電力系統輸配電線路節能降耗技術探究

黑龍江德恩電力集團有限公司 楊嘉棟

隨著電力技術的快速發展，新的電力設備進入市場。電力公司要優化和改進節能技術以降低能源消耗，由于電力系統輸配電線路采用的材料不同，應盡量選用低滲透的新材料應使用，避免高滲透造成的耗電，達到系統節能的目的。當前我國配電網負荷率增長較快，節能降耗仍有很大潛力。

1 輸配電線路節能降耗的價值

電網中的網損可分為兩類，一種是固定網損，即輸電引起的能量損失；另一種是人為可變損失。線損設計的范圍包括相應的傳輸設施、電纜和各種功率元件。結合我國供電企業輸電系統的現狀，主要因素有供電過程中的能量損失和供電系統本身運行中的能量損失。隨著市場的發展和技術的不斷創新、技術要求的不斷提高，同一系統的儲存壓力也在不斷增大。隨著城市的發展和人們需求的增加，城市配電網的用電量也在不斷增加，電廠建設運行過程中的降耗技術是提高輸配網絡建設質量、保證輸配能源穩定安全、提高能源效率的重要手段。輸配電線路節能降耗的價值主要體現在以下幾方面[1]：

有助于提升輸配電線路的功率因數。由于變壓器、電動機和家用電器都是電感負載，其所攜帶的電流是無功的，連接后勢必會給整個管網帶來較大的延遲電流。為解決這一問題，可對補償功率設置能量分配上限并引入科學的無功補償，有效降低無功功率、提高生產效率，從而更好地保持供電的穩定。

有助于提升輸配電效益。通過對輸配電網的科學規劃設計，可有效降低輸配電線路所需的引線長度，由于輸配電線路的損耗與線路長度成正比，減少導線總長度可有效降低輸配電線路的損耗，提高整條線路的輸配電性能。在此背景下，輸配電線路施工時盡量采用后方線路的常規布置，各級盡量采用直線，這種方法不僅大大縮短了線路總長度，且大大縮短了變電站與線路負荷中心的距離，有利于提高輸配電線路的主動性能，實現節能降耗。

有助于科學控制諧波電流，提升電網的安全系數。在輸配電線路中，電力傳輸產生的諧波電流不僅提高了電路的無功功率還會損壞輸配電設備，如某些地區的變壓器、線路等。可在變壓器的下游側安裝源濾波器或無源濾波器來保護電氣系統和線路，或使用節能設備來減少諧波電流造成的損害，實現輸配電線路的節能降耗。

2 輸配電線路中導線的選擇

首先，檢查電線的截面，保證輸配電線路能在正常供電的基礎上達到節能降耗目的。為計算輸電線路節能情況，可采用線路法分段計算。節能降耗的主要目的是節約有源輸電線路，由于單位長度反應速率變化不明顯，在計算總功率時不能考慮無功因素，既能保證輸電負荷不變，又能增加導體截面，有效降低跟蹤損耗。

其次，頂級絕緣導體的優點。提高輸電線路的可靠性，通過選擇和使用絕緣導線可有效避免由于外部電源的影響而造成的電路短路和停電，絕緣導線可沿墻敷設，既有效減少了輸電線路的使用又減少了輸電線路的使用，還可增強道路的美感；再次，降低能源消耗。采用絕緣導線可有效降低輸電線路處電能的損耗，使反應性僅為正常輸電線路的1/3左右。

最后，使用單芯絕緣導線。這種新型的絕緣單芯導線具有以下優點：降低了反應性，單相負荷0.07861/km時其反應性比正常線路低79.3%左右，三相荷載時響應可降低64.3%左右；提高承載能力。在保證導線截面相同的條件下導線的承載力應高于正常水平，可提高19%左右；安全可靠。由于導柱完全隔離，安全性和可靠性高，即使斷開極也不會影響正常供電；防止漏電、偷電。分離導線的推廣和使用在我國電力工業中起著重要的作用，在質量、電壓、絕緣、節能等方面都能得到有效的保障[2]。

3 節能降耗

3.1 電力輸配電線路節能降耗中的影響因素

在整個電網中輸配電線路起著重要的作用，特別是起到及時傳輸的作用，使用戶能及時分配電力資源。不同的系統對導體有不同的要求，在實際輸電過程中電力系統輸配電線路的功耗與輸配電線路的長度密切相關，因此電力系統輸配電線路的長度應盡量縮短，輸送更多的電能。當前我國已開發了許多新的電線，提高了載流能力、安全性高，還有些電線有很好的耐熱性。電力公司應通過分析實際情況科學地選擇導線以降低輸電線路的耗電量，我國電力消費逐年增加，導致電力系統負荷高、輸電損耗大，電力行業經濟效益沒有保障，因此在建立輸配網絡時應改進相應的節能技術。

