節(jié)能降耗技術措施在電力工程輸配電線路中的應用探究

國網(wǎng)民樂縣供電公司 李君唐 徐曉英 何立朝

電力系統(tǒng)工作過程中，采用多種生產(chǎn)模式維護運行安全，實現(xiàn)整流、電壓以及配電過程中的科學應用，一般情況下，電氣設備內(nèi)的電子構(gòu)件較為復雜，因此在節(jié)能降耗技術應用時需要充分思考電子構(gòu)件使用情況，有效降低電能消耗，維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。在一些偏遠地區(qū)，電力線路的使用周期長，在長期使用和施工下，一些線路的表層相繼出現(xiàn)了脫落情況，存在一定安全風險，因此必須對整個電力系統(tǒng)實行檢修和維護[1]。

1 電力工程輸配電線路中節(jié)能降耗技術的特征與意義

1.1 特征

節(jié)能降耗技術的運用在一定程度上能夠降低電能的整體運行損耗，在我國社會發(fā)展過程中，電力能源的作用必不可少，因此需要對電力輸送系統(tǒng)進行持續(xù)性的優(yōu)化。從技術層面來看，電能損耗普遍集中在輸送和分配過程，因此電力工程輸配電線路中節(jié)能降耗技術主要落實在各個電線電纜、組件以及設備上。

1.2 現(xiàn)實意義

電力傳輸系統(tǒng)中由兩大要素構(gòu)成，即元器件和傳輸線路，但全部存在電阻，導致電流傳輸中還存在功率損耗，固定損耗在一定程度上與設備質(zhì)量和外界電壓有密切聯(lián)系，可變損耗主要是線圈破損導致，如此一來，系統(tǒng)就是一大消耗，伴隨著人民群眾對于電能的需求不斷增強，配電網(wǎng)涉及的需求越來越大，線路布設的數(shù)量隨之增多，如圖1所示，針對節(jié)能降耗的價值可以體現(xiàn)在以下層面。

圖1 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一是配電系統(tǒng)功率。配電線路是電網(wǎng)的核心內(nèi)容，電氣設備要符合基本要求，確保設備運行階段無功滯后電流運行穩(wěn)定，使家用電器的數(shù)量和其他種類電流相匹配。滯后電流會根據(jù)其他電流的變化而發(fā)生變化，到達高低壓線路后，最終流經(jīng)到設備的最尾端，導致設備受損，無法正常應用。為有效解決線路的損耗問題，需要根據(jù)電力工程各輸配電線路實際情況科學選擇節(jié)能降耗技術，減少電流的存在，達到無功電流的基本目標，減少損耗，加大電力系統(tǒng)功率，符合群眾的實際用電要求。

二是線路實際損耗。在配電線路中應用節(jié)能降耗技術的主要目的在于降低線路損耗，不斷對電力配電線路做出調(diào)整，及時閃躲在電能運作中出現(xiàn)的障礙物，選擇直線輸送方式，使變電站與負荷中心的距離越來越近。除此之外，在高層建筑中，很容易出現(xiàn)電力損耗問題，要控制好電氣豎井的各個區(qū)域，安置相應的變電站以及配電室，縮短主干線現(xiàn)實長度，使控制線路的電流目標具有可行性。

三是諧波損耗。諧波電流是配電線路中常見的載電流，存在嚴重的耗損量，對配電系統(tǒng)帶來損害的情況較為常見，要積極運用好節(jié)能降耗技術，對各個配電線路予以監(jiān)督和管理[2]。

