電力輸配電線路中的節能降耗措施分析

黃天辰

（滁州市智宏工程咨詢有限責任公司，安徽 滁州 239000）

電力是社會發展的核心能源，穩定的高質量電力供應已經成為各行各業發展的根本，為各行各業的繁榮發展提供了良好支持。為了保障穩定的能源供應，輸配電線路質量在電力系統當中的作用越發突出。受到客觀因素的影響，線路受損問題未能得到有效解決，為此需要重視輸配電線路電能損耗管理，從技術、規劃等不同角度提出優化管理措施，為社會經濟的發展提供穩定的高質量能源支持。

1 輸配電線路電能損耗

電力系統由多個環節共同構成，包括發電、輸電等，不同環節的電力運行均會造成一定損耗。隨著生態意識的不斷提高，電能損耗已經成為衡量電力系統的重要指標，想要為社會各界的發展提供穩定的能源供應，必須有效控制輸配電線路的電能損耗，獲得持久的社會效益。我國經濟高速發展，發電基礎在技術性、環保性等方面已與國際相互接軌，但是輸配電線路的線損問題卻依舊存在，遠超于發達國家電力公司的3%。結合電量損耗情況可知，我國每年電能損耗高于發達國家450 億kW·h。配電變壓器是輸配電環節的重點設備，其運行時間與能耗與變壓器的節能潛力有極大關系。統計結果顯示，節能型變壓器的電能損耗比普通變壓器低30%，具有明顯的能源節約效果。

2 輸配電線路節能降耗技術分析

2.1 輸配電線路節能降耗改造

2.1.1 線路架構優化

線路結構優化可從導線截面角度入手，截面的增加能夠有效降低電阻，同時也是減少能源消耗的有效方法。線路梳理需要規避迂回電路，迂回電路的存在會提高供電距離，電力的運輸也會伴隨著更大的消耗，為此需對現有線路結構進行重新規劃，最大程度地降低供電損耗[1]。

2.1.2 節能變壓器的使用

根據變壓器電能損耗情況，可將其分為變壓器鐵芯磁滯與渦流損耗、與設備電能負荷相關的電能損耗兩大類，前者是因為電壓變化幅度小，可將其電能損耗納入不變損耗范疇，難以采用調整方法來降低損耗。后者是變壓器負荷變化而導致的可變損耗，具體的控制過程可以從變壓器負荷、鐵心材料優化兩個角度入手，達到降低損耗的最終目的。

2.1.3 電網升壓改造

將整體負荷功率設為不變，電網電壓的提高能夠有效降低電網元件的電流。結合輸配電線路電能損耗情況可知，電壓會對電能損耗產生直接影響，提高電壓的措施能夠有效降低線損率。如果條件允許，可以進一步優化高等級電壓電網，在投資節約以及現存減少方面都具有明顯效果。如果能夠完善電網電壓，那么電網時空錯峰調節的效益也能夠得到最大化。國外經驗顯示，特高電壓網在實踐當中的運用具有節約土地資源、降低輸電成本、減少輸配電線路損耗的作用[2]。

2.2 電網運行方式優化

2.2.1 環網運行方式的調整

合理的運行方式是降低輸配電線路電能損耗的有效方法，為提高電路運行質量，可以通過環網、備用等方法來有效降低電能損耗。通過對城市電網以及組網運行情況進行分析，環形電網有功、無功功率，流向存在客觀差異，如果無功補充不足，那么就會造成大量無功功率串功，會提升整體的電能損失。為達到降本增效的效果，可以對環網運行方式進行優化，通過流向的改變來降低整體的損耗。

2.2.2 供電線路調整

高低壓電磁環網能夠連接電壓等級不同的線路，以此來達到并聯運行的效果。開啟系統電磁環網后，能夠有效提高電力系統的穩定性。在經濟條件允許的情況下，調整輸配電線路時可以采用最短距離供電方法，盡可能降低跨區域供電、交叉供電等情況，原因在于此類現象會提高整體的電能損耗。

