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文档简介
1、石家庄铁道学院四方学院毕业设计电网线损分析及降损措施的研究analysis of power networks line loss andresearch for the measures of reduce loss 2008 届 电气工程 系专 业 电气工程及其自动化 学 号 20046133 学生姓名 郭 靖 指导教师 王金明 王庆芬 完成日期 2008年5月30日摘 要中科院一项调查显示,我国是全世界自然资源浪费最严重的国家之一,在59个接受调查的国家中排名第56位。另据统计,我国的能源使用效率仅为美国的26.9%,日本的11.5%,输电线损率比国际上先进的电力公司高很多。电网运行的经
2、济性主要体现在线路电能损耗方面。目前我国电能在变电、输电、配电过程中电能损耗占供电量的9%,而农村电网由于设备陈旧、老化、耗能高等原因,平均线损、变损在20%以上,有的地方甚至高达60%。这大大增加了原本就达不到规模效益的农村用电的成本负担。文章根据大量查阅有关农村电网线损的资料,从线损产生、线损的管理、配电网理论线损的计算、低压线损等方面进行了分析,并有针对性地提出了采用无功功率补偿设备提高功率因数、对电网进行升压改造、提高计量准确性、 科学管理等降低线损的具体技术措施和管理措施。关键词:农村电网 无功功率补偿 降低线损abstract a survey of chinese academy
3、 of sciences showed that our country is one of the worst worlds natural resources wasted country, in 59 countries surveyed in the no. 56. according to the statistics our countrys energy efficiency is only 26.9 percent of the united states, japans 11.5 percent, transmission line damaging rate is much
4、 higher than the advanced international power companies. the economic operation of power networks are mainly embodied in the loss in power lines. at present, our countrys power in transforming, transmission and distribution of electric energy loss in the course of 9 percent of capacity, and countrys
5、ide electrical network because of obsolete equipment, the ageing of the reasons for high energy consumption, the average line loss, and change more than 20 percent loss in some areas, even as high as 60 percent. this has greatly increased the size of the original will not benefit the rural electrici
6、ty costs. according to the article access to the large number of countryside electrical network line loss of information, generated from the line losses, losses along the line of management, distribution network of line loss calculation, the low-voltage line losses, and other aspects of the analysis
7、, and a targeted manner by the use of reactive power compensation equipment increased power factor, to boost the transformation of power grids, improve the measurement accuracy of scientific management to reduce line losses, and some specific technical measures and management measures.key word:the c
8、ountryside electrical network the reactive power compensatereduces the line loss.目 录第1章 绪论11.1 选题的背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 论文研究内容与创新点11.3.1 主要研究内容11.3.2 主要创新点1第2章 我国农村电网线损分析32.1 线损和线损率32.1.1 线损的定义32.1.2 线损的种类32.1.3 线损率32.2 线损产生的原因42.3 线损的构成与分类42.4 农村配电网线损的构成比例5第3章 电网理论线损计算63.1 理论线损计算的方法63.1.1 最大负荷电流最大负
9、荷损耗时间法63.1.2 最大负荷电流损失因数法63.1.3 均方根电流法(代表日负荷电流法)63.1.4 平均电流负荷曲线形状系数法73.1.5 电量法73.2 输电线路理论损耗计算83.2.1 三相输电线路理论线损计算83.2.1.1 有功功率损耗的计算83.2.1.2 无功功率损耗的计算83.2.2 10(6)kv线路理论线损计算83.2.2.1 10(6)kv线路理论线损计算方法83.2.2.2 有关参数的确定103.3 变压器理论损耗计算143.3.1 变压器的有功功率损耗计算143.3.2 变压器的无功功率损耗计算143.4 低压电网的理论线损计算153.4.1 低压线路理论线损计
10、算153.4.2 低压接户线的线损计算163.4.3 电能表的损耗计算163.4.4 电动机的电能损耗计算173.4.5 低压电网理论线损和理论线损率的计算17第4章 降低线损的措施研究184.1 降低线损的管理措施184.1.1 组织营业普查、堵塞营业漏洞184.1.1.1 营业普查的形式184.1.1.2 营业普查的内容184.1.2 加强计量管理、提高计量的准确性184.1.2.1 电能表的选择194.1.2.2 互感器的选择和安装194.1.2.3 电能计量装置的检验204.1.2.4 电能计量装置的校验考核204.1.3 合理计量、强化抄表工作214.1.4 检查绝缘子完好情况、定期
11、开展瓷件清污工作214.1.5 及时清理树障224.2 降低线损的技术措施224.2.1 合理调整配电网的运行电压224.2.1.1 配电网的线损与运行电压的关系224.2.1.2 调整配电网运行电压的方法234.2.2 配电网的技术改造和升压运行244.2.2.1 配电网的技术改造244.2.2.2 配电网的升压运行254.2.3 提高配电网的功率因数274.2.3.1 功率因数对线损的影响274.2.3.2 提高功率因数的方法284.2.4 降低配电变压器的损耗284.2.4.1 配电变压器的经济运行284.2.4.2 配电变压器的技术改造294.2.5 降低低压电网线损的主要措施294.
