配电线路节能降耗技术探究

朱金华

（山东省产品质量检验研究院，山东 济南 250102）

电力作为保证社会良好发展及人们生活基础保证的一类不可再生资源，随着我国能源节能意识不断强化，电力输送过程中线路、元件等方面存在资源耗损，长期以往无形中加大电气企业生产成本，降低电力输配实际经济效益。我国正处于转型关键时期，在节约型社会发展背景下，电力系统加大节能降耗技术应用，可提高电能资源利用率，还能减少电力企业生产成本支出，达成经济和社会效益双重目标。电力系统输配电系统包含线路、电力元件，各元件各线路自身电阻数值不尽相同，实际传输电力过程中，电流通过元件和线路产生功率耗损，称之为线损，增加了电力输送成本支出。为从本质层面提高电力输送效率，需积极引入节能降耗技术，减少电力耗损，促进电力企业可持续发展。

1 电力配线线路节能降耗重要价值

电力传输系统中各环节均由两大模块构成，即元器件和传输线路，其中各元器件、线路自身均存在电阻，所以电流流经其本身会产生一定功率损耗。固定损耗和外加电压、设备质量等密切相关，可变损耗主要因线圈铜损等引起，以上耗损本质决定电流系统自身作为一个消耗电能大户。随着人们用电需求持续性增长，配电网规模持续性扩大，其线路布设数量增多，对其进行节能降耗重要价值体现在以下几方面：

（1）提高配电系统功率。配电线路作为电网核心构成，其主要是由大量拥有感性和电理特征设备构成，其中配电线路变压器及用户中电器均属于感性符合，促使此类设备正式运行过程中产生大量无功滞后电流，家用电器数量增多与其电流升高成正相关。滞后电流随配电系统流经高低压线路，最终流入用电设备末端，其难以进行使用，且对设备造成损伤。为从本质层面解决线路耗损，需积极选用节能降耗技术，减少滞后电流产生，达成无功电流的目标，减少电能实际应用中耗损，提高电力系统整体功率，符合人们用电需求［1］。

（2）减少线路中电能实际耗损。配电线路中积极应用节能降耗技术，核心目的在于减少线路中电能节能耗损，通过调整优化电力配电线路实际运行模式，规避电能运输中存在障碍物，最大限度选取直线输送，缩短变电站与负荷中心距离。此外，针对高层建筑可能引发电力损耗问题，需选择在于电气竖井接近区域内，布设相应的变电站或变配电室，缩短电力配电主干线实际长度，达成控制线路电流目标。

（3）抑制谐波危害。谐波电流作为配电线路最常见电流，其会增加电能耗损量，对配电系统中设备产生损伤，应积极应用节能降耗技术，体现在增设有源或无源滤波器等设备，对配电线路各环节电流输送进行监督。

2 配电线路耗损现状及原因分析

2.1 配电线路耗损现状分析

常规下线损实际标准为12%，我国配电线路损耗远超过该水平，低压电网线损率高达30%，即便近年来我国不断优化升级配电系统，但仍未从本质改变我国线损现状。线损主要是将电网中实际电能通过线路向用户端输送过程中，电网中电气设备部件、线路产生的功率及电能损害，现下我国线损率远超过发达国家，随着用电量持续性增加，我国电网面积不断扩展，纵贯式低压配电线路在电网中普遍使用，其线路较为复杂，电网改造难度较大，线损率持续性增大，促使电能浪费较为严重。配线线路实际耗损主要为，电流历经三相供电线路，其处于电路导线电阻功率耗损为：

式（1）中P为线路电阻功率耗损，kW；I为线路实际相电流，A；R为线路每相导线实际电阻，Ω。

式（2）中W为全天线路实际耗损电量，kW·h。

2.2 配电线路中耗损原因分析

配电线路中耗损原因较多，需对其加以关注，为从本质层面解决其实际耗损，选用针对性节能降耗技术，需积极明晰其线损形成原因，主要包含以下几方面：

（1）变压器和承载负荷缺乏匹配度。变压器作为配电网中核心设备，输配电变压器应合理化选择，确保其承担电网输配电实际任务目标。现下部分配电网中变压器自身容量选取缺乏合理性，其长期处于空载、轻载等工作状态，进一步增加线路中电能耗损量。

