1.降低农村低压线路电能损耗的措施

(1)根据规程,新建和改建的农村电力线路应满足如下要求：①线路负荷应满足电力用户电力负荷发展的要求,其期限一般按5年进行规划；②导线的选用应满足线路末端电压降的要求,380V三相不得大于±7%,220V单相不得大于+7%、-10%；③其最大工作电流应满足不大于导线的持续允许电流值的要求；④应满足热稳定的要求；⑤应满足机械强度的要求。

(2)低压线路合理供电半径的计算确定。农村380/220V三相四线制线路供电半径是一个很重要且大家时常关注的技术参数,在全国性农村电网改造前,大多数农村低压线路供电半径都超过合理供电范围,使其线损居高不下,造成极大能源浪费。目前,关于如何计算确定农村低压线路合理供电半径的方法,特别是具体参考数值表并不多见。为此,本书特介绍一种方法,供在工作中借鉴和参考。

因为380/220V三相四线制线路的理论线损率为

因相关技术规程要求,0.4kV线路也尽量采用钢芯铝绞线LGJ型,且其主干线及主要分支线的截面积不应小于16mm2。又因R=P (Ω),其中铝的电阻率ρ=0.0283Ω·mm2/m,钢的电阻率ρ=0.13～0.25Ω·mm2/m,取其平均值为ρ=0.1%Ω·mm2/m。考虑电流在导线LGJ型中的集肤效应,即实验告知,导线中90%的负荷电流是从铝线中流通过去,10%的负荷电流是从钢芯中流通过去,则可得导线LGJ型的综合电阻率ρ≈0.0445Ω·mm2/m,代入式(4-41)得

从式(4-43)可见,线路供电半径与导线截面积S、负荷功率因数cosφ的平方成正比例,与线路输送的有功功率P成反比例。应用此式,可以求得线路在不同导线截面积、不同输送功率及不同功率因数时的合理供电半径,见表4-5。

表4-5　380/220V线路线损率为11%/12%时的合理供电半径　单位：m

国网公司要求,一流县级供电企业的0.4kV电网线损率达标值为11%,一般县级供电企业的0.4kV电网线损率达标值为12%；因此可令ΔAL%=11%和ΔAL%=12%。并取功率因数cosφ=0.8,输送功率P和导线截面积S为适当数值,则经整理可得下面两式

注意：式中P的单位为W,如用45000W代入式中,这样即可制得表4-5。

从式(4-44)和式(4-45)可见,如果能使农村低压电网运行在高功率因数值下,则在线路输送功率、导线截面积不变的情况下,可以延长线路供电半径,即可以得到比上表数值较大之相应值；或者说,在线路供电半径不变情况下,提高功率因数可增大线路输送功率。如取功率因数cosφ=0.9,则可得下面两式

根据上面两式,同样可制得380/220V三相四线制线路合理供电半径。

(3)在架设农村低压架空线路、敷设农村低压地埋线路和布设农村低压屋内外线路之前,首先应对低压用电负荷进行全面、详细的调查,在占据可靠的负荷资料基础上,综合考虑投资、节能效益,合理规划线路走径、合理确定线路供电半径(规程要求不宜超过0.5km)、合理选择导线截面。对于农村低压架空线路,可按配电变压器出线口到线路末端的电压降(或电压损失)不超过7%的要求,来选择确定线路导线的截面积(或导线型号),即

式中 M——低压线路中的负荷矩,kW·m；

P——低压线路输送的有功功率,kW；

L——变压器出线口至线路末端的线路长度,m；

ΔU——低压线路电压损失率(如取ΔU%=7%,则ΔU=7)；

C——低压线路电压损失计算常数；对于380/220V线路,钢芯铝绞线C=37,铝导线C=46,铜导线C=77；对于220V线路,铝导线C=7.7；铜导线C=13。

反而言之,对于现在已经使用的线路,其导线截面积是否选择合理,符合要求,我们也可以根据电压损失来进行校验或判断,即

还须指出,按上述方法选择确定线路导线截面积后,还要检查这一导线截面的实际载流量是否超过安全载流量(或允许载流量),以不超过安全载流量为宜。其次,在上述计算方法中,把线路负荷功率因数取为1,而实际的功率因数往往达不到1,因此所选用的导线截面积都有一定比例(约为10%～20%)的裕度,即一般都能满足电压降和不超过安全载流量的要求。(www.daowen.com)

(4)按照相关技术规程要求、农村低压架空线路的导线要尽量采用机械强度较高、安全系数较大的钢芯铝绞线；导线的截面积不应小于16mm2(即按照上述方法,如果计算出来的导线截面积小于16mm2时,应选择16mm2的导线)；在同一档内,每根导线不允许有两个及以上接头；低压架空线路的下户线导线一般应采用10mm2的截面积的导线,最小不得小于6mm2,下户线的长度不得超过25m,其中间不允许有一个接头。因接头处接触电阻较大,接头多将导致线路电能损耗增加。地埋线路更应该尽量避免接头,万一出现接头,必须加强处理,以严防漏电,加大线路电能损耗。

(5)架空线路所用的绝缘子和屋内布线所用的绝缘材料,应选用泄漏电流小的合格产品。特别注意的是,农村家户屋内照明线路不应采用瓷夹板,而应该采用瓷珠布线,以提高线路绝缘水平,减少泄漏损失。