12、2.5.1 降低低压线路损耗的措施294.2.5.2 降低低压电气设备损耗的措施30第5章 配电网的无功补偿315.1 无功功率和无功补偿315.1.1 无功功率315.1.2 无功补偿315.1.2.1 什么是无功补偿315.1.2.2 无功补偿的基本原理315.1.2.3 无功补偿的方式315.2 无功补偿方式优化325.2.1 10kv线路无功补偿实例325.2.2 无功补偿方式的改进33第6章 结论与展望356.1 结论356.2 展望35参考文献36致谢37附录a38附录b58石家庄铁道学院四方学院毕业设计第1章 绪 论1.1 选题的背景及意义改革开放以来,我国经济、政治、文化、社会
13、建设取得了举世瞩目的成就,经济实力大幅提升,人民生活显著改善。但我们也清醒地看到,由于我国长期形成的结构性矛盾和粗放型增长方式尚未根本改变,经济增长的资源环境代价过大,成为当前发展面临的突出问题。节约资源,保护环境已成为全社会的基本共识。党的十七大指出,必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业现代化发展战略的突出位置。从电力系统看,我国输电线损率比国际上先进的电力公司高很多,电力工业的能源利用率与发达国家和地区相比还有很大差距。因此,降损节能是全面建设小康社会、加快现代化建设的必然选择。我国农业用电占全国用电量的40%,全国有2179个县级电力公司和45450个乡级电管站,都属农电系统用户
14、。我国农村通电率为95%,人均用电量只有102千瓦时,距离国家标准要求人均用电量300千瓦时相比还有一定距离。然而,就发展潜力而言,农电在整个电力市场中处于基础性和主导性的地位。我国农网的特征却是点多、面广、线长,技术和管理水平较低,所以对于农网的降损又是重中之重。1.2 国内外研究现状通过大规模的农村电网建设与改造,不断采取技术降损和管理降损措施,农网线损率指标得到了不断的改善,电压合格率和供电可靠率的调控手段和能力得到不断加强和提高。然而,农电系统依然存在大量问题,如:农网科技发展的长效投资机制没有形成,限制了农网科技工作的可持续发展;农网相关技术标准、工作标准、管理标准不够健全;安全生产
15、和农村安全用电缺乏先进有效的控制手段,等等。1.3 论文研究内容与创新点1.3.1 主要研究内容针对目前国内农村电网普遍存在的线损大的问题,从线损的分析、理论线损的计算、线损的管理等多方面进行研究,并提出相应的改进措施。1.3.2 主要创新点通过对农网中无功补偿特点的分析,针对农网线路较长,负荷波动大的特点,提出了通过matlab仿真来计算无功补偿容量的优化设计方法,该方法可模拟现场实际情况,能取得满意的补偿效果。第2章 我国农村电网线损分析2.1 线损和线损率发电厂发出来的电能,通过输变电设备供给用户使用。电能在电力网输送、变压、配电的各个环节中,有一部分损耗,主要表现在电网元件如导线、变压
16、器、开关设备、用电设备发热,电能变成热能散发在周围空气中,另外,还有管理方面的因素造成的电能流失等等。线损是电能在电力网传输、分配过程中客观存在的物理现象。2.1.1 线损的定义在电力网传输和分配过程中产生的功率损失和电能损失统称为线路损失,简称线损或网损。2.1.2 线损的种类线损的种类可分为统计线损、理论线损、管理线损和定额线损。统计线损也叫实际线损,是根据电能表的抄见电量计算出来的,即供电量和售电量两者之间的差值,它是各级电力部门考核线损完成情况的唯一依据。理论线损是依据电网的结构参数(导线的规格型号、长度;设备的额定容量等)和运行参数(电压、电流、电量等)从理论计算中得出的损耗电量。管
17、理线损是由于管理方面的因素而产生的损耗电量,它等于统计线损(实际线损)与理论线损的差值。定额线损也叫目标线损,是根据电网实际损失,结合下一考核期内电网结构和负荷变化及降损措施安排所制定的线损指标,是须经过努力才能争取和达到的目标。2.1.3 线损率线损率是指线损电量占供电量的百分数,线损率一般分为理论线损率和实际线损率两类。其计算公式如下:线损率是电力行业一项重要的经济技术指标,降低线损率是贯彻节约用电的方针政策,实现经济运行,提高经济效益的主要途径。2.2 线损产生的原因电能在传输过程中产生损耗的原因有以下几方面:(1)电阻作用线路的导线、变压器、电动机的绕组,都是铜或铝材料的导体,当电流通
