摘要：地方小水電網(wǎng)在工農業(yè)生產(chǎn)中有著(zhù)舉足輕重的作用，但因其分布及結構的特殊性，使得其降損節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，地理位置處在邊遠山區，少數民族地區、革命老區、貧困地區。它最大的特點(diǎn)就是分散，即電源點(diǎn)分散，負荷分散；它的最大優(yōu)點(diǎn)是就地建站、就地成網(wǎng)無(wú)需超高壓遠距離輸送；同時(shí)由水庫、梯極、徑流電站群所構成的小水電站網(wǎng)，能迅速改變運行方式，以適應山區負荷的變化。懷化地方電網(wǎng)就是一個(gè)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47萬(wàn)kW，年發(fā)電量18億kW·h，各小水電供電區年供電量達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荷以農業(yè)和民用負荷為主，用電負荷極不穩定，中、低壓供電線(xiàn)

　　路長(cháng)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(wèn)題。

　　2地方小水電網(wǎng)損耗大的原因

　　2.1地方小水電網(wǎng)規劃布局不合理

　　一個(gè)布局合理的電網(wǎng)，無(wú)疑是一個(gè)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(lái)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(zhù)經(jīng)濟發(fā)展的需要，現已逐步形成以市（地區）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(méi)有進(jìn)行過(guò)合理的規劃及布局，這樣在運行中難以做到經(jīng)濟運行。

　　2.2線(xiàn)路及產(chǎn)品和設備老化

　　當電流通過(guò)導線(xiàn)和變壓器時(shí)，由于導線(xiàn)和變壓器繞組都有一定的電阻值，則會(huì )產(chǎn)生有功損耗，由于地方電網(wǎng)的大部分輸供電設備都是上世紀七十年代或八十年代投入運行的，其線(xiàn)路中導線(xiàn)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，近幾年對農村低壓配電網(wǎng)進(jìn)行了農網(wǎng)改造，但在35kV及其以上的線(xiàn)路及設備并沒(méi)有進(jìn)行全面改造，損耗大的現象依然沒(méi)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

　　地方小水電并網(wǎng)處與該配電線(xiàn)路出口處各有一套計量裝置：

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

　　可以看出：A1＝B－C A2＝D－E均為正時(shí)，可得出實(shí)際有功線(xiàn)損率為：

　　由上分析結果可以看出，由于計量方式不當，除水電站全月不發(fā)電和全月發(fā)電量小于用戶(hù)負荷用電量時(shí)，（1）式與（3）式計算結果相等外，其余都不等于實(shí)際線(xiàn)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(xiàn)路出口處和小水電站各有一套計量裝置）體現不出水電站供、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(shí)只考慮了發(fā)電機或變壓器的容量，并沒(méi)有考慮在不發(fā)電時(shí)，廠(chǎng)用電負載遠小于發(fā)電功率時(shí)，電能表處于輕載狀態(tài)運行而引起負的附加誤差，從而導致，線(xiàn)損加大。

　　2）現在使用的國產(chǎn)三相兩元件感應式電能表存在缺陷。電能表誤差調節裝置有隨意性、任意性，容易造成計量不準確；無(wú)電壓斷相計時(shí)功能，電能表一旦斷相，將會(huì )造成少計電量；實(shí)際運行中，感應式電能表受外界影響大，容易產(chǎn)生附加誤差。

　　3）電壓互感器二次導線(xiàn)壓降引起的計量誤差較大。上世紀90年代以前設計的電廠(chǎng)、變電所絕大多數電能計量裝置的TA、TV設備，受當時(shí)管理方法與制造水平的限制，不具備專(zhuān)用測量繞組，二次設備共用一組繞組，使TV二次負擔過(guò)重，TV二次導線(xiàn)壓降計量誤差增大。另外，長(cháng)期以來(lái)，我們對電能計量裝置的現場(chǎng)校驗工作只是注重電能表工作誤差的校準和接線(xiàn)檢查，而忽視了互感器合成誤差和TV二次導線(xiàn)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）互感器的準確度等級不符合規程要求。盡管有時(shí)電能計量裝置中電能表的準確度等級很高，但由于互感器本身準確度等級低，使計量的準確性受到影響。

