試論輸電線路的節(jié)能降耗

魯曉威 周亞 王廣躍 陳騰飛 郭振華

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司 安徽滁州 239000）

試論輸電線路的節(jié)能降耗

魯曉威 周亞 王廣躍 陳騰飛 郭振華

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司 安徽滁州 239000）

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，對(duì)輸電線路的要求越來越高。由于電網(wǎng)系統(tǒng)輸電線路設(shè)計(jì)上存在著不合理等問題，使得輸電線路中的電能損耗增加，這位電網(wǎng)供電帶來嚴(yán)重影響。為了將輸電線路中的損耗降到最低，需要從輸電線路的材質(zhì)以及線路運(yùn)行方式等角度進(jìn)行分析，并找出合理的解決措施。基于此，本文將對(duì)輸電線路的節(jié)能降耗進(jìn)行研究。

輸電線路；節(jié)能降耗；分析

前言

目前我國(guó)正在處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的關(guān)鍵階段，但是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中存在著不合理的情況。例如能源的損耗比較大等。為了響應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的與節(jié)能減排的號(hào)召，國(guó)家電網(wǎng)首先對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將其運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)度，并對(duì)電力線損等進(jìn)行規(guī)范化管理。

1 輸電線路節(jié)能降耗的思路

1.1 減少諧波電流

在輸電線路中，諧波電流如果多的話就會(huì)很多電能損耗。同時(shí)諧波電流的增加會(huì)對(duì)輸電線路中的電器的正常運(yùn)行帶來直接影響，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致諧波電器損壞。因此出于對(duì)輸電線路保護(hù)的想法也應(yīng)該將電路中的諧波電流降低。一般的情況下，是在控制電路中增加變壓器，同時(shí)配以濾波器對(duì)諧波電流進(jìn)行過濾，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)，另一方面起到了輸電線路節(jié)能的效果。

1.2 合理設(shè)計(jì)輸電線路

輸電線路長(zhǎng)度減少。線損的主要來源是輸電線路長(zhǎng)，在變電所選址時(shí)，需要選擇電量負(fù)荷中心位置，通過縮短電線路的方式節(jié)約電能，減少線損。

增加線纜截面。在實(shí)際的供電系統(tǒng)輸電線路中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大型機(jī)電設(shè)備距離發(fā)電中心比較遠(yuǎn)的情況。在線路比較遠(yuǎn)的情況下，為了滿足實(shí)際線路中的載流量、電壓降以及電力穩(wěn)定性，需要結(jié)合實(shí)際的輸電情況選擇級(jí)別比較大的線纜截面，通過這樣的方式來減小線路損耗。

通歸實(shí)際的施工情況分析得出，當(dāng)線纜的截面小于70m2時(shí)，且線路上的總長(zhǎng)度在100m以上時(shí)，可以適當(dāng)增加線纜的截面積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好電氣節(jié)能。

2 輸電線路節(jié)能降耗的優(yōu)化措施

2.1 對(duì)低壓架空線路進(jìn)行合理規(guī)劃

低壓配電網(wǎng)（指對(duì)地電壓在250V及以下者）架空線線路規(guī)劃的步驟比較清晰：

（1）需要對(duì)配電線路進(jìn)行普查，確定線路中是否需要新建線路，如果需要新建線路，則需要按照一定的規(guī)則進(jìn)行規(guī)劃。如果線路中不需要新建，就需要對(duì)現(xiàn)有線路進(jìn)行保護(hù)與電壓檢測(cè)。

（2）要確定線路中電壓檢測(cè)的能力，需要對(duì)其電壓檢測(cè)條件進(jìn)行判斷，如果其具備一定的線路檢測(cè)條件，則需要對(duì)線路進(jìn)行改造。反之線路中不具備電壓檢測(cè)條件，則需要通過計(jì)算，或者通暢查表的方式對(duì)線路改造。

（3）對(duì)于中低壓線路中出線回?cái)?shù)，以及導(dǎo)線截面的規(guī)劃，導(dǎo)線型號(hào)與相連接的變電器容量相關(guān)，只有兩者在相互配合上，最為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)負(fù)載率。

中壓配變?nèi)萜鳎ㄖ笇?duì)地電壓在250V以上者）與其低壓配出線回?cái)?shù)，以及線路中截面的匹配關(guān)系，需要根據(jù)中壓配變?nèi)萜鞯慕?jīng)濟(jì)負(fù)載率進(jìn)行取值。對(duì)于低壓配電網(wǎng)線路的供電半徑，與電力線路中的電壓損耗、線路損耗、導(dǎo)線截面以及負(fù)載損耗等因素息息相關(guān)。