長度因素。與功率消耗密切相關，電路本身的長度對電路本身的電阻也起著重要的作用。如導體的長度逐漸增大，導體本身所造成的損耗也會逐漸增大，在設計工作中要多加注意，避免在設計過程中出現導線彎曲象，從而降低能耗；功率因素。由于家用電器與電動機間的感應一致性較強，在實際運行過程中避免配電系統受到影響，造成能量損失和浪費。控制和管理相關問題，提高自身性能降低損耗。補償和安裝電容器，確保對供電系統中無用功電能問題的控制；電流因素。在使用電力系統輸配電線路時，諧波性能是導致停電的一個重要因素，如輸電系統中存在諧波電流很容易引起電氣和電壓問題，過多的諧波還會導致變壓器過熱，影響整個供電系統的運行。

3.2 輸配電線路的節能降耗技術問題

電網規劃問題。如果電網的網絡規劃不明確、不完善，節能技術就發揮不了作用：一是規劃方案有誤。在電網規劃中，相應規劃體系的內容與電網的實際要求不一致，將顯著影響節能降耗技術的應用；二是相關人員對網絡運營中所包含的內容沒有進行全面的分析、規劃和準備。在網絡規劃的過程中，相關工作組還必須進行全面的管理，如數據管理、人員配備或適當的設備管理等。設備的選型不夠合理。相對來說輸配電網絡是非常復雜的，由各種元件組成，且所有元件都有一定的電阻。變壓器等元件的損耗是輸配電過程中的一種可變損耗，如果這些部件選擇不當將嚴重影響系統功耗的降低和系統的節約；人員專業能力問題。電力供應系統部分員工的技術水平不高，會導致其在輸配電線路使用節能降耗技術時對節能降耗技術的掌握程度較低，操作能力較差，影響著輸配電線路節能降耗技術的應用[3]。

3.3 節能降耗技術優化措施

3.3.1 合理規劃電網

合理的電網規劃是優化配電線路節能降耗技術的基礎，在進行合理的電網規劃時應確保其有助于提高在線監控，此外在規劃電網時應保證有足夠的電壓分布，在此基礎上優化輸電線路和節能減排技術，有效提高能耗。電網損耗與能量損耗成反比，如電網的效率相對較低、能量損失會逐漸增加，因此應采取有效的電網規劃方法對電網進行優化。

在對電網進行規劃時應對電網的網損計算進行詳細分析，并根據分析結果制定完善的解決方案，在線路或設備周圍建立適當的監測系統，及時監測實際網損。在電網優化過程中還要進行流量分析相關工作。為提高這一過程的分析結果應運用信息技術，借助引進先進設備和技術，有效地保證分析結果的真實性和有效性。此外應合理安排和使用自動化系統，從而有效避免異常。

并聯電容器可逐漸降低電力系統的電阻，減小特定頻率諧波的放大，減少電容器的工作周期，提高電容器的工作效率。如諧波干擾較大，可采用并聯電容器來解決問題、降低功耗。此外應合理使用磁化金屬配件，感應電動勢與導體材料的電流成正比，那么它就會與金屬材料成正比，大部分能量可以轉化為熱量。采用高強度金屬零件實現能量轉換，減少能量損失，更好地實現節能降耗，提高電力傳輸的穩定性。輸電線路間的距離與電力消耗密切相關，運輸線路間的距離越大消耗的電力就越多，因此須不斷采用不同的技術來減少導線傳輸間的距離，從根本上降低能耗，實現節能降耗的理念。

3.3.2 使用新型設備

為降低能耗，變壓器的選擇須經過設計和規劃。如，非晶鐵芯變壓器具有電壓低、噪聲低、運行成本低等優點，S11系統在普通變壓器中損耗最小，與其他變壓器相比零負載損耗約為70%，變壓器經濟運行是指在相同條件下變壓器的負荷適應最適宜、最理想的運行方式。只有在良好的科學指導下變壓器才能進行經濟活動，因此在選擇變壓器時也須考慮運行參數的影響。

3.3.3 電力變壓器

電網中電能消耗的主要部分來自變壓器，因此應嚴格控制變壓器的選擇和使用，有效降低電網中的電能，在實際施工過程中，可選擇能耗低的變壓器或設計科學合理的變壓器來達到相應目的。變壓器的經濟運行是指在相同的傳動性能基礎上選擇和確定最佳的變壓器模式，從而達到低能耗、節能目的，最終達到經濟運行的狀態。此外，變壓器主要是轉換電壓的形式和大小，因此需大量的能量支持，這增加了電力系統輸配電線路上的負載，可通過提高設備的適應性、增加變壓器容量來降低設備的功耗或損耗，這一目標也可通過變壓器材料的優化來實現。

3.3.4 培訓和招聘專業技術人才

對國內供電系統人員進行節能降耗培訓，提高員工節能降耗意識，提高員工技術水平，在日常工作和生活中引入節能技術，降低能耗，提高傳輸效率，可聘請外部專家和經驗豐富的技術人員，并為企業供電系統和公司注入新鮮血液，進一步推動節能技術在企業系統中的應用[4]。