超高压输电线路线损研究

发表时间:2020/12/24   来源:《中国电业》2020年26期   作者:孙宇
[导读] 在时代的发展,电力应用已经关系着我们生活方方面面的今天,在电力网传输分配过程中产生的有功功率损失和电能损失统称为线路损失,某条线路上所损失的电能占线路首端输出电能的百分数称为线损率,它是供电系统的重要经济技术指标。
        孙宇
        国网蒙东检修公司鄂尔多斯市输电工区 内蒙古自治区 呼和浩特市 010020
        摘要:在时代的发展,电力应用已经关系着我们生活方方面面的今天,在电力网传输分配过程中产生的有功功率损失和电能损失统称为线路损失,某条线路上所损失的电能占线路首端输出电能的百分数称为线损率,它是供电系统的重要经济技术指标。
        关键词:超高压;输电线路;线损
        引言
        当前,电力行业的发展取得了有目共睹的成绩的过程中,线损问题一直存在。线损是电能从发电厂传输到客户过程中,在电力网的输送、分配、管理等环节所产生的电能损耗和损失。它是供电企业日常管理工作中不可或缺的一项重要经济技术指标,可全面系统地衡量供电企业的综合管理水平。
        1输电线路线损分类
        线损能够分作类,一类是线路本身便具有的电力损耗,这一类包含了变压器加压损耗、电磁圈自身损耗、传播媒介损耗等,这类损耗出现和电压水平无明显关系,一旦线路正常输电,此类损耗必然出现,因此这一类线损是正常情况下存在的。第二类则是流动性损耗,主要是指电能在具体线路传输的过程中出现的电能损耗,此类线损问题和输电线路导体材质、长度、横截面大小有直接关系,与电压水平也有正向联系。
        2超高压输电线路线损降低措施
        2.1适当降低导线电流密度
        根据电力企业架空输电线路具体的电压等级和实际供电需求,结合用户用电峰谷时段,在送电距离一定的条件下,适当减小导线的电流密度。由于直流输电线路线损率与导线电流密度成正比,导线电流密度越小则线损率越小,即输电线路损耗越低,所以通过减少导线电流密度可以在一定程度上降低直流输电线路损耗。改变直流输电系统运行方式,增加直流输电电压,提高输电功率。直流输电线损率与输电功率有着直接关系,输电功率越大则线损率越小,在导线电流密度固定的情况下,增加直流输电电压,可以有效降低线损率,且电流密度与送电距离成反比,密度越小,送电距离越长,送电距离越长线损率越小。因此通过增加直流输电电压是可以降低输电线路损耗的。
        2.2节能降噪金具
        传统电力金具基本采用铁磁性材料,金具上产生的感应电动势与导线电流大小成正比,与材料的相对导磁率成正比,且与金具截面而成正比。在铁磁材料金具中,由于相对导磁率高,感应电动势大,因此产生的涡流大。涡流在金具电阻上发热,从而将线路上电能大量转为热能消耗了。其电晕损耗以及涡流和磁滞损耗是线损的主要组成部分。选择以非铁磁性材料的节能降噪金具来替代传统的铁磁性材料,导线悬垂线夹可采用铝合金材料制造的防晕线夹,绝缘子串可加装均压屏蔽环,耐张绝缘子串导线端安装椭圆型均压屏蔽环等,这些措施不仅可以优化金具结构,还可以降低电晕噪声和电晕损耗,消除涡流和磁滞损耗。经试点应用实测对比,线路噪声平均降低2.6 dB;对于500 kV双回线路,按年运行3 500 h计算,每百千米可减少电磁损耗和电晕损耗电量达84.2×10 4 kW·h/a。
        2.3线损闭环管理
        (1)建立线损闭环管理机制。对线损闭环管理的工作任务、工作职责、工作要求等进行明确,做好闭环管理每一个过程的监督和管理,并做好考核和评价工作,建立完善的激励工作制度和监督制度。(2)明确闭环管理的基本要求。在线损管理过程中,要根据闭环管理的作业流程和项目流程进行管理,深入分析存在的问题。管理考核时要对闭环管理的管理情况进行考核,除了要做好线损指标的监督,还要做好线损闭环管理的监督工作。(3)提高线损管理水平。在进行线损管理时,使用闭环管理主要是为了将管理降损措施和技术降损措施落实到位,提高线损的管理水平。


