摘要：地方小水電網(wǎng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，但因其分布及結(jié)構(gòu)的特殊性，使得其降損節(jié)能工作顯得尤為重要。就地方小水電網(wǎng)損耗大的原因及采用何種方式降損節(jié)能提出了自己的看法。

　　關(guān)鍵詞：小水電電網(wǎng)經(jīng)濟運行能量損失節(jié)能措施

　　1前言

　　地方小水電站網(wǎng)大多分布在我國各水系的上中游，地理位置處在邊遠(yuǎn)山區(qū)，少數(shù)民族地區(qū)、革命老區(qū)、貧困地區(qū)。它最大的特點就是分散，即電源點分散，負(fù)荷分散；它的最大優(yōu)點是就地建站、就地成網(wǎng)無需超高壓遠(yuǎn)距離輸送；同時由水庫、梯極、徑流電站群所構(gòu)成的小水電站網(wǎng)，能迅速改變運行方式，以適應(yīng)山區(qū)負(fù)荷的變化。懷化地方電網(wǎng)就是一個典型的地方小水電網(wǎng)，至去年年底，全市小水電站裝機容量達(dá)47萬kW，年發(fā)電量18億kW·h，各小水電供電區(qū)年供電量達(dá)20億kW·h，占全市總用電量的70％以上，是全國最具影響力的地方電網(wǎng)之一。但地方小水電供電負(fù)荷以農(nóng)業(yè)和民用負(fù)荷為主，用電負(fù)荷極不穩(wěn)定，中、低壓供電線

　　路長且覆蓋面廣，運行中損耗大，經(jīng)濟效益低。如何降低損耗，提高經(jīng)濟效益是各地方小水電網(wǎng)都面臨的問題。

　　2地方小水電網(wǎng)損耗大的原因

　　2.1地方小水電網(wǎng)規(guī)劃布局不合理

　　一個布局合理的電網(wǎng)，無疑是一個運行經(jīng)濟的電網(wǎng)。地方小水電網(wǎng)常因受經(jīng)濟、地理等多方面因素的制約，是一步一步慢慢地發(fā)展起來的。在建網(wǎng)初期，小水電常以縣為供電主體就地成網(wǎng)，并且各縣自為一體。隨著經(jīng)濟發(fā)展的需要，現(xiàn)已逐步形成以市（地區(qū)）為供電主體的聯(lián)合供電網(wǎng)。這種聯(lián)合供電網(wǎng)基本上就沒有進(jìn)行過合理的規(guī)劃及布局，這樣在運行中難以做到經(jīng)濟運行。

　　2.2線路及產(chǎn)品和設(shè)備老化

　　當(dāng)電流通過導(dǎo)線和變壓器時，由于導(dǎo)線和變壓器繞組都有一定的電阻值，則會產(chǎn)生有功損耗，由于地方電網(wǎng)的大部分輸供電設(shè)備都是上世紀(jì)七十年代或八十年代投入運行的，其線路中導(dǎo)線和變電所的變壓器有一部分仍然在沿用以前的舊產(chǎn)品，這些舊產(chǎn)品自身電阻大，因而運行中損耗也就大。雖然，近幾年對農(nóng)村低壓配電網(wǎng)進(jìn)行了農(nóng)網(wǎng)改造，但在35kV及其以上的線路及設(shè)備并沒有進(jìn)行全面改造，損耗大的現(xiàn)象依然沒有得到有效解決。

　　2.3計量原因造成損耗增大

　　2.3.1計量方式不當(dāng)

　　地方小水電并網(wǎng)處與該配電線路出口處各有一套計量裝置：

　　A1為配電出口處電能表抄見有功電量；A2為小水電并網(wǎng)處電能表抄見有功電量；A3為用戶抄見有功電量總和。則該線路的損耗率為：

　　可以看出：A1＝B－C A2＝D－E均為正時，可得出實際有功線損率為：

　　由上分析結(jié)果可以看出，由于計量方式不當(dāng)，除水電站全月不發(fā)電和全月發(fā)電量小于用戶負(fù)荷用電量時，（1）式與（3）式計算結(jié)果相等外，其余都不等于實際線損率。所以形成上述情況，是因為原計量方式（地方小水電網(wǎng)并網(wǎng)線路出口處和小水電站各有一套計量裝置）體現(xiàn)不出水電站供、用和變電所的送、受電中相抵消的電量。

