供電線路及配電變壓器的經濟運行方法研究

陳 博

甘肅宏匯能源化工有限公司，甘肅 嘉峪關 735100

0 引言

當前，社會供電需求不斷增加，供電壓力越來越大，電力系統進行了持續不斷的改革，行業內部競爭也日漸激烈。為了順應節能環保和低碳節能要求，供電領域也在持續進行節能優化。電力成為人們生活、生產中必不可少的一部分，推動了電力企業的發展。但凡事都有利弊，電力企業的發展也不例外。一方面，電力企業的發展可以為企業創造更高的經濟效益；另一方面，人們對電力提出更高要求，且電量線損、能源消耗、配電變壓器不良損耗等問題頻繁發生，增加了運行成本，且無法滿足人們對電力的需求[1]。在長時間的實踐中發現，供電線路及配電變壓器的經濟運行可促進電力企業的發展，因此，如何實現供電線路及配電變壓器的經濟運行成為電力企業不得不深入思考的問題。文章對此進行深入探究，旨在為企業帶來一定啟發，降低電量線損、能源消耗、配電變壓器不良損耗，同時為其經濟運行提供保障，從而為企業帶來更高的經濟效益。

1 相關概念

1.1 配電變壓器

配電變壓器，簡稱為“配變”，通常是指電力系統中的一種靜止電器，其可借助電磁感應定律變換電壓、傳輸電流。按照絕緣介質劃分配電變壓器，可分為油浸式配電變壓器和干式配電變壓器兩種；按照調壓方式劃分，可分為無勵磁調壓配電變壓器和有載調壓配電變壓器兩種[2]。

在電力系統中，配電變壓器常被用于發電、輸送電、配電三個環節。在發電環節，配電變壓器可以將電力企業所發電能輸送到電網，提高發電廠的輸出電壓，并確保輸出電壓符合輸送電電網額定高電壓要求；在輸送電環節，配電變壓器可以對電壓進行變換，使其滿足電網要求，并為電力輸送提供保障；在配電環節，配電變壓器可以降低輸送電的末端電壓，確保電壓與配電網要求相符。

1.2 供電線路

供電線路是進行電能傳送的線路，其作用為輸送、分配電能，連接電網形成電力系統。若供電線路出現問題，不僅會對電力傳輸造成直接影響，還可能引起安全事故，對人們的生命安全、財產安全造成威脅。

目前，供電線路可簡單分為架空線路和電力電纜線路兩類。架空線路的組成部分包括導線、絕緣子、地線、金具、桿塔、基礎等；電纜線路通常由電力電纜和電纜接頭兩部分組成[3]。

2 供電線路及配電變壓器經濟運行的意義

2.1 提高管理效果

研究發現，電量線損、能源消耗、配電變壓器不良損耗的根本原因是管理效果不佳。供電線路及配電變壓器的經濟運行意味著企業緊抓管理，具有提高管理效果的意義。

2.2 提高經濟效益

供電線路及配電變壓器是電力系統的重要組成部分，與企業經濟效益息息相關。經濟運行意味著電量線損、電能損耗、配電變壓器不良損耗的大幅度降低，可以使企業運行成本極大地降低，從而為企業創造更高的經濟效益。

2.3 推動企業發展

成本和經濟效益是企業的核心競爭力。目前，電力在人們的生活生產中發揮著重要作用，而供電線路及配電變壓器可對電力成本和經濟效益造成直接影響，其經濟運行可提高企業核心競爭力，從而在一定程度上推動電力企業的發展。

3 供電線路的經濟運行方法

3.1 合理選擇線路截面

線路截面與供電線路損耗密切相關，想要降低供電線路損耗，就需要對線路截面進行合理選擇。具體而言，若線路截面積達到規定要求，電力網設計會具有科學性、合理性，從而減小線路電阻，極大地降低能源損耗。

在選擇線路截面時，需將其控制在一定范圍內，線路截面一旦超出范圍，其材料損耗量和投入成本會增加，線路建設也會因此受到影響。

3.1.1 導線密度選擇法

目前，常見的線路截面的選擇方法為導線密度選擇法。與其他方法相比，其具有綜合考慮的特點，可確保線路效率和運行質量最佳，實現供電線路的經濟運行，且成本較低。具體而言，導線密度選擇法可綜合考慮截面積與電阻的聯系，以及資金成本、年運行費用投入、金屬消耗量等。運用這一方法選擇線路截面時，流程如下：了解電流密度；掌握線路本身負荷量；基于以上二者計算經濟電流密度；用最大負荷電流與經濟電流密度相除，得到截面積。

以某電力企業為例，其導線經濟電流密度數據如下。

（1）銅線材料。若使用時長為3 000 h以下，經濟電流密度為3.00 A/mm2；若使用時長為3 000～5 000 h，經濟電流密度為2.25 A/mm2；若使用時長為5 000 h以上，經濟電流密度為1.75 A/mm2。

（2）鋁線材料。若使用時長為3 000 h以下，經濟電流密度為1.65 A/mm2；若使用時長為3 000～5 000 h，經濟電流密度為1.15 A/mm2；若使用時長為5 000 h以上，經濟電流密度為0.90 A/mm2[4]。

