高壓輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)探討

許繼電氣股份有限公司 朱景德 任少鋒 呂 楠

一、高壓輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)的必要性

節(jié)能降耗是當(dāng)前供電企業(yè)高壓輸配電線路技術(shù)研究的迫切任務(wù)之一，輸配電線路技術(shù)的節(jié)能降耗，可以減少線路的損耗。因此節(jié)能降耗技術(shù)研究，具有一定的必要性：

1.在設(shè)計和施工當(dāng)中，通過減少導(dǎo)線長度，用直線模式代替低壓柜出線的回頭線，使得變配電所更加接近負(fù)荷中心，減少了年運行的費用。在高層建筑物當(dāng)中，變配電室靠近電氣豎井，減少了主干線的長度，同時減少了水平電纜的敷設(shè)長度，方便消防切除非消防的電源，輸出較小的電流，減少線路的損耗。

2.提高供配電系統(tǒng)的功率因素。變壓器、電動機、家用電器等都是電感性負(fù)荷，會產(chǎn)生很多無功的滯后性電流，這種電流從系統(tǒng)流出，經(jīng)過高低壓線路之后，穿入用電設(shè)備的末端，傳輸過程中線路功率的損耗增大。因此供配電線路安全電容補償柜，可以實現(xiàn)無功補償，使得無功電流在整體上減少，同時提高功率因素，滿足供電的要求和用電的需求。

3.供配電線路當(dāng)中，存在諧波電流，這種電流會增加電能損耗，同時危害供配電的線路和電器設(shè)備。為了抑制諧波危害，在變壓器的低壓側(cè)，設(shè)置源濾波器和無源濾波器，混合使用兩種濾波器，必要時利用節(jié)電的裝置，達到線路節(jié)能降耗的效果。

二、高壓輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)的措施

鑒于高壓輸配電網(wǎng)建設(shè)的滯后性，而且節(jié)能損耗方面仍有很大的潛力尚未被挖掘，高壓輸配電網(wǎng)建設(shè)需要提高節(jié)能降耗技術(shù)的水平，筆者結(jié)合實際的工作，提出以下幾方面的建議措施：

（一）導(dǎo)線技術(shù)的選擇

首先是輸配電線路導(dǎo)線截面的合理選擇，選擇的要點主要看是否能夠節(jié)省投資和滿足用戶需求，筆者認(rèn)為有必要在設(shè)計輸配電線路的時候，在規(guī)范等級的基礎(chǔ)上，選擇再高一個等級的導(dǎo)線截面，然后采用逐段計算的方法計算節(jié)能，以節(jié)約有功功率，另外在換線前和換線后，需要兼顧電抗值的變化，以減少線路電阻損耗，提供節(jié)能降耗的可能性。在輸送符合不變的情況下，導(dǎo)線截面的增加，能夠在一定程度上減少線路電阻的降損，換線后功率降低的損耗的百分率可用下面公式計算：

△P%=（1-R2/R2）×100

公式中的R1代表換線前的導(dǎo)線電阻；R2代表換線后導(dǎo)線電阻

其次是架空絕緣導(dǎo)線的采用，這種導(dǎo)線可以確保線路供電的安全性，防止相間短路，同時減少合桿線路作業(yè)時候停電的頻率，提高線路的利用程度。（如圖2.1）這種導(dǎo)線經(jīng)過樹木的枝葉時，不需要對樹木進行修剪，有利于環(huán)境綠化成本的減少。另外絕緣導(dǎo)線的線間距小，電抗能力相當(dāng)于普通裸導(dǎo)線電抗的三分之一，有利于維修工作量的減少，延長了線路的使用壽命。

再次是單心絕緣導(dǎo)線的使用，屬于新興的低壓分裂導(dǎo)線，完全絕緣，即便電桿折斷，也不會被中斷供電，而且具有擴張強度大、通用性強、方便施工、杜絕漏電、減少火災(zāi)等優(yōu)點，目前在我國輸配電建設(shè)當(dāng)中，廣受青睞，尤其是對于低壓電網(wǎng)電壓合格率的提高、供電質(zhì)量的提高、節(jié)能降耗水平的提高等，具有很大的推動作用。

（二）電網(wǎng)的合理規(guī)劃

首先，輸配電線路節(jié)能降耗的實現(xiàn)，離不開電網(wǎng)的合理規(guī)劃。供電企業(yè)可以利用自動化系統(tǒng)、在線檢測系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)電力的調(diào)度效率，減少網(wǎng)損和負(fù)荷，是線路損壞管理完善的重要技術(shù)措施。目前供電企業(yè)開始沿用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)等，輸配電線路節(jié)能降耗的技術(shù)方法，可采用潮流計算方法，選用最為合適的運行方式，將線路損耗降到最低狀態(tài)。與此同時，還可以采用自動化系統(tǒng)制定各個變電所的經(jīng)濟運行曲線，確保各個變電所的運行保持在最佳狀態(tài)，提高主變運行的經(jīng)濟性。

