簡談電力系統輸配電線路節能降耗技術

陳 展

（國網江蘇省電力有限公司蘇州市吳江區供電分公司，江蘇 蘇州 215000）

1 引言

第二次工業革命后，電力、電氣推動著社會不斷發展，中國目前也已經鋪設了系統的電力輸配網絡。但是中國地域遼闊，這就存在電力運輸距離太長，電能運輸損耗等問題。人口基數導致的用電量增長，地域遼闊導致的電氣東西輸送距離太遠，都無疑將電能損耗數值擴大到一個無法想象的地步。電能作為目前的主要能源之一，過多的損耗將會進一步造成多方面的影響，從而對社會發展、經濟協調、科技進步等造成連鎖反應。因此，研究電力系統輸配過程中的節能降耗技術，是電力系統工作者的主要研究方向。目前國內諸多研究者提出了電力系統輸配電線路節能降耗技術，基于此，文章對前人研究者的經驗與結果進行總結，并對陳舊網改造、新型設備使用、相關管理等方面進行了整合，以期望能夠為相關研究和工作提供借鑒。

2 電力系統輸配電線路節能降耗技術的必要性

近幾年來，隨著人們經濟收入的顯著提高，人們的物質生活水平也有了較大的提高。在日常生產生活中，人們對各類用電設備進行了相關的配置，從而導致了我國的總用電量顯著上升，電網運營中所承擔的負荷也隨之增大。為此，在輸配電線路的建設中，相關工作人員應該采取節能減耗的措施，以此來降低線損，從而降低用戶的電費支出和公司的經營成本，實現更大的經濟利益。因此，相關工作人員做好電力系統輸配電線路節能降耗技術的研究，具有一定的現實意義。

2.1 有利于降低電力輸送產生的損耗

通過對電力輸送各環節的能耗優化、不同程度的功率損耗以及對原件的改進和改進等手段，以達到預期的節能效果，從而降低電力輸送產生的損耗。

2.2 有利于提高經濟效益

電力系統輸配電的模式取決于電力系統的成本，所以，節能降耗技術能夠在不影響輸電質量的前提下，降低對配電線路的能耗，減少經濟投入成本，從而促進企業的發展，提升供電企業的經濟效益。在此基礎上，降低配電線路的能耗也能夠減輕居民的電費負擔，從而促進經濟發展和生態環境保護。

2.3 有利于延長線路使用壽命

縮短線路長度，避免彎折線路，在輸配電線路上實現節能降耗，提高輸電線路的使用壽命，合理地設計并優化電路線路，避免故障對電路造成的影響。在高層建筑的施工階段，配電室應盡量設置在離電纜較近的地方，以減小電纜的長度，從而降低電纜的負載，延長電纜的使用壽命，如圖1 所示。

圖1 發電中心選址

2.4 有利于滿足用電需求

隨著我國電力事業的不斷發展，人們的生活質量得到了極大的提高，但同時也加大了用電需求，增加了電網的負荷。因此，有關研究團隊開發出了電力輸配電線路節能降耗技術，可以更好地滿足人們的用電需求，更好地在成本和節能之間取得平衡，從而推動居民的生活水平與經濟效益的同步提高。

3 電力系統輸配電線路能耗較高的原因

3.1 電網設計及規劃

輸配電線路本身存在一定的電阻，電流通過時會產生熱，導致能量消耗。如果線路設計不合理或者材料質量不高，電阻增大，損耗會進一步提升。遠距離輸電時，電壓會因電阻、感抗等引起較大的電壓降，需要增加輸電能量以彌補這部分電壓降，導致能耗增加。負載不平衡會導致部分導線過載，而另一些導線過度閑置，造成能量浪費。輸配電設備長期使用后，效率會降低，接觸電阻增加，絕緣破損等問題會導致能源損耗增加。

3.2 線路施工、維護時的操作不當

在施工中，如果連接錯誤或接地不良，可能導致電流傳輸不暢或產生電氣故障，增加能耗。施工人員未正確安裝或固定線路絕緣材料，會導致線路的局部短路或接地，增加電路的損耗。如果使用過長、過細的電纜、導線，會增加電力傳輸的阻力，從而產生過多的能耗。在后續的日常維護中缺乏及時維護和管理，線路漏電、接地故障等問題沒有得到及時解決，也會導致能耗過高。電力系統過度供電會導致系統過剩功率，浪費了大量電能。除此外，輸配電線路布局不合理或規劃不完善，超長距離輸電等因素都會導致能耗增加。

3.3 線路本身原因

電力線路中的電阻和電抗會引起功率損耗，稱為線路阻抗損耗。這是因為電力線路的電導率和電感造成電流在輸電過程中對電能的轉化損耗。當電力通過輸配電線路時，會產生電阻性損耗和電感性損耗。這些損耗會導致電流變大、電壓降低，從而增加電能耗。輸配電線路中的設備，如變壓器、開關設備等，其效率也會影響電能損耗。老化的設備和較低的效率，會導致電能的浪費。另外對于三相四線制的配電系統而言，負載不平衡會導致相電流不平衡，使得某一相電流過大，從而增加了輸配電線路的能耗。電力線路的敷設不合理，如過度彎曲、過長距離等，都會增加電能的損耗。

3.4 管理方面的原因

在電網運行過程中，由于自然條件的惡劣，尤其是在雷暴天氣下，輸電線路極易發生故障。在電網運行中，一旦發生雷擊事故，將會給電網帶來很大的危害。同時，自然災害也可能引起輸、配電線路的破壞。然而，部分地區的電力系統在實際運作過程中，對雷電災害的防范并沒有給予足夠的重視，相關的防雷規劃和措施并未真正落實。

