電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行變壓器

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行原理

電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行主要包括變壓器及其電力線路的經(jīng)濟(jì)運行，電力設(shè)備中變壓器是一種應(yīng)用十分廣泛的電氣設(shè)備，變壓器自身要產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行作用

電力系統(tǒng)中變壓器產(chǎn)生的電能損耗占電力系統(tǒng)總損耗比例也很大，因此在電力系統(tǒng)中變壓器及其供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行，對降低電力系統(tǒng)、線損，有著重要的意義。由于當(dāng)前絕大部分的變壓器及其供電系統(tǒng)都在自然狀態(tài)下運行，加上傳統(tǒng)觀念及習(xí)慣性錯誤做法的影響，導(dǎo)致現(xiàn)有變壓器不一定運行在經(jīng)濟(jì)區(qū)間，因此必須要通過各種技術(shù)措施來降低。

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行卡脖子原因

由于各種原因電網(wǎng)送變電容量不足，出現(xiàn)“卡脖子”、供電半徑過長等。這些問題不但影響了供電的安全和質(zhì)量，而且也影響著線損。電力網(wǎng)改造是一次機(jī)遇，要抓住城農(nóng)網(wǎng)改造，認(rèn)真徹底地改善不合理的布局與設(shè)備。要充分利用在現(xiàn)有電網(wǎng)的改造基礎(chǔ)上，提高電網(wǎng)供電容量和保證供電質(zhì)量的前提下，運用優(yōu)化定量技術(shù)降低城鄉(xiāng)電網(wǎng)的線損，如老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，新型變壓器選型中要優(yōu)中選優(yōu)，既要根據(jù)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)負(fù)載分布的特點，調(diào)整變壓器運行位置與供電線路實現(xiàn)優(yōu)化組合，又要根據(jù)電網(wǎng)中變壓器與供電線路的分布狀況，優(yōu)化負(fù)載經(jīng)濟(jì)分配和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行方式?？傊捎陔娏π袠I(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中應(yīng)貫徹“科教興電”的方針，依靠科技進(jìn)步和推廣以計算機(jī)應(yīng)用為主要內(nèi)容的先進(jìn)技術(shù)，提高電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)供電的管理水平。在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造過程中要優(yōu)化調(diào)整城鄉(xiāng)電網(wǎng)的電力結(jié)構(gòu)和提高電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的技術(shù)含量。把電網(wǎng)建成“安全經(jīng)濟(jì)型電網(wǎng)”，為電網(wǎng)安全供電奠定良好的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)運行中最大限度地降低電網(wǎng)的線損，為縮小與發(fā)達(dá)國家電網(wǎng)線損的差距做出貢獻(xiàn)。

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行安全型電網(wǎng)

由于電網(wǎng)的線損主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網(wǎng)改造的節(jié)電降耗，也就是對電網(wǎng)中的所有變壓器和電力線路進(jìn)行擇優(yōu)選擇和優(yōu)化組合，組建成“安全經(jīng)濟(jì)型電網(wǎng)”。

因此，應(yīng)重點從以下幾方面考慮：

（1）調(diào)整不合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

合理設(shè)計、改善電網(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)；避免或減少城農(nóng)網(wǎng)線路的交錯、重疊和迂回供電，減少供電半徑太大的現(xiàn)象。

（2）采用子母變壓器，合理選用變壓器容量

避免“大馬拉小車”現(xiàn)象。城農(nóng)網(wǎng)改造應(yīng)注意合理分配變壓器臺數(shù)與容載比，一般負(fù)荷在65%～75%時效益最高，30%以下算“大馬拉小車”?？筛鶕?jù)負(fù)載波動及對季節(jié)性波動的負(fù)載，選擇二臺容量不等變壓器經(jīng)濟(jì)運行，即子母變壓器，以滿足不季節(jié)不同時間農(nóng)網(wǎng)對電量的需求。

