電力輸配電線路中的節能降耗研究

趙曉艷，劉攀，張虎

（晉中信息學院，山西 晉中 030800）

0 引言

在人們的生活已經步入現代化的今天，社會生活需求對電力能源的依賴越來越嚴重，由此在整個國民經濟中，電力行業重要地位更加凸顯，要想讓電力系統可持續地服務社會生活，節能降耗是電力系統必要的措施。傳統的節能降耗技術存在諸多的問題，隱藏著各種安全隱患，而且對能源的消耗量特別的大，不僅增加了整體輸送電能的費用，還不能滿足社會的用電需求。由此對我國的輸配電線路進行節能降耗技術的革新勢在必行。

1 節能降耗技術的重要作用

直線模式的電力傳輸為了提升傳輸的效率，就要最大限度地降低配電的消耗量。例如：在對城市的高層建筑進行施工的時候，為了減少電流、降低對電量的損耗，相關人員要對供電室和電氣井之間的情況進行科學分析，只有這兩個點之間的距離很近，才能考慮縮短電線的長度，才能用合理有效的手段控制電源。所以節能降耗的新技術對電力系統是至關重要的。另外，對于像發動機、變壓器這些重要的供電設備而言，負荷電流都很強，在輸電的過程中一些不起任何作用的電流會產生，更大地消耗了電力能源，應用節能降耗新技術可以對這些弊端進行改善[1]。

2 電力系統中輸配電線路節能降耗的必要性

2.1 縮減導線的長度

在進行電力輸配電線路的設計以及施工過程中，為了降低輸配電線路的運行成本，盡可能的將變配電所配置在靠近負荷中心最近的位置，因此利用直線形式來取替低壓柜出線的回頭線為最佳方案。在較高層的建筑物當中，變配電室與電氣豎井相鄰，大大縮減了主干線的長度。與此同時，大大減小水平電纜線路的敷設距離，從而為非消防電源的切除提供了便利條件，并且能夠減小的流過電纜線路的電流，進而降低了輸配電線路損耗[2]。

2.2 提高供配電系統的功率

在負荷端大部分負載為各種類型的電動機，這些電動機都屬于阻感性負載，輸送變換電能的變壓器也屬于感性負載，都會產生較多無功的滯后性電流，這種電流會從系統中流出，在經過了高低壓線路之后，進入到了用電設備的終端。由于此感性電流在輸電線路中流動造成線路中功率損耗增大，所以，供配電線路安全電容補償柜可以進行無功的補償，容性電流補償一大部分感性電流，大大減少無功電流在整體上的流動，同時把功率因素提高，使得供電滿足要求，用電用戶的用電需求也能滿足。

2.3 濾波器的使用

在電力系統的輸配電線路中除了基波工頻電流以外還有諧波電流，諧波電流會在很大程度上加大輸配電線路的電能損耗，還會對供配電的線路與用戶的用電設備造成諧波侵害，使得用電設備不能正常使用甚至損壞。為了可以有抵制這種諧波危害，可以在變壓器的低壓側設置源濾波器或者是無源濾波器，把二者進行混合使用。如果有需要，可以運用節電設置達到線路節能的目標，取得理想的降耗效果[3]。

3 提升電力輸配電線路中的節能降耗的有效對策

3.1 節能減耗技術與線路

節能減耗技術有三種形式。第一種是盡量把導線的長度縮短，因為導線的長短與消耗能源的程度是成正比例的，由此，工作人員在與配電室位置相適應的范圍內設計有針對性的線路，這樣在縮短了導線長度的同時，也可以讓更多的配電室參與工作，但在設置的時候要因地制宜配置必須科學合理，這樣才能最大限度地減少電線損壞的現象。另外，為了減小電阻、降低電能的損耗，在鋪設線路的過程中要避免線路發生彎曲的現象，只有線路的平直才能實現距離最近。第二種是合理改善功率。電力系統中，功率因數的大小直接影響了無功功率的性質及大小，如果功率因數較小的情況下，無功功率電流會變大，從而無功損耗變大。而電能損耗量與感性無用功電流的大小成正比例，因此，在節能降耗技術的發展中，必須科學控制無功功率的大小和性質。第三種是有效抑制諧波電流。在電能傳輸的過程中，諧波電流的不斷產生會降低電流的質量，不利于節能降耗技術的發揮。具體的影響表現在諧波電流通過電力線路，會對電力線路和用戶設備造成破壞，導致電能損耗劇增。由此，工作人員必須對諧波電流進行有效的控制，最佳的途徑是利用濾波器進行控制。