2 項目案例分析和現(xiàn)狀

2.1 案例

本文以某輸配電線路改造項目為例，該項目涉及的路段總長度大約在5km，需要依照線路的實際情況擬定好節(jié)能降耗目標，減少電能成本。為降低線路能耗，可選擇大截面的絕緣導線進行線路鋪設，，架空高度設置為10m，整個過程務必關注線路交叉情況，盡可能厘清線路以免出現(xiàn)線路纏繞造成故障，延長其使用壽命。在實施線路鋪設工序時，為保證過程安全，需要利用在線監(jiān)測系統(tǒng)和自動化技術，做好電力調(diào)度，完成線路信息的采集，務必滿足標準參數(shù)范圍方可投入生產(chǎn)。在串聯(lián)補償技術的幫助下縮短線路的實際距離，與同塔多回路技術予以融合，加大電力系統(tǒng)運作的平穩(wěn)性。

電力工程輸配電線路施工中還需思考材料絕緣、防磁、防雷等需求，本次工程中針對部分線路可選擇鈦合金材料降低干擾，將電容器安置在線路的2/3區(qū)域上，安裝好濾波器，確保各個節(jié)點與線路相連接。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示能夠發(fā)現(xiàn)，此項目在完成投產(chǎn)后，供電公司的整體線損從4.92%下降到4.36%，節(jié)約的大量大約是638.2kWh，年運行費用減少了16.54%。

2.2 現(xiàn)狀

通常情況下，線損的現(xiàn)實標準為12%，但我國對電力線路情況分析調(diào)查結(jié)果顯示，線路的損耗較高，低壓電網(wǎng)線損率大于30%，近年來雖然我國配電系統(tǒng)在不斷進步，但在線損方面仍存在一定問題。電能在線路的幫助下完成傳輸，經(jīng)常會出現(xiàn)各種類型的電能損害，我國發(fā)展水準已超越了發(fā)達國家，伴隨著電量的增長，電網(wǎng)面積在逐漸得到拓展，縱貫式低壓配電線路在電網(wǎng)發(fā)展下較為常見，線路復雜，導致電網(wǎng)改造的難度較大，出現(xiàn)電能浪費情況。

配電線路的實際損耗來自三相供電線路，主要的電路導線電阻功率損耗是：P=3IR×10-3，式中：P為線路電阻功率損耗，kW；I為線路的實際相電流，A；R為線路每相導線的現(xiàn)實電阻，Ω。W=3（I12+I22+…I242）R×10-3，此公式W為全天線路實際的損耗電量，kWh。

3 電力輸配電線路節(jié)能降耗的應用與技術

3.1 強化節(jié)能技術

針對線路損耗這一問題，可以從以下路徑予以探索。一是根據(jù)實際狀況縮短導線的現(xiàn)實長度，在現(xiàn)實施工層面，輸配電線路要做到直線為主，減少方向偏差，優(yōu)化好整體線路。如果導線的長度過長，會加大成本和消耗量，需要安置指定的電氣豎井，使主干線的長度符合基本要求。二是加大功率的因數(shù)，在供配電系統(tǒng)上，如果發(fā)現(xiàn)電動機和變阻器泛屬在電感性負荷內(nèi)，會有無功電流，致使能源消耗速度加快。技術人員需對功率因數(shù)進行檢查，若發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)從0.6變成0.8，線路的損耗就會降低35%，需要注意的是，要重點關注好電力設備和其中的濾波器[3]。

3.2 選擇輸配電線路導線

3.2.1 截面導線

為了能夠在實際發(fā)展中達到用戶用電的基本要求，需要起到高效節(jié)能的作用，見表1，在具體的線路設計層面上，要運用等級較高且具有規(guī)范要求的導線截面，注重參數(shù)變化。

表1 240～400mm2截面節(jié)能導線詳細參數(shù)

在對節(jié)目實行計算時，通常都是以計算法作為最基礎的方法，以便呈現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的節(jié)能成效，換線前期階段內(nèi)的電抗值較少出現(xiàn)變化，所以要節(jié)約好無功功率，除此之外，充分了解型線導線與圓線導線的差異，見表2。

如果輸送的負荷部不發(fā)生變化，要轉(zhuǎn)換好導線的截面，減少線路電阻下降狀況，待完成換線工作后，需要減少功率損耗，根據(jù)此公式進行計算：△P%=（1-R2/R1）×100，式中：R1是換線前期中的導線電阻，單位是Ω，R2是換線后期階段內(nèi)的導線電阻，單位為Ω。