（3）配變的安裝地點應(yīng)合理、經(jīng)濟(jì)

針對配變單端供電情況，應(yīng)適當(dāng)將配變安裝在負(fù)荷中心處，這樣可使低壓線路由一路輸出變?yōu)閹茁份敵?，從而提高電壓質(zhì)量，降低了低壓線損。

（4）農(nóng)網(wǎng)應(yīng)積極應(yīng)用節(jié)能裝備

農(nóng)網(wǎng)配變多為生活、動力及農(nóng)排混合供電，因而存在有峰谷負(fù)荷相關(guān)懸殊，低谷用時間內(nèi)配變二次電壓升高以及配變的實際電能轉(zhuǎn)換效率低的問題，而如果安裝使用了配變節(jié)能自動相數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)，就可以解決上述問題，從而有效地降低了變壓器、線路的空載、輕載損耗。

（5）優(yōu)化合理選擇電力線路導(dǎo)線截面

按經(jīng)濟(jì)電流密度優(yōu)化合理選擇電力線路導(dǎo)線截面

導(dǎo)線選擇應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度優(yōu)化合理選擇并考慮留有一定發(fā)展的余度，這樣既可以降低線路損耗又可以減少重復(fù)投資。

（6） 簡化電網(wǎng)的電壓等級，降低網(wǎng)絡(luò)損耗

電壓如能簡化一級，這樣可減少一級設(shè)備，減少運行管理和檢修工作，減少線損。城市負(fù)荷中心應(yīng)盡量用高壓引入，可以縮短配電線路的供電距離；如具備經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件應(yīng)對線路升壓改造，根據(jù)線路輸送容量和輸送距離，以及發(fā)展要求合理選擇升壓方案，而且升壓投資回收率較快，因此適當(dāng)考慮升壓供電是可行的。

（7）選用節(jié)能型變壓器，淘汰高能耗變壓器

S9系列變壓器為我國10kV和35kV的電力變壓器低損耗產(chǎn)品，對還在使用中的高能耗變壓器應(yīng)利用改造，合理規(guī)劃，予以淘汰或更新改造。在電網(wǎng)改造設(shè)計中對新型變壓器的容量選擇，不僅應(yīng)考慮到變壓器容量利用率，同時更應(yīng)考慮到變壓器的運行效率。使變壓器運行中的有功損耗和無功消耗最低。

合理安排變壓器的運行方式，保證變壓器經(jīng)濟(jì)運行

變壓器經(jīng)濟(jì)運行應(yīng)在確保變壓器安全運行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，通過擇優(yōu)選取變壓器最佳運行方式、負(fù)載調(diào)整的優(yōu)化、變壓器運行位置最佳組合以及改善變壓器運行條件等技術(shù)措施，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，所以變壓器經(jīng)濟(jì)運行的實質(zhì)就是變壓器節(jié)電運行。變壓器經(jīng)濟(jì)運行節(jié)電技術(shù)是把變壓器經(jīng)濟(jì)運行的優(yōu)化理論及定量化的計算方法與變壓器各種實際運行工況密切結(jié)合的一項應(yīng)用技術(shù)，該項節(jié)電技術(shù)不用投資，在某些情況下還能節(jié)約投資(節(jié)約電容器投資和減少變壓器投資)。所以，變壓器經(jīng)濟(jì)運行節(jié)電技術(shù)屬于知識經(jīng)濟(jì)范疇，是向智力挖潛、向管理挖潛實施內(nèi)涵節(jié)電的一種科學(xué)方法。

（1）合理計算變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)，使變壓器處于最佳的經(jīng)濟(jì)運行區(qū)。

變壓器并非在額定時最經(jīng)濟(jì)，當(dāng)負(fù)荷的銅損和鐵損相等時才最經(jīng)濟(jì)，即效率最高。兩臺以上主變壓器的變電所應(yīng)繪出主變壓器經(jīng)濟(jì)運行曲線，確定其經(jīng)濟(jì)運行區(qū)域，負(fù)荷小于臨界負(fù)荷時，一臺運行。負(fù)荷大于臨界負(fù)荷時兩臺運行。