此外，許多城市的電力系統輸配電線路比較雜亂，缺乏良好的管理，在雷雨天氣等情況下，電力系統輸配電線路極易發生故障，而且還會影響到節能降耗技術的應用，這就要求電網有關部門必須加強對配電網的保護和管理。

4 電力系統輸配電線路節能降耗技術

4.1 智能電網技術

引入先進的智能電網技術，如智能感知、智能控制、智能優化和智能決策等，實現線路運行狀態的準確監測和實時調整，提高供電質量和效率。通過傳感器、監測裝置等設備對電力系統各節點數據進行實時監測和采集，實現對線路負載、電壓、電流等參數的精確感知，有助于提前發現問題和優化線路運行狀態。基于智能感知數據，采用先進的自動控制算法，實現對電力系統的智能調控，如動態功率優化、線損最小化控制等，使電力系統運行更加高效穩定。利用大數據分析和人工智能技術，對電網運行數據進行深度分析和建模，實現電力系統運行狀態的實時優化，提高輸配電線路的運行效率和能源利用率。基于智能優化結果，進行智能決策，制定合理的電力調度方案和負荷分配策略，確保電網運行安全穩定，降低線路損耗和能源浪費。建立電力系統各節點之間的互聯互通機制，實現設備之間的智能交互和信息共享，協同優化電力系統運行，從而提高整體節能降耗效果。

4.2 負荷側管理

電力系統輸配電線路節能降耗技術中的負荷側管理是非常重要的一環，通過合理管理和控制用戶端的用電行為，能夠有效減少能源浪費和線路損耗。

推廣智能家居設備，如智能電表、智能插座、智能開關等，通過遠程控制、預約定時等功能，可以實現對家電、照明等設備的智能化管理，避免長時間空轉或無人使用時的能源浪費。利用智能電能監測系統對用戶端的用電行為進行實時監測和數據分析，了解電力需求的變化規律，制定合理的負荷管理策略，優化用電計劃，避免高峰期用電過度集中造成線路過載。鼓勵用戶參與需量側響應項目，根據電網調度的需求，通過獎勵或價格激勵等方式引導用戶在用電高峰時段主動減少負荷，平滑用電峰谷，避免電網壓力過大。推廣能效更高的家電產品，如節能燈具、節能空調等，引導用戶選擇節能型設備，降低整體用電功耗，減少供電壓力，降低線路損耗。建立分時電價政策，根據供需情況調整電價，引導用戶在低谷時段集中用電，減少峰值負荷，平抑用電高峰，提高電力系統利用率。

4.3 改造陳舊電網

目前，部分地區的輸電線路已經出現老化現象，這樣不僅會造成人身傷害，還會加大電力能耗的損失。因此，相關工作人員需要對這些老化線路進行測試、改造，并且要根據本地情況，采用先進的技術，對線路進行節能降耗。同時相關工作人員還需要簡化網絡結構，從而節省物資和時間。當前，雖然對老城城市電網進行改造，在前期需要投入大量的時間和費用。但從長遠的角度來看，改造陳舊電網必將減少整個城市的用電損耗，從中所收獲到的效益也是長遠的。

通過更新和升級電網，可以提高設備的效率和性能，降低系統損耗，從而實現節能降耗的目的。將老化的變壓器替換為高效率、低損耗的新型變壓器，提高變壓器的效率，減少傳輸過程中的能量損耗。安裝智能傳感器和監測裝置，實時監測線路狀態和負載信息，幫助優化電力系統的運行，提高供電效率。更新配電開關、保護裝置和自動化控制設備，以實現對配電系統更精細化、智能化的管理，減少人為操作錯誤和提高系統響應速度。

4.4 使用新型設備

采用低阻抗、低功耗的電纜和導線材料，減少線路電阻和傳輸損耗，提高輸配電效率。部署智能電表和計量設備，實現對用戶側用電情況的實時監測和遠程管理，鼓勵節能用電行為。引入分布式能源，并通過逆變器等裝置對其進行優化控制，將分布式能源有機地融入輸配電系統中，提高系統整體的能源利用效率。

在減少輸變電環節中，增加新設備的投入是一個重要舉措。在使用新設備時，相關工作人員需要注意設備的功耗，要考慮使用新的材料和新的設備，重視相對導磁率和金屬截面面積。表1 內統計了幾種較常用材料的相對導磁率。

表1 幾種較常用材料的相對導磁率

在新裝置投入運行之前，相關工作人員需要保證使用新的低導磁材料，這樣的材料可以有效地減少導線的損耗。此外，企業和有關工作部門也要強化員工對新設備的操作規范，增加他們對這些新設備的使用培訓，防止工作中發生錯誤。

4.5 提高導線的載流水平

提高導線的載流水平，在一定程度上影響輸電效率，導線載流的水平越高，其電流傳輸量越大，效率就越高，因此，在用電過程中的產生線阻會減小。一般情況下，導線在一定期限內會出現損耗的情況，相關工作人員必須對其進行及時替換。因此，相關工作人員必須提高導線的載流水平，才能使電線發揮出最大的價值。

5 結語

總的來說，電力是人們生產和生活的重要基礎，供電行業的發展現狀已經不能很好地滿足社會的需要。因此，在輸配電工程建設階段，最重要的就是要讓線路實現降低損耗。因此，相關工作人員應該加強節能降耗技術的應用，讓供電企業可以提供更多的資源來輔助我國經濟的發展，從而達到降低損耗、節約資源、保護環境的目的。文章重點對電力輸配電線路節能降耗技術方式展開了研究和分析，并有針對性地提出了一系列改進措施，以期為電力系統輸配電線路節能降耗技術的應用提供一定的借鑒。