其次，采用節(jié)能型的電力變壓器。作為輸配電線路損耗的主要內(nèi)容，輸配電變壓器的損耗要進行控制，其中節(jié)能型的電力變壓器就是有效的舉措，能夠有效降低整個輸配電網(wǎng)的損耗。譬如陸良供電有限公司使用的非晶合金鐵心變壓器，空載損耗的35%左右，具有低噪音和低損耗的優(yōu)點。除了低損耗的變壓器使用之外，還可以對輸配電變壓器的容量進行合理配置，同樣能夠起到節(jié)能降耗的效果。非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值比較從表2.1中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，要想節(jié)約能源，通過采用新材料的方法，來降低配電變壓器的空載損耗值，是一條很有效的途徑。

表2 .1 非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值比較

再次是確保變壓器運行的經(jīng)濟性。在同樣的傳輸電量條件下，變壓器運行方式的選擇，關(guān)系到變壓器的電能損失。變壓器的經(jīng)濟運行并不需要加大資金投入，而只要對供電和用電進行科學(xué)管理，就能夠達到節(jié)電的目的，并提高功率的因素。變壓器的運行參數(shù)與變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材料質(zhì)量等息息相關(guān)，只需要選擇參數(shù)較好的變壓器，就可以提高變壓器的節(jié)能降耗能力。

（三）優(yōu)化電網(wǎng)的無功配置

電網(wǎng)的無功電流是線路損耗加大的主要原因，如果變壓器的利用效率低，電壓就會跌落。為了解決這種情況，可采用無功補償?shù)募夹g(shù)措施，即在合理分配功率的前提下，合理分布無功功率。

首先是并聯(lián)電容器的使用，改變系統(tǒng)的諧波阻抗，降低特定頻率諧波的放大作用，提高電容器的壽命和降低系統(tǒng)諧波的干擾。電容器的系統(tǒng)諧波干擾現(xiàn)象頻發(fā)，如果諧波干擾比較大，就要采用無功補償?shù)募夹g(shù)措施，結(jié)合負(fù)荷用電的特征，在補償無功的位置增加濾波裝置。

其次是補償線路電抗，主要針對長距離的輸電線，在線路上裝配電容器，補償線路的電抗，裝置串聯(lián)補償，并縮短電氣的距離，有效提高線路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。串聯(lián)補償不僅能夠提高大容量系統(tǒng)較遠(yuǎn)距離的輸送電能力，還可以在更大的范圍之內(nèi)，優(yōu)化配置資源。以某500KV的變電站為例子，該站開斷高抗的過電壓與斷路器并聯(lián)電阻的關(guān)系如表2.2所示。

表2 .2 開斷高抗的過電壓與斷路器并聯(lián)電阻的關(guān)系

由表2.2可以看出，并聯(lián)電阻沒有采取任何限制措施的時候，高抗開斷的過電壓接近7倍，并聯(lián)電阻對高抗開斷的過電壓有一定的限制作用，但僅為少部分。

再次是同一個線路的鐵塔上，架設(shè)多回的線路，以節(jié)能輸配電線路的走廊，同時能夠有效節(jié)約工程的成本支出。尤其是在環(huán)境資源日益嚴(yán)峻的情況下，多回線路在鐵塔上的架設(shè)，使得輸配電線路走廊的空間被充分利用，減少了走廊空間浪費的問題，而且在大致相同的環(huán)境資源之下，電能的輸配能力可以得到大幅度提高。

三、結(jié)束語

綜上所述，為了實現(xiàn)輸配電線路的節(jié)能降耗技術(shù)，一方面是選擇合適的導(dǎo)線技術(shù)，合理選擇輸配電線路導(dǎo)線截面，采用架空絕緣導(dǎo)線和單心絕緣導(dǎo)線，延長了線路的使用壽命。另一方面是電網(wǎng)的合理規(guī)劃和電網(wǎng)無功裝置的優(yōu)化，采用節(jié)能型的電力變壓器，確保變壓器運行的經(jīng)濟性，并在合理分配功率的前提下，合理分布無功功率，減少用戶的電費支出，同時提高供電企業(yè)的目標(biāo)利潤。

[1]王帆.基于LabVIEW的10kV配電網(wǎng)線損在線自動生成分析管理系統(tǒng)[D].南昌大學(xué),2007.

[2]楊瑞琴.供電企業(yè)降低線損與低壓配電網(wǎng)功率因數(shù)的關(guān)系[J].黑龍江科技信息,2007(14):60-61.

[3]范明天.基于可靠性的配電網(wǎng)規(guī)劃思路和方法講座——基于可靠性的配電網(wǎng)規(guī)劃的概況和基本理念[J].供用電,2011(01):11-14.

[4]廖國棟,楊高才,謝欣濤,侯益靈.供電方式對中壓配電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟性的影響[J].電網(wǎng)技術(shù),2011(03):113-118.