2.2 輸電線路電源等級(jí)改造

輸電線路在不同的電源電壓等級(jí)下，所產(chǎn)生的線路損耗不同，因此根據(jù)輸電線中這樣的特點(diǎn)，采用合理的技術(shù)輸電線路進(jìn)行升級(jí)。在實(shí)際的電源等級(jí)改造環(huán)節(jié)中，首先需要對(duì)電力工程的功能、特性等進(jìn)行調(diào)查與分析。而輸電線路中之所以會(huì)出現(xiàn)電能損耗，與線路中冗余的變電容量相關(guān)，因此在對(duì)線路進(jìn)行改造環(huán)節(jié)中需要將輸電導(dǎo)線的電流經(jīng)濟(jì)密度降低，同時(shí)還需要增加線路并列運(yùn)行方式。對(duì)不同電壓等級(jí)的輸電線路進(jìn)行改造，借助升壓變壓器和降壓變壓器實(shí)現(xiàn)輸電線路內(nèi)電壓的抬升，具體而言就是在線路上游安裝升壓變壓器，抬升線路電壓，在用戶側(cè)在安裝降壓變壓器，降低電壓到能夠使用的級(jí)別，如此輸電線路的電壓或得到提升，因而線損得到降低，產(chǎn)生如下結(jié)果，具體數(shù)據(jù)如表1所示。當(dāng)然升壓變壓器和降壓變壓器的購(gòu)置和安裝會(huì)產(chǎn)生巨額費(fèi)用，但是線損降低帶來的收益能夠在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)資金回籠，下文將詳細(xì)闡述。

表1 不同等級(jí)輸電線路升壓改造線損降低表

從表1中的數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，輸電線路進(jìn)行升壓改造之后的線路損耗都有所降低。而且不同層級(jí)之間升壓，之后所產(chǎn)生的線路損耗降低百分比不同。在35～110V、10～35V的輸電線路升壓環(huán)節(jié)中，其線路損耗降低最多。輸電線路損耗與額定電壓有一定的關(guān)系。

2.3 輸電線路中配電變壓器的合理規(guī)劃

對(duì)配變?nèi)葺d比進(jìn)行計(jì)算，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地理環(huán)境以及電力發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析，通過對(duì)負(fù)荷的預(yù)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中低壓電力的平衡。最后對(duì)配變規(guī)劃進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的主要內(nèi)容包括對(duì)配變?nèi)葺d比的調(diào)整，對(duì)線損的控制。

低壓配電網(wǎng)配電器規(guī)劃比較復(fù)雜，首先需要對(duì)配電變壓器現(xiàn)狀進(jìn)行研究，研究?jī)?nèi)容主要包括容量、臺(tái)數(shù)、負(fù)載率以及配電變壓器中存在的問題，然后對(duì)配電變壓器進(jìn)行改造，并得到新增配變?nèi)萘俊?/p>

以沈陽市××區(qū)輸電線路節(jié)能改造項(xiàng)目為例，輸電線路節(jié)能改造項(xiàng)目包含區(qū)內(nèi)工業(yè)用電、農(nóng)業(yè)用電和家庭用電，總投資1300萬。項(xiàng)目針對(duì)區(qū)內(nèi)的用電情況，綜合運(yùn)用線路規(guī)劃、電源改造、變壓器規(guī)劃等多種措施，項(xiàng)目改造之前區(qū)內(nèi)輸定線路的線損約為2.97%，經(jīng)過合理配置改造完成后線路損耗線損降低到1.98%，損耗降低逾34%，按照××區(qū)2015年度總用電量19.45億千萬時(shí)計(jì)算，線損降低節(jié)省的電量約為0.19億kWh，按照平均每千瓦時(shí)0.5元計(jì)算，每年保守估計(jì)節(jié)省費(fèi)用950萬元，一年半的時(shí)間就能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目資金的回籠。

3 輸電系統(tǒng)節(jié)能材料選擇

3.1 輸電導(dǎo)線

在同一個(gè)輸電系統(tǒng)中，對(duì)于線路的導(dǎo)線選擇上有很多種不同的選擇，而不同類型的輸電導(dǎo)線中的線路損耗有所不同。從大量的實(shí)踐中得出，型線導(dǎo)線與圓線導(dǎo)線相比，其線路損耗比較小，優(yōu)點(diǎn)眾多，二者性能對(duì)比如表2。

