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[摘 要]本文通过分析电力系统中的电力损耗的类型和原因,提出相关的电力应用系统中的节能措施,只有真正落实节能措施,完善节能制度,我国的电力系统才会更好的走向可持续发展道路。
[关键词]节能降耗;电力系统;研究
中图分类号:TU995 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)08-0275-01
随着全球气候的变化,降低电能损耗,节能减排成为了世界共同关注的话题,我国的电力工业因为长期受到市场经济的影响,能源损耗情况严重,节能管理不严格,节能措施没有落实,这种粗放型的工业生产严重制约了我国经济的进步,所以对于电力应用系统来说,如何有效的节能降耗是非常值得思考的问题,也是亟待解決的问题。
1 电力系统中产生损害的类型及原因
电能在电力系统中各个环节中的损耗值是非常巨大的,并且消耗的不仅是有功功率,还有无功功率,而功率消耗越大,所需要的变压器、发电及供电设备、供电线路的容量也就越大,这自然会增加电力系统的资金投入。并且造成电能浪费。
1.1 电力系统损耗的类型
电力系统损耗的过程是电能从发电厂到电能用户之间产生的损耗,电能首先由发电厂经过发电厂的变压器,然后通过输电线路传送至加压变电站的变压器,最后还要经过用户专用的变压器,才能供给用户使用。这个传输过程中不同的环节都会产生电能损耗,按照类型可分为线性损耗、不明损耗和固有损耗三种。
首先是线性损耗,在电能通过输电设备传输的过程中,电流越大线性损耗越多,其中包括输配电负荷损耗、变压器负荷损耗等等;其次是不明损耗,在输电过程中,因为使用互感器配电套不合理或者变比错误等情况,会造成漏电等情况,造成不明损耗;最后是固有损耗,只要开动设备,比如电缆、变压器等,就会产生固有损耗,因为这些设备自身具有电阻和电抗,所以会消耗电能。
1.2 电力系统损耗产生的原因
⑴电能传输的运行结构不够科学合理
电能在传输的过程中,因为电网的结构布局不够合理所以形成了重复迂回供电的情况,电能的输配线路在铺设时没有考虑长远,交错现象严重,同时对于输电线路的运行维护和管理工作没有落实,线路破损情况严重导致电能损耗。
⑵电力系统管理不完善
电力系统或者各种相关的用电单位对于电能损耗的监察、管理不严格,制度不完善,如果节能措施不到位、节能制度不落实,那么原有的电能损耗情况就不会得到解决或好转,然后新的问题又出现,这样的累加只会让电能损耗情况日趋严重。
⑶相关人员自身问题
电力系统的管理人员对此不够重视,工作任务业务水平不足,工作责任心不强,对于输配电线路以及电力设备的检查、维护工作不到位而导致电能损耗。同时电力企业在电能损耗检查工作上没有周密的制度和严格执行,出现考核不严、数据失真的情况。
2 节能措施
要达到控制电力系统损耗的目的,必须通过多方面的配合,例如确保相应的规章制度,制定科学合理的电网规划,相关领导对电网和日常设备设施严格监管,根据制度及时改建和更换设备,要严把质量关,以经济顺畅运行为原则,合理有效控制电力系统损耗。
2.1 变压器方面的节能措施
变压器虽然是电力系统中不可或缺的重要设备,但是产生的一般都是无功损耗,是没有意义的,而变压器的容量和型号是影响其损耗的主要原因,正确的选择型号、容量适当的变压器,可以提高其利用率,让设备的容量符合实际负荷,避免在轻负荷下运行的情况。具体的变压器容量选择应该根据用电设备的用途、性质等,先确定最大负荷。变压器的容量过大会产生更多的无功损耗,不能得到充分应用,还会降低系统电压,影响功率因数和整体的输配电效率。在型号方面首先应该采用的是国家推广使用的变压器,这类变压器的损耗较低。
2.2 功率因数方面的节能措施