18、过时,对电流呈现一种阻力,此阻力称为导体的电阻。电能在电力网传输中,必须克服导体的电阻,从而产生了电能损耗,这一损耗见之于导体发热。由于这种损耗是由导体的电阻引起的,所以称为电阻损耗,它能与电流的平方成正比,用式子p=i2r表示。电阻损耗随导体中电流的大小变化而变化,故又称为可变损耗。变压器,电动机等绕组中的损耗,又习惯称之为铜损。(2)磁场作用变压器需要建立并维持交变磁场,才能升压和降压。电动机需要建立并维持旋转磁场,才能运转而带动生产机械做功。电流在电气设备中建立磁场的过程,也就是电磁转换过程。在这一过程中,由于交变磁场的作用,在电器设备的铁芯中产生了磁滞和涡流,使铁芯发热,从而产生了电能
19、损耗。由于这种损耗是在电磁转换过程中产生的,所以称之为励磁损耗,它造成铁芯发热,通常又称为铁损。励磁损耗与电气设备通过的电流大小无关,而与接入电器设备的电网电压有关,当电网电压一定时,这种损耗为固定值,故又把励磁损耗称为固定损耗。(3)管理方面的原因由于供用电管理部门和有关人员管理不够严格,出现漏洞,造成用户违章用电和窃电,电网元件漏电,电能计量装置误差以及抄表人员漏抄、错抄等而引起的电能损失,由于这种损耗无一定规律,又不易测算,故称为不明损耗。不明损耗是在供电营业过程中产生的,所以又称为营业损耗。(4)其他原因。如110kv及以上输电线导线因电晕放电产生的电晕损耗等。2.3 线损的构成与分类
20、综上所述,线损分为可变损耗、固定损耗和不明损耗三类,其构成分类情况见表2-1表2-1 线损的构成与分类项目分类构成电能总损耗 (实际线损、 统计线损)理论线损(技术线损可变损耗(1)线路导线中的电能损耗。(2)变压器、电动机绕组中的损耗(铜损)。(3)电能表电流线圈中的损耗。管理线损(营业损失)不明损耗(1)用户违章用电和窃电损失。(2)电网漏电损失。(3)超表的错抄、漏抄损失。(4)电能计量装置误差损失。固定损耗(1)变压器铁损耗(空载损耗)。(2)线路导线电晕损耗。(3)电容器的介质损耗。(4)电能表电压线圈和铁芯中的损耗。2.4 农村配电网线损的构成比例线损的构成比例,就是指各种损耗在总
21、损耗中所占的百分数,如理论线损、管理线损在总损耗中所占的百分数;可变损耗、固定损耗、不明损耗在总损耗中所占的百分数等。由于电网中各种损耗是随着电网结构状况、负荷变化情况、电网运行状况,以及管理单位和个人的经营管理水平、技术管理水平、降损措施的执行情况等不同而不同的,所以线损的构成比例不是固定不变的,也就是说,单位之间、村与村之间、月份(或季度、年度)之间的线损比例是各不相同的。在农村配电网中,由于多数配电变压器负荷率较低,变压器的铁损所占的比重较大,根据一些单位对电网线路而言,理论线损的构成比例如表2-2所示。表2-2 农村配电网理论线损构成比例参考表 配电网理论线损(kwh)构成比例(%)总
22、理论线损电量:(1)线路导线线损(2)变压器铜损(3)变压器铁损1001520 平均为18左右1015 平均为12左右5585 平均为70左右从表2-2可以看出,在目前的农村配电网中,配电变压器铁损所占比重较大,是配电网线损的主要组成部分,也是降损的主攻方向。第3章 电网理论线损计算3.1 理论线损计算的方法3.1.1 最大负荷电流最大负荷损耗时间法计算公式为 式中 线路首段最大负荷电流,a;最大负荷损耗时间,h;线路总等值电阻,。这种方法有两种原因造成精确度较低:(1)最大负荷电流取自于电流表读数,而电流表属于瞬时值指示仪表,准确级别低,且很少作定期校验;再者最大负荷电流不一定恰好出现在抄表
23、那一瞬间,有可能提前或错后,因此,最大负荷电流与实际负荷电流误差较大。(2)最大负荷损耗时间本身就是一个大概值。适用场合:鉴于上述原因,由于这种方法精确度较低,因此适用于电网规划场合。3.1.2 最大负荷电流损失因数法计算公式为 式中 、同式(3-1)。损失因数。电网运行时间,h。适用场合:由于损失因数是在对当地负荷进行取样测算、综合分析得到的数值,适用于35kv及以上电网的理论线损计算。3.1.3 均方根电流法(代表日负荷电流法)计算公式为 式中 均方根电流,其中 、同式(3-2)适用场合:由于均方根电流取值于电流表,而电流表存在方法1所述不足之处,同时,在索取电流值时,为方便起见,一般都是