（2）平衡變壓器三相負(fù)荷，降低變壓器損耗。

變壓器不平衡度越大，損耗也越大，因此，一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過10%，低壓干線及主變支線始端的電流不平衡度不得超過20%。

（3）合理調(diào)配變壓器的并列與分列的經(jīng)濟(jì)運行方式。

按備用變、負(fù)載變化規(guī)律、臺數(shù)組合等因素，優(yōu)先考慮技術(shù)特性優(yōu)及并、分列經(jīng)濟(jì)的變壓器運行方式。

（4）變壓器運行電壓分接頭優(yōu)化選擇。

在滿足變壓器負(fù)載側(cè)電壓需要的前提下，用定量計算方法，按電源側(cè)電壓的高低和按工況負(fù)載的大小，對變壓器運行電壓分接頭進(jìn)行優(yōu)化選擇，從而降低變壓器損耗，提高其運行效率。

（5）合理考慮變壓器的特殊經(jīng)濟(jì)運行方式，降低損耗。

變壓器由于使用范圍較廣，根據(jù)不同的運行方式與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要考慮一些特殊的運行方式，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行。如三繞組與雙繞組并列、兩側(cè)并列與另一側(cè)分列及負(fù)載有備用電源等等不同的組合運行方式，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運行。

（6）根據(jù)不同用戶，采用一些特種變壓器。

由于供電系統(tǒng)的用戶范圍廣大，對一些特殊用戶要考慮特殊的供電方式才能使投入的變壓器達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)。如單相變、電爐變、調(diào)壓變、專用變等，以滿足專一用戶而不影響其他用戶的經(jīng)濟(jì)運行。

合理調(diào)節(jié)配網(wǎng)運方使其經(jīng)濟(jì)運行

電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行主要是確定機(jī)組的最佳組合和經(jīng)濟(jì)地分配負(fù)荷。電網(wǎng)要考慮的是全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，是在保證區(qū)域電網(wǎng)(110kV以上)和地區(qū)電網(wǎng)(110kV以下的城區(qū)網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng))的安全運行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有輸(配)變電設(shè)備，在系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的前提下，做到配電網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運行是降低線損的有效措施。

（1）合理調(diào)整配電線路的聯(lián)絡(luò)方式

配電線路應(yīng)該采取最佳運行方式使其損耗達(dá)到最小，如通過互為備用線路、手接手線路、環(huán)網(wǎng)線路、并聯(lián)線路、雙回線路等是可以達(dá)到的。

（2）按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點

環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，按經(jīng)濟(jì)功率的分布選擇網(wǎng)絡(luò)的斷開點。

對于環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)，正常需要運行斷開，應(yīng)根據(jù)兩側(cè)壓降基本相等的原則，找到一個經(jīng)濟(jì)功率的斷開點，使線路的電能損耗最小。

（3）推廣帶電作業(yè)，減少線路停電時間

對雙回線路供電的網(wǎng)絡(luò)，雙回線路并列是最經(jīng)濟(jì)的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則由于負(fù)荷電流全部通過另一條運行的線路，會使線損大增加，因此要盡量利用帶電作業(yè)，減少雙回線的停電次數(shù)與時間。

合理配置電網(wǎng)的補(bǔ)償裝置

合理安排補(bǔ)償容量

（1）增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)

對農(nóng)網(wǎng)線路，合理增設(shè)電容器，增強(qiáng)無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)情況，運用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的方法，變電所可通過高壓柜靈活控制功率因數(shù)的變化。

（2）無功功率的合理分布。

在有功功率合理分配的同時，應(yīng)做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠(yuǎn)距離輸送。對各種方式進(jìn)行線損計算制定合理的補(bǔ)償方式；

