电力输配电线路中的节能降耗研究

赵晓艳，刘攀，张虎

（晋中信息学院，山西 晋中 030800）

0 引言

在人们的生活已经步入现代化的今天，社会生活需求对电力能源的依赖越来越严重，由此在整个国民经济中，电力行业重要地位更加凸显，要想让电力系统可持续地服务社会生活，节能降耗是电力系统必要的措施。传统的节能降耗技术存在诸多的问题，隐藏着各种安全隐患，而且对能源的消耗量特别的大，不仅增加了整体输送电能的费用，还不能满足社会的用电需求。由此对我国的输配电线路进行节能降耗技术的革新势在必行。

1 节能降耗技术的重要作用

直线模式的电力传输为了提升传输的效率，就要最大限度地降低配电的消耗量。例如：在对城市的高层建筑进行施工的时候，为了减少电流、降低对电量的损耗，相关人员要对供电室和电气井之间的情况进行科学分析，只有这两个点之间的距离很近，才能考虑缩短电线的长度，才能用合理有效的手段控制电源。所以节能降耗的新技术对电力系统是至关重要的。另外，对于像发动机、变压器这些重要的供电设备而言，负荷电流都很强，在输电的过程中一些不起任何作用的电流会产生，更大地消耗了电力能源，应用节能降耗新技术可以对这些弊端进行改善[1]。

2 电力系统中输配电线路节能降耗的必要性

2.1 缩减导线的长度

在进行电力输配电线路的设计以及施工过程中，为了降低输配电线路的运行成本，尽可能的将变配电所配置在靠近负荷中心最近的位置，因此利用直线形式来取替低压柜出线的回头线为最佳方案。在较高层的建筑物当中，变配电室与电气竖井相邻，大大缩减了主干线的长度。与此同时，大大减小水平电缆线路的敷设距离，从而为非消防电源的切除提供了便利条件，并且能够减小的流过电缆线路的电流，进而降低了输配电线路损耗[2]。

2.2 提高供配电系统的功率

在负荷端大部分负载为各种类型的电动机，这些电动机都属于阻感性负载，输送变换电能的变压器也属于感性负载，都会产生较多无功的滞后性电流，这种电流会从系统中流出，在经过了高低压线路之后，进入到了用电设备的终端。由于此感性电流在输电线路中流动造成线路中功率损耗增大，所以，供配电线路安全电容补偿柜可以进行无功的补偿，容性电流补偿一大部分感性电流，大大减少无功电流在整体上的流动，同时把功率因素提高，使得供电满足要求，用电用户的用电需求也能满足。

2.3 滤波器的使用

在电力系统的输配电线路中除了基波工频电流以外还有谐波电流，谐波电流会在很大程度上加大输配电线路的电能损耗，还会对供配电的线路与用户的用电设备造成谐波侵害，使得用电设备不能正常使用甚至损坏。为了可以有抵制这种谐波危害，可以在变压器的低压侧设置源滤波器或者是无源滤波器，把二者进行混合使用。如果有需要，可以运用节电设置达到线路节能的目标，取得理想的降耗效果[3]。

3 提升电力输配电线路中的节能降耗的有效对策

3.1 节能减耗技术与线路

节能减耗技术有三种形式。第一种是尽量把导线的长度缩短，因为导线的长短与消耗能源的程度是成正比例的，由此，工作人员在与配电室位置相适应的范围内设计有针对性的线路，这样在缩短了导线长度的同时，也可以让更多的配电室参与工作，但在设置的时候要因地制宜配置必须科学合理，这样才能最大限度地减少电线损坏的现象。另外，为了减小电阻、降低电能的损耗，在铺设线路的过程中要避免线路发生弯曲的现象，只有线路的平直才能实现距离最近。第二种是合理改善功率。电力系统中，功率因数的大小直接影响了无功功率的性质及大小，如果功率因数较小的情况下，无功功率电流会变大，从而无功损耗变大。而电能损耗量与感性无用功电流的大小成正比例，因此，在节能降耗技术的发展中，必须科学控制无功功率的大小和性质。第三种是有效抑制谐波电流。在电能传输的过程中，谐波电流的不断产生会降低电流的质量，不利于节能降耗技术的发挥。具体的影响表现在谐波电流通过电力线路，会对电力线路和用户设备造成破坏，导致电能损耗剧增。由此，工作人员必须对谐波电流进行有效的控制，最佳的途径是利用滤波器进行控制。

