电力网节能途径及方法探讨

摘要：节约用电就是研究分析用电过程中电能消耗的规律,采取一些技术措施和管理手段,消除用电不合理和浪费现象,减少电能损耗,提高电力设备的利用率。本文结合工作实际，讨论了电力网中有功功率的最优分配和电网的主要损耗，重点总结了电力网节能的途径及方法。

关键词：电力网 ， 节能 ， 途径 ， 方法

Abstract: to save electricity, is the study of the analysis in the process of electricity electricity consumption of law, take some technical measures and management method, eliminate electricity is not reasonable and waste phenomenon, reduce the power loss, improve the power equipment utilization. Based on the working practice, discuss the power grid in the active power the optimal distribution and power grid's main loss, emphatically summarized the ways and methods of energy saving power grids.

Keywords: power grid, energy saving, way, way

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号

近年来, 全国每年装机容量以500万KW的速度增加, 发电量增加300亿KW•H。但电力工业仍满足不了农业生产和人民生活用电需要, 为了缓和电力供应紧张局面, 一方面加快电力建设速度, 增加新的电掀另一方面提高运行的发、变电设备的效率, 实行计划用电、节约用电。

电力网运行时, 电能在输变电设备和线路中传输, 线路和变压器中就会产生损耗, 简称线损, 这部分损耗一般占系统有功功率的15%至20%，线损与电网输入量的百分率称为线损率, 它是衡量供用电部门经济效益的一个重要指标, 它反映了电网输送和分配电能的效益, 是衡量电网经济技术性能的一个重要参数。我国的线损率比有些发达国家还高。因此, 采取措施降低线损具有十分重要的意义。

一、电力网中有功功率的最优分配

电力网中有功功率的最优分配包括有功功率的最优组合和有功功率负荷的最优分配。前者是指系统中发电机组或发电厂的合理组合, 后者是指系统中的有功功率负荷在各个正在运行的发电厂之间的合理分配, 也即负荷的经济分配。

电力网中有功功率负荷合理分配的目标是在满足一定约束条件的前提下, 尽可能节省消耗的一次能源。因此首先要研究耗量特性。

电力网在运行过程中, 根据等微增率方程式合理分配各发电厂或各发电机组的负荷, 就可使电力网在运行过程中消耗的一次能源始终最少, 从而达到节约能源的目的。

二、电网的主要损耗

电网的主要损耗包括变压器损耗和输电线路导线损耗。

1、变压器损耗

一般来说，从发电、供电到用电，需要经过3～5次的变压过程，其自身会产生较大的有功功率损失和无功功率消耗。变压器损耗主要由铁损和铜损组成，变压器铁损与电网运行电压的平方成正比，由于系统运行电压基本保持稳定，因此铁损的变化很小，称为不变损耗，用P0表示；变压器铜损和绕组中的电流平方成正比，与运行电压的平方成反比，因此称为可变损耗，用PK表示。

2、输电线路导线损耗

由于输电线路导线电阻的存在，电力传输时会造成大量的电能损耗，远距离高压电力传输线路造成的电能损耗大约占所输送电能的5％～7％。输电线路导线的损耗和导线电流的平方成正比，与电网运行电压的平方成反比，因此输电线路导线的损耗也是可变损耗，用PL表示。

3、电网总损耗

电网的总损耗P由变压器损耗与输电线路损耗所组成，即电网的总损耗为：P-(P0+PK)+PL (1)因此，电网的节能降损工作应该从变压器及输电线路的经济运行两方面去考虑。

三、节能的途径及方法

1、采用高压深入负荷中心的供电方式

对于地方电力网， 就是要把3 5千伏或110Kv的高压线路的终端深入到企业及城市负荷中心，以大量缩短10千伏配电线路的长度和减少线路损失。对于中等城市供电，由于生产的发展，人民生活水平的提高，原有的供电线路负荷增长很快，这就应该采用高压深入负荷中心供电，以降低能耗。如果城市缺少高压线路的空中走廊，则可考虑采用高压电缆，敷设于地下供电。对于车间变电所也同样应放在负荷集中的地方或者尽可能靠近用电负荷群的地方。如果一个企业有几个大的负荷集中点，就相应设几个总变电所；同样一个大的车间有几个负荷集中的地方，也相应设几个车间变电所。这种将l0千伏电压深入低压负荷中心，对于减少低压线路的电能损失和节约有色金属消耗量，更有不可忽视的重要意义。