（3）合理考慮并聯(lián)補(bǔ)償電容器的運行

過去主要考慮投入電容器能減少變壓器和線路損耗，而忽視了電容器的投入會增加電容器的介質(zhì)損耗。所以應(yīng)以總損耗最小為基礎(chǔ)來計算投切電容器的臨界點負(fù)載和多組電容器的經(jīng)濟(jì)運行區(qū)間。

做到經(jīng)濟(jì)調(diào)度，有效降低網(wǎng)損

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是以電網(wǎng)安全運行調(diào)度為基礎(chǔ)，以降低電網(wǎng)線損為目標(biāo)的調(diào)度方式。電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是屬于知識密集和技術(shù)密集型領(lǐng)域，是按電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的科學(xué)理論，實施全面電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的調(diào)度方式。

（1）合理制定電網(wǎng)的運行方式。

合理調(diào)整電網(wǎng)年度、季度運行方式，把各種變電設(shè)備和線路有機(jī)地組合起來充分挖掘設(shè)備的潛力，減少網(wǎng)絡(luò)損耗，提高供電的可靠性。

（2）根據(jù)電網(wǎng)實際潮流變化及時調(diào)整運行方式。

做好電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，根據(jù)電網(wǎng)的實際潮流變化，及時合理地調(diào)整運行方式，做好無功平衡，改善電壓質(zhì)量，組織定期的負(fù)荷實測和理論計算，使電網(wǎng)線損與運行方式密切結(jié)合，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的最大經(jīng)濟(jì)效益。尤其在農(nóng)網(wǎng)運行中，應(yīng)合理調(diào)度電力負(fù)荷，強(qiáng)化用電負(fù)荷管理，從而達(dá)到配電網(wǎng)絡(luò)的降損節(jié)能。另外，合理調(diào)整負(fù)荷，提高負(fù)荷率及調(diào)整三相不平衡電流。在相同的總用電量條件下，負(fù)荷率越高，峰谷差越小，則線損越小，因此合理調(diào)整負(fù)荷，提高負(fù)荷率、削峰填谷、適時分、并列及轉(zhuǎn)移負(fù)荷有利于降低線損。由于線路負(fù)載三相平衡度大，則不僅增加相線和中線上的損耗，同時危及配變的安全運行。必須及時進(jìn)行設(shè)整。

電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行主要是確定機(jī)組的最佳組合和經(jīng)濟(jì)地分配負(fù)荷。電網(wǎng)要考慮的是全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，是在保證區(qū)域電網(wǎng)(110kV以上)和地區(qū)電網(wǎng)(110kV以下的城區(qū)網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng))的安全運行和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有輸(配)變電設(shè)備，在系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的前提下，做到配電網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運行是降低線損的有效措施。

由于當(dāng)前絕大部分供、用電單位的變壓器及其供電線路都在自然狀態(tài)下運行。而恰恰又受到某些傳統(tǒng)錯誤觀點和習(xí)慣性錯誤作法的影響，再加上不合理的電價制度的制約，導(dǎo)致運行的變壓器大都不是經(jīng)濟(jì)運行方式。同時，我國正處在節(jié)能型變壓器、冷軋硅鋼片變壓器和熱軋硅鋼片變壓器的交替時期，因此全面開展變壓器經(jīng)濟(jì)運行意義重大。

變壓器及其供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行降損的社會效益有：節(jié)約資金，即節(jié)約電容器的投資和減少變壓器的投資；減少電壓損耗，提高供電質(zhì)量，進(jìn)一步降低線損，改善環(huán)境；節(jié)約資源，為子孫后代造福。

由此可見，電網(wǎng)的損耗是可以通過一些有效的措施來減低，使電網(wǎng)達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)運行，提高社會的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)電網(wǎng)運行管理走向定量化、擇優(yōu)化、有序化的現(xiàn)代化管理。因此在電力系統(tǒng)中推廣電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行降損措施，其節(jié)電潛力巨大，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有現(xiàn)實意義。

