目前業(yè)內(nèi)對(duì)節(jié)能評(píng)估報(bào)告中部分內(nèi)容的理解和評(píng)價(jià)深度不足，輸變電損耗的估算方法與評(píng)價(jià)是普遍欠缺的.主要是解決好變壓器損耗、輸電線路損耗、輸變電損耗率的評(píng)價(jià)等幾個(gè)方面的方法問題。通過對(duì)項(xiàng)目輸變電損耗進(jìn)行具體計(jì)算分析，使估算結(jié)果最接近實(shí)際，對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)施起到更好的指導(dǎo)作用。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能評(píng)估;輸變電損耗;估算與評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：:F426.61

The Way of Estimation and Evaluation Methods for Loss of Power Transmission and Transformation in the Energy Assessment Process

WANG Xing-bing

(Beijing Huazi Engineering Design Co.，Ltd., Taiyuan 030006,Shanxi,China)

Abstract: Currently in the industry, the understanding and evaluation of the part of the energy conservation assessment report is not insufficient, and the estimation method and evaluation of the loss of power transmission and transformation is generally lack. It is important to solve the problems in the evaluation methods of several aspects like loss of transformer, loss of transmission line and the loss rate of power transmission and transformation. Through the specific calculation and analysis of the loss of power transmission and transformation project, the estimate result could be closest to the actual, which can guide the design and implementation of the project better.

Key words: energy assessment; loss of power transmission and transformation; estimation and evaluation

0引言

隨著我國節(jié)能減排工作的深入開展，對(duì)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估的深度、廣度要求逐漸提高，逐步趨向標(biāo)準(zhǔn)化。這是節(jié)能評(píng)估行業(yè)內(nèi)的好事。但是，我們?nèi)匀豢吹綐I(yè)內(nèi)對(duì)節(jié)能評(píng)估報(bào)告中部分內(nèi)容的理解和評(píng)價(jià)深度不足，輸變電損耗的估算方法與評(píng)價(jià)是普遍欠缺的部分。

通過研究近期很多節(jié)能評(píng)估報(bào)告可見，對(duì)項(xiàng)目輸變電損耗的估算方法多為按項(xiàng)目總用電量的1%進(jìn)行粗略估算。不能夠進(jìn)行詳細(xì)測(cè)算的理由是項(xiàng)目可行性研究報(bào)告沒有提供直接的計(jì)算依據(jù)，估算難度較大。

本文希望突破可行性研究報(bào)告計(jì)算依據(jù)不足的障礙，解決好以下幾個(gè)方面的方法問題。

1變壓器損耗的計(jì)算方法

1.1確定變壓器的選型

根據(jù)可行性研究報(bào)告提供的設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、銘牌功率等參數(shù)估算項(xiàng)目全部設(shè)備的視在功率。根據(jù)設(shè)備集中安裝分布情況確定分設(shè)變壓器的容量、數(shù)量。一般工業(yè)企業(yè)變壓器容量按下屬視在功率除以60%估算，從變壓器標(biāo)準(zhǔn)序列中選擇較接近的容量。

例如項(xiàng)目可研階段設(shè)計(jì)進(jìn)線電壓為10 kV，用電電壓0.4 kV設(shè)備視在功率合計(jì)為1 252 kVA。按上述計(jì)算辦法，應(yīng)選用1S11-2000kVA-10/0.4kV變壓器。

從部分變壓器生產(chǎn)廠家發(fā)布的產(chǎn)品信息中可以找到S11系列電力變壓器參數(shù)如下：

空載電流：0.4%;

空載損耗：2.10 kW;

負(fù)載損耗：17.8 kW;

短路阻抗：4.5%。

至此，變壓器損耗計(jì)算需要的基本參數(shù)已經(jīng)具備。

1.2確定變壓器損耗的計(jì)算辦法

變壓器的損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗，要分別計(jì)算后，按標(biāo)準(zhǔn)折算無功功率損耗再與有功功率損耗合計(jì)為綜合有功功率損耗。仍以上述項(xiàng)目為例，變壓器損耗的計(jì)算如下。

