探討電力輸配電線路中的節能降耗技術

賽富電力集團股份有限公司 王岸明

1 引言

在經濟社會高速發展的背景下，社會對電能的消耗量顯著增加，而我國的電力供應增加水平相較于社會的電力消耗而言相對緩慢，這種情況直接導致了我國在電力供應方面的緊張。為了確保對電能的充分和合理利用，在該過程中相關單位和人員需要系統性地思考輸配電線路中的損耗問題，并采取對應的措施來進行損耗的控制，避免電能的浪費。

2 電力輸配電線路節能降耗的意義

在輸配電線路之中進行節能降耗技術的應用對于經濟社會的發展而言，具有極為重要的現實意義。

首先通過對相關技術的應用，如盡可能采取直線模式進行電力的傳輸，將不僅能夠保證電力在傳輸過程中的損耗降低，促進電力資源的充分利用，同時也能夠顯著地提高對電能的傳輸效率和降低對導線的使用量，最終實現控制輸配電線路建設成本的目的。如在部分大型建筑高層進行對應的施工的時候，需要充分地對供電室與電氣井之間的距離進行考慮，如果兩者之間存在相對較短的接線方案，則能夠有效地保證導線的長度得到控制，也便于對電源開關的控制過程，進而極大地降低相關建筑電氣工程施工的整體成本[1]。

其次，采取合理的節能降耗技術應用，也是提升相關區域供配電功率的重要手段。在人們的日常生產生活之中，所使用的電能需要經過變壓器等設備的處理之后才能進行使用，而這些供電設備都屬于負荷電流，當運行的過程中會不可避免地產生大量的無用電流，且這些電流也將通過對應的傳輸系統進行傳輸，在進行用設備使用的過程中，這些電流將會導致設備的電力消耗量顯著增加，而通過采取對應的補償措施，則可以對相關問題形成有效的解決，降低電能的傳輸消耗，并充分地提高配電系統功率。

從當前電力系統的整體組成情況來看，相關系統主要由發電、輸電和配電等各個環節組成，在這些環節之中通常都會不可避免地產生電力損耗的現象。要保證環在電力損耗得到充分的控制，相關單位和人員必須從這些環節入手，采取適宜的技術、管理和設計等措施，綜合地降低電力的損耗程度，提高輸配電質量。

3 電力輸配電線路節能降耗的技術分析

導線是實現電路輸配的重要設施，但同時在進行電力傳輸的過程中，相關導線也必然會造成一定程度的電力損耗，從而降低電力的利用效率，為了改變這一情況，相關單位和人員在進行工作的時候可以強化對導線技術的合理應用。具體實施過程中，相關人員可以從3個方面來進行節能降耗。

3.1 合理進行導線技術的選擇

導線的截面是影響電力消耗的重要因素，在進行導線截面選擇的時候，工作人員需要考慮到電抗值的變化，通過增加導線的截面，將能夠減小導線的電抗值，從而達到降低電力傳輸損耗的目的。需要注意的是，電力傳輸過程中導線的類型較為復雜和多樣，進行截面級別選擇的時候，也需要根據實際情況來進行，以防止導線成本與節能降耗效果不均衡的現象[2]。

從實際的情況來看，增加導線截面降低導線電阻的方法是現階段應用比較廣泛的節能降耗技術類型。導線的電阻和電抗與其界面成反比，正是因為這種情況的存在，所以截面較小的線路，其整體的電阻和電抗相對較大，如果在相同的容量負荷下，其有功和無功損耗則較大。線路的截面過小，整體負荷也會比較重，在使用過程中將容易導致線損率的提高，但在改進過程中需要注意的是，導線截面的提升，也必然會導致導線整體投資的增加，因此從其節能降耗的效果與經濟效益的平衡入手，將是確保整體經濟效益得到提升的關鍵。按照上述的內容，在進行導線截面選擇的時候可以根據未來的負荷變化情況來實施。線路中電能損失的主要環節是主干線部分，在主干線的電能損耗之中，其首段和末端的損耗現象又最為突出，所以相關人員可以從主干線到分支線，采取由大到小的順序進行階梯形導線截面的選擇[3]。以10kV 配電線路為例，在進行導線選擇的時候，主干線截面應當控制在70mm 左右，支干線直徑則應當控制在50mm 左右，分支線則不應小于35mm。對于0.4kV 低壓導線而言，其主干線的截面直徑選擇，應當控制在35mm 左右，分支線則不得小于25，配電線路截面直徑選擇詳見表1。