　　2.3.2計量裝置配置不合理

　　1）計量裝置在配置時只考慮了發(fā)電機或變壓器的容量，并沒有考慮在不發(fā)電時，廠用電負(fù)載遠(yuǎn)小于發(fā)電功率時，電能表處于輕載狀態(tài)運行而引起負(fù)的附加誤差，從而導(dǎo)致，線損加大。

　　2）現(xiàn)在使用的國產(chǎn)三相兩元件感應(yīng)式電能表存在缺陷。電能表誤差調(diào)節(jié)裝置有隨意性、任意性，容易造成計量不準(zhǔn)確；無電壓斷相計時功能，電能表一旦斷相，將會造成少計電量；實際運行中，感應(yīng)式電能表受外界影響大，容易產(chǎn)生附加誤差。

　　3）電壓互感器二次導(dǎo)線壓降引起的計量誤差較大。上世紀(jì)90年代以前設(shè)計的電廠、變電所絕大多數(shù)電能計量裝置的TA、TV設(shè)備，受當(dāng)時管理方法與制造水平的限制，不具備專用測量繞組，二次設(shè)備共用一組繞組，使TV二次負(fù)擔(dān)過重，TV二次導(dǎo)線壓降計量誤差增大。另外，長期以來，我們對電能計量裝置的現(xiàn)場校驗工作只是注重電能表工作誤差的校準(zhǔn)和接線檢查，而忽視了互感器合成誤差和TV二次導(dǎo)線壓降引起的誤差對計量的影響，因此不能正確掌握電能計量裝置的綜合誤差。

　　4）互感器的準(zhǔn)確度等級不符合規(guī)程要求。盡管有時電能計量裝置中電能表的準(zhǔn)確度等級很高，但由于互感器本身準(zhǔn)確度等級低，使計量的準(zhǔn)確性受到影響。

　　5）指標(biāo)儀表與電能表共用一套TA，一個TV保險，而且各指示儀表一般安裝在電能表前面。當(dāng)對電測指示儀表進(jìn)校驗時，需要短路TA，并斷開TV保險，這樣在這段時間內(nèi)電能表無法計量。

　　2.3.3上網(wǎng)計量點位置的影響

　　計量點距地方小水電網(wǎng)配電出口主干線的距離約幾百m至數(shù)km，這一距離的線損也是影響地方小水電網(wǎng)損耗的原因之一。

　　2.4管理、監(jiān)督不力造成損耗增大

　　1）小水電站的個別承包人不擇手段，千方百計地研究竊電或增收方案，想出了專發(fā)有功或無功的方法，不按發(fā)電上網(wǎng)要求嚴(yán)格控制有、無功定比的規(guī)定，增加了地方小水電網(wǎng)無功負(fù)荷電流損失，造成了損耗加大。

　　2）農(nóng)村用電中小企業(yè)、個體用電戶竊電現(xiàn)象嚴(yán)重，而因為技術(shù)及管理的滯后，明知有竊電現(xiàn)象，就是查不出來。

　　3）個別內(nèi)部職工思想不健康，受人拉攏，胳膊肘往外拐，內(nèi)外勾結(jié)幫助用戶竊電。

　　3降損節(jié)能的途徑及措施

　　3.1抓電網(wǎng)規(guī)劃同時技術(shù)降損

　　1）對于地方小水電網(wǎng)的今后發(fā)展，要根據(jù)地方的經(jīng)濟增長，電力負(fù)荷分布等情況，進(jìn)行合理規(guī)劃。在實施規(guī)劃過程中，每年應(yīng)根據(jù)地方實際情況進(jìn)行滾動修改。新投資的電力工程項目，要求降損效益大的工程項目優(yōu)先組織實施。通過合理規(guī)劃的電網(wǎng)，結(jié)構(gòu)更趨于合理，更有利地方經(jīng)濟的發(fā)展，更有利于降損節(jié)能。