內(nèi)容簡介

《配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行》全面介紹配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的各項節(jié)電技術(shù)。全書共18章：簡要介紹了我國及國外節(jié)約能源方面的基本現(xiàn)狀，系統(tǒng)概述了我國電網(wǎng)和變壓器經(jīng)濟(jì)運行的現(xiàn)狀和基礎(chǔ)理論，深入分析了變壓器、配電網(wǎng)、電容器、大功率硅整機(jī)組各種經(jīng)濟(jì)運行方式的理論基礎(chǔ)和實踐結(jié)論，為用電企業(yè)及農(nóng)村電網(wǎng)提供了降低變壓器和配電網(wǎng)損耗的科學(xué)理論。這些實用的系統(tǒng)的科學(xué)的節(jié)能方法均是在確保電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)運行及滿足供電量的基礎(chǔ)上，盡量充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有的變壓器及電力線路，采取優(yōu)選變壓器和電力線路經(jīng)濟(jì)運行方式、對負(fù)載實施經(jīng)濟(jì)調(diào)配、對變壓器與電力線路運行位置進(jìn)行優(yōu)化組合等技術(shù)措施，來實現(xiàn)最大限度降低變壓器和配電線路的電力損耗的目的。

全書分為三篇，共18章。前兩篇介紹節(jié)能系統(tǒng)工程和能源標(biāo)準(zhǔn)化的概念、基礎(chǔ)知識及其與《節(jié)能法》的密切關(guān)系，深入分析了我國的節(jié)能現(xiàn)狀和抓好能源工作的重大意義，并詳細(xì)介紹開展工作的重要環(huán)節(jié)和具體方法。第三篇全面講述電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行技術(shù)，從電網(wǎng)的分類和發(fā)展，電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的各種技術(shù)參數(shù)和基礎(chǔ)理論，配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)、電力線路的經(jīng)濟(jì)運行，電網(wǎng)負(fù)載經(jīng)濟(jì)調(diào)度，電網(wǎng)改造的節(jié)電降耗，電網(wǎng)線損的精確計算等多個方面詳細(xì)探討電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的各個環(huán)節(jié)，附錄中給出重要的技術(shù)參數(shù)并介紹有關(guān)軟件。

書中大量技術(shù)參數(shù)均來自編者們多年實踐工作的累積，相當(dāng)一部分公式也是實踐經(jīng)驗得出并且又反過來在實踐中被證明是實用、有效的，甚至是高效的。

全書內(nèi)容系統(tǒng)全面，論述嚴(yán)謹(jǐn)，有豐富的實例支持論述，并設(shè)有大量的例題幫助讀者掌握和實際運用這些方法實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行。

《配電網(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運行》緊密結(jié)合當(dāng)前國家節(jié)能減排的需要，針對配電網(wǎng)規(guī)劃與運營的各個環(huán)節(jié)，對配電網(wǎng)節(jié)能降損的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對配電網(wǎng)絡(luò)分析、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、變壓器經(jīng)濟(jì)運行、配電網(wǎng)無功補(bǔ)償、配電網(wǎng)規(guī)劃、線損管理等進(jìn)行了深入分析，提出了配電網(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運行的具體措施和方法，對配電網(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運行工作具有指導(dǎo)作用。全書共分九章，主要內(nèi)容包括：緒論、配電網(wǎng)絡(luò)分析方法、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、變壓器的經(jīng)濟(jì)運行、無功優(yōu)化與電壓控制、運行方式綜合優(yōu)化、規(guī)劃節(jié)能、配電網(wǎng)的檢修節(jié)能、管理節(jié)能?！杜潆娋W(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運行》可作為供電企業(yè)、科研部門從事配電網(wǎng)節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運行的工程技術(shù)人員和科研人員參考用書，亦可作為高等學(xué)校的研究生及本科生的教材。