2.2.3 線路電壓調節

運行電壓會對輸配電線路電網元件空載、負載等環節的電能損耗產生極大影響。如果保持供電負荷不變，隨著運行電壓的增加，負載消耗量將會隨之降低。當運行電壓與額定電壓保持接近狀態，如果采用提高變壓器電壓的方法，就會提升空載損耗。一般情況下，空載損耗在總損耗當中的比例高達80%，為了達到節能降耗的效果，可以進一步提升運行電壓方法。值得注意的是，電能損耗與變壓器的不平衡度有很大關系，所以需要采取有效措施降低不平衡度，以免造成過多的電能損耗。

2.3 無功平衡與無功補償

通過對輸配電線路線損情況進行分析，可了解大量無功功率是造成線損的核心原因，想要達到降低損耗的效果，必須強調無功功率的平衡性。一般情況下，線路電壓在220kV 以上，可將其功率控制在0.9～0.95之間。為了提高電壓的穩定性，可以將無功靜止補償器與調壓變壓器加裝在樞紐變電所，進一步增強整體的管控效果。用戶負荷會對無功功率產生極大影響，所以在能耗降準的時候，可以進一步加強功率因素管理，在功率因素的基礎之上，實施電價獎懲措施，如果用戶功率因數高于基準值，便可適當減免電費，反之則需要征收電費，經濟方法在實踐當中的運用，能夠有效調節用戶用電情況，同時也是降低線損的有效方式。

2.4 節能降耗的管理對策

（1）指標管理。從管理角度需要加強現存計算，明確理論指標和實際指標之間的具體差異，同時根據年、季、月提供線損控制目標，加強基層部門管理。現場管理時還可以進一步增加電壓合格率、電容使用率等相關因素，提高整體的管理質量；（2）無功管理。無功管理是電力企業管理的關鍵，用戶關心的是功率因素，但卻不重視無功，在具體管理時可以采用雙向無功電度表，主要適用于用量總量大且功率因數趨近于1 的用戶，以此來選擇科學合理的電容器投切方案；（3）諧波管理。電網非線性用電負荷增加后，諧波污染會對配電系統產生直接影響，功率因素下滑，會進一步增加電能損耗，為此需加強諧波分析，有效控制電能損耗，達到節能降耗的效果[3]。

3 實例分析

3.1 項目概況

某項目輸配電線路改造長度為5km，為降低電能損耗，將根據項目工程實踐，對線路改造情況進行優化，達成節能降耗的最終目標。線路改造方案編制時，將選擇大截面，擔心分裂絕緣導線，以10m 為架空高度完成線路的架空鋪設，避免出現線路交叉等情況，最大程度地延長限度使用壽命。配電電壓規劃配置時，將對電力調度進行不斷調整，以此來達成運行數據的動態采集，科學降低電能損耗。考慮到存在長距離的運行問題，為了縮短線路距離，將串聯補償技術與配合同塔多回路技術，提高系統運行的穩定性。除此之外，根據項目工程實踐更換了原有的鐵磁改料，同時在線路相應節點增加了濾波器，能夠有效降低線路損耗。該項目投產后取得明顯效果，上半年的綜合線損實現明顯下降，由4.89%降至4.51%，年運行費用降低16.5%，節約電量637.9 萬kW·h。

3.2 節能降耗技術措施在電力工程輸配電線路中的具體應用策略

3.2.1 實行電網合理規劃

（1）電壓將直接作用于電能損耗結果，如果電壓過高，必然會造成電能損耗的繼續增加，無法滿足電網的穩定運行。所以需要科學控制配電電壓，同時結合電流電壓檢測技術、在線監控技術，加強電網全過程管理，達到降本增效，減少損耗的效果。具體來說，該項目選擇雙繞組變壓器以后，有效降低了調壓器的短路抗阻，同時增加了開關，不僅能夠有效調壓，同時線路保護效果也得以提升；（2）無功電流與電能損耗直接相關，根據電網運行狀態，采用了無功補償形式，綜合考慮電網運行情況，對其進行合理設計，不僅提高了電壓的整體穩定性，同時在損耗減少方面也取得了明顯成果。舉例來說，某項目采用多級投切方式達成無功補償，不僅能夠實現三種補償容量，同時也提高了電容器的利用率，損耗管控效果明顯；（3）長距離輸電線路是工程當中的常見問題，為優化線路電抗將采用串聯補償技術，以此來縮減傳輸距離，保障電力系統的穩定性，同時還能夠為資源的優化配置提供良好支持。某線路改造工程在推進時，便采用該方法節省了大量的資源和成本[4]。

