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线路导线!试析10kV配电网的线损管理降损措施

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(国网山西省电力公司晋中供电公司,山西晋中030600)

[摘 要]在供电公司配电网管理体系中,线损率的规划设计与计算是相当关键的,它不仅是衡量供电电量损失大小的主要指标,而且一定程度上体现了企业配电网的经营管理水平.在当今崇尚节约型社会建设的大背景下,文章针对10kV配电网的线损管理优化展开讨论,探讨线损的计算过程,并提出降低线损率的技术措施和管理措施.

[关键词]线损管理;线损率;10kV配电网;优化措施

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.28.093

线损的计算分析决定了线损管理的质量,它代表了供电公司配电网输配电过程中所产生的有功功率与电能损失.从常规技术眼光来看,线损是包括自然线损与管理线损的,它们都是线损管理的主要对象.

1线损的分类与计算

1.1线损分类

自然线损是指在输配电能过程中所不可避免的材料及电能损耗,而管理线损则包括了偷电、漏电和人工操作所带来的误差,二者应该区分来看.如下表所示.

1.2线损计算

如若实施线损降损管理,就必须根据技术理论对线损进行计算,它也是线损管理工作的核心,对管理工作具有很好的指导性.

在线损计算之前首先要明确线损率,线损率是指线损电量占总供电量的百分比,如上表所示,线损率应该分为理论线损率与实际线损率,它们的计算公式为:

理论线损率=理论线损电量/供电量×100%=(可变损耗+固定损耗)/供电量×100%

实际线损率=实际线损电量/供电量×100%=供电量-售电量/供电量×100%

从10kV配电网的线损计算来看,要掌握它的输配电量大且线路数量多、长度长的特点.因此对它的线损计算要以“等值电阻法”与“K系数电流法”为技术基础来进行计算,它的理论线损计算公式为:

在该计算公式中,i表示电流,R表示电阻,计算出电流、电阻之后就可以利用计算机仿真软件依据时间顺序来实施积分计算,并求得线损损耗.一般来说,供电公司的配电网都是开放式网结构,也就是辐射形电网,所以以10kV辐射形电网为例,如果已知各个支线线路的电流为I1,I2,I3,…,In时,那么该线路的理论线损就应该为[1]:

210kV配电网的降损技术措施

按照供电公司配电网的线路及变压器元件功率损耗,得出以下关系式:

在该关系式中,I代表了配电网中各个元件的电流(A),R表示元件的电阻(Ω),P和Q表示通过各个元件的有功功率(kW),而U则表示元件中配电网的主要电压(kV).所以根据此关系式可以见得,配电网降损的技术措施主要有两点,即降低流过元件的电流和降低电阻.为此,本文提出以下三点线损降损的技术措施.

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2.1网络结构优化

在线损技术管理过程中,十分重视对配电网布局的优化与合理配置,也就是说,要以满足城乡用电户的实际需求为基准,并结合城乡建设整体规划来计算供电线路距离.供电线路距离越短,线损就越小.

就目前的技术发展来看,许多城市正在推广有载调压变压器,这种设备能够根据城市配电网的实际负荷状况来相应调节运行电压,使线损与电压之间保持较为规律的变化关系,它的优化公式为:

在优化公式中,α代表了电压提高后的百分数,如果α提高,线损率就会下降.按照配电网线路输配电容量和输送距离来看,目前的城市配电网是有必要进行升压改造的,即面向用户采用高电压供电的方式.这样做不但能够提高输配电能力、扩大供电半径,也能实现对线损的有效降损.[2]

2.2导线截面优化

导线截面优化的关键在于对经济电流密度的确定.只要配电网线路满足载流量和电压质量的大前提,就可以根据经济电流密度来选择导线截面.通常情况下,线路功率损耗的表达公式为:

因为ΔP和ΔQ分别表示有功损耗和无功损耗,当Z表示10kV配电线路的阻抗时,Z与导线截面、材料与线路长度就会产生关系.从实际应用角度来看,导线截面的半径应该越大越好,因为这样有利于线损降损.不过从材料节约的角度来看,导线截面的半径则偏向于小为最佳.所以综合这两点分析,配电网在确保稳定的输送容量前提下,应该为其提供一个相对稳定的经济电流密度,它的表达公式为:

在公式中,ρ是导线电阻率(Ω/km),τmax是最大负荷损耗时间,β是售电电价(元/k·Wh),b是导线截面与供电线路造价之间的关系指标,μ则表示线路折旧后维修费用的百分比例(%).再根据导线截面S的计算公式:

按照技术经济原则来考虑导线截面的大小,以求达到供电线路线损降损的最优效果,满足线损率与电压质量之间的稳定关系.

2.3配电网络三相负荷优化

在10kV配电网的公用变和用户低压网络中存在相当成分的单相负荷,如果元件各相负荷大小不均匀,就会出现三相负荷不平衡现象,使线损率提高,并在零线上出现额外线损,这对配电线路的电压降增加是相当明显的.如果根据导线电阻R的变化来推算三相负荷平衡线损,则有:

当三相负荷处于不平衡状态,各相电流是会增加的,假设所增加电流为△I,根据此变化推出三相负荷的不平衡经验公式:

由于三相负荷不平衡造成了高线损率,所以在实际的配电线路运行环境中,难以做到配电线路三相负荷的绝对平衡.此时只能要求变压器出口的不平衡度保持在10%以内,且干线与主要分支不平衡度保持在20%以内才能有效降低线路线损.[3]

310kV配电网的降损管理措施

从10kV配电网的降损相关管理规范角度来看,本文主要介绍三点管理措施.

3.1计量管理措施优化

计量管理是降低线损率的主要管理措施,本文认为应该从三点来优化计量管理措施.

第一,优化对计量点的选择.供电公司应该根据客户的用电计量点来合理选择供用电双方的产权分界标准,这样可以有效提升线损率管理效率.

第二、尽量对高压用电户采用高压侧计量,并根据售电变压器的大小来决定高压侧计量指标.

第三,在计量装置的安装方面主要规划为分散装表与集中装表两种,这样做的目的也是便于线损管理并同时防窃电,如果有必要还要实施表箱集中装表模式.另外,要强化对计量装置的实时监测与定期检查,保证计量装置始终处于无窃电事件的安全状态和良好稳定的运行状态中.

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3.2线损理论计算工作优化

加强对配电网配电线路的理论线损计算,并根据实际统计实时进行线损值的比较结果分析,明确每一次线损的构成状况,为线损降损提供多方面理论依据.比如以10kV配电线路的线损计算为例,就应该全面展开基于低压台区理论的线损计算方法,并根据单位分线台区线损数据来考核降损工作.

3.3线损自动化管理措施优化

在智能化时代,面向大客户的配变监测水平一定要实施优化,主要优化现有负荷控制装置下的实时监测水平,并为其制订具有负荷控制智能装置的安装计划,例如基于GPRS的远程抄表功能等,实现在线监控.本文认为,优化远程抄表机制,可以为线路线损提供最快捷精确的实时统计数据,这对于企业降低配电网线损率是相当有利的.[4]

4结论

总之,配电网线损管理是相当复杂且系统的课题,它需要漫长的时间来实现技术方面的丰富化与完善化.本文提出的降损管理方案具有一定的合理性与经济性,非常适合目前城乡电网操作,希望为电力企业减压增效发挥作用.

参考文献:

[1]马立芝.10kV及以下配电网线损管理系统改进研究[D].保定:华北电力大学,2013:38-46.

[2]刘卫华.6~10kV配电网线损管理信息系统的研制[D].长沙:湖南大学,2002:10-12.

[3]张鸿雁.配电网线损分析及降损措施研究[D].北京:华北电力大学,2007:6-19.

[4]段书红.丰南配电网线损分析及降损措施研究[D].保定:华北电力大学,2011:20-22.

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