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

　　2.3.3上網(wǎng)計量點(diǎn)位置的影響

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

　　2.4管理、監督不力造成損耗增大

　　1）小水電站的個(gè)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(zhuān)發(fā)有功或無(wú)功的方法，不按發(fā)電上網(wǎng)要求嚴格控制有、無(wú)功定比的規定，增加了地方小水電網(wǎng)無(wú)功負荷電流損失，造成了損耗加大。

　　2）農村用電中小企業(yè)、個(gè)體用電戶(hù)竊電現象嚴重，而因為技術(shù)及管理的滯后，明知有竊電現象，就是查不出來(lái)。

　　3）個(gè)別內部職工思想不健康，受人拉攏，胳膊肘往外拐，內外勾結幫助用戶(hù)竊電。

　　3降損節能的途徑及措施

　　3.1抓電網(wǎng)規劃同時(shí)技術(shù)降損

　　1）對于地方小水電網(wǎng)的今后發(fā)展，要根據地方的經(jīng)濟增長(cháng)，電力負荷分布等情況，進(jìn)行合理規劃。在實(shí)施規劃過(guò)程中，每年應根據地方實(shí)際情況進(jìn)行滾動(dòng)修改。新投資的電力工程項目，要求降損效益大的工程項目?jì)?yōu)先組織實(shí)施。通過(guò)合理規劃的電網(wǎng)，結構更趨于合理，更有利地方經(jīng)濟的發(fā)展，更有利于降損節能。

　　2）對于正在運行的地方電網(wǎng)實(shí)施技術(shù)降損

　�、俸侠碚{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(diǎn)。

　　線(xiàn)路的總損耗＝線(xiàn)路的電阻損耗＋變壓器的負載損耗＋變壓器的空載損耗。

　　當線(xiàn)路的阻抗一定時(shí)，變壓器的損耗就與變壓器的經(jīng)濟、合理運行有著(zhù)密切的關(guān)系了。特別是地方小水電網(wǎng)以農業(yè)和民用負荷為主，季節性變化和峰谷變化均很大，合理投運變壓器起著(zhù)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(shí)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）

　　因對給定的變壓器，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）兩函數對應的曲線(xiàn)有一交點(diǎn)，在交點(diǎn)處ΔPⅠ＝ΔPⅡ，這一點(diǎn)稱(chēng)為經(jīng)濟運行的臨界點(diǎn)，臨界

　　點(diǎn)的負荷稱(chēng)為臨界負荷Sl0.當S＜Sl0時(shí)，投入兩臺變壓器的功率損耗最小，最經(jīng)濟。反之，S＞Sl

　　0時(shí)，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(chēng)“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(shí)，Sez、Sem、ΔP₀z、ΔPKZ、ΔP₀m、ΔPkm均為定值，則（8）（9）（10）式可寫(xiě)成：

　　當ΔPz＝ΔPm，ΔPz＝ΔPmz，ΔPm＝ΔPmz時(shí)（11）（12）（13）三函數可計算出兩臨界負荷SLj1和SLj2.在臨界負荷點(diǎn)，兩中運行方式下變壓器的功率損耗相等，也就是說(shuō)“臨界負荷”是實(shí)現運行方式轉變的經(jīng)濟點(diǎn)。

　　當S＜SLj₁時(shí)，子變壓器投入運行功率損耗最小。

　　當SLj₁＜S＜SLj₂時(shí)，母變壓器投入運行功率損耗最小。

　　當S＞SLj₂時(shí)，子母變壓器同時(shí)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(jiàn)，根據科學(xué)的計算確定臨界負荷，選擇變壓器的運行方式，可以達到降低線(xiàn)損，節約能源的目的。

