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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:54:20
城市电网降耗探究
杨燕
(南昌供电局，江西南昌330006)
摘要：从城市供电网的网损现状来看，它具有极大的降损空间。采用新型的低耗配电变压器，合理布局输配电线路，采取无功优化等措施，可大大降低网损，并提高供电质量。
关键词：城市电网；网损；低耗变压器；无功优化
1 城市供电现状
近年来，由于城市工业化进程的加快以及居民用电设备大幅度增加，商业工程和城市亮化工程的不断启动等因素，城市供电量呈大幅增长态势。而原有的电力网多采用纵贯式低压配电线路，近两年来供电设备虽不断更新，但改造难度较大，仍有一些陈旧老设备及线路在投运。另一个问题是，供电线路错综复杂，区域性划分不明确。凡此种种，使城市供电不仅可靠性低，而且存在着电能质量差、损耗大等问题。
目前，我国中、小城市的日供电量以百万度计，并正在向千万度计挺进。供电的总损耗率，主要包括线路损耗和配电变压器损耗(铜损、铁损、涡流损耗)这两部分，在10％以上，其中电网损耗在6％以上，变压器损耗约在2.5％左右。从中可以看出，采取有效措施降低供电损耗，具有非常大的潜力和重要意义。
2 降低网损
降低网损主要采取合理布局和优化无功补偿分配这两项措施来实现。
(1)合理布局
首先，和用电负荷侧统计、预测与管理相结合，应以长远的考虑角度为出发点，让低压配电变压器移近负荷中心，尽可能地减少低压线路的长度；对线路进行改造，同时对供电线路的经济电流密度进行计算，采用合理的结线方案来降低线路损耗。
其次，在供电线路合理布局的基础上，供电部门应采取合理的供电运行方式。其中主要是要合理分配低压变压器的负荷分配。统计数据表明，低压变压器的负荷率在60％左右时，其铜耗和铁耗相等，此时变压器的效率最高，满载和低载都是不理想的运行方式。对居民和商业区的供电线路，目前仍以单相供电线路为主。因此，如何合理调度、分配负荷，力求达到低压变压器的三相负载平衡就显得尤为重要，这对变压器损耗和线路损耗皆有关系。
(2)对供电网络采取无功优化方法
众所周知，供电网络(以下以10KV电压等级的供电网络为例)的潮流分布情况及工业用电的无功补偿是影响到网损大小的关键因素。除线路阻抗因素外，无功补偿不足或过量也会引起潮流分布不合理，并恶化电压质量，还会导致网损增大，因此应采取无功优化措施。无功优化的基本依据是“等微增”原理。以图1为例，该图为某城市的10KV网络，假定该线路有n个节点：1，2，…，n。其中第i个节点注入的有功、无功功率分别为Pi,Qi(i=1,2,…，n)。在这n个结点中有M个节点安装了补偿电容器或无功发电设备，其中第j个节点处的无功补偿容量为Qcj(j＝1，2，…，M)。该网络有K条支路，支路编号为L1,L2,…，LK。每条支路(输电线路)的复阻抗是确定的。由此可计算出每条支路的线损。以图2为例，根据支路1的复阻抗和它所传送的潮流，可计算出其消耗的有功功率为：
支路2消耗的有功功率为：
仿此可计算出网络每一条支路的有功损耗，则整个网络中支路的总损耗为：
其中，QC∑为网络的总补偿容量，λ为拉格郎日乘法算子(其为常量，在计算中无需设定)，该联立方程中有M个未知量：QC1、QC2、…、QCM，第一式中包括(M-1)个等式方程，第二式为约束条件方程。总体为定常系数M元一次线性方程组，就不难解出上述的M个未知量QC1、QC2、…、QCM，即计算出每个有补偿电容器的各个节点应安装的容量。在计算结果的基础上实施方案，使网损达到最小值，即可实现运行时最节省能耗状态了。无功优化结果还有助于线路压降损失的减小，提高节点的电压水平，以保证供电质量的提高。3采用新型低耗变压器
目前，在城市供电网络中，已淘汰了高损耗的旧式SJ系列变压器，逐步采用S7、S8、S9系列的低损耗变压器。近年来又发展到采用S11系列、S9系列。S11系列变压器比SL系列变压器空载损耗减小40％以上，短路损耗节省15％以上，节电效果显著。正因为如此，新型的节能变压器在技术上发展迅速，新产品层出不穷，不断有新型变压器问世，应及时跟踪和采用，更新原来设备。
值得指出的是，我国已研制出新型S13系列卷铁式变压器，最近已投入市场。该产品在结构上有突破和创新，达到了高效节能效果。该技术打破了所有变压器三相铁芯平排布置的传统型式，而采用组合三只圆形截面的铁芯框，使磁路完全对称，铁芯无接缝，磁阻大大减小。该结构与传统型并列布置铁芯的变压器相比，空载电流下降达90％左右，空载损耗下降40％左右，负载损耗减小8％左右。据测算，我国每年需求量为9500万KVA，若全部安装该新型变压器，年节电量可达17亿KW.H左右。所以，在城网改造中宜大力推广使用S13系列变压器。另外，非晶合金变压器的空载损耗比S11型变压器还要低70％左右，也是值得注意的节能型产品，若价格能降低到一定程度，也是可推广使用的。4结语
采取无功优化方法、合理布局、科学管理、采用新型的低耗变压器是降低城市供电网络总损耗的有效手段，可达到最大限度地降低网损，并维持电压质量，实现良好的经济效益。江西电力职业技术学院学报
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