　　2）對于正在運行的地方電網(wǎng)實施技術(shù)降損

　�、俸侠碚{(diào)整并聯(lián)運行的主變的運行方式，使變電所的變壓器運行在最佳經(jīng)濟運行點。

　　線路的總損耗＝線路的電阻損耗＋變壓器的負(fù)載損耗＋變壓器的空載損耗。

　　當(dāng)線路的阻抗一定時，變壓器的損耗就與變壓器的經(jīng)濟、合理運行有著密切的關(guān)系了。特別是地方小水電網(wǎng)以農(nóng)業(yè)和民用負(fù)荷為主，季節(jié)性變化和峰谷變化均很大，合理投運變壓器起著至關(guān)重要的作用。

　　兩臺同容量變壓器的經(jīng)濟運行

　　一臺變壓器運行時的功率損耗為：

　　Se—變壓器的額定功率（kVA）ΔP₀—變壓器的空載損耗（kW）ΔPK—變壓器的短路損耗（kW）

　　因?qū)�給定的變壓器，在電源電壓、頻率不變的前提條件下，Se、ΔP₀、ΔPK均不變，則（4）、（5）式可變?yōu)椋?/p>

　　（6）、（7）兩函數(shù)對應(yīng)的曲線有一交點，在交點處ΔPⅠ＝ΔPⅡ，這一點稱為經(jīng)濟運行的臨界點，臨界

　　點的負(fù)荷稱為臨界負(fù)荷Sl0.當(dāng)S＜Sl0時，投入兩臺變壓器的功率損耗最小，最經(jīng)濟。反之，S＞Sl

　　0時，投入兩臺變壓器的功率損耗最小，最經(jīng)濟。

　　兩臺不同容量變壓器的經(jīng)濟運行這種運行又稱“母子變壓器運行”。它大體可以分為三種運行方式：

　　式中ΔP₀z、ΔPKZ—子變壓器的空載損耗及短路損耗。

　　ΔP0m、ΔPkm—母變壓器的空載損耗和短路損耗。

　　S—變壓器運行的視在功率，

　　Sez、Sem—子、母變壓器的額定容量在電源電壓和頻率均不變時，Sez、Sem、ΔP₀z、ΔPKZ、ΔP₀m、ΔPkm均為定值，則（8）（9）（10）式可寫成：

　　當(dāng)ΔPz＝ΔPm，ΔPz＝ΔPmz，ΔPm＝ΔPmz時（11）（12）（13）三函數(shù)可計算出兩臨界負(fù)荷SLj1和SLj2.在臨界負(fù)荷點，兩中運行方式下變壓器的功率損耗相等，也就是說“臨界負(fù)荷”是實現(xiàn)運行方式轉(zhuǎn)變的經(jīng)濟點。

　　當(dāng)S＜SLj₁時，子變壓器投入運行功率損耗最小。

　　當(dāng)SLj₁＜S＜SLj₂時，母變壓器投入運行功率損耗最小。

　　當(dāng)S＞SLj₂時，子母變壓器同時投入運行功率損耗最小。

　　以上計算方法可以推廣到多臺變壓器的并聯(lián)運行。由此可見，根據(jù)科學(xué)的計算確定臨界負(fù)荷，選擇變壓器的運行方式，可以達(dá)到降低線損，節(jié)約能源的目的。

　　②進(jìn)行無功補償，提高功率因素

　　·充分利用變電所的電容器，對系統(tǒng)進(jìn)行無功補償。

　　在電力傳輸過程中，有功功率和無功率都會造成功率損耗，因此，在功率損耗中含有功損耗和無功損耗，即

　　由上式可以看出，當(dāng)輸送的有功功率一定時，總的功率損耗便決定于輸送的無功功率的變化。而線路中輸送無功功率的多少，又決定于負(fù)荷的功率因素的高低。功率因素越低，說明無功功率越大，在電力傳輸中無功造成的損耗也越大。在理論上，功率因數(shù)從1.0下降到0.85時有功損耗增加38％；而功率因素從1.0下降到0.6時，有功損耗增加178％。因此，我們在地方小水電網(wǎng)進(jìn)行無功補償時，應(yīng)遵循全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡的原則，以使功率因數(shù)和電壓有較好的狀態(tài)，這就需要提高變電所電容器的投入率，達(dá)到技術(shù)降損的功效。