1.2.1 變壓器的有功功率損耗

△P=P0+β2PK ， (1)

式中：△P—有功功率損耗，kW;P0—變壓器空載損耗，kW;PK—變壓器短路損耗，kW;β—變壓器負(fù)載率，%，這里β=1 252/2 000=63%。 則：△P=P0+β2PK = 2.1+0.632×17.8=9 kW;

1.2.2 變壓器的無功功率損耗

a)變壓器空載時(shí)的無功功率：

Q0=I0SN×10-2， (2)

式中，Q0—變壓器空載時(shí)的無功功率，kW;I0—空載電流百分率，%;SN—變壓器額定容量，kW。則：Q0=I0SN×10-2=0.4×2 000×10-2 =8 kW;

b)變壓器無功漏磁損耗：

QK=UKSN×10-2， (3)

式中，QK—變壓器額定負(fù)載時(shí)的無功功率，kW;UK—變壓器阻抗電壓，Ω。則：QK=UKSN×10-2=4.5×2 000×10-2 =90 kW;

c)變壓器總的無功功率損耗：

△Q=Q0+β2QK=8+0.632×90 =43.27 kW。 (4)

1.2.3變壓器的綜合有功功率損耗

ΔPZ=ΔP+KQΔQ=9+0.05×43.27=11.24 kW， (5)

本項(xiàng)目2 000 kVA變壓器綜合有功損耗為11.24 kW，按年工作7 200 h計(jì)算，年耗電量：

WB=11.24 kW×7 200 h=8.09×104 kWh， (6)

則本項(xiàng)目電力變壓器損耗為8.09×104 kWh。

2 輸電線路損耗的計(jì)算方法

2.1 計(jì)算范圍的確定

對(duì)于一般工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，從外部變電站送到項(xiàng)目關(guān)口表前的線路歸屬為供電公司，其線路損耗不在項(xiàng)目評(píng)估范圍內(nèi)，不予計(jì)算。

從項(xiàng)目關(guān)口表到用電設(shè)備前的線路，包括高壓線路和低壓線路都要計(jì)算。

2.2 輸電線路的選型

合理的輸電線路的選型可以節(jié)約大量的投資、減少電力能源在輸送過程中的浪費(fèi)，因而在節(jié)能評(píng)估過程中是重要環(huán)節(jié)。

以本項(xiàng)目為例，可研報(bào)告提出的線路選型，是較為常用和合理的。

2.3 高壓輸電線路參數(shù)的確定

確定了線路選型之后，可以通過查閱相關(guān)資料，獲得輸電線路參數(shù)。此項(xiàng)目高壓輸電線路參數(shù)如下表1。

表1高壓輸電線路參數(shù)表

序號(hào)線纜布置型號(hào)r20

Ω/kmβ1α

1關(guān)口到變壓器ZR-YJV-8.7/15kV(3*95)0.1930.0160.004

2關(guān)口到設(shè)備ZR-YJV-8.7/15kV(3*25)0.730.0360.004

以上電纜參數(shù)確定之后，還要確定電纜的長(zhǎng)度。確定方法是根據(jù)可行性研究報(bào)告提供的總平面布置圖，分別測(cè)量關(guān)口、變壓器、設(shè)備等節(jié)點(diǎn)之間的大體距離，估算出高低壓電纜需要的長(zhǎng)度。

2.4 高壓輸電線路損耗的計(jì)算

2.4.1 高壓輸電線路參數(shù)的修正

在線路損耗計(jì)算中應(yīng)考慮負(fù)荷電流引起的溫升及周圍空氣溫度對(duì)電阻變化的影響，對(duì)電阻進(jìn)行如下修正：

R20=r20+rt+rl=r20+a(Tav-20)r20+β1r20 ， (7)