24、运用预先选定的几个代表日的电流值计算确定均方根电流值。所以这种方法适用于供用电较为均衡、日负荷曲线较为平坦(峰谷差较小)的电网的理论线损计算。3.1.4 平均电流负荷曲线形状系数法计算公式为 式中 线路首段平均负荷电流,a;负荷曲线形状系数;、同式(3-2)适用场合:当取值于电流表时(按选定的代表日负荷电流进行计算),适用场合同式(3-3)。3.1.5 电量法计算公式为 式中 线路有功供电量,kwh;线路无功供电量,kvarh;线路平均运行电压,可用额定电压代之,(kv);、同式(3-2)适用场合:由于此方法中的有功供电量和无功供电量取值于电能表,电能表属于指示累计仪表,准确级别比电流表高,且
25、要求定期校验,加之抄表时很少发生估抄现象,所以这种方法简便易行,精确度较高,适用于农村配电网的理论线损计算。3.2 输电线路理论损耗计算3.2.1 三相输电线路理论线损计算3.2.1.1 有功功率损耗的计算总的有功功率损耗 式中 流过输电线路一相的电流,a;线路一相的电阻,。3.2.1.2 无功功率损耗的计算总的无功功率损耗 式中 流过输电线路一相的电流,a; 线路一相的电抗,。3.2.2 10(6)kv线路理论线损计算由于10(6)kv线路配电线路的线路长,负荷点多,分支线多,配电变压器台数多,导线和变压器型号、容量不统一,运行资料不齐全,因此10(6)kv配电线路的理论线损计算比35kv及
26、以上线路的理论线损计算复杂得多。目前,变电站的10(6)kv线路出口处(线路首端)都装有有功电能表和无功电能表,每月都要抄取有功电量和无功电量。因此,采用电量法计算理论线损是一种简便易行,精确度较高的适用方法。3.2.2.1 10(6)kv线路理论线损计算方法(1)线路可变损耗 (2)线路固定损耗 (3)线路总损耗 (4)线路理论线损率 (5)线路最佳理论线损率 (6)线路中固定损耗所占百分比 (7)线路经济负荷电流 (8)线路上配电变压器综合经济负载率 以上各式中 、线路首端有功供电量,kwh;无功供电量,kvar;线路负荷曲线形状系数;线路总等值电阻,;线路平均运行电压,kv;线路在线损测
27、算月份的实际运行时间,h;线路上投运的每台变压器的空载损耗,w;求和符号,把相同的量加在一起;线路额定电压,kv;线路的功率因数;线路上每台配变额定容量,kva。3.2.2.2 有关参数的确定从10(6)kv线路理论线损计算式可以看出,、等参数的计算与确定是关键,只要这些参数计算确定了,那么,、的计算就好办了。(1)的计算方法 式中 线路导线的等值电阻; 变压器绕组的等值电阻。要计算的值,必须先求出和的值,由于10(6)kv线路分支线和配置的导线型号较多,挂接的变压器和用电负荷点也较多,配电网的结构与负荷变化比较复杂,因此,、的计算是繁琐的,现介绍三种方法,可根据实际情况灵活选用。1)电量法(
28、精算法)即以变压器实抄电量为依据的计算方法。在计算前,首先按照从线路末端到首端,从分支到主干线的次序,将计算线段划分出来,并编上序号;将线路上投运的配电变压器按台(处)也编上序号,然后按序号逐一进行计算。其计算公式如下 式中 线路上每台变压器二次侧总表的实抄电量,kwh;任意一线段供电变压器实抄电量之和,kwh;一段线路的电阻,;、单位长度电阻,/km;一段线路的长度,km;变压器一次侧额定电压,kv; 变压器绕组归算到一次侧电阻,; 每台变压器的额定容量,kva;每台变压器的短路损耗,w。用电量法计算等值电阻,不受变压器负载率的影响,其缺点是变压器抄见电量较大且变化不定,用起来极为不便。2)
29、容量法(近似计算法)即以变压器容量为依据的计算方法。在计算前,同“电量法”一样,将线路和变压器分段分台编号,然后按号逐一计算,其计算公式为 式中 线路中每台变压器的额定容量,kva;某一段内变压器额定容量之和,kva;其他符号含义同前。用容量法求等值电阻,优点是变压器容量标准化,有一组固定数字而且比较简单,不仅好记,适用也较为方便。缺点是受变压器负载率差异的影响。3)速算法速算法对而言,不是按线路划分的计算线段逐一计算,而是按线路上各型号输送的容量进行计算;对而言,不是按线路上每台变压器逐一计算而是按线路上某一台代表型变压器进行计算的。采用速算法必须符合以下条件:一是线路上配置的导线型号要在三