3.2 对电网进行优化处理

能源损耗的大小与电网运行效率的高低息息相关，也就是说电网运行效率高的情况下，能源的损耗才能逐步减小。在这样的情况下，电力相关人员必须对电网的运行进行改进，通过各种科技手段对电网进行优化处理。在全方位对电网进行优化过程中，要深入分析电网的损耗的具体情况，然后制定出合理的优化措施。优化的措施包括在线路的周围或者是相关设施的附近设置相关的监测系统，方便掌握电网的损耗情况，根据监测的数据进行及时有效的调整。同时，对潮流的分析也是电网进行优化的过程中必须采取的措施，为了达到对潮流分析数值的精准度，电力系统还必须利用大数据的技术，引进相关的先进设备和信息技术，强化电力系统的科学化和现代化，实现对设备的精准监测。另外，工作人员要提升自身的业务素质，能够对调度系统和动力系统进行科学的使用，让其为电力系统的平稳运行保驾护航，有效杜绝一些异常情况的发生，为电力系统的节能降耗技术的发展提供技术支撑[4]。

3.3 提升变压器的节能效率

变压器是输变配电中的重要设备，其功能就是对电能的传输和变换，变压器的容量要根据实际用电需求进行大小以及各种形式的转换与调整。但在这个转换的过程中，需要能源的支持和辅佐，就会耗费大量的能源。为了降低这方面的电能损耗，相关人员要从电力相关设备入手，想办法把设备对能源消耗的程度降到最低。变压器的容量大小可以根据需要进行调整和改善，同时优化变压器的使用材料，使用低损耗的新型变压器，或是采用非晶合金铁芯变压器，其特性为损耗小和噪音小，这类变压器的空载损耗不到常规变压器产品的六分之一，而且运行费用相当低，全封闭式的不用后期维护，对节能降耗有良好的效果。目前，S11型号的变压器是目前普遍使用的损耗比较小的变压器，相对于S9系列，其空载损耗低于70%左右。然而，它的负损耗与S9系列的变压器相同，所以，要在输配电项目建设的过程当中，对低损耗变压器进行普及和推广应用。一些研究数据表明，在特定的气候环境下，变压器空载运行状态比较多，大大降低了能源的消耗。因此，变压器的最有效的优化也是节约能源和降低损耗的必备措施[5]。

3.4 对电缆材料截面进行优化

在对配电线路进行设计的时候，不仅要考虑客户对电力的需求，更要树立节约能源和降低损耗的长远目标。所以，在输电电缆材料的设计选择中，必须要对电缆材料截面进行优化和改进，也就是说其截面质量务必达到与输电运行相适应的技术标准。对输配电线路或者电缆线路导线截面积进行计算、设计、优化的过程中，逐段对输配电线路或者电缆线路进行计算，让这种截面的最优处理能达到最佳节能降耗的功能。在设计的时候可以忽略线路的总体长度，因为通常情况下高压输电线路的总长度是固定的，所以线路的总体电抗值没有很大的起伏，优化的措施必须在横截面上进行。

3.5 无磁化或低磁化金具的使用

首先，由于铁磁材料的导磁率非常高，所产生的磁滞涡流损耗也很大。输电线路的电流的越大，磁感应电势越大，金具材质的导磁率越大，磁感应电势越大，在铁磁的材料金具当中。相与相之间导磁率越大，就会产生的越大的感应电动势，所以涡流损耗越大。涡流可以使金具发热量增加，进而把输电配电线路中的很大一部分电能转化成金具的热能。基于这种情况，可以采用铜合金或者低磁钢等导磁率较低的材料来进行线路金具的材料来使用，这是立竿见影并且效果较好的节能方法。我国35k V及以下的电力系统输配电线路大多数都还是采用铁磁材料金具，不但会使能量损耗严重，还会经常发生输配电线路灼烧以及线夹的严重且频繁电力事故。近些年来，相关的研究人员已经研制出了大量高强度的铝合金、铜质金具和耐热铝合金等。例如，整体挤压成型并沟线夹等无磁金具慢慢的在电力系统输配电线路中进行了普遍使用。在此也希望电力系统中陈旧的输配电线路也更换为无磁的或者低磁的金具。其次，低磁或者切断金具的推广与应用。利用耐热铝合金、铜质材料或是高强度铝合金来进行金具的制造，虽然节能较为明显，而且还收到了良好节能的效果，然而，由于它本身的强度在上升，价格也呈现出增长的趋势，在很大程度上阻碍了无磁金具发展和在输配电线路大面积应用。运用切断金具的磁路，或是低磁材料研制的金具可以对这一问题进行良好的弥补，不但投资成本较低，取得经济回报周期较短，还能为经济稳步发展和节能技术的探索打好基础[6]。

4 结语

综上所述，智能化的社会生活需要更加可靠、安全和清洁的电力供应，在电力系统的各类各项改革项目里，有两个核心目标，第一是提升电力工程的总体质量，第二就是本文要论述的节能降耗。传统的节能降耗措施技术含量不高，面临很大危险隐患。因此，科研部门要加大节能降耗技术的研发力度，想方设法提升技术人员的专业水平，把节能降耗的理念深入每个员工心里，为电力系统的良性发展创造条件。