表2 型線導(dǎo)線與圓線導(dǎo)線性能對(duì)比

在同等截面下，型線導(dǎo)線要比圓線導(dǎo)線要小10～15%，在這樣的參數(shù)下，導(dǎo)線在實(shí)際的使用環(huán)節(jié)中能夠?qū)⒑奢d降低。同時(shí)導(dǎo)線的電能輸送能力也提升很多，進(jìn)而將電能損耗降低。同時(shí)可以通過將輸電線路表面的粗糙程度改變，來提升輸電性能，一般情況下，圓線導(dǎo)線的表面粗糙系數(shù)為0.82。而型線導(dǎo)線表面的粗糙系數(shù)為0.90。在這樣的參數(shù)下能夠?qū)?dǎo)線的電暈電壓值提升，并且降低線路中的噪聲。此外還可以有效降低導(dǎo)線在電暈上的損耗，并實(shí)現(xiàn)電能的經(jīng)濟(jì)輸送。

3.2 節(jié)能金具的選擇

在輸電線路中選擇合理的金具，能夠提升線路輸送能力，同時(shí)將線路上的損耗降低。懸垂線夾的選擇上，一般選擇二代鋁合金材質(zhì)，由于二代鋁合金材質(zhì)與一代鋁合金材質(zhì)相比，其線路適應(yīng)性更高，同時(shí)線路傳導(dǎo)率比較高。在線路的屏蔽環(huán)中，需要加入絕緣子串，一般情況下，選擇是耐張絕緣子串。在導(dǎo)線棒的選擇上，需要選擇鋁合金阻尼間隔棒，由于該種材質(zhì)的間隔棒在構(gòu)造上比較簡(jiǎn)單，同時(shí)重量都比較輕。一方面都比較適合施工，另一方面防震性比較好。在實(shí)際的電路運(yùn)行環(huán)節(jié)中能夠維護(hù)線路的穩(wěn)定與安全。對(duì)于特高壓直流線路來說，需要對(duì)耐張塔的塔桿高度進(jìn)行限定，對(duì)橫擔(dān)的長(zhǎng)度進(jìn)行縮短，將傳統(tǒng)的跳線架取消，不僅節(jié)約鋼材，還能夠?qū)旊娋€路進(jìn)行合理控制。

3.3 電纜鋪設(shè)

在實(shí)際的電纜鋪設(shè)中，采取槽盒的方式時(shí)，低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的鋪設(shè)電纜根數(shù)范圍為2～4根。當(dāng)采取排管或者電纜溝的鋪設(shè)方式，低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的電纜鋪設(shè)根數(shù)在24根以下。在電纜鋪設(shè)方面，電纜的鋪設(shè)首先需要根據(jù)實(shí)際的工程條件、環(huán)境特點(diǎn)以及電纜的類型等因素進(jìn)行分類，在實(shí)際的電纜選擇上不僅需要線路要能夠可靠的運(yùn)行，還需要線路在維護(hù)中更加的便捷。

當(dāng)居民數(shù)在50戶以下時(shí)，電纜的敷設(shè)方式以及根數(shù)需要根據(jù)臨近的區(qū)域的低壓配電網(wǎng)實(shí)際情況而設(shè)置。當(dāng)居民數(shù)在50～250戶時(shí)，電纜宜設(shè)置一座或者是兩座配電站；當(dāng)居民戶數(shù)在250戶以上時(shí)，需要將設(shè)置兩座以上配電站。

4 結(jié)論

綜上所述，在本文中輸電線路的節(jié)能降耗措施進(jìn)行研究。隨著節(jié)能減排理念的推廣，對(duì)電網(wǎng)配電系統(tǒng)產(chǎn)生直接的影響。為了積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能號(hào)召，在配電系統(tǒng)中采取一定的措施，對(duì)輸電線路進(jìn)行處理，降低輸電線路中的電能損耗。在輸電線路降低能耗環(huán)節(jié)中，主體的思路是將輸電線路中的諧波損耗以及線路損耗降低。在實(shí)際的節(jié)能降耗的優(yōu)化措施中，對(duì)低壓架空線路進(jìn)行合理規(guī)劃，對(duì)輸電線路電源等級(jí)改造。希望相關(guān)研究能夠?qū)﹄娋W(wǎng)配電系統(tǒng)帶來幫助。

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TM75

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1004-7344（2016）07-0065-02

2016-2-20