　　·在負(fù)荷側(cè)增加無功投入，實現(xiàn)無功就地補償。也可以要求用戶增加低壓無功，特別是對新建和擴建增容的用戶均要求配足電容器。

　　③平衡配電網(wǎng)絡(luò)中的三相負(fù)荷

　　廣大農(nóng)村低壓配電網(wǎng)普遍存在著三相負(fù)荷不對稱，由于不對稱電流的存在，勢必在零線上引起功率損耗，從而導(dǎo)致總損耗增加。在農(nóng)村很難做到三相負(fù)荷平衡。不過，可以通過改變供電方式來達(dá)到降損的目的。即把以前的單相兩線制供電改為兩相三相制供電，此種供電方式在國外已存在，且改造費用低，只需在原供電線的基礎(chǔ)上增加一根相線及相關(guān)金具就可實現(xiàn)。

　　3.2改造輸電線路及采用節(jié)能新產(chǎn)品

　　在農(nóng)網(wǎng)改造的基礎(chǔ)上，有計劃地組織35kV及其以上電壓等級線路的改造，設(shè)法減少線路中電阻值，從而減少線損。另外，有計劃地更換掉高能耗變壓器，積極推廣應(yīng)用節(jié)能新產(chǎn)品。目前國產(chǎn)非晶合金鐵心變壓器的價值是同容量S9型產(chǎn)品的1.35倍，兩種變壓器購置的差價，可在5～7年內(nèi)由所降損耗少付的電費來抵償。按變壓器的實際壽命20～30年計算，5～7年后節(jié)約的電費為凈收益。

　　3.3采用正確的計量方式，合理配置計量裝置

　　1）要在變電所有小發(fā)電站（可能引起電能表反轉(zhuǎn)）的配電出口和小水電原計量方式的基礎(chǔ)上各加一套計量裝置，采用兩套帶有止逆裝置的計量表進(jìn)行計量，即可達(dá)到正確的計算線損的目的，同時也杜絕了電能表反轉(zhuǎn)引起的計量誤差。

　　2）有計劃地逐年更換準(zhǔn)確度等級不滿足要求的計量裝置。

　　3）設(shè)置專用的二次回路，把電能表回路與繼電保護(hù)回路和其他儀表回路分開，減小計量二次回路的負(fù)擔(dān)。

　　4）積極推廣和應(yīng)用計量新產(chǎn)品。全電子多功能電能表，集有功、無功、正反向和復(fù)費計量于一身，不但體積小，重要輕，而且杜絕了反向計量誤差：復(fù)比和S級電流互感器，不但滿足了用戶負(fù)荷變化的需要，也將最小負(fù)荷計量的允許度降低到額定電流的1％，提高了計量精度，減少了計量誤差：計量變化負(fù)荷的自動轉(zhuǎn)換電路也已問世，將進(jìn)一步推進(jìn)電能計量的發(fā)展。有條件的地區(qū)在新建和改造小水電網(wǎng)工程中，要大力推廣新技術(shù)，應(yīng)用新產(chǎn)品，加快電能計量標(biāo)準(zhǔn)化的步伐。

　　5）將小水電的計量點由以往的發(fā)電機出口，移至主變高壓側(cè)或出線側(cè)，使計量裝置能真正反映出發(fā)電廠的上網(wǎng)電量和供電企業(yè)的主網(wǎng)供電量。

　　3.4加強用電經(jīng)營管理

　　1）堅持分壓、分線、分片核算線損。每月召開一次線損分析會，分析存在問題，制定整改措施，責(zé)任落實到部門及人，使問題能及時發(fā)現(xiàn)和解決。

　　2）采用計量箱加封印、加封條，定期調(diào)換計量TA，表計及接線蓋，開展現(xiàn)場表計輪接。對有異議的用戶采用一月多次抄表等做法。

　　3）教育用電營業(yè)人員，端正思想，同是制定相應(yīng)的獎懲機制。

　　總之，造成地方小水電網(wǎng)損耗大的原因很多。如何有效降低損耗，提高經(jīng)濟效益，還有待于我們在今后的實踐中逐步總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化運行體制，不斷運用新技術(shù)和新設(shè)備。