供電線路與配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

管金超 魏濤濤

摘要：對(duì)于企業(yè)內(nèi)部的電力系統(tǒng)，供電線路和配電變壓器直接關(guān)系到企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。本文探討供電線路與配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況。分析降低供電線路線損、降低配電變壓器能量損耗的措施。

關(guān)鍵詞：供電線路，配電變壓器，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

線損主要是指在輸配電線路中，出現(xiàn)了電能的損耗現(xiàn)象。在供電公司生產(chǎn)電力過(guò)程中，生產(chǎn)成本與電力損耗有著直接的關(guān)聯(lián)。通過(guò)有關(guān)部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，線路損耗有90%的原因是因?yàn)殡娫淳€和配電變壓器的能量損耗導(dǎo)致的。因此，本文的研究重點(diǎn)是介紹如何減少電源線和配電變壓器的損耗問(wèn)題。

一、降低供電損耗的主要方法

1.合理選擇線路的截面

對(duì)于電網(wǎng)設(shè)計(jì)，必須確保導(dǎo)線的截面積能夠達(dá)到規(guī)定要求。通過(guò)相關(guān)公式可知，當(dāng)電流的大小沒(méi)有發(fā)生任何變化時(shí)，線路能量損耗會(huì)和線路電阻之間呈現(xiàn)正比關(guān)系。為了盡可能地將能量損耗降至最低，應(yīng)嘗試降低線路的電阻。而電阻又和導(dǎo)線的橫截面積存在聯(lián)系，隨著橫截面積的不斷擴(kuò)大，電阻會(huì)不斷縮小。但橫截面積不能過(guò)大，一旦超出一定范圍，必然會(huì)使得材料本身的耗費(fèi)量有所增加，也影響線路建設(shè)。線路建設(shè)過(guò)程中，實(shí)際投入的資金成本也會(huì)不斷增加，因此需要確保選擇的導(dǎo)線橫截面積足夠合理。當(dāng)導(dǎo)線的截面積全部確定后，便需要開(kāi)展測(cè)試以及校驗(yàn)的工作。首先，為了確保導(dǎo)線本身可以在一些溫度較高的環(huán)境中正常運(yùn)行，且不會(huì)出現(xiàn)燒毀的情況，需要先對(duì)其發(fā)熱條件展開(kāi)校驗(yàn)。其次，為了確保導(dǎo)線在任何外部條件的影響下都不會(huì)出現(xiàn)拉斷的情況，應(yīng)對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度展開(kāi)校驗(yàn)。最后，為了確保導(dǎo)線的供電電壓能夠達(dá)到規(guī)定水平，工作人員還需要針對(duì)具體損失的情況展開(kāi)校驗(yàn)。

2.采取并線運(yùn)行的方式

基于同一個(gè)電源和同一個(gè)受熱點(diǎn)，可以嘗試增加并列線路數(shù)量的方式確保能量損耗的減少。一般最常見(jiàn)的方式主要分為兩類。（1）在相同電源以及相同受熱點(diǎn)之間繼續(xù)擴(kuò)大原有的等截面;（2）在相同電源以及相同受熱點(diǎn)之間持續(xù)增加不等截面的線路。實(shí)際上，這兩類方式都能夠有效減少能量帶來(lái)的實(shí)際損耗。

二、降低配電變壓器損耗的方法

1.提高變壓器負(fù)載的功率

通過(guò)集中補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)提高變壓器的負(fù)載功率因數(shù)，然而在社會(huì)的快速發(fā)展下，以及隨著用電負(fù)荷的增加，原有的變壓器電容器柜大多用于配電系統(tǒng)。而老式的、手動(dòng)切換方式在容量和分支方面難以滿足社會(huì)需求。在對(duì)變壓器進(jìn)行改造時(shí)，需要把原來(lái)的電容器柜改造成自動(dòng)補(bǔ)償柜，但是由于資金問(wèn)題、低壓配電室面積不足等因素的影響，導(dǎo)致這種改造很難實(shí)現(xiàn)。另外，一些舊電容器柜在使用高峰階段，由于電容量的不足，集中補(bǔ)償方法也很難實(shí)施。但當(dāng)電網(wǎng)用電量較低時(shí)，如果電容器容量不及時(shí)調(diào)整，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象。為了解決上述問(wèn)題，筆者通過(guò)大量的計(jì)算與研究發(fā)現(xiàn)，一些用電量較大的企業(yè)，是可以在大容量的電動(dòng)機(jī)加裝無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鳎⑶铱梢詮膫?cè)面來(lái)調(diào)整集中補(bǔ)償電容器的使用情況。另外，在增加本地?zé)o功補(bǔ)償電容器時(shí)，可以在電動(dòng)機(jī)停止的情況下，將它投入運(yùn)行并自動(dòng)切斷。通過(guò)大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這種提高變壓器負(fù)載功率因數(shù)的方法非常實(shí)用，操作非常簡(jiǎn)單。它可以解決生產(chǎn)補(bǔ)償不足和停機(jī)補(bǔ)償過(guò)多的問(wèn)題。