3.2.2 架空絕緣導線

在運用絕緣導線前期階段，掌握好相應的優(yōu)勢和價值：確保線路質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，符合電力工程施工標準條件。在線路中應用絕緣導線可以減少相間短路問題，減少合桿線操作環(huán)節(jié)中的停電頻率，減少維修工作量；使線路桿的架構(gòu)變得便捷。調(diào)整敷設模式，如此不但能夠節(jié)省材料，還能提高環(huán)境道路的整體效果；節(jié)約電能損耗。特別是對于架空成束絕緣導線來講，由于線路之間的距離比較近，在電抗是只是普通裸導線線路的30%；能夠解決好導線的腐蝕問題，延伸線路的使用狀況。在架空絕緣導線上若添加絕緣金具，能夠使節(jié)能降耗成效更加突出。

3.2.3 單心分裂絕緣導線

單元分裂絕緣導線一般都是全新的低壓分裂導線，相較于常規(guī)性導線來說具有減少電壓、提升自然功率因數(shù)的優(yōu)勢，如圖2所示。根據(jù)實際應用情況來看，電抗為0.0802Ω/km，比普通的電抗大了80%，分裂導線供三相負荷的電抗比較，減少了65%左右，若三條分裂導線一同供三相負荷，電抗會減少28%；其次，載流量會逐漸增多，若截面相同，流量多出22%，由于分裂導線屬于完全絕緣，使變電桿長期都處在供電狀態(tài)下。最后，單心分裂絕緣導線得到了廣泛運用和推廣，能夠加強供電電能的整體質(zhì)量，以此降低消耗。

圖2 分裂導線

3.3 運用無磁化金具

根據(jù)相關資料顯示，由于技術的不足，以往我國輸配電線路中鐵磁材料是比較常見的，運行時會導致較為嚴重的磁帶損耗，這一問題需要加以重視。在磁滯渦流損耗中鐵磁材料的導磁在250～1000范圍之內(nèi)，鋁和銅兩種材料的導磁為1，展現(xiàn)出的磁感應強度是兩者材料的250～1000倍上下，具體的電動勢計算公式：E-kμ1μ2H，式中：Ф、H代表磁場強度，s代表金具里垂直于磁力線的橫截面。

通過上述公式能夠發(fā)現(xiàn)，金具中的感應電動勢與導流之間的電流大小是正比關系，鐵磁材料的金具，導磁較高，感應電動勢較大，致使渦流也較大，渦流經(jīng)常發(fā)熱，致使電能轉(zhuǎn)換為熱能，被迅速消耗。為此，利用低導磁材料制作出金具很關鍵，起到節(jié)能降耗的現(xiàn)實目的。

3.4 科學控制線路質(zhì)量

在進行配電線路的安裝之前需要優(yōu)先檢查環(huán)境，并科學選擇設備和材料，確保電網(wǎng)安全和穩(wěn)定。在選用隔熱設備時，盡可能選擇硅膠材料，盡量減少對陶瓷絕緣子的使用。由于一些使用者在導線上給出的投資費用比較少，在具體的維修工作上要強化對線路的保護和維修，第一時間解決存在的故障，以免對電力系統(tǒng)帶來消極影響。除此之外，若發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)設施不具備良好的工作條件，要第一時間進行替換，降低影響范圍，值得注意的是，要確保配電線路的安全[4]。

綜上所述，電力資源對人們?nèi)粘Ｉ钪陵P關鍵和重要，電力行業(yè)作為社會發(fā)展的關鍵支柱之一，肩負重大責任，應切實滿足人民群眾的用電需求，不斷優(yōu)化技術降低成本，帶來更多社會經(jīng)濟效益，相關技術人員也要全身心地投入到新型節(jié)能降耗技術的研究中，帶動生產(chǎn)力發(fā)展。