功率因数的计算公式为cosΦ=P/S,P为有功功率,S为视在功率,如果想要用更少的出力供应来保证一定程度的有功功率,就要提高功率因数。如果用户负荷的那些无功功率就可以补偿,那么在改善功率因数、提高经济效益、降低电能损耗的同时还可以提高供电的质量,并且调整网络电压。
并联电容器可以分散的安装在负荷中心附近,并且可以随意拆除,转移位置等,它的有功功率损耗只有0.4%左右,可以提高电网的电压并且减少其有功损耗;而调相机在满载运行的时候,有功功率约为1.5%至3%之间,可以通过维持电网的电压来保证电网稳定性。
但是同步调相机有功损耗较大,并且投入的资金较多,运行维护方面也比较复杂,所以常用的提高功率因数的方法就是在供电设备和用电设备上并联电容器。
2.3 电力需求侧管理
电力需求侧管理是指通过电力的供需双方共同来对用电市场进行管理,其主要内容有负荷控制和管理、计费自动化以及远方抄表,最终目的是通过双方共同努力来减少能源的消耗和费用的支出,提高供电可靠性。
负荷控制和管理是指将用户的用电量、建筑物内的供暖特性等,结合天气预报和分时电价,通过分析后确定负荷控制计划和最优运行方案,这样就可以通过科学的手段来引导用户转移负荷,进行负荷控制,平坦负荷曲线。
远方抄表和计费自动化是将远方的用户的电表数据通过通信手段进行读取收集,然后传送至控制中心后,由计算机自动生成电费报表,这样可以给用户一个直观的反映,更好地帮助用户合理高效用电,最后实现节能降耗。
电力需求侧管理的思想改变了传统的供应满足需求的模式,考虑了供需双方的综合情况,努力实现社会效益和经济效益的最大化,目前已得到了世界各国的广泛运用,对于节能有着显著作用。
(1)根据单一线路有功功率损失计算公式得出,电力系统损失最重要的部分是输配电线电路,因此,为控制电源输送过程中的损耗,必须根据实际情况和相关要求,选择安置最合理节能的导线。 (2)合理选择输电电压,使三相负荷平衡,是输电过程中必不可少的要求。适量地提高运行电压,在35kv的供电系统中可有效地降低损耗。对电压进行合理地调整,采用有载调压设备,对于降低电力系统损耗有显著的作用,因为无功平衡工作受到电网电压的直接影响。三相负荷达到平衡,才能使输电能降低,变换电压并且合理分配电能的损耗。
(3)电机变频节能。一些大型耗电设备,例如压缩机、风机等,可根据实际需要变频来达到节能的目的。减少计量误差,提高计量装置精准度,都是有效控制电力损耗的方法。同时,也要严厉打击违章行为,杜绝一切窃电行为,对于低压用户采用漏电保护器,并且将电表集中安装在牢固的表箱内,尽量使用安全系数高的电能表。
(4)合理有效地优化供电网络。在节能低耗,保护环境的前提下,要因地制宜的采用N-1准则配电网络,因为不同地区负荷密度和受电通道都不相同。并且,有必要根据周边环境建设交配电站,尽量减少电线损失,从粗狂性向节约型转化。
对无功设置进行优化。电力系统中的无功电流不仅增加线损,而且影响用户用电质量,还会使变压器的利用效率降低。因此,对于无功配置进行优化,補偿无功带来的损耗,合理分配有功功率,是保持良好供电水平必不可少的条件。
(5)遵循节能环保、降低损耗的原则,优化调度模式,使制度更加合理。在科学技术高度发达的当今社会,为了降低发电能耗,也可以采取新型的可再生能源发电,例如太阳能,风能,地热能等。
3 结语
通过对电力系统损耗进行分析,可以看出电力应用系统中有很多的节能措施,例如主、配变压器的合理选择、提高功率因数、降低电机频率等,都对节能降耗和提高输电效率有着显著的作用。这些措施不仅可以到达节能降耗的目的,也可以帮助企业提高经济效益、降低生产成本。正如国家“十二五”规划中提出的,电力系统必须要建立科学的、完善的节能降耗制度,做到合理使用设备,规避电力损耗,才能真正推动我国电力系统的可持续发展。
参考文献
[1] 章坚,郑圣.浅谈电力系统输变电降损节能措施[J].今日科技,2010,02:42-43.
[2] 陈宇雷.电力系统设计中的节能措施与途径分析[J].硅谷,2011,11:192.
