刍议电力输配电线路的节能降耗技术

摘要：我国用电量随着经济的发展和人们生活水平的提高在不断增多，因此在某些地区出现了用电量不足的问题。在电力输配电线路中均存在电阻，也就存在一定的功率损耗问题，因此加强电力输配电线路节能降耗能够减少电力功率损耗。文章对电力输配电线路的节能降耗技术进行了分析。

关键词：电力输配电线路；节能降耗技术；用电量；功率损耗；电力系统；电力需求

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）36-0096-02

随着国民经济水平的日益提高，我国的电力需求量急剧增加，尤其是一些一二线的大城市，电力甚至是供不应求。在当今建设资源节约型社会的道路上，如何解决电力输配电线中的能耗问题成为一个重大课题，同时也成为人们密切关注的问题。本文则对电力输配电线路的节能降耗意义及其具体技术进行分析。

1 电力输配电线路节能降耗的重要意义

随着经济和人口的迅猛发展，尤其是城市人口的快速增加，我国的电力资源显得日趋紧张，部分大中城市的用电甚至出现捉襟见肘的尴尬境遇。电力系统本身就是一个电能的使用者，而在电能传输的过程中，输配电线路也会产生一定的能耗，降低电力企业的经济效益。因此，为了降低输配电线路能耗，实现节能，提高电力企业的经济效益，加强对电力输配电线路节能降耗技术的探究势在必行。由于在电力传输系统的各个设备以及传输线路中都存在电阻，因此在电力的传输过程中产生功率的损耗在所难免，我们称之为线损。线损主要是由固定损耗、可变损耗以及其他损耗组成，固定损耗实质上就是指线路损耗，与电荷变化无关，线损的多少主要是由电压、设备质量以及设备容量决定，而变压器的铜损和线圈的铜损主要构成了可变损耗，另外，由于在输电过程中一些人为因素或输电管理不当也会造成其他一些功率损耗，而这部分损耗恰恰又是不容易控制的。由此可见，输电系统本身的耗电量就相当巨大，面对我国电力资源日渐紧缺的现状，必须加大对电力设施建设的投资，加快研发节能降耗技术的进程，切实提高我国供电效率，为国家电力资源的节约出一份力。

2 电力输配电线路节能降耗技术的必要性

因为在电力系统之中，输电环节所需要用的每一个元件或者是设施都肯定会存在电阻，因此在电流经过的时候势必会导致功率的损耗，而这样的损耗在高压远距离输电过程之中被称为线损。线损指的就是电流在电网中进行传输或者是在进行分配的过程之中，由于各个电器元件以及输电设备和导线的内阻所导致的功率损耗，而线损分为固定损失、可变损失以及其他损失三种。固定损失指的是所损耗的功率不会随着用电负荷的增加而增加，是一个完全恒定的数值，只和输电电压以及输电设备品质有关；可变损失指的就是电路之中的功率损耗会随着用电负荷变化而变化，比如变压器之中铜制线圈造成的铜损、或者其他输电设备之中的铜制线圈所造成的铜损以及输配电线路之中其他的一些会产生变化的功率损耗；其他损失指的就是在输电过程之中由于管理或者调度存在问题而造成的损耗。

第一，在设计和施工的过程之中，可以尽可能地减小导线的长度。使用直线模式来替代低压柜之中的回头导线，这样可以使得变电配电所和负荷中心之间的距离大大减小，也可以大幅度降低每年的运行费用。

第二，提高供配电系统的功率因素。变压器、电动机、家用电器等的负荷类型都属于电感式负荷类型，这就导致会产生很多没有功率的滞后性电流，这一类电流会从系统之中逐渐流出，在经过电缆之后，直接从末端进入用电器，也就大大增加了输电过程中的线损。

第三，供配电线路当中，往往都会有谐波电流存在，这一类电流同样会提高电能的耗损，而且还会严重影响到供配电的线路以及用电设备。为了尽可能地将谐波危害降到最低，我们通常会在变压器电压较低的一端加装源虑波器以及无源滤波器，将这两种滤波器进行混合运用，在必要的时候还可以使用一些节电设备，从而达到降低电能损耗的目的。

3 电力输配电线路节能降耗的具体技术

3.1 减少输电线路的能耗

3.1.1 缩短线路长度。在输电线路的设计过程当中，应综合考虑各方面的因素，尽可能地减少线路长度，具体说来就是尽量避免曲折，设计直线型出线回路，尤其是在高层建筑的线路设计中，更应考虑将配变电室建在电气竖井最近的地方，最好是能够将电气竖井建在楼层的中央部位，以减少由竖井引出的线路面积。