30、种及以上,且配置合理,即首端的导线截面大于后端的导线截面,主干线的导线截面大于分支线的导线截面;二是线路上的变压器台数较多。总之电网结构越复杂越适用此法,越显得此法的优越性。线路导线等值电阻的速算式为 式中 最大线号(作首端线)电阻,,;最大线号输送的容量,, kva;最小线号(作分支线)电阻,,;最小线号输送的容量,, kva;次大线号(作主干线)电阻,,;次大线号输送的容量,kva;三大线号(作主干、分支线)电阻,;三大线号输送的容量,kva;、最大、次大、三大、最小导线型号的截面积,。当线路上的导线型号比速算式少一种或多一种时,其输送容量同上按其用途计算确定。变压器绕组等值电阻的速算式为
31、 式中 线路上变压器的平均单台容量,;线路上投运的变压器台数;线路上代表型变压器容量,kva,即变压器参数表中与最接近的变压器额定容量;代表型变压器的短路损耗,w;变压器一次侧额定电压,kv。当线路上有多种标准(或系列)的变压器时,值按下式计算确定 当处于两种标准(或系列)值时,也按上式类似方法确定。速算法的计算结果虽不一定准确,但要比电量法和容量法快得多、方便得多。(2)、 的计算方法1)线路负荷曲线形状系数值的计算线路负荷曲线形状系数,是描述负荷起伏变化特征的一个参数,它表征了线路负荷曲线陡急平缓的程度。值是一个大于或等于1的系数。在用电高峰季节,变压器的负载率和线路的负荷率较高,供用电较
32、为均衡,值较小。反之,在用电低谷季节,线路负荷起伏变化较大,峰谷差较大,负荷极不均衡,值就较大。大量的计算实例表明,对于多数农村配电线路=1.051.25,其中纯工业负荷线路=1.051.10,纯农业负荷线路=1.101.25,混合负荷线路,=1.081.18。因此,线路负荷曲线形状系数可根据负荷情况,按照上述经验数据的情况确定。2)线路平均电压确定线路的实际运行电压是随着负荷变化而变化的,此值的计算较为繁琐,考虑到对计算结果的精确度影响不大,为方便起见,一般都采用以线路额定电压代替,即。3)线路和变压器运行时间的计算由于线路变压器的运行时间对线损(特别是固定损耗)的影响较大,因此应力求准确。
33、线路运行时间有两种确定方法,一是如果线路首端装有计时钟,可按计时记录时间直接确定;二是线路首端未安装计时钟时,运行时间按下式计算=24当月天数-当月停电时间停电时间可从变电站运行记录中查取。对于变压器的运行时间,当线路上挂接的变压器较多时(30台以上),为简便起见,可以以线路的运行时间取代变压器运行时间。4)线路负荷功率因数的计算 将、等参数计算确定后即可把它们带入前面的有关公式进行计算了。3.3 变压器理论损耗计算3.3.1 变压器的有功功率损耗计算变压器中的有功功率损耗包括空载损耗与负载损耗两部分。对双绕组变压器,其有功功率可按下式计算 式中 空载损耗,kw; 负载损耗,kw; 变压器的额
34、定容量,kva; 通过变压器的视在功率,kva。对三绕组变压器或三绕组自耦变压器,其有功功率则可按下式计算 式中、和、相应地为通过1、2、3绕组的有功功率和无功功率,和;、归算到1侧的1、2、3绕组的等值电阻,;绕组1的额定电压,kv。3.3.2 变压器的无功功率损耗计算变压器的无功功率损耗包括励磁的无功损耗(与负载大小无关)和漏抗的无功损耗(与负载有关)这两部分,其具体计算公式可根据变压器等值电路推导而得。对双绕组变压器为对三绕组变压器或三绕组自耦变压器则应为式中 、归算到1侧的1、2、3绕组的等值电抗,。其余符号的意义与式相同3.4 低压电网的理论线损计算低压配电线路分为三相四线制、三相三