(6)低压地埋线应选用专用塑料地埋线(即加厚绝缘层型),决不能用其他绝缘线代替。同时应采取防鼠害措施,以避免老鼠咬破绝缘层,造成漏电。

(7)进户线和穿墙线,应按低压规程采用有足够长度的瓷套管,严格禁止两线或多线同穿一管。

(8)在进行屋内布线和安装插座时,在插座的前段应采用槽板布线,工艺应合格。固定槽板时,要注意严防铁钉损坏槽内导线绝缘,以避免线路接地,造成漏电。

(9)农户厨房线路,最易积灰、受潮和污染,导致导线绝缘过早老化。为了减缓导线绝缘老化,应趁停电时进行除灰,并注意通风,降低厨房湿度。

(10)又因低压线路三个单相同时引入负荷点的线损远小于三个单相错开引入负荷点的线损,所以要求三相一道、同距离引入负荷点。

2.降低农村低压电气设备电能损耗的措施

(1)农村低压电气设备的绝缘电阻,应达到相应的规定值,比如电动机的绝缘电阻应在0.5MΩ以上。

(2)要合理选择农用电动机的容量,即应使所带的机械负载为电动机额定功率的3/4左右,并使电动机经常在这一负载系数下运行,防止“大马拉小车”现象的出现。为了降低电动机的电能损耗,应大力推广选XY系列高效节能型电动机。因为这种系列的电动机比JO2、JO3等老系列的电动机效率提高3%,启动转矩提高30%,体积缩小15%,重量减轻12%左右。

(3)农用电动机应安装一定容量的低压电容器,进行无功随机补偿。无功随机就地补偿对降低农村低压线损、提高负荷功率因数、增大配电变压器供电能力都有益处。比如,将电动机所需无功功率全部补偿,负荷功率因数将由0.7提高到1.0,线路中的总电流将减少30%,低压线损将降低51%,配电变压器的供电能力将提高43%,效果相当显著。农用电动机进行就地补偿,方法很简单,只要在每台电动机旁安装一组专用低压电容器即可,随电动机一道投入运行或退出运行。

(4)对老系列的电动机进行节能技术改造,即将电动机的槽口由非磁性(绝缘型)槽楔改造为磁性槽楔。其方法亦很简单,只要将磁性槽泥涂敷在电动机的槽口上(每1kg磁性槽泥可改造50～55kW的电动机),固化后即可成为不脱落的磁性槽楔。此法事半功倍,可使电动机铁损降低20%～30%,空载电流下降6.5%～8%,效率提高0.4%～1.0%,温升降低3～5℃,每千瓦电动机年节电量达24～60kW·h(按年运行时间5000h计算)。电动机运行2～3个月后即可将其改造费用收回。

电动机改造后的节电量Aj可按下式计算确定：在额定负载下

在某一负载下

式中 t——电动机的实际运行时间,h；

Pe——电动机的额定功率,即额定轴功率,kW；

β——电动机的负载系数,即负载率β=P2/Pe；

P2——电动机的输出功率,即负载功率,kW；

η1、η2——电动机改造前、后的效率。

(5)提高农用电动机的检修质量。在电动机修理时,通常用火烧的办法将旧线拆除,这样做很可能使铁芯绝缘受到破坏,造成或增加磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗。此外,电动机在运转中因震动剧烈而使机轴弯曲、轴承磨损或偏心,从而使气隙度大或不均匀,磁阻显著增大,最后导致电动机对无功功率需用量显著增大。这些是在检修电动机时要注意的事项。

(6)县办、乡镇办企业机床用电动机,特别是行程式机床用电动机,由于存在周期性空载运行的特点,其空载时间占全部运行时间的60%以上,造成电动机无功功率损耗显著增加(电动机空载时的无功功率占额定负载时的无功功率的60%～70%)。为了降低此种类型的电动机的空载损耗,应该大力推广安装空载自动断电装置。

(7)电动机的铁芯损耗(简称铁损),约占总损耗的20%～25%；它是由磁滞损耗、涡流损耗(两者由主磁通在铁芯中交变引起,近似于与电压的平方成正比且前者远大于后者)和空载杂散损耗(由空载电流通过定子绕组的漏磁通在定子机座、端盖等金属中引起之,空载电流不变它亦恒定)三者所组成。为了降低电动机的铁损,可以采用适当降压的运行方式；电动机采用降压运行方式可使其铁损降低15%～25%。

对电动机采取适当降压运行方式有两种途径：一是对于有专用配电变压器供电的电动机,可调节变压器的电压分接头开关,或加装专用的自耦调压变压器,以适当降低电动机的供电电压。二是改变电动机的内部接线。对于轻载的电动机(负载率在40%以下),将绕组△接法改为Y接法；对于负载变化较大的电动机(如破碎机、球磨机、皮带运输机、冲床、机加工、带锯机、木工圆锯等),可采用Y/△式自动切换装置,自动改换电动机的内部接线,调节电动机的运行容量；还可以将原为双路并联的△(Y)接法的绕组,改为单路串联的△(Y)接法的绕组。

(8)有条件的单位,还可以将绕线式异步电动机的转子绕组,改为外加的直流电源励磁方式,实现电机的同步运行；还可以将同步电动机采取过励磁方式,使其转入进相运行状态。