　�、谶M(jìn)行無(wú)功補償，提高功率因素

　　·充分利用變電所的電容器，對系統進(jìn)行無(wú)功補償。

　　在電力傳輸過(guò)程中，有功功率和無(wú)功率都會(huì )造成功率損耗，因此，在功率損耗中含有功損耗和無(wú)功損耗，即

　　由上式可以看出，當輸送的有功功率一定時(shí)，總的功率損耗便決定于輸送的無(wú)功功率的變化。而線(xiàn)路中輸送無(wú)功功率的多少，又決定于負荷的功率因素的高低。功率因素越低，說(shuō)明無(wú)功功率越大，在電力傳輸中無(wú)功造成的損耗也越大。在理論上，功率因數從1.0下降到0.85時(shí)有功損耗增加38％；而功率因素從1.0下降到0.6時(shí)，有功損耗增加178％。因此，我們在地方小水電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補償時(shí)，應遵循全面規劃、合理布局、分級補償、就地平衡的原則，以使功率因數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，達到技術(shù)降損的功效。

　　·在負荷側增加無(wú)功投入，實(shí)現無(wú)功就地補償。也可以要求用戶(hù)增加低壓無(wú)功，特別是對新建和擴建增容的用戶(hù)均要求配足電容器。

　�、燮胶馀潆娋W(wǎng)絡(luò )中的三相負荷

　　廣大農村低壓配電網(wǎng)普遍存在著(zhù)三相負荷不對稱(chēng)，由于不對稱(chēng)電流的存在，勢必在零線(xiàn)上引起功率損耗，從而導致總損耗增加。在農村很難做到三相負荷平衡。不過(guò)，可以通過(guò)改變供電方式來(lái)達到降損的目的。即把以前的單相兩線(xiàn)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(xiàn)的基礎上增加一根相線(xiàn)及相關(guān)金具就可實(shí)現。

　　3.2改造輸電線(xiàn)路及采用節能新產(chǎn)品

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

　　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）的配電出口和小水電原計量方式的基礎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，即可達到正確的計算線(xiàn)損的目的，同時(shí)也杜絕了電能表反轉引起的計量誤差。

　　2）有計劃地逐年更換準確度等級不滿(mǎn)足要求的計量裝置。

　　3）設置專(zhuān)用的二次回路，把電能表回路與繼電保護回路和其他儀表回路分開(kāi)，減小計量二次回路的負擔。

　　4）積極推廣和應用計量新產(chǎn)品。全電子多功能電能表，集有功、無(wú)功、正反向和復費計量于一身，不但體積小，重要輕，而且杜絕了反向計量誤差：復比和S級電流互感器，不但滿(mǎn)足了用戶(hù)負荷變化的需要，也將最小負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：計量變化負荷的自動(dòng)轉換電路也已問(wèn)世，將進(jìn)一步推進(jìn)電能計量的發(fā)展。有條件的地區在新建和改造小水電網(wǎng)工程中，要大力推廣新技術(shù)，應用新產(chǎn)品，加快電能計量標準化的步伐。

　　5）將小水電的計量點(diǎn)由以往的發(fā)電機出口，移至主變高壓側或出線(xiàn)側，使計量裝置能真正反映出發(fā)電廠(chǎng)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(yíng)管理

　　1）堅持分壓、分線(xiàn)、分片核算線(xiàn)損。每月召開(kāi)一次線(xiàn)損分析會(huì )，分析存在問(wèn)題，制定整改措施，責任落實(shí)到部門(mén)及人，使問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現和解決。

　　2）采用計量箱加封印、加封條，定期調換計量TA，表計及接線(xiàn)蓋，開(kāi)展現場(chǎng)表計輪接。對有異議的用戶(hù)采用一月多次抄表等做法。

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

　　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(shí)踐中逐步總結經(jīng)驗，優(yōu)化運行體制，不斷運用新技術(shù)和新設備。