高壓輸配電線路節能降耗技術探討

許繼電氣股份有限公司 朱景德 任少鋒 呂 楠

一、高壓輸配電線路節能降耗技術的必要性

節能降耗是當前供電企業高壓輸配電線路技術研究的迫切任務之一，輸配電線路技術的節能降耗，可以減少線路的損耗。因此節能降耗技術研究，具有一定的必要性：

1.在設計和施工當中，通過減少導線長度，用直線模式代替低壓柜出線的回頭線，使得變配電所更加接近負荷中心，減少了年運行的費用。在高層建筑物當中，變配電室靠近電氣豎井，減少了主干線的長度，同時減少了水平電纜的敷設長度，方便消防切除非消防的電源，輸出較小的電流，減少線路的損耗。

2.提高供配電系統的功率因素。變壓器、電動機、家用電器等都是電感性負荷，會產生很多無功的滯后性電流，這種電流從系統流出，經過高低壓線路之后，穿入用電設備的末端，傳輸過程中線路功率的損耗增大。因此供配電線路安全電容補償柜，可以實現無功補償，使得無功電流在整體上減少，同時提高功率因素，滿足供電的要求和用電的需求。

3.供配電線路當中，存在諧波電流，這種電流會增加電能損耗，同時危害供配電的線路和電器設備。為了抑制諧波危害，在變壓器的低壓側，設置源濾波器和無源濾波器，混合使用兩種濾波器，必要時利用節電的裝置，達到線路節能降耗的效果。

二、高壓輸配電線路節能降耗技術的措施

鑒于高壓輸配電網建設的滯后性，而且節能損耗方面仍有很大的潛力尚未被挖掘，高壓輸配電網建設需要提高節能降耗技術的水平，筆者結合實際的工作，提出以下幾方面的建議措施：

（一）導線技術的選擇

首先是輸配電線路導線截面的合理選擇，選擇的要點主要看是否能夠節省投資和滿足用戶需求，筆者認為有必要在設計輸配電線路的時候，在規范等級的基礎上，選擇再高一個等級的導線截面，然后采用逐段計算的方法計算節能，以節約有功功率，另外在換線前和換線后，需要兼顧電抗值的變化，以減少線路電阻損耗，提供節能降耗的可能性。在輸送符合不變的情況下，導線截面的增加，能夠在一定程度上減少線路電阻的降損，換線后功率降低的損耗的百分率可用下面公式計算：

△P%=（1-R2/R2）×100

公式中的R1代表換線前的導線電阻；R2代表換線后導線電阻

其次是架空絕緣導線的采用，這種導線可以確保線路供電的安全性，防止相間短路，同時減少合桿線路作業時候停電的頻率，提高線路的利用程度。（如圖2.1）這種導線經過樹木的枝葉時，不需要對樹木進行修剪，有利于環境綠化成本的減少。另外絕緣導線的線間距小，電抗能力相當于普通裸導線電抗的三分之一，有利于維修工作量的減少，延長了線路的使用壽命。

再次是單心絕緣導線的使用，屬于新興的低壓分裂導線，完全絕緣，即便電桿折斷，也不會被中斷供電，而且具有擴張強度大、通用性強、方便施工、杜絕漏電、減少火災等優點，目前在我國輸配電建設當中，廣受青睞，尤其是對于低壓電網電壓合格率的提高、供電質量的提高、節能降耗水平的提高等，具有很大的推動作用。

（二）電網的合理規劃

首先，輸配電線路節能降耗的實現，離不開電網的合理規劃。供電企業可以利用自動化系統、在線檢測系統、監控系統等，實現電力的調度效率，減少網損和負荷，是線路損壞管理完善的重要技術措施。目前供電企業開始沿用計算機技術、網絡技術、數字化技術等，輸配電線路節能降耗的技術方法，可采用潮流計算方法，選用最為合適的運行方式，將線路損耗降到最低狀態。與此同時，還可以采用自動化系統制定各個變電所的經濟運行曲線，確保各個變電所的運行保持在最佳狀態，提高主變運行的經濟性。

其次，采用節能型的電力變壓器。作為輸配電線路損耗的主要內容，輸配電變壓器的損耗要進行控制，其中節能型的電力變壓器就是有效的舉措，能夠有效降低整個輸配電網的損耗。譬如陸良供電有限公司使用的非晶合金鐵心變壓器，空載損耗的35%左右，具有低噪音和低損耗的優點。除了低損耗的變壓器使用之外，還可以對輸配電變壓器的容量進行合理配置，同樣能夠起到節能降耗的效果。非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值比較從表2.1中的統計數據可以看出，要想節約能源，通過采用新材料的方法，來降低配電變壓器的空載損耗值，是一條很有效的途徑。

表2 .1 非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值比較

再次是確保變壓器運行的經濟性。在同樣的傳輸電量條件下，變壓器運行方式的選擇，關系到變壓器的電能損失。變壓器的經濟運行并不需要加大資金投入，而只要對供電和用電進行科學管理，就能夠達到節電的目的，并提高功率的因素。變壓器的運行參數與變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材料質量等息息相關，只需要選擇參數較好的變壓器，就可以提高變壓器的節能降耗能力。

（三）優化電網的無功配置

電網的無功電流是線路損耗加大的主要原因，如果變壓器的利用效率低，電壓就會跌落。為了解決這種情況，可采用無功補償的技術措施，即在合理分配功率的前提下，合理分布無功功率。

首先是并聯電容器的使用，改變系統的諧波阻抗，降低特定頻率諧波的放大作用，提高電容器的壽命和降低系統諧波的干擾。電容器的系統諧波干擾現象頻發，如果諧波干擾比較大，就要采用無功補償的技術措施，結合負荷用電的特征，在補償無功的位置增加濾波裝置。

其次是補償線路電抗，主要針對長距離的輸電線，在線路上裝配電容器，補償線路的電抗，裝置串聯補償，并縮短電氣的距離，有效提高線路系統的穩定性。串聯補償不僅能夠提高大容量系統較遠距離的輸送電能力，還可以在更大的范圍之內，優化配置資源。以某500KV的變電站為例子，該站開斷高抗的過電壓與斷路器并聯電阻的關系如表2.2所示。

表2 .2 開斷高抗的過電壓與斷路器并聯電阻的關系

由表2.2可以看出，并聯電阻沒有采取任何限制措施的時候，高抗開斷的過電壓接近7倍，并聯電阻對高抗開斷的過電壓有一定的限制作用，但僅為少部分。

再次是同一個線路的鐵塔上，架設多回的線路，以節能輸配電線路的走廊，同時能夠有效節約工程的成本支出。尤其是在環境資源日益嚴峻的情況下，多回線路在鐵塔上的架設，使得輸配電線路走廊的空間被充分利用，減少了走廊空間浪費的問題，而且在大致相同的環境資源之下，電能的輸配能力可以得到大幅度提高。

三、結束語

綜上所述，為了實現輸配電線路的節能降耗技術，一方面是選擇合適的導線技術，合理選擇輸配電線路導線截面，采用架空絕緣導線和單心絕緣導線，延長了線路的使用壽命。另一方面是電網的合理規劃和電網無功裝置的優化，采用節能型的電力變壓器，確保變壓器運行的經濟性，并在合理分配功率的前提下，合理分布無功功率，減少用戶的電費支出，同時提高供電企業的目標利潤。

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