电力输配电线路中的节能降耗技术研究

霍永飞

（国网吉林省电力有限公司洮南市供电公司）

0 引言

结合现今社会发展情况而言， 电力在我国经济中占据重要引导地位， 人们对于电力输配电线路中的系统运行安全性与稳定性提出较高的要求与标准， 在传统节能降耗技术的应用中， 依旧存在着较多的问题，很容易在工作中出现各种安全事故， 同时消耗大量的电力资源， 不利于社会的创新发展。结合相关研究结果表示， 强化对电力输配电线路中节能降耗技术应用的创新， 保障将节能降耗技术合理的应用在电力输配电线路中， 强化对技能降耗技术应用研究的同时， 注重线路优化配置， 避免工作中出现资源浪费。

1 电力输配电线路中节能降耗技术应用的重要性

线损是电力企业长期发展中的必然存在， 在开展电力传输的过程中， 会出现一定的电力能源损耗， 企业要借助各种措施的应用， 减少电力资源的浪费。在进行电力传输的过程中， 使用到的设备与线路都会出现电力损耗， 可以通过人为干预的方式提升对可变损耗的改变， 这也是节能降耗技术的出发点。

1.1 提高企业经济效益

在电力输配电线路中使用节能降耗技术， 促使电力企业自身的经营效益不断提升， 对于企业而言自身营销的电力数量越多， 最终获取到的经济效益也会越好。在进行输配电线路传输的过程中， 会出现一些电力损耗的问题， 这也就增加了企业经营的成本， 通常此类成本是由企业自身承担[1］。

如果在电路传输的过程中出现较大的线路损耗问题， 那么使用使用的成本也比较高， 导致企业面对巨t大的经济损失。就需要企业强化节能降耗技术的应用， 完善输配电线路， 降低在电力输送过程中产生的能耗[2］。随着现今社会的发展， 居民对于电力的使用需求也在不断的增加， 此时就需要企业增加电力的输送量， 这也就从一定程度上增加了原本配送电线路的整体负荷， 立足于此， 需要做好相应的节能建设与安排工作， 促使电力企业自身的经营效益不断提升。

1.2 提升线路的使用寿命

在使用节能降耗技术时， 不仅能够提升输配电线路的应用寿命， 同时也可以在应用的过程中减少线路的使用长度， 以此实现整体的优化设计， 避免线路出现弯折导致各类问题的出现[3］。很大程度上缩短并降低了线路的使用长度， 或者将一些普通的线路纳入到主线路中， 提升整体线路使用寿命。

对我国现今电网配网情况进行分析， 想要降低电力输配中的能源消耗问题， 可以从以下多个角度入手， 首先， 在施工的过程中尽可能的缩短线路的设计长度， 也就是对线路进行优化， 避免过长的线路增加能源传输的消耗。其次， 在线路的设计过程中， 要尽量避免少走或者是不走回路， 走回路使用的导线横截面要远远的大于单纯的传输线路， 同时也增加了电力传输的损耗。最后， 如果在进行高层建筑输电线路的设计和施工中， 要尽可能的将竖井分布在建筑物的中间区域， 以此减少从竖井中线路引出的运行面积。

2 电力输配电线路中节能降耗技术分析与问题

在我国传统的电力运输线路中， 其主要采取的是直线运输的模式， 这一模式能够避免线路在长期使用过程中过多的消耗能量， 同时也提升了整体传输工作开展效率。伴随着社会中建筑的不断增加， 在一些高层建筑进行电线施工时， 要求施工人员能够同时考虑到供电室与电气井之间的分布关系， 并且探究二者是否相连， 如果二者之间的距离比较近， 可以降低电线使用的长度， 从而提升电源控制的有效率， 降低输出电流保障输出电流降低， 从而避免在线路传输过程中出现较大的电量损耗[4］。针对于线路运输过程中所使用的变压器以及发电器等多种设备， 在实际应用过程中都会出现负荷电流， 在进行运输电力的过程中， 上述设备都会出现一些无用的电流， 这样一来就会增加整体电力资源的消耗， 导致系统的运行功率发生了转变。

