探讨电力输配电线路中的节能降耗技术

赛富电力集团股份有限公司 王岸明

1 引言

在经济社会高速发展的背景下，社会对电能的消耗量显著增加，而我国的电力供应增加水平相较于社会的电力消耗而言相对缓慢，这种情况直接导致了我国在电力供应方面的紧张。为了确保对电能的充分和合理利用，在该过程中相关单位和人员需要系统性地思考输配电线路中的损耗问题，并采取对应的措施来进行损耗的控制，避免电能的浪费。

2 电力输配电线路节能降耗的意义

在输配电线路之中进行节能降耗技术的应用对于经济社会的发展而言，具有极为重要的现实意义。

首先通过对相关技术的应用，如尽可能采取直线模式进行电力的传输，将不仅能够保证电力在传输过程中的损耗降低，促进电力资源的充分利用，同时也能够显著地提高对电能的传输效率和降低对导线的使用量，最终实现控制输配电线路建设成本的目的。如在部分大型建筑高层进行对应的施工的时候，需要充分地对供电室与电气井之间的距离进行考虑，如果两者之间存在相对较短的接线方案，则能够有效地保证导线的长度得到控制，也便于对电源开关的控制过程，进而极大地降低相关建筑电气工程施工的整体成本[1]。

其次，采取合理的节能降耗技术应用，也是提升相关区域供配电功率的重要手段。在人们的日常生产生活之中，所使用的电能需要经过变压器等设备的处理之后才能进行使用，而这些供电设备都属于负荷电流，当运行的过程中会不可避免地产生大量的无用电流，且这些电流也将通过对应的传输系统进行传输，在进行用设备使用的过程中，这些电流将会导致设备的电力消耗量显著增加，而通过采取对应的补偿措施，则可以对相关问题形成有效的解决，降低电能的传输消耗，并充分地提高配电系统功率。

从当前电力系统的整体组成情况来看，相关系统主要由发电、输电和配电等各个环节组成，在这些环节之中通常都会不可避免地产生电力损耗的现象。要保证环在电力损耗得到充分的控制，相关单位和人员必须从这些环节入手，采取适宜的技术、管理和设计等措施，综合地降低电力的损耗程度，提高输配电质量。

3 电力输配电线路节能降耗的技术分析

导线是实现电路输配的重要设施，但同时在进行电力传输的过程中，相关导线也必然会造成一定程度的电力损耗，从而降低电力的利用效率，为了改变这一情况，相关单位和人员在进行工作的时候可以强化对导线技术的合理应用。具体实施过程中，相关人员可以从3个方面来进行节能降耗。

3.1 合理进行导线技术的选择

导线的截面是影响电力消耗的重要因素，在进行导线截面选择的时候，工作人员需要考虑到电抗值的变化，通过增加导线的截面，将能够减小导线的电抗值，从而达到降低电力传输损耗的目的。需要注意的是，电力传输过程中导线的类型较为复杂和多样，进行截面级别选择的时候，也需要根据实际情况来进行，以防止导线成本与节能降耗效果不均衡的现象[2]。

从实际的情况来看，增加导线截面降低导线电阻的方法是现阶段应用比较广泛的节能降耗技术类型。导线的电阻和电抗与其界面成反比，正是因为这种情况的存在，所以截面较小的线路，其整体的电阻和电抗相对较大，如果在相同的容量负荷下，其有功和无功损耗则较大。线路的截面过小，整体负荷也会比较重，在使用过程中将容易导致线损率的提高，但在改进过程中需要注意的是，导线截面的提升，也必然会导致导线整体投资的增加，因此从其节能降耗的效果与经济效益的平衡入手，将是确保整体经济效益得到提升的关键。按照上述的内容，在进行导线截面选择的时候可以根据未来的负荷变化情况来实施。线路中电能损失的主要环节是主干线部分，在主干线的电能损耗之中，其首段和末端的损耗现象又最为突出，所以相关人员可以从主干线到分支线，采取由大到小的顺序进行阶梯形导线截面的选择[3]。以10kV 配电线路为例，在进行导线选择的时候，主干线截面应当控制在70mm 左右，支干线直径则应当控制在50mm 左右，分支线则不应小于35mm。对于0.4kV 低压导线而言，其主干线的截面直径选择，应当控制在35mm 左右，分支线则不得小于25，配电线路截面直径选择详见表1。

表1 配电线路截面直径选择

3.2 充分优化电网

电网本身的结构不合理，也是造成传输过程中电力损耗的重要原因，因此通过对电网进行充分的优化，将能够实现有效的节能降耗效果，具体实施内容包括：一是充分优化电网。针对电网进行优化也是保证输配电线路节能降耗目标得以实现的重要手段，以实际情况为例，在某区域的节能降耗工作之中，发现0.4kV 线路过长、负荷过重，因此在负荷安全规程的前提下，将10kV 电源尽可能靠近负荷中心，从而有效缩短了0.4kV 供电半径，避免了迂回供电和长距离低压供电，在这种方式之下比较有效地降低了电网损耗。相关单位也可以采取电网升压改造措施，来实现对应的效果[4]。这种方式所指的是在电网的整体负荷不发生改变的情况下，进行电网电压的提高，从而让经过电网元件的电流下降，实现降低损耗的目标。从实际情况来看，电网的电能损失与电压之间关系密切，合理地提高电压将能够有效地延长电能的传输距离，并减小输电线路的电能损耗。

