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電力網(wǎng)節(jié)能運(yùn)營途徑的論文
[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(fù)荷中心的供電方式、合理調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)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(fù)荷、削峰填谷。
[論文關(guān)鍵詞]電網(wǎng)節(jié)能運(yùn)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(jì)民生各個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)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(jī)、變壓器、電力線路、電動(dòng)機(jī)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(jì)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(yùn)行的電氣設(shè)備中，相當(dāng)于10個(gè)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(jì)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(jì)運(yùn)行就是不用物資投資取得明顯節(jié)電效果的一項(xiàng)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(huì)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(yùn)行電壓的平方成正比，由于系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行電壓的平方成反比，因此稱為可變損耗，用△PK表示。
�。ǘ┹旊娋�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(shí)會(huì)造成大量的電能損耗，遠(yuǎn)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(yùn)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(jì)運(yùn)行兩方面去考慮。
三、采用高壓深入負(fù)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(fù)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(fù)荷增長很快，這就應(yīng)該采用高壓深入負(fù)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(fù)荷集中的地方或者盡可能靠近用電負(fù)荷群的地方。如果一個(gè)企業(yè)有幾個(gè)大的負(fù)荷集中點(diǎn)，就相應(yīng)設(shè)幾個(gè)總變電所；同樣一個(gè)大的車間有幾個(gè)負(fù)荷集中的地方，也相應(yīng)設(shè)幾個(gè)車間變電所。這種將l0千伏電壓深入低壓負(fù)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(fù)荷分散，相距較遠(yuǎn)，且無高壓用電設(shè)備的工程。電源條件允許時(shí)，宜采用35/0.4千伏的直降系統(tǒng)深入負(fù)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(fù)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(jià)，并降低電能損耗，提高供電質(zhì)量。有著顯著的現(xiàn)實(shí)意義。
四、合理調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)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(yùn)行電壓的平方成反比，因?yàn)檫@部分損耗在總網(wǎng)損中所占比重較大，所以當(dāng)電壓提高時(shí)，總的網(wǎng)損略有下降。當(dāng)(可變損耗△PK+△PL占電網(wǎng)總損耗△P的比例大于50％時(shí)，適當(dāng)提高電網(wǎng)運(yùn)行電壓可明顯降低電網(wǎng)損耗。在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中，由于變壓器供電負(fù)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(dāng)提高電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)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(jì)算，若線路運(yùn)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(shí)行電網(wǎng)升壓改造，即利用原有線路的設(shè)備(條件允許時(shí))將原有線路電壓升高1～2級運(yùn)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(shí)間，而且電網(wǎng)升壓后，降損效果明顯。如把6kV線路升到l0V運(yùn)行，可降低功率損耗64％左右，同時(shí)線路輸送參量大大增加。此外，實(shí)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(jì)，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(yùn)行時(shí)，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(yùn)行時(shí)，在不超過上述規(guī)定的條件下，應(yīng)盡量提高電壓運(yùn)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(yùn)行。5kV電壓的線路可以在38.kV下運(yùn)行等等�，F(xiàn)這一目的，可以采用無功補(bǔ)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的空載和輕載運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)它們不用時(shí)應(yīng)拉閘利用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，減少系統(tǒng)無功損耗。第二，裝設(shè)并聯(lián)補(bǔ)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(shí)還可提高有功功率的輸送量。
七、調(diào)整負(fù)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(jì)劃地、合理地安排和組織各類用戶的用電時(shí)間。如將大容量的用電設(shè)備改在低谷時(shí)間用電，以躲過用電的負(fù)荷高峰期，或合理安排企業(yè)的上下班時(shí)聞，使各用電單位的負(fù)荷高峰分散。通過這種方法來降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷，使負(fù)荷曲線平直，進(jìn)而達(dá)到降低電能損耗的目的。
參考文獻(xiàn)
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