2.1 电力输配电线路中节能降耗技术分析

在整个电力系统的运行过程中， 输配电线路是非常关键的一个环节， 其主要负责的是电能的输送， 能够将电力平稳的过渡到客户端。在我国的电力系统发展中， 其主要使用到的是钢芯铝绞线作为导线， 并且各个系统中导线的横截面积存在一定的差异， 继而降低电力传输产生的消耗问题， 同时也减少了配电线路的有功功率。在分析电能消耗的过程中， 我们发现电线自身的长度和横截面也会对其产生一定的影响， 立足于此， 在增加导线自身横截面的同时， 可以降低对电力能源的消耗[5］。根据相关资料分析可知， 现今已经对新型导线展开了较多的研究， 并获取相应成果，新型导线的应用可以降低自身的电抗性， 促使电流承载量得以扩充， 实际应用安全性比较高， 同时也有一种有着较强耐热性的铝热合金导线， 其自身也能够承载较大的电流量。根据上述的分析可知， 在电力输配电线路中使用节能技术其对整体工作开展有着重要的作用， 并且导线也有着重要的作用， 就需要电力企业按照实际的施工技术， 能够科学、 合理的选择输配电线所使用到的导线， 从而最大目的上实现电力能源节能降耗工作开展目标。随着社会的不断发展， 人们对于电量的需求在不断增加， 我国电力系统实际负荷也在不断的增加， 但电力资源在传输的过程中也出现较多的损耗， 这严重影响到导线实际应用寿命， 不利于企业自身经济的发展， 企业也在全新社会发展背景下， 不仅要注重对合适导线的选择， 同时还要强化对各类输配电线路节能降耗技术的应用， 优化整体工作开展效率， 促使我国电力系统能够实现长远化发展[6］。

2.2 电力输配电线路中电能损耗的主要问题

我国在多年的发展中， 现今经济已经取得了较大的成就， 伴随着人民生活水平的提升， 促使工业生产规模也变得更大， 此时人们对于相关能源的需求量也在不断的增加， 电力资源作为重要的能源组成部分，立足于传统的火电、 水电等基础之上， 逐渐的推出了风电、 太阳能发电等多种全新能源的建设。从整体角度来讲， 我国现今的电力资源依旧存在着电能产量低下、 电力传输损耗大等多种问题， 对社会经济发展产生一定的影响， 立足于全新社会发展背景下， 节能减排已经成为社会发展的一个共识， 这对于电力企业而言， 要着重考虑进行电力输配电线路的建设中， 如何降低电能的损耗， 已经成为研究的重点内容[7］。针对于电力输配电线路中所出现的电能损耗问题， 主要将其划分为变损与线损两种方式， 这也是对电力系统规划、 输变电技术以及电力运行效率进行评价的主要指标。在电力企业的不断发展中， 为了实现节能降耗工作目标， 就需要采取多种节能技术， 尤其是针对于电力传输过程中的能源消耗， 要采取多种方式提升整体的节能效果。

3 电力输配电线路中节能降耗技术的应用

在电力输配电线路中， 节能降耗技术的应用具有重要的价值， 作为一种实用性极强的技术， 在应用过程中保障整个电力运输线路处于正常稳定的运行中，提升电能使用效率的同时， 注重对输电线路进行规划， 保障所有内容都严格按照国家标准进行设定[8］。节能降耗工作的开展非常的艰巨且复杂， 设备在运行的过程中都会出现质量、 线路、 布设等多种问题， 这些也会影响到电能的损耗， 想要保障节能降耗工作开展的效果， 就要立足于多个不同角度创新原有的体系设计， 凸显节能降耗技术的价值。

3.1 输配电线路节能降耗改造

输配电线路中的损耗主要包括线路损耗和变压器损耗两方面， 节能降耗技术在应用过程中， 也需从线路与变压器的应用角度加以优化设计。在实际工作开展中组建节能降耗线路工作开展体系， 保障电力体系实现高速的运转， 随着城市对于电力资源使用需求量的增加， 优化现有的线路体系， 具有极为重要的现实意义[9］。