3.2.2 優化輸配電線路導線選材設計

1.導線截面將直接影響輸電線路運行情況，為滿足項目運行需求，將采用大截面導線來優化輸配電線路設計，然后根據逐段計算法獲取最佳的有功功率值，考慮到電抗值受線路長度變化影響較小，可將其節約的無功功率和綜合功率忽略不計。如果將輸送負荷設置為恒定值，大截面導線更換后，線路電阻線損將得到明顯降低，可將其功率損耗百分比計算公式總結如下：

2.絕緣導線架空設計。（1）絕緣導線是保障供電質量的有效方法，原因在于該種措施能夠盡可能地降低外力或者操作失誤而形成的短路，同時也能夠有效降低合桿線路操作造成的停電頻率，能夠減少后期的維護頻率；（2）為了方便鋪設工作的開展，線路桿塔將采用沿墻敷設形式，該方法不僅能夠有效降低線路損耗，同時也讓線路架設的外形更加美觀；（3）架空設計與電能損耗也有很大關系，該項目采用了成束絕緣導線，明顯縮短了導線之間的間隔，在電能損耗管理以及電壓損失管理方面取得明顯成果；（4）線路的使用壽命是線路搭設時需要重點考慮的問題，絕緣材質的導線具有諸多優勢，例如耐腐蝕、耐潮性能強等，這些優勢決定了輸配電線路在實踐當中的運用不僅能夠具備良好的使用壽命，同時也能夠在實用性、經濟方面取得明顯成果。

3.輸配電線路設計時采用了單心分裂絕緣導線，通過低壓分裂導線完成整體設計，具體優勢如下：（1）電壓小能夠有效降低整體的損耗。相較于常規導線而言，分裂導線供單相負荷的，電抗數值相對較小，損耗降低80%，其供三相負荷的電抗也能降低65%，如果三條分裂導線同時供三相負荷，電抗降低為28%左右；（2）載流量較大。如果保持截面相同，分裂絕緣導線的流量更高；（3）良好的絕緣性能能夠為系統的供電提供保障；（4）較好的綜合性能能夠在漏電損失防范等方面發揮有效作用，能夠為電能供應提供良好的保障[5]。

3.2.3 選用無磁化金具

1.材料的相對陶瓷存在客觀差異，鐵磁材料導磁在250～1000 之內，而對于鋁材料和銅材料來說，相對導磁為1，想要獲得更大的磁感應強度，便可采用鐵磁材料制作金具，感應電動式公式如下：

金具電阻中渦流發熱表明電能在向熱能轉化，說明存在電能損耗，甚至還會因為導線過熱而造成一系列的故障。根據上述公式分析，可以了解到感應電動勢與導線電流、材料相對導磁率存在正相關關系，所以金具的制作可以采用鋁合金、低磁鋼等，為電能損耗的管理提供了良好保障。

2.無磁金具在制作使用的過程中，需要重點關注材料的把關，目前的常見材料是鋁合金，具有高強度、耐熱的優勢，是優化輸電線路配置的有效方法。考慮到成本管理問題，在進行無磁金具制作時，可以選用切斷金具、低磁材料，在成本管理方面具有明顯的效果。

3.2.4 降低線路損耗技術方法

導線長度與線路損耗有很大關系，適當地縮短導線長度能夠減少材料的消耗，降低整體的運行成本。其次是采用提高功率因素的方法，用電設備的運行會產生感性負荷以及無功電流，連接用電設備時會存在額外的能源消耗，如果在輸配電線路中增設電容補償柜，就能夠將功率因數提高至0.85，相較于早期0.6的功率因素而言，整體的線路損耗降低了35%。最后是抑制諧波電流，濾波器在供電系統中的運用能夠有效降低電能消耗，是保持電力系統穩定運行的良好保障，不僅能夠優化輸電線路建設，同時也能夠達成降低損耗的目標。

4 結語

綜上所述，節能降耗是輸配電線路管理當中的重點指標，文章以輸配電線路節能降耗技術作為研究的切入點，指明節能降耗對輸配電線路優化的重要性和必要性，同時提出優化措施，提升整體的線路運行質量，延長線路的使用壽命。隨著社會環保意識的不斷增加，人們對節能降耗有了更加深入的認識，相信輸配電線路電能損耗技術在實踐中必然具有廣闊的發展前景。