[3] 张冰.电气节能措施与电力新能源的开发问题探讨[J].硅谷,2014,14:6-7.
[关键词]节能降耗;电力系统;研究
中图分类号:TU995 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)08-0275-01
随着全球气候的变化,降低电能损耗,节能减排成为了世界共同关注的话题,我国的电力工业因为长期受到市场经济的影响,能源损耗情况严重,节能管理不严格,节能措施没有落实,这种粗放型的工业生产严重制约了我国经济的进步,所以对于电力应用系统来说,如何有效的节能降耗是非常值得思考的问题,也是亟待解決的问题。
1 电力系统中产生损害的类型及原因
电能在电力系统中各个环节中的损耗值是非常巨大的,并且消耗的不仅是有功功率,还有无功功率,而功率消耗越大,所需要的变压器、发电及供电设备、供电线路的容量也就越大,这自然会增加电力系统的资金投入。并且造成电能浪费。
1.1 电力系统损耗的类型
电力系统损耗的过程是电能从发电厂到电能用户之间产生的损耗,电能首先由发电厂经过发电厂的变压器,然后通过输电线路传送至加压变电站的变压器,最后还要经过用户专用的变压器,才能供给用户使用。这个传输过程中不同的环节都会产生电能损耗,按照类型可分为线性损耗、不明损耗和固有损耗三种。
首先是线性损耗,在电能通过输电设备传输的过程中,电流越大线性损耗越多,其中包括输配电负荷损耗、变压器负荷损耗等等;其次是不明损耗,在输电过程中,因为使用互感器配电套不合理或者变比错误等情况,会造成漏电等情况,造成不明损耗;最后是固有损耗,只要开动设备,比如电缆、变压器等,就会产生固有损耗,因为这些设备自身具有电阻和电抗,所以会消耗电能。
1.2 电力系统损耗产生的原因
⑴电能传输的运行结构不够科学合理
电能在传输的过程中,因为电网的结构布局不够合理所以形成了重复迂回供电的情况,电能的输配线路在铺设时没有考虑长远,交错现象严重,同时对于输电线路的运行维护和管理工作没有落实,线路破损情况严重导致电能损耗。
⑵电力系统管理不完善
电力系统或者各种相关的用电单位对于电能损耗的监察、管理不严格,制度不完善,如果节能措施不到位、节能制度不落实,那么原有的电能损耗情况就不会得到解决或好转,然后新的问题又出现,这样的累加只会让电能损耗情况日趋严重。
⑶相关人员自身问题
电力系统的管理人员对此不够重视,工作任务业务水平不足,工作责任心不强,对于输配电线路以及电力设备的检查、维护工作不到位而导致电能损耗。同时电力企业在电能损耗检查工作上没有周密的制度和严格执行,出现考核不严、数据失真的情况。
2 节能措施
要达到控制电力系统损耗的目的,必须通过多方面的配合,例如确保相应的规章制度,制定科学合理的电网规划,相关领导对电网和日常设备设施严格监管,根据制度及时改建和更换设备,要严把质量关,以经济顺畅运行为原则,合理有效控制电力系统损耗。
2.1 变压器方面的节能措施
变压器虽然是电力系统中不可或缺的重要设备,但是产生的一般都是无功损耗,是没有意义的,而变压器的容量和型号是影响其损耗的主要原因,正确的选择型号、容量适当的变压器,可以提高其利用率,让设备的容量符合实际负荷,避免在轻负荷下运行的情况。具体的变压器容量选择应该根据用电设备的用途、性质等,先确定最大负荷。变压器的容量过大会产生更多的无功损耗,不能得到充分应用,还会降低系统电压,影响功率因数和整体的输配电效率。在型号方面首先应该采用的是国家推广使用的变压器,这类变压器的损耗较低。
2.2 功率因数方面的节能措施
功率因数的计算公式为cosΦ=P/S,P为有功功率,S为视在功率,如果想要用更少的出力供应来保证一定程度的有功功率,就要提高功率因数。如果用户负荷的那些无功功率就可以补偿,那么在改善功率因数、提高经济效益、降低电能损耗的同时还可以提高供电的质量,并且调整网络电压。