二是架空绝缘导线。绝缘导线在当前的电力传输之中应用广泛，对相关导线的应用将能够显著地提高电力传输过程中的安全性，避免出现各类安全风险，同时这种方式也能够在一定程度上降低电力供应阶段出现停电现象的可能，这种方式下，也能够一定程度地控制电力传输损耗。

3.3 合理配置调节变压器

配电变压器的损耗是配电网损耗的主要组成部分。因此，降低配电变压器的损耗对于降低整个配电网的损耗效果非常明显。变压器在使用过程中将会出现比较严重的电能损耗，而其造成损耗的原因主要为：铁芯磁滞和涡流的损耗，这种情况的损耗一般难以有效避免；与对应设备的电能负荷相关的电能损耗现象，这一损耗将会因为变压器的负荷变化而出现改变，因此在实际工作之中相关单位可以通过对变压器的符合状况进行控制，同时采取对变压器铁芯材料进行合理优化的方式，实现比较良好的节能降耗效果。

实施过程中为了充分地降低由于变压器而带来的电能损耗问题FIF，相关单位和人员在建设过程中应当按配电网的发展规律，有计划、有步骤地进行对变压器的合理配置，尤其是对配网之中高能耗的变压器进行更换，选择具有较强节能效果的变压器，并提高配电变压器的负荷率。从现阶段的情况来看，为了确保变压器的整体能耗可控，相关单位在进行变压器类型的选择过程中，可以采用非晶合金变压器，相关变压器的整体空载损耗值较低，在应用过程中将具有较大的节能降耗效果[5]。提高变压器的负载率也是实现节能降耗效果的重要措施，通常而言变压器的整体负载率往往处于较低的状态，其铁损功率大于铜损功率，减少变压器的容量，从而提高其负载率，让其在相对经济的负载率之中进行运行，可以保证变压器的损耗得到有效的控制。最后，合理的无功补偿措施也是实现节能降耗的重要方法，变压器本身是一种感性的无功负载，在进行功率传输的时候，变压器的自身功率消耗通常远远大于有功功率损耗，这也是导致变压器空载功率较低的原因，数值一般维持在0.13～0.17，负载的自身功率因素则在0.05～0.28。当无功缺额过大的情况下，不仅会导致线损的增加，还有可能给对电网的整体稳定性形成影响。针对这种情况，采取无功补偿措施即可对相关问题形成有效的解决，无功补偿过程中，宜采取集中补偿与分散补偿相结合的方式，并以分散补偿为主，也应当以高压补偿和低压补偿相结合的方式进行，并以低压补偿为主。整体而言，合理调整运行电压是实现节能降耗的重要手段。实施过程中可以通过调整变压器分接头、在母线上投切电力电容器等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整运行电压。因为有功损耗与电压的平方成正比关系，所以合理调整运行电压可以达到降损节电效果。

4 对电网运行方式进行优化

在电力系统的实际运行过程中，采取合理的运行方式也是保证损耗降低的重要措施，在实施过程中相关单位和人员可以从3个方面入手进行保障。

一是对环网运行方式进行调整。在输电线路之中，通过选择合适的运行方式将能够在较大程度上降低电能的损耗，实施阶段可以通过应用备用、环网、双回线等方式，提高整体的运行效果，在适配的运行方式之下，对应线路之中的电能消耗也将得到比较有效的控制。从实际情况来看，我国的城市电网之中通常都存在环形电网有功、无功功率流向存在差异的情况，部分情况下会出现其流向相反的问题，这种问题在无功补偿不足的额环网之中尤为常见，甚至可能因为相关线路的传输功率因数较小，而出现大量无功功率窜动的现象，导致电网的效能损失提高，而通过进行对环网的运行方式调整，将可以对此类问题形成比较良好的改善。在电网的无功配置优化过程中，可以采取的措施主要为并联电容器的使用和补偿线路电抗。首先在并联电容器的使用过程中，依托这种方法可以对系统阻力形成减小，从而降低特定频率谐波，达到降低并联电容的运行周期和提高其整体运行效率，降低系统谐波干扰，降低电能损耗的效果。其次相关单位可以针对电网的情况，采取补偿线路电抗的措施。这种措施在应用过程中，主要是针对远距离的电力传输装置进行设置的，操作阶段通过在线路上安装电容器，可以实现串联电路的补偿，从而充分地延长电能的传输距离，增强电网的稳定性和可靠性。以500kV的变电站为例，开断高抗的过电压与短路器并联电阻的关系详见表2，从中可以了解，如果对应的线路之中没有进行任何限制措施的采取，将导致高抗开端的过电压较高，而应用并联电阻措施，则能够在一定程度上对这种问题进行改善和控制。

表2 开断高抗的过电压与短路器并联电阻的关系

二是完善降损组织体系建设。在进行管理的过程中相关单位需要注重对降损工作的过程管理，并积极引导全体成员参与到降损管理工作之中，供电企业在这个过程中可以通过采取归口管理、分级负责等方式来促进相关人员参与到降损管理工作过程中，确保有序的开展降损管理工作，形成比较良好的降损观念效果。

三是合理安排检修，提高检修质量。电力网按正常运行方式运行时，一般是既安全又经济，当设备检修时，正常运行方式遭到破坏，使线损增加。设备检修要做到有计划，要提高检修质量，减少临时检修，缩短检修时间，推广带电检修。

5 结语

在我国经济社会快速发展的背景下，社会的电力需求越来越高，对电力资源利用的充分性和有效性成为人们广泛关注的问题。在相关的电力传输之中，电能的损耗现象不可避免，为了保证电能的充分利用和经济价值的全面发挥，相关单位和人员在工作之中应当采取合理的技术，对传输损耗进行降低和控制。