高压配电网线损管理及降损措施研究

引言

高压配电网线损是指电流通过导线,以热能的形式散发出的能源损耗,其主要包括有功损耗和无功损耗。有功损耗是指高压线路受自身电网、导电线路电阻、磁场等影响产生的能源损耗。无功损耗是指高压线路受电抗、磁抗、感性电纳等影响产生的能源损耗。产生高压配电网线损的原因主要包括:高压配电网线路规划不佳、高压导线型号选择不正确、运行设备老化、高压配电网设备不配套、传输线路三相不平衡。传统的配电网线损管理、降损措施在中低压环境中得到了广泛应用,但由于高压配电网与中低压配电网存在差异,当高压配电网负载不同时,导致高压配电网线损值不稳定,为此从高压配电网线损管理方式分析、高压配电网降损措施分析两方面进行研究。

1高压配电网线损管理方式

有效的管理方式,科学规划高压配电网,能够较好地避免高压配电网线损的加大。为有效管理高压配电网线损,应从合理优化配电网状态、认真做好高压配电网设备的维护、采用配套设备运行高压配电网、控制好供电线路的电压平衡、加大人才培养5个方面着手。

合理优化配电网状态,合理规划传输线路,正确选择导线型号,保证高压配电网在设计之初具有最低的线损:在此基础上,认真做好配电网设备的维护,避免高压配电网设备老化,主动对配电网变压器进行维护,对不同设备进行检修,避免配电网过载或欠载运行:采用配套设备进行高压配电网运行,避免在高压配电网中出现"小马拉大车"和"大马拉小车"的情况:基于供电线路三相平衡计算,避免电负荷过于集中,平衡供电线路,防止高压配电网线损加大:加强人才队伍建设,提升高压配电网人员的技能,使每一名工作人员具有降线损的基本意识。

2高压配电网降损措施分析

根据当前国内高压配电网线损情况,提出了以下几点较为可行的高压配电网降损措施。

首先在技术方面,由于三相不平衡在配电网中广泛存在,需要对高压配电网的三相不平衡进行计算,鉴于高压配电网的特殊性,采用公式(1）的计算方法进行计算,以便提高计算精度。

式中,U-代表电压幅值:I-代表电流幅值::代表运行功率。

得出高压配电网的三相不平衡结果后,对其配电网回路电流进行计算,简化的高压配电网连接示意图如图1所示。

得出配电网回路电流计算结果,如公式(2）所示:

式中,D代表电路监控电容(m）:7代表电路当前电压(-F）:d代表代表电网长度(-i）。

根据三相不平衡显示的计算结果以及配电网回路电流的计算结果,对配电网损耗进行分摊,促使高压配电网线损最低,其分摊算法如公式(3）所示:

式中,f代表分摊电阻大小(＋Q）:x代表导电网系数。

基于分摊算法的结果,完成了高压匹配电网降损方式的分析。

其次,在高压配电网升压改造工作中,根据高压配电网线损实际情况分析可知,一般情况下,线损程度随电压平方值的升高而降低[4]。当高压配电网升压后,其线路降损量与配电网负荷呈正比,即线损程度随电网负荷的升高而升高。综上所述,要想有效降低配电网线损,应从整体上降低总电能消耗量。该方法应视配电网实际情况而定,如配电变压器的铁损在整个配电网总电能损耗中约占40%～80%,并且与配电网中运行电压的平方呈正比。因此当该种配电网变压器工作时,空载线损将随运行电压的升高而升高。故第一种方法应结合高压配电网实际情况综合调整,不可一概而论。

此外,针对高压配电网结构的优化工作,应以高质量、高效率、稳定供电为前提,可从电网架设、电源点设计、供电导线3方面进行优化。(1）优化电网架设,应根据配电区域范围内各电源点的实际情况,以较为独立的方式进行辐射状接线,可在一定程度上降低配电网线损。(2）优化电源点设计,即合理划分电源点位置,为提升电源点的有效性,可将其设置在负荷中心区域[5]。传统的配电网主干线路多为沿着道路走向架设的单一电缆,忽略了电源点的位置。因此,根据最大限度缩短电源与负荷中心距离的原则,结合经济供电半径、所处环境等方面情况,优化电源点的设计,降低配电网线损情况。（3）优化供电导线,应根据高压配电网实际运行要求和供电要求,选择导线截面,最大限度降低导线电阻带来的供电线损。在输送电压固定不变的条件下,可选取粗截面的导线,降低线路电阻,实现降低线损的目的。同时可以通过适当加大导线截面面积来降低供电线损,这不仅可以有效地将供电线损降低约30%,还可以将高压配电网的运行时间延长,甚至数十年之2都不需要更换导线。

最后还要考虑变压器运行的经济特性。目前变压器经济运行是降低线损的常用方法,包括双绕组单台变压器优化运行,当单台变压器空载损耗与负载损耗相同时,变压器运行效率最高,线损最弱:双绕组多台变压器优化运行,根据变压器的临界负荷值,确定变压器使用数量及位置。

上述方法均可有效降低高压电网线损,在日常应用中应根据实际施工环境选取恰当的方法,以达到经济最优、电网线损最低的效果。

3结语

本文研究了高压配电网的线损管理及降损措施,从5个方面分析了高压配电网的线损管理方式,并提出了几种有效降损的措施,希望能为高压配电网的线损管理和降损研究提供技术参考。