表1 配電線路截面直徑選擇

3.2 充分優化電網

電網本身的結構不合理，也是造成傳輸過程中電力損耗的重要原因，因此通過對電網進行充分的優化，將能夠實現有效的節能降耗效果，具體實施內容包括：一是充分優化電網。針對電網進行優化也是保證輸配電線路節能降耗目標得以實現的重要手段，以實際情況為例，在某區域的節能降耗工作之中，發現0.4kV 線路過長、負荷過重，因此在負荷安全規程的前提下，將10kV 電源盡可能靠近負荷中心，從而有效縮短了0.4kV 供電半徑，避免了迂回供電和長距離低壓供電，在這種方式之下比較有效地降低了電網損耗。相關單位也可以采取電網升壓改造措施，來實現對應的效果[4]。這種方式所指的是在電網的整體負荷不發生改變的情況下，進行電網電壓的提高，從而讓經過電網元件的電流下降，實現降低損耗的目標。從實際情況來看，電網的電能損失與電壓之間關系密切，合理地提高電壓將能夠有效地延長電能的傳輸距離，并減小輸電線路的電能損耗。

二是架空絕緣導線。絕緣導線在當前的電力傳輸之中應用廣泛，對相關導線的應用將能夠顯著地提高電力傳輸過程中的安全性，避免出現各類安全風險，同時這種方式也能夠在一定程度上降低電力供應階段出現停電現象的可能，這種方式下，也能夠一定程度地控制電力傳輸損耗。

3.3 合理配置調節變壓器

配電變壓器的損耗是配電網損耗的主要組成部分。因此，降低配電變壓器的損耗對于降低整個配電網的損耗效果非常明顯。變壓器在使用過程中將會出現比較嚴重的電能損耗，而其造成損耗的原因主要為：鐵芯磁滯和渦流的損耗，這種情況的損耗一般難以有效避免；與對應設備的電能負荷相關的電能損耗現象，這一損耗將會因為變壓器的負荷變化而出現改變，因此在實際工作之中相關單位可以通過對變壓器的符合狀況進行控制，同時采取對變壓器鐵芯材料進行合理優化的方式，實現比較良好的節能降耗效果。

實施過程中為了充分地降低由于變壓器而帶來的電能損耗問題FIF，相關單位和人員在建設過程中應當按配電網的發展規律，有計劃、有步驟地進行對變壓器的合理配置，尤其是對配網之中高能耗的變壓器進行更換，選擇具有較強節能效果的變壓器，并提高配電變壓器的負荷率。從現階段的情況來看，為了確保變壓器的整體能耗可控，相關單位在進行變壓器類型的選擇過程中，可以采用非晶合金變壓器，相關變壓器的整體空載損耗值較低，在應用過程中將具有較大的節能降耗效果[5]。提高變壓器的負載率也是實現節能降耗效果的重要措施，通常而言變壓器的整體負載率往往處于較低的狀態，其鐵損功率大于銅損功率，減少變壓器的容量，從而提高其負載率，讓其在相對經濟的負載率之中進行運行，可以保證變壓器的損耗得到有效的控制。最后，合理的無功補償措施也是實現節能降耗的重要方法，變壓器本身是一種感性的無功負載，在進行功率傳輸的時候，變壓器的自身功率消耗通常遠遠大于有功功率損耗，這也是導致變壓器空載功率較低的原因，數值一般維持在0.13～0.17，負載的自身功率因素則在0.05～0.28。當無功缺額過大的情況下，不僅會導致線損的增加，還有可能給對電網的整體穩定性形成影響。針對這種情況，采取無功補償措施即可對相關問題形成有效的解決，無功補償過程中，宜采取集中補償與分散補償相結合的方式，并以分散補償為主，也應當以高壓補償和低壓補償相結合的方式進行，并以低壓補償為主。整體而言，合理調整運行電壓是實現節能降耗的重要手段。實施過程中可以通過調整變壓器分接頭、在母線上投切電力電容器等手段，在保證電壓質量的基礎上適度地調整運行電壓。因為有功損耗與電壓的平方成正比關系，所以合理調整運行電壓可以達到降損節電效果。