1） 线路架构优化

结合输配电线路长期应用的基础之上， 对于整个线路的参数进行优化设计， 包括结构布局、 材质更新等， 尽可能降低电力损耗。优化线路设计架构， 虽然在实际应用中会提升成本的使用概率， 但是在今后的应用过程中， 会降低能电力资源的损耗， 促使电力资源传输的安全性和经济性得以提升。线路结构优化的具体实施总， 可选择增加线路导线的横截面， 降低电线的电阻， 从而实现节能降耗的工作目标。不仅如此， 还需要减少对迂回供电这一情况的设计， 通常情况下迂回供电会增加线路的长度， 要注重优化线路结构设计， 尽可能避免迂回供电情况的出现[10］。

2） 节能变压器的使用

变压器的应用也会造成较大的电能损耗， 将其划分为变压器铁芯磁滞与涡流损耗两种， 这时电压基本不会出现变化， 电能损耗也可忽略不计， 因此从这一角度出发， 很难达到节能降耗的目的。从另一角度来看， 电能损耗的主要原因是设备的电能负荷， 变压器自身负荷产生变化， 相应的损耗明显增加， 从这一方面入手， 合理控制变压器负荷， 就可实现降低损耗的目标。

3） 电网升压改造

在整体电力运输负荷功率不改变的情况下， 借助高压电网的方式， 经过电网元件促使整体变流下降。对于电力输配电线路而言， 电压直接影响到电能损耗， 电压在提升的同时， 线损的概率会明显降低， 因此， 一般情况下， 可选择对高等级电压电网的优化设计。尤其是针对于特高压电网， 在减少线损的同时，还要提升整体输送的距离， 减少资金的投资， 如果能够构架起更加完善的电网体系， 可以将其具有的时空错峰调剂效益发挥出来。根据国外相关行业研究表示， 在使用1000km 的1000kⅤ的高压线路中， 与5 条500kW 的输电线路是等同的， 所以在特高压电网的使用过程中， 不仅避免土地资源不必要的浪费， 也能降低企业的运行成本， 节能降耗技术也能更好的应用[11］。

3.2 电网运行方式优化

为了保证电力系统的正常运行， 安全性摆在首要位置， 同时也需要满足对电力资源的正常供应需求。无论是其接线还是运行方式， 通过调整更好的保证电网运行质量。

1） 环网运行方式的调整

电力输配电线路中选择环网运行方式， 进一步降低电能损耗， 一般选择备用、 环网以及双回线路等多种方式， 促使输配电线路的整体运行质量提， 也能在此过程中降低电能的不必要损耗。结合电网实际应用过程， 一般会出现环形电网有功、 无功功率流向等问题， 甚至流向完全相反， 尤其是在一些补充无功不足的环网中， 由于这一环网的传输功率较， 使得无功环流的出现电能损失较为严重， 为了达到节能降耗的目的， 需要调整环网运行方式， 降低电力传输过程中的电能损耗。

2） 供电线路调整

结合输配电线路的运行实践来看， 不同电压等级的供电线路可借助变压器元件将其有效地连接， 以保证后续所有线路的并联运行， 在开启电磁环网时， 电力系统稳定性明显得到保障。后续对输配电线路进行调整时， 保障在经济条件允许的情况下， 尽可能短距离的进行供电， 避免出现交叉供电、 跨区供电等情况。

3） 线路电压调节

输配电线路中， 电压的变化也影响到电网的元件空载、 负载等， 供电负荷不变的前提下， 电压增加1%时就会消耗2%的负载消耗。运行电压与额定电压比较接近的情况下， 变压器电压在提升的同时， 也提升了空载的损耗。输电网的负载消耗占据总消耗的80%， 采取相应的方法达到节能降耗工作开展目标。

