關(guān)于配電系統(tǒng)負(fù)荷與電壓調(diào)整影響的幾點(diǎn)研究

王霞 路海俠

【摘要】目前，在縣級(jí)供電企業(yè)管轄的農(nóng)村電網(wǎng)線損的構(gòu)成比例中，10kV配電網(wǎng)的損耗約占到總損耗的一半左右，可以看出，抓好10kV配電網(wǎng)的線損管理是供電企業(yè)整個(gè)線損管理工作的重點(diǎn)。而做好10kV配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低10kV線損，保證10kV配電網(wǎng)處于低損耗運(yùn)行的十分重要的一項(xiàng)工作。本文主要闡述了使10kV配電網(wǎng)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域的具體措施，通過“調(diào)荷”和“調(diào)壓”兩種手段，有效降低10kV配電網(wǎng)的線損，從而達(dá)到節(jié)能降損，提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng);經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;調(diào)荷;調(diào)壓

1.引言

在縣級(jí)供電企業(yè)管轄的電網(wǎng)中，10kV配電網(wǎng)的規(guī)模要超過輸電網(wǎng)，10kV線損在綜合線損中所在的比例也相當(dāng)大，10kV配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)完成情況，直接關(guān)系到縣級(jí)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，10kV配電網(wǎng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著十分重大的意義和作用。

所謂10kV配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是指在現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和布局下，一方面要把用電負(fù)荷組織好，調(diào)整的盡量合理，主要是防止長(zhǎng)時(shí)間小負(fù)荷的輕載運(yùn)行，以期線路及設(shè)備在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，所輸送的負(fù)荷也盡量合理;另一方面，通過一定途徑，按季節(jié)調(diào)節(jié)電網(wǎng)運(yùn)行電壓水平，也使其接近或達(dá)到合理值。

電力部門在供用電管理工作中，通過充分、合理地利用“調(diào)荷”和“調(diào)壓”這兩個(gè)途徑，使電網(wǎng)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)“安全、經(jīng)濟(jì)、多供、少損”，提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2.10kV配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的確定和特點(diǎn)

2.1 10kV配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的確定

10kV配電網(wǎng)的損耗由兩部分組成：一是10kV配電網(wǎng)所有配電變壓器鐵芯上的損耗，它與運(yùn)行負(fù)荷無(wú)關(guān)，因此稱固定損耗。二是10kV配電線路和配電變壓器線圈電阻上的損耗，它直接與配電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷相關(guān)。因此稱可變損耗。這樣，10kV配電網(wǎng)的總線損率也是由兩部分組成：固定損耗率和可變損耗率。其中，固定損耗率與線路負(fù)荷電流成反比，可變損耗率與線路負(fù)荷電流成正比。

通過10kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)可以計(jì)算出總線損率、可變損耗率和固定損耗率。當(dāng)可變損耗率等于固定損耗率，即可變損耗所占比重等于固定損耗所占比重時(shí)，10kV配電網(wǎng)處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)，此時(shí)10kV配電網(wǎng)負(fù)荷電流稱之為經(jīng)濟(jì)負(fù)荷電流，10kV配電網(wǎng)的線損率達(dá)到最低值。

當(dāng)10kV線路負(fù)荷電流處于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷電流值的-5%～+15%之間，線損率基本保持在一個(gè)水平，而且接近最低線損率，這個(gè)區(qū)域即為10kV配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。

如果線路上低損耗配變較多、其空載損耗較小、導(dǎo)線截面較大時(shí)，10kV線路負(fù)荷電流可以調(diào)控到經(jīng)濟(jì)負(fù)荷電流值的+20%左右，此時(shí)線損率仍處于接近最低線損率的水平。

2.2 10kV配電網(wǎng)在最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)上的特點(diǎn)

2.2.1 存在一個(gè)線路經(jīng)濟(jì)負(fù)荷電流值、一個(gè)最佳線損率值、一個(gè)配變經(jīng)濟(jì)綜均負(fù)載率;

2.2.2 可變損耗電量等于固定損耗電量，各等于總損耗電量的一半;

2.2.3 可變損耗率等于固定損耗率，各等于總損耗率的一半;

2.2.4 可變損耗所占比重等于固定損耗所在比重，等于總損耗的50%。

3.合理調(diào)整10kV配電網(wǎng)運(yùn)行電壓與降低線損的關(guān)系

在10kVkV配電網(wǎng)總損耗的組成中，10kV配電網(wǎng)的可變損耗與電網(wǎng)運(yùn)行電壓的平方成反比，配電網(wǎng)的固定損耗與電網(wǎng)運(yùn)行電壓的平方成正比。這樣，10kV配電網(wǎng)的總損耗與運(yùn)行電壓的關(guān)系就要看兩部分損耗中哪部分損耗所占的比例大。

據(jù)線損理論計(jì)算和分析的結(jié)果表明，在農(nóng)村配電網(wǎng)中，絕大多數(shù)的配電線路的固定損耗即配電變壓器的空載損耗占總損耗的50%～90%，也就是說，絕大多數(shù)10kV線路是輕載線路，因此，農(nóng)村配電網(wǎng)的總損耗是隨著配電網(wǎng)的運(yùn)行電壓的升高而增大的。根據(jù)這個(gè)客觀特點(diǎn)，為了降低其電能損耗，應(yīng)在滿足安全用電要求的前提下，根據(jù)不同線路、不同季節(jié)，適當(dāng)降低農(nóng)村配電網(wǎng)的運(yùn)行電壓，一般以降低5%為宜，此時(shí)電網(wǎng)中的固定損耗約降低9.75%，而可變損耗升高10.8%。由于農(nóng)村配電網(wǎng)中固定損耗的比重一般都大于可變損耗的比重，總損耗將降低。假設(shè)固定損耗的比重分別為60%、70%、80%時(shí)，總損耗約降低1.53%、3.58%、5.64%。這就是說，對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)，在一定的條件下，降低運(yùn)行電壓，不僅不會(huì)使線損上升，反而會(huì)使線損下降，獲得降損節(jié)能的效益。

