供电节能新技术
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第一节 线损与线损管理

一、线损

1.线损的概念

供电企业的任务是将电能从发电厂输送到各工业、农业、居民等电力、照明用户去使用。电能是通过各级升压变压器、各级输电线路、各级降压变压器来输送的。目前,在我国较多的通过六级变压输送,才能将电能从发电厂(站)输送到四面八方去消费。六级变压都是电能和磁能相互转化,这两种形式能量的转换效率是很高的,但还是有电能损失,且服从能量守恒定律,此外,还有电阻中的能损和供电企业管理不善所造成的各种能量损失。在输送和分配(变压)电能过程中,电力网中各个元件所产生的功率损失和电能损失以及其他损失,统称为线路损失(供电损失),简称线损。

发电厂发出来的电能,通过输变电和配电设备供给用户使用。电能在电力网输送、变压、配电的各个环节中,有一部分损耗,主要表现在电网元件如导线、变压器、开关设备、用电设备发热,电能变成热能散发在周围空气中。另外还有管理方面的因素造成的电能流失,等等。线损是电能在电力网传送、分配过程中客观存在的物理现象。

2.线损产生的原因

电能在传输过程中产生线损的原因有以下几方面(图1 2)。

(1)电阻作用。线路的导线、变压器、电动机的绕组都是铜或者铝材料的导

体,当电流通过时,对电流呈现一种阻力,此阻力称为导体的电阻。电能在电力网传输中,必须克服导体的电阻,从而产生了电能损耗,这一损耗表现为导体发热。由于这种损耗是由导体的电阻引起的,所以称为电阻损耗,它与电流的平方成正比,用Q=I2R表示。变压器、电动机等绕组中的损耗,又习惯称之为铜损。

图1 2 线损示意图

(2)磁场作用。变压器需要建立并维持交变磁场,才能升压或降压。电动机需要建立并维持旋转磁场,才能运转而带动生产机械做

功。电流在电气设备中建立磁场的过程,就是电磁转换过程。在这一过程中,由于交变磁场的作用,在电气设备的铁芯中产生了磁滞和涡流,使铁芯发热,从而产生了电能损耗。由于这种损耗是在电磁转换过程中产生的,所以称之为励磁损耗,它造成铁芯发热,通常又称之为铁损。

(3)管理方面的原因。由于供用电管理部门和有关人员管理不够严格,出现漏洞,造成用户违章用电和窃电,电网元件漏电,电能计量装置误差以及抄表人员漏抄、错抄等而引起的电能损失。由于这种损耗无一定规律,又不易测算,故称为不明损耗。不明损耗是供电企业营业过程中产生的,所以又称为营业损耗。

3.线损分类

在电力网传输分配过程中产生的有功功率损失和电能损失统称为线路损失。线损的种类可分为统计线损、理论线损、管理线损、经济线损和定额线损等

5类。

(1)统计线损。统计线损是根据电能表指数计算出来的,是供电量与售电量的差值。其线损率计算公式为

线损率=[(供电量-售电量)/供电量]×100%

(2)理论线损。理论线损是根据供电设备的参数和电力网当时的运行方式及潮流分布以及负荷情况,由理论计算得出的线损。

(3)管理线损。管理线损是由于管理方面的因素而产生的损耗电量,它等于统计线损(实际线损)与理论线损的差值。

(4)经济线损。经济线损是对于设备状况固定的线路,理论线损并非为一固定的数值,而是随着供电负荷大小变化而变化的,实际上存在一个最低的线损2

率,这个最低的线损率称为经济线损,相应的电流称为经济电流。

(5)定额线损。定额线损也称线损指标,是指根据电力网实际线损,结合下一考核期内电网结构,负荷潮流情况以及降损措施安排情况,经过测算,上级批准的线损指标。

二、线损率

1.线损率(线路损失率)

线损电量包括从发电厂主变压器一次侧(不包括厂用电)至用户电能表上的所有电能损失。线损电量不能直接计量,它是用供电量与售电量相减计算出来的。线损电量占供电量的百分比称为线路损失率,简称线损率。线损率用来考核电力系统运行的经济性。

2.线损率计算公式

线损率=(线损电量/供电量)×100%=(供电量-售电量)/供电量×100%

=(1-售电量/供电量)×100%

或者

线损率=(购电量-售电量)/购电量×100%(购电量由统一核算

电厂上网电量、购独立电厂电量、自其他电网净受入电量构成)

线损率主要考核实际完成比计划目标降低情况,并以线损率同比降低值辅助考核。

3.降低线损率的措施

由于供电线损率是体现供电企业生产技术水平和经营管理水平的一项综合性技术经济指标,它将直接反映供电企业的专业技术和管理水平。因此提高供电企业的经济效益,首要任务是想方设法降低供电线损率。

在实际工作中,可采取以下措施降低线损率:

确定负荷中心的最佳位置,减少或避免超供电半径供电的现象。农网线路供电半径的一般要求是:400V线路不大于0.5km,10kV线路不大于15km,35kV线路不大于40km,110kV线路不大于150km。

提高负荷功率因数,尽量使无功就地平衡。电力系统向负荷供电的电压是随着线路输送的有功和无功功率变化而变化的,当线路所输送的有功功率和始端电压不变时,如输送的无功功率越多,线路的电压损失就越大,线损率就越高;当功率因数提高以后,负荷向系统吸取的无功功率就要减少,线路的电压损失也相应减少,线损率就会降低。

根据负荷变化,适时调整输配电变压器的台数和容量,以提高变压器的利用率。

按经济电流的密度选择供电线路的截面面积。选择导线既要考虑经济性,又要考虑安全性。导线截面偏大,线损就偏小,但会增加线路投资;导线截面偏小,线损就偏大,满足不了当今发展的供电需要,而且安全系数也小。在实际工作中,最好的办法就是按导线的经济电流密度来选择导线的截面面积。

三、管理线损

管理线损主要是由于管理原因造成的电量损失。其中供电方的管理原因是主要的,但也包括了用户的原因和其他一些因素,如电能计量装置的误差,营销工作中漏抄、错抄、估抄、漏计、错算及倍率搞错等,用户违章用电及窃电。还有一种原因,比如一些有效的技术降损措施(尤其是经济运行措施)应该同时也可以通过管理来实现,而我们没有去做、没有去管,这些能减少而没有减少的损失也可以算作是管理线损。

四、线损四分管理

线损四分管理是指对所管辖电网采取包括分压、分区、分线和分台区的线损管理在内的综合降损管理方式。事实上所谓的四分管理,主要就是按四种统计方法统计线损率并进行分析,见图1 3。

图1 3 线损四分管理示意图

分压管理顾名思义,就是按电压等级统计分析线损率。例如某公司有4个电压等级,即110kV、35kV、10kV和0.4kV;分区管理主要按行政区域进行划分,如某公司已有现成的15个供电所,即分成15个区进行管理;分线管理主要针对10kV公用线路的管理,如某公司现有10kV公用线路62条,就按62条进行分线管理;分台区管理针对公用

配变管理,如某公司现有公用配变900多台,就按公共配变台数进行管理(配变即配电变压器)。