35、线制、单相二线制等多种供电方式,线路纵横交错,分布杂乱,每台配电变压器出线数也不一样,沿线负荷分布没有一定规律、各相负荷电流不平衡,同一干线可能有几种导线截面组成,并且还缺乏完整的线路参数和负荷资料,所以,很难准确地计算出低压配电线路的理论线损值,一般都采用近似的简化计算方法。低压电网的线损由低压线路、接户线、电能表、电动机等元件的电能损耗组成,一般以配变台区的单位进行计算。3.4.1 低压线路理论线损计算(1)计算式三相三线制线路 三线四线制线路 单相二线制线路 上述低压线路的线损计算,可归纳为一个公式表示 式中 配电变压器低压出口电网结构常数,三相三线=3;三相四线=3.5;单相二线=2;
36、低压线路首端的平均负荷电流,a;低压线路负荷曲线形状系数,取值方法同高压配电网;低压线路等值电阻,;低压线路运行时间,h。(2)平均负荷电流的计算确定当配电变压器二次侧装有有功电能表和无功电能表时 当配电变压器二次侧装有有功电能表和功率因数表时: 式中 低压线路首端有功供电量,kwh;低压线路首端无功供电量,kvarh;低压配电线路平均运行电压,为计算方便可取=0.38kv;低压线路负荷功率因数。(3)低压配电线路等值电阻的计算确定计算前,将低压线路从末端到首端,分支线到主干线,划分为若干个计算线段。线段划分的原则:凡输送的负荷、采用的导线型号、线路长度均为相同者为一个线段,否则另作一计算线段
37、。此时 式中 各380/220v用户电能表的抄见电量;某一线供电的低压用户电能表抄见电量之和;某一计算线段导线电阻,;某一计算线段线路结构常数,取值方法与n相同。3.4.2 低压接户线的线损计算低压接户线的电能损耗每月末按0.005kwh估算,计算式为 式中 l低压接户线总长度,m。3.4.3 电能表的损耗计算(1)单相电能表有一套电流、电压元件,其电能损耗每月每块按1kwh估算=1单相表总块数 (2)三相三线电能表有两套电流、电压元件,其电能损耗每月每块按2kwh估算=2三相三线表总块数 (3)三相四线电能表有三套电流、电压元件,其电能损耗每月每块按3kwh估算=3三相四线表总块数 3.4.
38、4 电动机的电能损耗计算三相异步电动机在运行中,转轴上输出的机械功率总是小于电源输入的功率,有一小部分克服定子和转子的铜损、铁损及机械损耗,电能变为热能消耗掉,电动机在运行中温度升高而发热就是这个缘故。其计算式为 因为三相电动机的额定电流为 所以以上可简化为 式中 电动机的额定功率(额定输出功率);电动机的额定效率;电动机的运行时间。3.4.5 低压电网理论线损和理论线损率的计算理论线损电量的计算 理论线损率的计算 第4章 降低线损的措施研究4.1 降低线损的管理措施4.1.1 组织营业普查、堵塞营业漏洞4.1.1.1 营业普查的形式(1)定期普查。根据用电变化规律,一年内可规定几次定期营业普
39、查,一般安排在负荷变动较大的季节进行。(2)不定期普查。在日常营业工作中随时发现问题随时开展的营业普查。(3)突击检查。当发现用户有窃电和违章用电行为时,临时安排的突击性检查。4.1.1.2 营业普查的内容(1)查电费帐、抄表卡、用电设备登记簿是否相符。(2)查抄、核、收手续是否合理。(3)查电量、电价、电费的核算是否正确。(4)查用户装机容量是否与抄表卡相符。(5)查配电变压器容量是否与设备档案相符。(6)查电流互感器变比、一次穿心匝数是否与抄表卡相符,一次穿心匝数是否正确。(7)查电能计量装置(电能表、电流互感器、电压互感器)的接线是否正确,一次和二次接点是否松动、氧化。(8)查电能计量装
40、置是否准确,电能表、互感器是否烧损。(9)查用户用电有无违章用电和窃电行为。(10)掌握用户用电规律,做到心中有数。通过营业普查,及时纠正存在问题,消灭无表用电、漏电及营业管理不善等缺陷,查处窃电和违章用电,以减少和消除不明损耗。4.1.2 加强计量管理、提高计量的准确性为了准确计量电能,公平合理计收电费、正确统计供、售电量和线损,为线损分析提供准确的依据,首先要求计量装置配置齐全、合理;其次对计量装置(电能表、电压互感器、电流互感器)要做到接线正确、误差合格、定期校验、按周期轮换,发现异常及时处理。另外,要提高校验质量,避免由于计量装置不准确而引起线损升降的虚假现象。要加强对变电站内电能计量