2.采取并線運(yùn)行的方式

目前，我國(guó)許多地區(qū)均已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用雙臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的模式。當(dāng)線路本身負(fù)載過(guò)高時(shí)，運(yùn)用兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的形式來(lái)供電，可為企業(yè)的正常生產(chǎn)工作創(chuàng)設(shè)優(yōu)良的基礎(chǔ);當(dāng)負(fù)載相對(duì)偏低時(shí)，采用這種形式會(huì)造成大量電能流失。因此，當(dāng)負(fù)載相對(duì)偏低時(shí)，需要采取單臺(tái)變壓器運(yùn)行的模式，變壓器一用一備狀態(tài)，既可以達(dá)到節(jié)能的目的，又可以保證供電的安全性。

3.更換負(fù)載過(guò)輕的變壓器

如某些地區(qū)的人口分布一直很不均衡，導(dǎo)致某些地區(qū)的電力變壓器在長(zhǎng)期輕負(fù)荷條件下運(yùn)行。這種現(xiàn)象通常稱為大馬車?yán)≤?。在這種情況下，通常無(wú)法發(fā)揮變壓器的真正作用。從某種意義上講屬于浪費(fèi)。變壓器的大馬車?yán)≤嚞F(xiàn)象導(dǎo)致變壓器的容量無(wú)法得到有效合理的利用，在一定程度上增加了變壓器的能量損失。

4.選擇正確的安裝位置

對(duì)于變壓器，安裝位置也是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)條件。如果出現(xiàn)了安裝不到位的情況，很容易導(dǎo)致低壓側(cè)供電半徑過(guò)長(zhǎng)的情況出現(xiàn)，從而造成電網(wǎng)本身的損耗大幅度增加。安裝變壓器時(shí)，一般最合適的位置就是電網(wǎng)負(fù)荷的正中心。

5.無(wú)功就地補(bǔ)償

無(wú)功就地補(bǔ)償也是提高配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一大方法，該方法也相對(duì)更加適合目前的供電線路、電力系統(tǒng)，是一種先進(jìn)、合理的模式，能夠在某種程度上通過(guò)就地補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)供電線路與變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。將容量相當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電容器安裝于配變低壓母線，通過(guò)這種方式能夠更好地平衡低壓電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷，從而達(dá)到無(wú)功就地平衡的目標(biāo)，控制一級(jí)電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷，最終控制線損，根據(jù)公式（7）可確定結(jié)果。

設(shè)：功率因素初始為0.65，逐漸提升變成0.8，則對(duì)應(yīng)的電能損耗數(shù)值為ΔW%=56%。同時(shí)增加補(bǔ)償電容器，能夠有效控制線損，同時(shí)，能夠提升配變有功負(fù)荷開(kāi)放度。設(shè)：S代表變壓器容量，未獲得補(bǔ)償狀態(tài)下功率因數(shù)為0.7，那么P1=0.7S，那么補(bǔ)償容量則達(dá)到總?cè)萘繑?shù)的百分之十五，也就是意味著變壓器每提升15%的容量，其有功出力則上升20%。

6.選用節(jié)能型變壓器

目前一些偏遠(yuǎn)村莊依然在使用S9以下型號(hào)的高耗能變壓器，這類變壓器從設(shè)計(jì)、材料的選擇、到制造工藝等都有著非常明顯的耗能缺陷。但是隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，變壓器的性能也在不斷提高，為了有效降低我國(guó)變壓器能量的損耗，相關(guān)工作人員應(yīng)該采取有效措施，使用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)調(diào)整變壓器，并選擇S13、SH15及以上型號(hào)的節(jié)能變壓器來(lái)使用。

7. 母變與子變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

通過(guò)設(shè)置母變壓器、子變壓器來(lái)達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)，通常有以下三大經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式：母與子變各自獨(dú)立運(yùn)行，二者同時(shí)投運(yùn)。在這幾類運(yùn)行方式下將出現(xiàn)兩個(gè)臨界負(fù)荷點(diǎn)，其中之一為子變和母變損耗相同的點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)負(fù)荷小于這一臨界值，則適合讓子變單獨(dú)運(yùn)行。其二則是母變、子變同步工作時(shí)線損同步時(shí)的點(diǎn)，如果負(fù)荷大于此臨界負(fù)荷，則適合讓母變、子變同時(shí)工作，達(dá)到控制線損的目的。

結(jié) 論

對(duì)于供電線路和變壓器，二者本身的運(yùn)行質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性效果都會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)巨大的影響。所以，通過(guò)科學(xué)選擇導(dǎo)線截面，調(diào)整變壓器運(yùn)行方式，及時(shí)調(diào)換變壓器，增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)确绞絹?lái)提高配電變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，從而確保供電線路與配電變壓器的高效運(yùn)行，提高其運(yùn)行效率，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介：

管金超（1985-），男，江蘇南京人，高級(jí)工程師。