电力线路的经济运行

发表时间:2020/9/18   来源:《中国电业》2020年13期   作者:余向东
[导读] 针对电力线路运行时存在的损耗,采用无功补偿和优选导线截面以及更换部分导线

        余向东
        吉林石油集团有限责任公司供电公司  138000

        摘  要  针对电力线路运行时存在的损耗,采用无功补偿和优选导线截面以及更换部分导线的措施,使电力线路经济运行,实现节能降耗的作用,同时满足油田后期开发阶段的负荷不断增长的需要。
        关键词  油田  电力线路  经济运行  节能降耗   发展需要
1前言
        电力线路损耗是电网损耗的主要组成部分之一,电力线路的节能降耗对降低网损意义重大。尤其目前大多数油田进入高含水后期开发阶段,用电负荷不断增大,线损也随之增加,配电网首端主干线段的损耗增加尤为明显。降低线损,使电力线路经济运行是油田这一产能大户节能降耗的重要举措之一。
        电力线路的节电降耗主要有以下几种方式:
        (1)电力线路无功补偿的节电降耗
(2)按经济电流密度优化电力线路导线截面;
(3)按经济输送距离建设电力线路;
(4)按经济供电半径建设电力线路;
(5)改造电力线路的节电降耗;
(6)线路升压改造的节电降耗;
(7)避免电力线路的交错、重叠和迂回供电。
    本文通过无功补偿和优选导线截面来降低线路传送的无功功率和导线电阻,从而实现电力线路经济运行的目的。同时考虑油田配电网实际,根据导线经济电流密度,从经济的角度出发,选择部分更换导线的方式。
2电力线路的损耗

        P1=(P2+Q2)/U2×R×10-3KW(1)
        P-有功功率,Q-无功功率,U-电压,R-电阻,显然要降低P1,则可以从两方面着手:

   (1)、降低传送的无功功率Q值。这可以采用无功补偿措施来实现。对供电线路的无功补
偿,油田供电网普遍采用在变配电所6/10KV母线上装设集中补偿的电容器组。而对配电线路的无功补偿则采用低压就地分散补偿和高压分散平衡补偿方式。针对图一来说,当补偿容量为QC时,则线损为:
P2=[P2+(Q-QC)2]/U2×R×10-3KW(2)
因补偿而能节约功率则为:
△ P=P1-P2=R/U2×(2QQC-QC2)×10-3KW(3)
流经导线的电流亦将相应地减小。实践证明,无功补偿对降低线路损耗是一种十分有效的措施。
(2)、降低线路的电阻R。这就需要增大导线截面,而其必然引起线路建设费用的增加。
        鉴于导线截面既影响到线路的建设费用,同时又影响到线路的功率损耗,因此在选择导线截面时,应综合考虑建设费用和运行费用两方面的因素,并取总费用为最小来选择导线截面,为此引入了导线的经济电流密度。
        国家标准GBJ-83《工业与民用建筑35KV及以下架空线路设计规范》中规定:“6KV以上的电力线路的导线截面,一般根据导线经济电流密度选择”,并给出经济电流密度见表1.

        由此可根据电力线路流过的电流来选择导线截面,使电力线路处于经济运行方式下。
        
3利用更换导线降低线路损耗
        油田配电网都架设在开发初期,这时用电负荷很小,因此选择线路的导线截面也较小。但目前大部分油田已进入开发后期,配电网的电力负荷大增,使配电网首端主干线路的电流密度远远大于经济电流密度,因而使网损集中在首端。为了降低线损,将首端为数不多的线路(一般仅三、四段)改换为截面较大的导线即可,而并不需要更换杆塔,下面以实例说明更换导线的降耗作用。
        1公里LGJ-35的6KV线路,通过电流为50A,其电阻为0.92Ω,则其线路损耗为  
        P=3I2R=3×502×0.92×10-3=6.9KW. 当用LGJ-50、LGJ-70、LGJ-95导线更换后,其损耗分别为P1、P2、P3,(已知LGJ-50、LGJ-70、LGJ-95的电阻分别为0.64Ω 、0.46Ω 、0.34Ω )其中:
        P1=3×502×0.64×10-3=4.8KW
        P2=3×502×0.46×10-3=3.45KW
        P3=3×502×0.34×10-3=2.55KW
其分别降耗为
        △P1=P-P1=6.9-4.8=2.1KW
        △P2=P-P2=6.9-3.45=3.45KW
        △P3=P-P3=6.9-2.55-4.35KW
        当电费为0.4元/kwh,全年时数以8760小时计(全年一般取冬季为213天,夏季为152天),则导线换成LGJ-50、LGJ-70、LGJ-95后,可年节约电费分别为0.4×2.1×8760=7358.4 元 、0.4×3.45×8760=12088.8元、4×4.35×8760=15242.4元
        根据我国能源部制定的6-10KV电力线路的工程概算指标可知每增加1mm2截面需投资76.138元,
        则将35mm2更换为50mm2需投资76.138×50=3806.9元
        将35mm2更换为70mm2需投资76.138×70=5329.66元
        将35mm2更换为95mm2需投资76.138×95=7233.11元
        综合考虑节电金额和投资费用两方面因素,则各方案投资回收年限分别为
        T1=3806.9/7358.4=0.52、  T2=5329.66/12088.8=0.44、T3=7233.11/15242.4=0.47
        比较投资回收年限可知,最佳方案是将原有的LGJ-35导线更换为LGJ-70导线。
        以上分析都没有考虑被换下的LGJ-35导线的使用价值。如认为原有的LGJ-35导线仍可继续供电,则可以采用“复线”的方式来降低线损,即不需要拆除原有导线,而在原有导线上再并列敷设一条LGJ-35导线,使两线同时供电,这时
        线路总损耗则为△P=3×502×0.92/2×10-3=3.45KW
        年节约电费为0.4×(6.9-3.45)×8760=12088.8元
        增加导线费用76.138×35=2664.83元
        回收年限为2664.83/12088.8=0.22
        综上所述可知,电力线路的经济运行对油田节能降耗的作用,吉林油田送、配电线路几千千米,而且大多数线路建在油田开发初期,随着油田的迅速发展壮大,原有的导线截面已远不能满足不断增加的负荷的需要,逐渐更换部分导线,降低线损,使电力线路经济运行,也是吉林油田的一项重要工作。
        
            作者简介:余向东,男,52周岁,汉族,1990年毕业于东北电力学院电力工程系电力系统自动化专业,现任经营科科长。
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