4 對電網運行方式進行優化

在電力系統的實際運行過程中，采取合理的運行方式也是保證損耗降低的重要措施，在實施過程中相關單位和人員可以從3個方面入手進行保障。

一是對環網運行方式進行調整。在輸電線路之中，通過選擇合適的運行方式將能夠在較大程度上降低電能的損耗，實施階段可以通過應用備用、環網、雙回線等方式，提高整體的運行效果，在適配的運行方式之下，對應線路之中的電能消耗也將得到比較有效的控制。從實際情況來看，我國的城市電網之中通常都存在環形電網有功、無功功率流向存在差異的情況，部分情況下會出現其流向相反的問題，這種問題在無功補償不足的額環網之中尤為常見，甚至可能因為相關線路的傳輸功率因數較小，而出現大量無功功率竄動的現象，導致電網的效能損失提高，而通過進行對環網的運行方式調整，將可以對此類問題形成比較良好的改善。在電網的無功配置優化過程中，可以采取的措施主要為并聯電容器的使用和補償線路電抗。首先在并聯電容器的使用過程中，依托這種方法可以對系統阻力形成減小，從而降低特定頻率諧波，達到降低并聯電容的運行周期和提高其整體運行效率，降低系統諧波干擾，降低電能損耗的效果。其次相關單位可以針對電網的情況，采取補償線路電抗的措施。這種措施在應用過程中，主要是針對遠距離的電力傳輸裝置進行設置的，操作階段通過在線路上安裝電容器，可以實現串聯電路的補償，從而充分地延長電能的傳輸距離，增強電網的穩定性和可靠性。以500kV的變電站為例，開斷高抗的過電壓與短路器并聯電阻的關系詳見表2，從中可以了解，如果對應的線路之中沒有進行任何限制措施的采取，將導致高抗開端的過電壓較高，而應用并聯電阻措施，則能夠在一定程度上對這種問題進行改善和控制。

表2 開斷高抗的過電壓與短路器并聯電阻的關系

二是完善降損組織體系建設。在進行管理的過程中相關單位需要注重對降損工作的過程管理，并積極引導全體成員參與到降損管理工作之中，供電企業在這個過程中可以通過采取歸口管理、分級負責等方式來促進相關人員參與到降損管理工作過程中，確保有序的開展降損管理工作，形成比較良好的降損觀念效果。

三是合理安排檢修，提高檢修質量。電力網按正常運行方式運行時，一般是既安全又經濟，當設備檢修時，正常運行方式遭到破壞，使線損增加。設備檢修要做到有計劃，要提高檢修質量，減少臨時檢修，縮短檢修時間，推廣帶電檢修。

5 結語

在我國經濟社會快速發展的背景下，社會的電力需求越來越高，對電力資源利用的充分性和有效性成為人們廣泛關注的問題。在相關的電力傳輸之中，電能的損耗現象不可避免，為了保證電能的充分利用和經濟價值的全面發揮，相關單位和人員在工作之中應當采取合理的技術，對傳輸損耗進行降低和控制。