3.1.2 采用架空绝缘导线。在电力系统中输配电线路是重要的组成部分，进行电能的输送，将电能输送到用户。当前我国电力系统的输配电线路采用的导线主要是钢芯铝绞线，但是导线的截面积不同，进行输配线路的节能降耗，其实就是对输配电线路的有功功率进行节约。输配电线路的长度、导线截面积等都会影响输配电线路的节能降耗。经过研究分析得出，在电能输送负荷不变的条件下，将输配电线路的导线进行更换可以有效地实现节能降耗，将截面积小的导线换成截面积大的导线，可以在效降低由线路电阻产生的能耗。在输配电线路中采用架空绝缘导线，可以在很大程度上起到节能降耗的作用。首先，架空绝缘导线，顾名思义是将由绝缘材料制成的电缆架设到电网的高空位置，这样可以保障线路运行的安全性。其次，架空绝缘线路可以避免线路的交叉，并且能够及时应对由于突发情况造成的停电问题，它的高性能也可以减少维修次数。最重要的是，架空绝缘导线的阻抗通常仅仅是普通导线的1/3，这就意味着在电力传输过程中可以极大地减少电能的损失，另外，高空绝缘导线的抗腐蚀能力也是非常强的，可以延长线路的使用寿命。

3.2 合理规划电网

电网的规划是否合理会直接影响到线损的多少。随着科学技术的迅速发展，其在电网中的运用也越来越广泛。例如在线监控技术、检测技术、自动化技术等的运用很大程度上提高了电网的作业效率，在减少电能损耗上面功不可没。利用网络技术和计算机技术来合理规划电网，具体说来就是通过利用这些高新技术来精确计算电网相关参数，为输配电系统设计最佳运行方案，将线损降到最低。在电力系统中，电压是影响线损的一个非常关键的因素，电压过低，电网不能够正常运行，电压过高又会造成不必要的电能损失，因此规划电网的一个关键环节就是设置合理的运行电压。另外，在电力系统中无功功率损失也是一项非常显著的现象，在电力输送过程中，无功电流产生的功率基本都损失掉了，针对这个问题可以用无功补偿技术加以解决，合理选择无功补偿方式，补偿容量和补偿点进行补偿，减少电能的损失。

3.3 旧网改造

一些线路过于陈旧，年久失修，是造成线损的一个重要原因，同时对电力的安全运行也有潜在的风险。因此对于那些使用时间过久的线路要进行彻底的翻修，在翻修的同时，就可以参照上面已经叙述过的方法策略并结合当地的实际情况作出调整，争取做到一次翻修，长期有效。在电网改建时，可以考虑在负荷中心直接设置110kV或220kV的电压，这样可以减少变电层次，简化网络结构，省料省时。另外电线即使不用架空绝缘导线，也要选择截面较大的导线，因为导线截面面积越大，其电阻越小，在电力输送过程中产生的能耗也就越少。尽管如此一来会加大线路的资金投入，但就电能日日夜夜不停消耗的事实相比，这样的投资是值得的，而且效益是长远的。

3.4 加快新型材料和设备的研制和研发

金属导线中，电流大小和它产生的感应电动势大小，金属本身的相对导磁率以及金属的截面面积大小成正比。经研究表明，不同的材料在线路中所产生的磁干扰效果是不同的，有实验数据显示，铁质材料在线路中的导磁率高达250～1000，而铜和铝却只有1，这也说明为什么普通的导线大多数是用铜和铝制成，而非用铁制成，尽管铁的价格远没铜和铝高。如果用铁质导线，由于其超高的导磁率，就会导致其感应电动势增大，从而产生较大的涡流，大量电能转化为热能散失掉了。因此，采用低导磁率的材料用来制作输电导线，也不失为一种节能降耗的可行性措施。目前我国已经开发运用的低导磁率导线材料主要有高强度铝合金材料、耐热铝合金材料和一些铜质材料等。随着研究的不断深入，会有更多这方面的材料被研发出来广泛运用到电网当中。另外，除了不少低导磁率的导线材料被研发出来，一些新型电力设备也相继问世，却能起到很好的节能降耗作用。例如新型的低损耗变压器，它的空载损耗降低了4/5，这个数字在电能节约上面已经是相当可观了。

4 结语

作为一个发展中的大国，我国的用电量相当惊人，其中的电能损失更是不能忽视。尤其是随着国民经济水平的日益提高，我国的电力需求量急剧增加，特别是一些一二线的大城市，电力甚至是供不应求。在当今建设资源节约型社会的道路上，解决电力输配电线中的能耗问题迫在眉睫。只有关注细节，才能够开源节流。本文首先就电力输配过程中存在的一些问题和电力输配电线路节能降耗的必要性进行了简单的阐述，接着就针对细节问题对一些电力输配电线路节能降耗的技术做了初步探讨。

参考文献

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[4] 楼恒阳，宋成芳，黄春秋.节能降耗技术在电力输配线路中的运用新探[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（6）.

作者简介：陈波（1963-），男，四川蓬安人，国网四川蓬安县供电有限责任公司副总工程师，发展建设部主部主任，工程师。