（2）电网布设缺乏合理性，计量设备存在不足。电网实际建设过程中，若对变压器进行合理化布设，亦或供电点和负荷中心存在较大偏差、导线截面过小或供电半径较长等瓶颈，均可能促使电能耗损大幅度增加。同时，若关口计量设备实际计量过程中存在准确性差的问题，易促使电能耗损，亦或电量计量方式不合理、计量回路配置科学性不足，会在一定程度增加电能实际损耗。

（3）因管理引发损耗。电网管理不善作为线路输送耗损核心因素，如设备维护不善，存在漏电、放电等现象并未妥善处理；抄核收存在漏抄、少抄现象，促使整体售电量实际减少，电能耗损量持续性增加。

（4）电网三相负荷不平衡，功率因数较低。配电线路中存在三相负荷不均衡时有发生，若三相负荷不平衡多于30%，则会提高线路电流耗损。工矿企业多个用电设备属于感性设备，其自身负荷对系统内有功功率予以吸收，同时需电力系统提供大量无功功率方可达成该目标。系统中提供无功功率运输过程中，涉及相关输送线路多，需历经变压器进行转换和输送，无功功率损耗增加，电网功率因数降低。

3 配电线路节能降耗技术措施

3.1 合理规划电网

结合现下实际状况对电网进行合理统筹规划，可进一步优化协调电网内部各流程间矛盾冲突，优化调整电网整体结构，最大限度发挥电网自身优势，有助于促进配电线路节能降耗技术有效应用。电力企业实际营运过程中，可充分引入先进技术，如线路监测系统、自动化系统动态化监测电能资源，减少配电网中实际耗损，提高电力调度效率，积极做好受损线路管理维护工作。同时，信息时代背景下，应积极引入各类先进技术，积极优化调整线路实际运输方向，减少其输送环节电能耗损。（1）电网实际运行过程中，结合实际状况优化调整配电电压，电网高压及低压状况下耗损电能不尽相同，电压过低会影响用户实际需求，电压过高造成过多资源浪费，所以需合理布设配电线路电压，增强线路实际节能降耗成效。（2）输配电线路实际耗损多为无功电流产生，需积极引入无功补偿技术，选取合理的无功补偿形式，完善其相关配置，保证电网中电网电压自身稳定性，以免因无功电流引发耗损。（3）利用串联补偿技术优化电网，特别针对长距离输送配电线路，可通过使用串联补偿技术优化电网配置，缩小其线路实际运行范围，降低电能耗损量［2］。

3.2 配电线路合理化选择

配电线路选取合理性，直接决定最终配电成效，结合实际状况对配电线路合理化选取：一方面，应扩大导线载流水平。导线载流水平与其实际运行效率成正相关，与之匹配的线路耗损减小，为进一步降低配电线路耗损目标，可将导线载流水平为切入点。电路导线实际应用具有一定年限，提高其载流实际状况需考量各方面因素，方可发挥导向自身最大能效，产生积极的成效。同一个输电系统中，从大量实践证明获取，型线导线与圆线导线相较其优势更突显，相关性能间比较见表1。另一方面，选用架空绝缘导线。架空绝缘导线主要为电网实际运行过程中，将线缆架设于高空部位，其主要选用绝缘材料制成，此种导线在实践中优势较为凸显，可大幅度提高线路运输可靠性及安全性，可减少客观环境干扰。优化电线杆和杆塔自身结构，可促使线路敷设更具便捷性。