當(dāng)然也存在一部分重負(fù)荷線路，即線路的可變損耗比重大于固定損耗比重。這些線路則需要適當(dāng)提高運(yùn)行電壓，才能降低線路的電能損耗。

4.實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的具體措施

4.1 調(diào)整好10kV線路的用電負(fù)荷和用戶的用電時(shí)間

在電網(wǎng)線損理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，首先將每一條10kV線路的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷電流值計(jì)算出來，然后根據(jù)此值將用戶的用電負(fù)荷組織上去，并調(diào)整好，最后進(jìn)行用電負(fù)荷的估算。當(dāng)獲悉實(shí)際用電負(fù)荷電流接近或達(dá)到經(jīng)濟(jì)負(fù)荷電流時(shí)，將線路投入運(yùn)行，并從線路出口電流表觀察實(shí)際用電負(fù)荷，以便健全和完善下次的調(diào)荷工作，以及盡量減少線路的空輕載運(yùn)行時(shí)間或者過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間。

對(duì)于輕負(fù)荷線路，或當(dāng)線路負(fù)荷較小時(shí)，為了避免線路的輕載運(yùn)行，可采取集中供用電時(shí)間的方式。在安排用戶用電時(shí)間內(nèi)，線路投入運(yùn)行對(duì)其供電，其他時(shí)間線路暫時(shí)停運(yùn)。如果這樣的線路有幾條，可采取輪流定時(shí)供電方式。

對(duì)于重負(fù)荷線路，或當(dāng)線路負(fù)荷較大時(shí)，為了避免線路的過負(fù)荷運(yùn)行，可將用戶用電時(shí)間分散安排開，要求各用戶在安排計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)用電，或在線路過負(fù)荷高峰時(shí)，適當(dāng)將次要負(fù)荷壓限一段時(shí)間，等高峰過去后再恢復(fù)供電。

4.2 合理調(diào)整10kV線路的運(yùn)行電壓

在線損理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，首先將每條配電線路的固定損耗在總損耗中所占比重，按不同的用電季節(jié)或不同的用電時(shí)間計(jì)算出來，然后將線路末端用電設(shè)備或器具允許的電壓波動(dòng)范圍調(diào)查清楚，最后，合理確定線路運(yùn)行電壓降低的百分比，并通過下列措施，進(jìn)行調(diào)壓或適當(dāng)降低運(yùn)行電壓。

4.2.1 通過調(diào)節(jié)變電站主變壓器的電壓分接開關(guān)進(jìn)行調(diào)壓，此措施適宜于季節(jié)性的電壓調(diào)整。

4.2.2 通過投切變電站內(nèi)和線路上的補(bǔ)償電容器的容量進(jìn)行調(diào)壓，此措施適應(yīng)較短時(shí)間內(nèi)用電負(fù)荷的變化而進(jìn)行的電壓調(diào)整，如晝夜負(fù)荷變化等。

4.2.3 通過裝用有載調(diào)壓主變壓器和其他調(diào)壓裝置進(jìn)行調(diào)壓。

4.2.4 降低線路的運(yùn)行電壓必須使線路末端的電壓質(zhì)量得到保證。因此，線路末端的電壓波動(dòng)范圍應(yīng)在額定電壓的±7%之間變化。為配合線路調(diào)壓，配電變壓器也要進(jìn)行調(diào)壓，根據(jù)不同用電季節(jié)和用電時(shí)間、不同用電負(fù)荷和設(shè)備，將配電變壓器電壓分接開關(guān)調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置。總之，一定要確保線路末端的電動(dòng)機(jī)、日光燈、電視機(jī)等電器能夠正常啟動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作，不能因電壓質(zhì)量低劣，而發(fā)生燒毀電動(dòng)機(jī)或其它電器的事故。

4.3 調(diào)荷和調(diào)壓相結(jié)合

通過調(diào)荷使線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行涉及調(diào)整、組織用電負(fù)荷工作，此工作較為復(fù)雜。而調(diào)壓，主要是供電單位的工作，較為容易進(jìn)行，因此，應(yīng)優(yōu)先推廣應(yīng)用。但是對(duì)那些固定損耗比重特別大，輸送距離特別長(zhǎng)，電壓水平本來就很低的配電線路，采用降壓運(yùn)行很可能發(fā)生電壓質(zhì)量更加低劣的問題。因此，為了避免調(diào)壓運(yùn)行這種弊端，為更有效地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)此類線路應(yīng)采取調(diào)壓與調(diào)荷相結(jié)合的辦法。

5.結(jié)論

10kV配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是節(jié)能降損的一項(xiàng)十分重要的工作。通過計(jì)算確定10kV配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，合理使用“調(diào)荷”和“調(diào)壓”手段，保證10kV配電網(wǎng)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，可以有效降低10kV配電網(wǎng)的電能損耗，保證供電企業(yè)獲得的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

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