式中：R20-修正后每相導(dǎo)線在20℃時(shí)的電阻值，Ω;

r20-每相導(dǎo)線在20℃時(shí)的電阻值，Ω;

β1—導(dǎo)線溫升對(duì)電阻的修正系數(shù);

Tav—代表日(或計(jì)算期)的平均氣溫，℃(年平均氣溫為0.2 ℃);

α—導(dǎo)線電阻的溫度系數(shù)，對(duì)銅、鋁、鋼芯鋁線取0.004。

2.4.2 高壓輸電線路能耗計(jì)算

用最大電流法計(jì)算導(dǎo)線電能損失：

△W1=Imax2×R×10-3×τ， (8)

式中：△W1—導(dǎo)線電阻電能損失量，kWh;

I0—最大負(fù)荷電流(取滿負(fù)荷情況下的理論電流值計(jì)算)，A;

R—電纜電阻，R=R20×L(R20指修正后電纜線路每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻值,Ω;L指電纜長(zhǎng)度，m)，Ω;

τ—最大負(fù)荷損失時(shí)間，7 200 h/a。

高壓輸電線路能耗計(jì)算參數(shù)見表2。

表2　高壓輸電線路電阻能耗計(jì)算表

序號(hào)型號(hào)L

kmR20

Ω/km R

ΩImax

AΔW1

×104 kWh

1ZR-YJV-8.7/15kV(3*95)20.181 0.362 366 38.751

2ZR-YJV-8.7/15kV(3*25)20.698 1.397 60 4.023

總計(jì)42.77

則本項(xiàng)目高壓輸電線路電阻能耗合計(jì)：

△W1=42.77×104 kWh。(9)

2.5 低壓配電線路損耗的計(jì)算

本項(xiàng)目低壓用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷為1 127 kW，cosφ為0.90，U為0.4 kV，導(dǎo)線選用折算為YJV-0.6/1 kV(3×10)電纜，電纜長(zhǎng)度為20 km，修正后R為36 Ω。按用電設(shè)備60臺(tái)，3相需要180路估算，R取值為0.02Ω進(jìn)行計(jì)算：

P2R×10-3　　1 2522×0.02

ΔW2=————×τ=—————×10-3×7 200=30.96×104 kWh。(10)

U2cosφ　　　0.42×0.90

2.6 輸電線路總損耗

WX=△W1+△W2=73.73×104 kWh。 (11)

2.7 輸變電總損耗

WBX=WB+WX=81.82×104 kWh。(12)

3 輸變電損耗率的評(píng)價(jià)方法

在《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》(GB/T3485)中規(guī)定，根據(jù)受電端至用電設(shè)備的變壓級(jí)數(shù)，其總線損率分別不應(yīng)超過以下指標(biāo)：一次變壓不得超過3.5%;二次變壓不得超過5.5%;三次變壓不得超過7%。

仍以本項(xiàng)目為例，項(xiàng)目輸變電損耗合計(jì)81.82×104 kWh。項(xiàng)目總有功計(jì)算負(fù)荷約4 546 kW。

全年總用電量估算：

W=4 546 kW×7 200 h=3 273×104 kWh， (13)

輸變電損耗率：

Ψ=WBX÷W=2.5%， (14)

本項(xiàng)目輸變電損耗率達(dá)到小于3.5%的要求。

4 結(jié)語

通過以上對(duì)項(xiàng)目輸變電損耗的具體計(jì)算，可知按總用電量的1%估算輸變電損耗偏差是非常大的。必須對(duì)項(xiàng)目輸變電損耗進(jìn)行具體計(jì)算分析，才能使估算結(jié)果最接近實(shí)際，才能使節(jié)能評(píng)估報(bào)告對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)施起到更好的指導(dǎo)作用。希望本文能起到拋磚引玉的效果，通過本文與業(yè)內(nèi)同仁進(jìn)行探討。