对于企业用电量不大，或者负荷分散，相距较远，且无高压用电设备的工程。电源条件允许时，宜采用35/0.4千伏的直降系统深入负荷中心，经变电所直降为低压用电设备电压。这种高压深入负荷中心的直配方式，可以省掉一级中间变压，从而简化供配电系统，降低工程造价，并降低电能损耗，提高供电质量。有着显著的现实意义。

2、合理调整电网运行电压

电力系统主要损耗由变压器损耗和输电线路导线损耗组成。由于变压器铁损P0在电网运行电压提高、变压器分接头作相应调整后，可接近不变。而变压器铜损及线路损耗的和PK +PL与电网运行电压的平方成反比，因为这部分损耗在总网损中所占比重较大，所以当电压提高时，总的网损略有下降。当(可变损耗PK +PL占电网总损耗P的比例大于50％时，适当提高电网运行电压可明显降低电网损耗。在实际电网运行中，由于变压器供电负荷较大，电网可变损耗所占比例一般大于50％ ，因此地调可以采用适当提高电网运行电压的方法来降低电网的电能损耗。

3、改善供电电压水平

提高电网运行的电压水平，是降低电力网电能损耗的措施之一。根据计算，若线路运行电压值提高5 ％ ， 电能损耗可以降低9％，效果是显著的。所以在城乡电网改造中可实行电网升压改造，即利用原有线路的设备(条件允许时)将原有线路电压升高1～2级运行(如把3kV升到6kV或10kV)，这样不仅可以避免拆除旧线路，节省大量资金，减少施工和停电时间，而且电网升压后，降损效果明显。如把6kV线路升到l0V 运行，可降低功率损耗64 ％ 左右， 同时线路输送参量大大增加。此外，实行电压改造还可以简化变压级数，使电网布局更加合理，从而使电网的损耗降到最低(根据统计，每经一次变压要消耗1～2％的无功，变压线数越多，损耗越大)。

在电网运行时，线路和变压器等电气设备的绝缘所允许的最高工作电压一般不可超过额定电压的10％。因此，电网运行时，在不超过上述规定的条件下，应尽量提高电压运行水平，以降低电能损耗。例如10kV 电压的线路，可以在11kV电压下运行。5kV 电压的线路可以在38.kV 下运行等等。现这一目的，可以采用无功补偿或在变电站调节变压器分接头等手段。

4、提高功率因数

从前面的公式可知，线损与电力用户的功率因数的平方成反比，故提高功率因数也是降损的有效措施。这可从两方面着手：第一，合理选用用电设备的容量，减少用户的无功功率损耗。正确选用异步电动机和变压器的容量，提高它们的受载系数，避免“大马拉小车”现象；限制变压器和电动机的空载和轻载运行时间，当它们不用时应拉闸利用同步电动机代替异步电动机运行， 减少系统无功损耗。第二，装设并联补偿电容器，减少电网无功输送量。在用户或靠近用户的变电所装设并联电容器， 就地平衡无功功率，限制无功功率往电网中传送，这样可减少电网的无功损耗，同时还可提高有功功率的输送量。

5、调整负荷，削峰填谷

在了解供电系统的电能供应情况和各种电能用户不同的用电规律的基础上，有计划地、合理地安排和组织各类用户的用电时间。如将大容量的用电设备改在低谷时间用电，以躲过用电的负荷高峰期，或合理安排企业的上下班时闻，使各用电单位的负荷高峰分散。通过这种方法来降低负荷高峰，填补负荷低谷，使负荷曲线平直，进而达到降低电能损耗的目的。

6、加强维护，提高检修质量

输电线路由于分布广，且暴露于旷野中，常常受到周围环境和自然气候变化的影响而发生各种故障，如环境污染使绝缘子绝缘水平降低，泄露电源增大等。这些因素均会增加线路中的电能损耗。为此，必须加强线路维护，进行定期检修，并提高检修质量，及时消除线路中的隐患，如对污染的绝缘子进行清洗，对接触不良的接头、发热严重的导线及时修理，以降低线路的电能损耗，提高电网运行的可靠性和经济性。

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。