        2.4线损计算
        在传输电能的过程中,输电线路的电力元件不可避免的发生电能损耗,这部分客观存在的电能损耗称之为线损。对于已有的高压电力网络,供电部门往往根据所管辖的电力设施设备参数及采集的实测运行数据采用潮流算法计算线损。潮流算法是由发电机和负荷功率推知电流、电压,进而得到有功损耗的过程,即:根据每小时的发电机和负荷的有功、无功数据、网络拓扑机构及元件的阻抗参数进行潮流计算,得出各个节点电压,再根据其与节点导纳的关系计算出每条支路每小时有功损耗。该支路在计算时段内的有功损耗总和即为该支路的总电能损耗。显然,在设计阶段可获得的数据不能满足潮流计算的要求,因此无法采用精确的潮流算法来求取线损。在高压输电线路设计阶段可利用的数据仅有规划水平年线路最大潮流和最大负荷利用小时数、线路参数等。利用上述参数求取线损的总体思路为:先分别计算出线路各个元件的电能损耗功率,将各元件损耗功率求和得出该线路总电能损耗功率,再利用“最大负荷小时数损耗时间法”即可求取线路全年的电能损耗。
        2.5线路电压提升
        进行线路电压的提升是现阶段改善输电线路电能损失的主要措施,但是要保证负载功率稳定,以此能够使得线路电流会得到一定程度的减少,线路损失情况也会因此降低。负载容量相对过大,且与电源点位置过远,可使用高电压供电。配电线路进行供电的电压提升,会使得配电变压器空耗情况,因此在进行电压提升时,要根据实际情况进行。输电线路的高峰期需要进行电压提升,而用电较少时不应进行电压提升,总体而言,变压器出现空载损失较线损功率更大时,不能将电压提升,要适当对电压进行降低。低压线路电压提升的过程中,会使得电压线圈电损情况严重,不过线损本身要较之电压线圈电损更大,因此对低压线路进行电压提升是降损有效的方式之一。
        2.6动态在线监测
        完成计量装置的动态在线监测,降低计量误差造成的电量损失配变台区集中抄表系统的使用完成了计量装置动态在线监测,很大程度上降低了计量误差造成的电量损失。该系统可完成自动抄表、数据传送、数据存储,通过数据自动传送在抄表主站可随时动态监测低压计量装置的用电信息和异常情况。同时该系统还可和营销技术支持系统计量管理部分共用基础用电数据,借助微机校验实现了计量过程的网络化、信息化管理,大大提升低压计量装置安全运行速率。此外,该系统还可实时监督管理低压计量装置的检定质量以及低压计量装置的安装检收工作,完成在线控制管理低压计量装置,便于及时发现故障装置,及时开展特检特换,从而降低轮换、检定和现场校验的工作量,有针对性地开展工作,从而大大降低计量误差带来的电量损失。
        2.7运行措施
        对于电网网络结构要进行持续化的完善,使得技术线损能够得到降低,使得电网经济效益水平能够不断提升。其次要制定年度节能降损技术措施,分别将其纳入到技改及大修等项目中安排并进行实施。重点是电网规划以及电网升压工作,且要使电压等级得到简化,供电线路半径缩小,迂回供电能够有效减少。同时要对变压器规格及容量合理进行选择,采取有效的防窃电措施,对电能损耗较大的变压器进行淘汰。合理进行无功补偿设备的配置,以此使无功设备运行水平得到提升,保证无功分区及分压平衡性,对电压质量进行改善,使得输电线路电能损耗能够得到控制。
        结语
        今后将继续优化系统的智能判据,将线损管理工作中新遇到的线损不合理原因集成进来,使分析更准确,另一方面进一步挖掘海量电能量采集系统的电量数据价值,使得数据再利用,提升线损管理水平。
        参考文献:
        [1]李海泉,等.电网线损计算与降损措施[M].北京:中国水利水电出版社,2013.
        [2]吴安官,倪保珊.电力系统线损分析与计算[M].北京:中国电力出版社,2013.
        [3]宋丽敏,唐取,区伟斌,等.新建高压输电线路对管道干扰预测及缓解措施[J].油气储运,2019,38(10):1144-1150.
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