戶不同的用電規(guī)律的基礎(chǔ)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(shè)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。

參考文獻

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