41、装置的监督、管理,对用户的电能计量装置要入箱上锁,严格管理。还要注意推广电能计量新技术、新设备,更新和加强供电企业的计量工作,实行科学管理。4.1.2.1 电能表的选择(1)电能表的准确等级应符合有关规程要求。(2)根据负荷电能正确选择电能表。对于直接接入的电能表,其标定电流应按正常运行负荷电流的30%左右来选择。经电流互感器接入的电能表,其标定电流宜不超过电流互感器额定二次电流的30%,最大负荷电流不应超过电流互感器额定一次电流的120%。(3)电能表的额定电压应与电路运行电压相符,经电压互感器馈电的电能表,其额定电压应为100v。(4)为提高低负荷计量的准确度,应选用宽负荷电能表即过载4倍
42、以上的电能表。(5)计量用电能表应专用一套电流互感器,或单独使用一组副绕组,计量与保护分开。(6)执行功率因数调整电费的用户分别装设有功电能表和无功电能表;实行分时段电价的用户,应装设复分率电能表或多功能电能表;按最大量计收基本电费的用户,应装设最大需量电能表。(7)电能表安装在清洁、干燥、无剧烈振动和无腐蚀性气体的地方,安装位置要方便维护和抄表,并垂直安装。4.1.2.2 互感器的选择和安装(1)电流互感器和电压互感器一次绕组额定电压应与被接入电路电压相同。(2)计量用电压、电流互感器的准确度应符合有关规定。(3)电流互感器额定一次电流的确定,应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定电流的
43、60%左右,至少应不少于30%;电压互感器的额定容量应大于或等于二次负载总和,当三相负载不相等时,应以负载最大的一相为依据配置。(4)互感器实际二次负荷应在25%100%额定二次负荷范围内。(5)三相电路中,各相上的电流互感器额定容量和变比应一致。(6)电流互感器二次绕组不得不开路,因为一旦开路将产生高电压,导致铁芯发热,危及设备和工作人员的安全。因此,电流互感器的二次回路不允许装保险丝,在二次回路上工作时,应将二次绕组短路。电压互感器的一、二次侧均应安装熔断器,以防短路。(7)电流互感器安装时,极性不得接错,如受现场条件限制,可将一、二次端钮完全反接。如仅接其二次端钮,则相应电能表的接线也应
44、反接。安装电压互感器时,要注意极性、组别、相别不得接错,否则将影响正确计量。(8)互感器的二次回路的连接导线应采用铜芯单股绝缘线,其截面应不小于2.5mm2。(9)装在高压电路中的互感器,其二次端钮应接地。4.1.2.3 电能计量装置的检验电能计量装置应按有关规程进行检验和轮换,以保证其准确性。(1)电能计量装置的定期校验。1)在35kv和10(6)kv线路上的总表,容量在1000kw以上的高压用户电能表,校验用的标准表,每半年校验一次。2)容量在1000kw的每年校验一次。3)一般农业用户的电能表每12年校验一次。4)低压照明表,计量用互感器每35年校验一次。(2)电能表的定期轮换。1)运行
45、中的、类电能表的轮换周期一般为34年,类电能表的轮换周期为46年,类双宝石电能表的轮换周期为10年。2)、类电能表的修调前校验合格率应不低于100%,类电能表的修调前检验合格率应不低于98%,类电能表的修调前检验合格率应不低于95%。30运行中的类电能表,从安装的第六年起,每年应进行分批抽样作修调前的检验。(3)电能表和互感器的现场校验。1)类电能表至少每3个月现场检验一次,类电能表至少每6个月现场检验一次,类电能表至少每年现场检验一次。2)高压互感器每10年检验一次。3)35kv及以上电压互感器二次回路电压降至少每二年检验一次。4.1.2.4 电能计量装置的校验考核(1)电能表校验率校验率=
46、实际校验的电能表数/到周期应校验的电能表数100%电能表校验率应达到100%(2)电能表校前合格率校前合格率=校前合格电能表数/实际校验的电能表数100%电能表校前合格率应达到99%以上。(3)电能表轮换率。轮换率=实际轮换的电能表数/到周期应轮换的电能表数100%电能表轮换率达到100%(4)电能表现场校验率现场校验率=实际现场校验数/按规定周期应校验数100%现场校验合格率=实际现场校验合格数/实际现场校验数100%电能表现场校验率应达到100%。、类电能表现场校验合格率应不小于98%,类电能表现场校验合格率应不小于95%。(5)电能表故障率。故障率=电能表故障次数/运行电能表总数100%