3.1.2 測試和校驗

在確定線路截面積后，需進行測試和校驗，以確保與實際情況相符，可達到經濟運行的目的。在進行測試和校驗時，需從以下方面入手。

（1）發熱條件：將導線放置于溫度較高的環境，看其是否可以正常運行，是否有燒毀現象。

（2）機械強度：利用多種器械拉拽導線，確保外力不會使其出現拉斷現象。

（3）電量線損、電能損耗校驗：對監測運行中的供電電壓，并基于監測結果進行調試校驗，確保導線供電電壓與規定水平相符。

3.2 采用并線運行的方式

并線運行是降低供電線路損耗的方法之一，是指以同一電源、受熱點供電。常見的并線運行方式有兩種：一種是在相同電源、受熱點之間進行等截面拓寬；另一種是在相同電源、受熱點之間增加不等截面線路。實際運用并線運行方式時，企業可根據實際情況進行調整。

4 配電變壓器的經濟運行方法

4.1 運用節能型變壓器

電力企業的發展帶動了相關行業的發展，節能型變壓器應運而生。與其他變壓器相比，節能型變壓器運用了先進技術、材料，具有降低能源消耗的作用。想要實現配電變壓器的經濟運行，最簡單有效的方法是運用節能型變壓器，需選擇能量損耗偏低、技術水平較強的節能型變壓器，以達到節能減耗的目的。

4.2 運用負載偏低的變壓器

目前，我國城鎮化速度逐漸加快，很多農民選擇外出打工，導致我國不同地區人口分布存在較大差異，城市人口遠超于農村人口[5]，這使較多地區的變壓器長期處于低負荷運行狀態。由于變壓器的整體能源消耗不會根據負荷高低而變化，導致存在能源消耗現象，且無法最大限度地發揮變壓器的效用。想要解決這一問題，實現配電變壓器的經濟運行，需對變壓器進行調查，并將低負荷運行狀態的變壓器更換為負載偏低的變壓器。

4.3 采用并線運行的方式

應用并線運行方式，即同時使用2臺配電變壓器，可實現配電變壓器的經濟運行。并線運行方式通常用于線路負載較高的情況，如果在負載偏低時使用并線運行方式可能導致電能大量流失。

4.4 提升功率因數

早期，提升功率因數是指利用集中補償模式，增加配電變壓器的負載因數。但隨著時代的發展，電力系統越發復雜，電力成為人們生活、生產中不可或缺的一部分，用電負荷量極大地提升。同時，隨著人口數量的增多、高耗電設備的廣泛應用，以往的提升功率因數的方法逐漸顯現不足[6]。為了解決這一問題，電力企業開始對配電變壓器進行優化。一開始，人們應用的配電變壓器的技術水平較低，多采用手動投切方式，存在一定問題，其內部容量、支行方式無法與實際需求相符。后來，相關研究者提出配電變壓器自動化，并嘗試改造電容器柜，使其成為自動補償式柜。但由于資金匱乏，且相關研究存在一定不足，導致這一理念未落到實處。再后來，人們通過研究、實踐發現，在大型電力企業中加裝無功補償電容器可提升功率因數。因此，可將無功補償電容器當作切入點。運用無功補償電容器時，需在電動機停止運行時自動進行投入和全接觸。

4.5 選擇正確的安裝位置

配電變壓器的安裝位置可對其運行造成直接影響。若配電變壓器的安裝存在問題，會在實際運行中出現低壓供電半徑過長的現象，使電網損耗大幅度增加[7]。在長時間的實踐中發現，配電變壓器的最佳位置通常為電網負荷中心。在安裝配電變壓器時，需要結合配電系統實際情況科學確定安裝位置。安裝后還需要對其進行必要的調試，確保其線路連接正常，供電半徑合理，能夠穩定發揮作用，避免增加電網損耗。

4.6 合理調整運行電壓

運行電壓與配電變壓器的能量損耗密切相關，為了降低配電變壓器的能源損耗，可將合理調整運行電壓當作切入點。一般情況下，變壓器的運行有其額定電壓范圍，在安裝調試中需在額定電壓范圍內提升原有運行電壓，避免超壓運轉，以將其能耗降至最小，在保證正常運行的情況下達到經濟運行目的。

4.7 更新變壓器

所有設備在運行過程中都會出現損耗，配電變壓器也不例外。配電變壓器的損耗有的是看得見的，有的是看不見的，在進行損耗消除時，需將二者放置于同樣重要的位置，才可實現配電變壓器的經濟運行。在長時間的實踐中發現，只有對配電變壓器進行不斷更新，才可以消除損耗。配電變壓器的類型多樣化，不同類型的配電變壓器的更新周期有差異。目前，計算配電變壓器更新周期的方法有兩種：根據設備磨損規定的自然壽命進行更新；根據設備的經濟壽命年限進行更新[8]。

新的配電變壓器與舊的配電變壓器在有功功率、無功功率方面存在一定差異，而且會增加成本、回收年限等。為了實現配電變壓器的經濟運行，在進行變壓器更換時，需在更新周期前進行更換。針對配電變壓器制造廠商忽視更新的問題，國家相關部門做出了明確規定，規定更新周期為20年。也就是說，通常情況下，配電變壓器的使用壽命為20年，可將其當作標準進行配電變壓器的更新[9]。

5 結束語

綜上所述，為了降低電量線損、能源消耗、配電變壓器的不良損耗，實現供電線路及配電變壓器的經濟運行成為電力企業必須深入思考的問題。其與電力系統運行、企業經濟效益、管理效果、企業發展有密切聯系。實現供電線路與配電變壓器的經濟運行，并將其效用最大限度地發揮出來，可以在降低電力企業運行成本的同時，為其帶來更高的經濟效益，確保企業具有較強核心競爭力，使其長遠、穩定地發展。