3.3 无功平衡与无功补偿

无功功率对供电、 负荷等效果都有较大的影响，在电力系统中， 元件阻抗一般为电感性元件， 相应的在功率消耗上也大都是无功功率。为了达成无功平衡状态， 可消耗无功功率， 避免出现更多的电能损耗问题[12］。对于电力企业而言， 根据相关标准， 完成对无功补偿的有效配置， 最大程度上改善电压整体质量。

无功优化经典数学模型为：

U，X分别代表的是状态变量与控制变量，f（U，X） 则表示网损值，g（U，X） 、h（U，X） 则为约束函数。

输配电线路线损的不断增加， 主要是实际输送的电力线路有着较大的无功功率， 就要注重无功功率的平衡性， 在严格措施的控制中， 打造节能降耗的目的。日常220kⅤ以上线路， 功率控制在0.9-0.95 之间， 想要保障电压使用稳定性， 就需要安装使用无功静止补偿器与调压变压器， 更好地保证输配电线路的控制效果。无功功率与用户的负荷联系紧密， 严格控制功率因数这一变量， 将其作为节能降耗技术应用过程中的重要影响因素， 借助电价奖惩机制， 功率因数较高的用户电费金额可以降低， 低于基准的情况增加电费， 在各种经济方式的应用中， 完成对用户用电情况的调节， 减少出现线损造成的影响问题。

表1 补偿前后网损变化

3.4 节能降耗的管理对策

节能降耗技术在应用过程中做好基础性工作， 同时实现保障性节能， 无论是技术手段还是管理手段，二者相结合优化输配电线路。以免管理因素对整体节能效果产生影响。通过线损率可以分析出电力系统的发展情况， 完善现有的节能降耗管理制度， 严格控制线损， 从而达到节能降耗工作开展目标。

1） 指标管理

重视线损这一参数， 电力管理部门需要将其纳入管理指标当中， 并且进行统计分析， 结合线损指标数据， 确定年、 季、 月度的实际情况， 这也能为现损的控制工作提供一些数据支撑。在使用线损考核的方式中， 提升管理工作开展效率。对此还要注重对电压合格率、 电容使用率等因素的控制， 这些因素同样是整体的考核目标， 通过多个目标相结合， 进一步细化线损管理工作的相关指标， 以便于更好的控制线损。

2） 无功管理

电力企业选择无功管理模式， 一般来说， 用户大多数只是衡量功率因数是否达到0.9， 并不重视无功这一参数， 根据用电特征， 完成对电容器投切方案的选择。

3） 谐波管理

电网管理工作中选择非线性用电， 整体的用电负荷量明显增加， 这会出现谐波污染， 导致配电系统受到损害。谐波的出现使得电力系统功率因素明显降低， 加之输配电线路在出现热效应时也会导致整体的电能损耗增加。通过对谐波进行分析和检测， 能尽可能避免谐波的出现， 避免对电能造成较大的损耗问题， 在必要的情况下， 借助谐波控制等方式， 从而最大程度上实现节能降耗工作开展目标。

表2 公共电力系统谐波电压 （相电压） 极限值表

当公共连接点最小短路容量不同于基准短路容量时， 采用下式对谐波电流允许值进行计算：

式中，Sk为公共连接点最小短路容量， MⅤA；Ink为待计算的母线各次谐波允许值；In0为基准容量为10MⅤA时的母线各次谐波允许值。

4 结束语

现今电力作为一种全新的能源， 其具备清洁无污染的特征， 获取电力的方式也比较多， 能源供给方式较为便捷。我国现今使用的可再生资源在不断减少，需要从国外获取大量的资源， 电力、 太阳能及水能资源， 已经成为今后工业发展的重要能源支撑， 为国内的经济发展带来巨大推动最庸。但是在进行电力资源的输送中， 会出现较大的能源损耗问题， 就需要电力企业通过各种办法解决这一问题。本文则注重对电力运输中存在问题的探究分析， 结合理论的应用提出发展建议， 减少电力运输中出现能源损耗。