47、电能表故障率应小于1%。4.1.3 合理计量、强化抄表工作线损率的正确计算与合理计量和严格执行抄、核、收制度有密切关系,一次对高压供电、低压计量的用户采用逐月加收变压器铜损和铁损,做到合理加收;要严格执行抄、核、收制度,按时抄表,保证抄表率,在规定的时间内,保证超标率达到100%,杜绝估抄、漏抄、迟抄现象。而且按时抄表,可以及时发现事故表,早日校验或更换,防止电量丢失。在保证抄表率的前提下,还应提高抄表质量,减少抄表差错,提高抄见电量的准确度,以减少和用户的纠纷,提高电网售电量统计的准确性,为准确计算线损率提供保证。实抄率和抄表正确率的计算公式如下:实抄率=实际抄表户数/应抄总户数100%实抄
48、户数不包括估抄户数,实抄率应达到大用户100%,一般用户98%。抄表正确率=抄表正确电量/抄表总电量100%抄表正确电量=抄表总电量-抄表错误电量抄表错误电量包括错抄(含抄表时间不对)、错算、估抄电量。以上按供、售电量分别计算,抄表正确率应达到99.9%。4.1.4 检查绝缘子完好情况、定期开展瓷件清污工作夏季温度高时突然降雨或受雷击,以及其他因素(如用枪和弹打鸟等),绝缘子可能发生破损,冬季天寒地冻,绝缘子也有被冻裂的可能,遇到潮湿和阴雨天气,这些破损的绝缘子将会有电流泄漏。另外,瓷件上的污物也会产生电流泄露,污秽严重地区,这种泄漏更为严重。因此,应经常检查绝缘子的完好情况,定期开展瓷件清污
49、工作,及时更换破损的绝缘子;还应定期遥测绝缘子的绝缘电阻,以提高线路绝缘水平,减少和防止电流泄漏。4.1.5 及时清理树障线路虽然年年清障,但由于夏季树木生长快或砍伐不彻底,还常有树木触及线路,这种现象在农村10kv及以下线路较为突出,这些触及线路的树木,将会造成电流泄漏,遇到潮湿和阴雨天气泄露将更严重,危及线路安全运行和人身安全,因此要加强线路巡视,及时砍伐触及线路的树木,保持线路通道,减少电流泄漏,降低线损。表4-1给出了架空电力线路的防护区规定,表4-2给出了架空电力线路导线在最大弧垂和最大风偏后与树木之间的安全距离。表4-1 架空电力线路的防护区规定线路电压(kv)1103511015
50、4330距离(m)51015区域架空电力线路的防护区为导线边线向两侧延伸一定距离所形成的两平行线内区域表4-2 架空电力线路导线在最大弧垂和最大风偏与树木之间的安全距离电压等级(kv)最大风偏距离(m)最大垂直距离(m)1103.03.0351103.54.01542204.04.53305.05.55007.07.04.2 降低线损的技术措施4.2.1 合理调整配电网的运行电压调整配电网的运行电压,就是根据各线路在不同季节的固定损耗所占比重,线路末端用电设备允许电压波动范围,在确保电压质量和不烧毁用电设备的情况下,确定线路运行电压降低或升高的百分数。4.2.1.1 配电网的线损与运行电压的关
51、系配电网的线损与运行电压的关系如下式 式中 配电网的总损耗,kw;配电网的可变损耗,kw;配电网的固定损耗,kw;、配电网的有功功率和无功功率,kw、kvar;配电网的运行电压,kv;配电网的额定电压,kv;配电网中配电变压器空载损耗之和,kw。配电网的可变损耗与运行电压的平方成反比,固定损耗与运行电压的平方成正比。总损耗与运行电压的关系,由哪种损耗在总损耗中所占比重的大小来确定:合理升高或适当降低配电网的运行电压值,是可以降低配电网线损的。(1)对于35kv以上的供电网,由于负荷的可变损耗约占总损耗的80%,所以适当提高运行电压百分数,可以有效降低线损。提高运行电压与线损降低的关系,如表4-3所示。如将运行电压提高1%,线损可降低2%,将运行电压提高5%,线损可降低约9%,适当提高供电网的运行电压百分数,可以取得一定节电效果。表4-3 提高运行电压与线损降低的关系 提高运行电压百分数135101520线损降低百分点1.975.749.2917.3524.3830.5(2)对于10(6)kv配电网,特别是农村10(6)kv配电网,多数线路和多数季节处于轻负荷运行状态,加上配电变压器台数多,容量小,且负载率低,
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