表1 型线导线与圆线导线性能对比

3.3 选用无磁化或低磁化金具

一方面，铁磁材料磁滞涡流耗损。常规状况下，导线感应电动势与电流、材料自身磁导率分别成正相关、负相关。铁磁材料金具中相对导磁率较高，其感应电动势和产生涡流随之增加。电力实际运行过程中，金具电阻涡流产生发热状况，促使大量电能耗损，可选取铜合金、低磁钢等材料制作线路，实现节能降耗目标。另一方面，低磁或切断金具扩大应用。选用非磁性材料制造金具具有明显节能降耗成效，但此类材料自身强度较低、经济性不佳，阻碍其良好发展。选用铁磁材料金具，不仅可减少线夹烧灼安全事故，而且还能减少大量电能耗损。选用低磁材料或切断金具磁路方式解决上述办法不足，其经济性优良，回报周期短，具有节能和实现经济效益双重作用［3］。

3.4 电力变压器节能

科学、合理应用变压器，可实现节能降耗目标，配电变压器耗损作为整个配电网耗损主要构成，降低配电变压器损耗，对整个电网能源耗损量降低成效十分凸显。可选用低损耗节能型变压器、合理配置其容量，选用低损耗新型变压器，如非晶合金铁芯变压器，其自身低耗损、低噪声优势，空载工况下耗损与普通产品之比为1∶5，且实现全密封免维护，运行过程中耗损成本较低。现下实践应用成效最佳、使用范围较广的便为S11系统变压器，其实际空载耗损相较于S9系列降低75%，需积极推广使用低耗损变压器。同时，需保证变压器经济运行，处于相同输送电量条件下，选取最佳运行方式和调整负载，实现变压器电能损失实现最小化［4］。

3.5 输电线路电源等级改造

输电线路处于不同电源电压等级下，其实际电能耗损量不同，所以结合其自身实际特征，利用合适技术完成线路升级。电源等级改造过程中，需对其电力功能、特性进行分析，输电线路产生电能耗损与线路多余变电容量密切相关，针对不同电压等级输电线路进行改造升级，依托升压变压器和降压变压器提高电路内电压，从而减少线损，表2为不同等级输电线路升压改造线损降低表。

表2 不同等级输电线路升压改造线损降低表

4 实际案例分析

4.1 项目概况

该项目主要为随着区域内工业化、城镇化加速发展，县城负荷从初期几千千瓦上升至四万余千瓦，县城线损从5%上升至20%，其中包含技术线损和管理线损，技术线损作为降损节能关键点，将县城原有四万余千瓦10kV线路线损控制在5%内，线路供电可靠率、供电电压质量显著改善。该项目城网损耗分析，县城中一、二、三线，其中滨湖一线、贤宁线主线全长分别为7.36km、8.6km，供电负荷分别为4500kW、2800kW，结合实际状况二者综合线损为10.9%、6.67%，其主要在于供电半径过长、导线截面过小所致。

4.2 节能降耗技术措施应用

通过汇总原有电网中节能降耗技术研究，结合该项目实际状况分别从线路敷设、导线截面面积选取及线路无功补偿为切入点，获取良好的配网节能降耗成效。首先，线路敷设。基于该项目基本状况，进行合理化勘察、分析，针对线路敷设方案进行优化，将原有敷设中近3.0±0.05km线路降低30%，降低线路运行实际耗损。其次，线路导线截面面积。技术人员截面面积实际选择过程中，需明晰不同截面损耗率，针对处于不同状况下导线电阻数值进行检验，选取节能降耗成效较佳的截面导线，实现节能降耗目标。同时缩短供电半径，避免近远供和迂回供电，将各远距离配电线路予以改造，变更为应急备用线路接入城网中。最后，线路无功补偿。电网运行过程中促使大量能耗实际耗损核心因素为具有严重谐波干扰，所以建议选取无功补偿技术予以科学应用，从而精准性提升电力配网线路运行成效，达成节能降耗目标［5］。

5 结论

随着人们用电需求量持续性增大，电网建设规模持续性扩大，配电线路实际运行过程中产生严重损耗，造成资源严重浪费，增加电力企业生产成本费用。为进一步保证电力企业良好发展，提高配电线路运行效率，减少电能实际耗损量，积极引入节能降耗技术，结合项目实际状况，做好合理化配置应用，提高资源利用率，保证电力生产企业可持续发展。