并联电容器可以分散的安装在负荷中心附近,并且可以随意拆除,转移位置等,它的有功功率损耗只有0.4%左右,可以提高电网的电压并且减少其有功损耗;而调相机在满载运行的时候,有功功率约为1.5%至3%之间,可以通过维持电网的电压来保证电网稳定性。
但是同步调相机有功损耗较大,并且投入的资金较多,运行维护方面也比较复杂,所以常用的提高功率因数的方法就是在供电设备和用电设备上并联电容器。
2.3 电力需求侧管理
电力需求侧管理是指通过电力的供需双方共同来对用电市场进行管理,其主要内容有负荷控制和管理、计费自动化以及远方抄表,最终目的是通过双方共同努力来减少能源的消耗和费用的支出,提高供电可靠性。
负荷控制和管理是指将用户的用电量、建筑物内的供暖特性等,结合天气预报和分时电价,通过分析后确定负荷控制计划和最优运行方案,这样就可以通过科学的手段来引导用户转移负荷,进行负荷控制,平坦负荷曲线。
远方抄表和计费自动化是将远方的用户的电表数据通过通信手段进行读取收集,然后传送至控制中心后,由计算机自动生成电费报表,这样可以给用户一个直观的反映,更好地帮助用户合理高效用电,最后实现节能降耗。
电力需求侧管理的思想改变了传统的供应满足需求的模式,考虑了供需双方的综合情况,努力实现社会效益和经济效益的最大化,目前已得到了世界各国的广泛运用,对于节能有着显著作用。
(1)根据单一线路有功功率损失计算公式得出,电力系统损失最重要的部分是输配电线电路,因此,为控制电源输送过程中的损耗,必须根据实际情况和相关要求,选择安置最合理节能的导线。 (2)合理选择输电电压,使三相负荷平衡,是输电过程中必不可少的要求。适量地提高运行电压,在35kv的供电系统中可有效地降低损耗。对电压进行合理地调整,采用有载调压设备,对于降低电力系统损耗有显著的作用,因为无功平衡工作受到电网电压的直接影响。三相负荷达到平衡,才能使输电能降低,变换电压并且合理分配电能的损耗。
(3)电机变频节能。一些大型耗电设备,例如压缩机、风机等,可根据实际需要变频来达到节能的目的。减少计量误差,提高计量装置精准度,都是有效控制电力损耗的方法。同时,也要严厉打击违章行为,杜绝一切窃电行为,对于低压用户采用漏电保护器,并且将电表集中安装在牢固的表箱内,尽量使用安全系数高的电能表。
(4)合理有效地优化供电网络。在节能低耗,保护环境的前提下,要因地制宜的采用N-1准则配电网络,因为不同地区负荷密度和受电通道都不相同。并且,有必要根据周边环境建设交配电站,尽量减少电线损失,从粗狂性向节约型转化。
对无功设置进行优化。电力系统中的无功电流不仅增加线损,而且影响用户用电质量,还会使变压器的利用效率降低。因此,对于无功配置进行优化,補偿无功带来的损耗,合理分配有功功率,是保持良好供电水平必不可少的条件。
(5)遵循节能环保、降低损耗的原则,优化调度模式,使制度更加合理。在科学技术高度发达的当今社会,为了降低发电能耗,也可以采取新型的可再生能源发电,例如太阳能,风能,地热能等。
3 结语
通过对电力系统损耗进行分析,可以看出电力应用系统中有很多的节能措施,例如主、配变压器的合理选择、提高功率因数、降低电机频率等,都对节能降耗和提高输电效率有着显著的作用。这些措施不仅可以到达节能降耗的目的,也可以帮助企业提高经济效益、降低生产成本。正如国家“十二五”规划中提出的,电力系统必须要建立科学的、完善的节能降耗制度,做到合理使用设备,规避电力损耗,才能真正推动我国电力系统的可持续发展。
参考文献
[1] 章坚,郑圣.浅谈电力系统输变电降损节能措施[J].今日科技,2010,02:42-43.
[2] 陈宇雷.电力系统设计中的节能措施与途径分析[J].硅谷,2011,11:192.
[3] 张冰.电气节能措施与电力新能源的开发问题探讨[J].硅谷,2014,14:6-7.