3.2 對電網進行優化處理

能源損耗的大小與電網運行效率的高低息息相關，也就是說電網運行效率高的情況下，能源的損耗才能逐步減小。在這樣的情況下，電力相關人員必須對電網的運行進行改進，通過各種科技手段對電網進行優化處理。在全方位對電網進行優化過程中，要深入分析電網的損耗的具體情況，然后制定出合理的優化措施。優化的措施包括在線路的周圍或者是相關設施的附近設置相關的監測系統，方便掌握電網的損耗情況，根據監測的數據進行及時有效的調整。同時，對潮流的分析也是電網進行優化的過程中必須采取的措施，為了達到對潮流分析數值的精準度，電力系統還必須利用大數據的技術，引進相關的先進設備和信息技術，強化電力系統的科學化和現代化，實現對設備的精準監測。另外，工作人員要提升自身的業務素質，能夠對調度系統和動力系統進行科學的使用，讓其為電力系統的平穩運行保駕護航，有效杜絕一些異常情況的發生，為電力系統的節能降耗技術的發展提供技術支撐[4]。

3.3 提升變壓器的節能效率

變壓器是輸變配電中的重要設備，其功能就是對電能的傳輸和變換，變壓器的容量要根據實際用電需求進行大小以及各種形式的轉換與調整。但在這個轉換的過程中，需要能源的支持和輔佐，就會耗費大量的能源。為了降低這方面的電能損耗，相關人員要從電力相關設備入手，想辦法把設備對能源消耗的程度降到最低。變壓器的容量大小可以根據需要進行調整和改善，同時優化變壓器的使用材料，使用低損耗的新型變壓器，或是采用非晶合金鐵芯變壓器，其特性為損耗小和噪音小，這類變壓器的空載損耗不到常規變壓器產品的六分之一，而且運行費用相當低，全封閉式的不用后期維護，對節能降耗有良好的效果。目前，S11型號的變壓器是目前普遍使用的損耗比較小的變壓器，相對于S9系列，其空載損耗低于70%左右。然而，它的負損耗與S9系列的變壓器相同，所以，要在輸配電項目建設的過程當中，對低損耗變壓器進行普及和推廣應用。一些研究數據表明，在特定的氣候環境下，變壓器空載運行狀態比較多，大大降低了能源的消耗。因此，變壓器的最有效的優化也是節約能源和降低損耗的必備措施[5]。

3.4 對電纜材料截面進行優化

在對配電線路進行設計的時候，不僅要考慮客戶對電力的需求，更要樹立節約能源和降低損耗的長遠目標。所以，在輸電電纜材料的設計選擇中，必須要對電纜材料截面進行優化和改進，也就是說其截面質量務必達到與輸電運行相適應的技術標準。對輸配電線路或者電纜線路導線截面積進行計算、設計、優化的過程中，逐段對輸配電線路或者電纜線路進行計算，讓這種截面的最優處理能達到最佳節能降耗的功能。在設計的時候可以忽略線路的總體長度，因為通常情況下高壓輸電線路的總長度是固定的，所以線路的總體電抗值沒有很大的起伏，優化的措施必須在橫截面上進行。

3.5 無磁化或低磁化金具的使用

首先，由于鐵磁材料的導磁率非常高，所產生的磁滯渦流損耗也很大。輸電線路的電流的越大，磁感應電勢越大，金具材質的導磁率越大，磁感應電勢越大，在鐵磁的材料金具當中。相與相之間導磁率越大，就會產生的越大的感應電動勢，所以渦流損耗越大。渦流可以使金具發熱量增加，進而把輸電配電線路中的很大一部分電能轉化成金具的熱能?；谶@種情況，可以采用銅合金或者低磁鋼等導磁率較低的材料來進行線路金具的材料來使用，這是立竿見影并且效果較好的節能方法。我國35k V及以下的電力系統輸配電線路大多數都還是采用鐵磁材料金具，不但會使能量損耗嚴重，還會經常發生輸配電線路灼燒以及線夾的嚴重且頻繁電力事故。近些年來，相關的研究人員已經研制出了大量高強度的鋁合金、銅質金具和耐熱鋁合金等。例如，整體擠壓成型并溝線夾等無磁金具慢慢的在電力系統輸配電線路中進行了普遍使用。在此也希望電力系統中陳舊的輸配電線路也更換為無磁的或者低磁的金具。其次，低磁或者切斷金具的推廣與應用。利用耐熱鋁合金、銅質材料或是高強度鋁合金來進行金具的制造，雖然節能較為明顯，而且還收到了良好節能的效果，然而，由于它本身的強度在上升，價格也呈現出增長的趨勢，在很大程度上阻礙了無磁金具發展和在輸配電線路大面積應用。運用切斷金具的磁路，或是低磁材料研制的金具可以對這一問題進行良好的彌補，不但投資成本較低，取得經濟回報周期較短，還能為經濟穩步發展和節能技術的探索打好基礎[6]。

4 結語

綜上所述，智能化的社會生活需要更加可靠、安全和清潔的電力供應，在電力系統的各類各項改革項目里，有兩個核心目標，第一是提升電力工程的總體質量，第二就是本文要論述的節能降耗。傳統的節能降耗措施技術含量不高，面臨很大危險隱患。因此，科研部門要加大節能降耗技術的研發力度，想方設法提升技術人員的專業水平，把節能降耗的理念深入每個員工心里，為電力系統的良性發展創造條件。