電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)探究

周 驥

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司通城縣供電公司，湖北 咸寧 437000）

電力資源是一種重要的社會(huì)資源，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的作用。從電力能源的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)的電力資源正在面臨著巨大的壓力，這是因?yàn)殡S著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力能源的需求量在不斷增加，電力能源出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)象。因此，我國(guó)應(yīng)該積極研究有效措施，對(duì)電力輸配電線路進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，使其在運(yùn)行過(guò)程中能夠達(dá)到節(jié)能降耗的效果[1]。

1 電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)概述

在電網(wǎng)中，輸電線路是一條非常關(guān)鍵的線路，其自身的工作狀況對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的工作品質(zhì)有很大的影響。電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)，就是在電力輸配電線路的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，利用科學(xué)的技術(shù)，使其在運(yùn)營(yíng)中的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)得到最大程度的發(fā)揮，從而達(dá)到減少電力輸配電線路能量消耗的目的。該技術(shù)可以從以下幾個(gè)方面入手：

一是合理選擇輸電線路。輸電線路作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行有重要的影響。在實(shí)際施工過(guò)程中，為了保證輸電線路的穩(wěn)定性和可靠性，需要從多方面入手，包括選擇科學(xué)合理的輸電線路長(zhǎng)度、提高輸電線路的載流量、合理布置輸電線路。除此之外，還需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

二是優(yōu)化變壓器運(yùn)行管理。電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，要對(duì)變壓器進(jìn)行科學(xué)合理的管理和維護(hù)。在實(shí)際操作過(guò)程中，可以從兩個(gè)方面入手：（1）提高變壓器容量利用率；（2）選擇科學(xué)合理的變壓器運(yùn)行方式。

三是合理安裝配電設(shè)備。配電設(shè)備是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要組成部分。在實(shí)際工作中要對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的選擇和安裝。另外，還要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整配電設(shè)備的容量和位置。

四是優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低電能消耗水平。

2 電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用的必要性

2.1 節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高供配電功率

目前，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在進(jìn)行供配電線路建設(shè)時(shí)，主要采用的是高壓電纜，但是這種電纜的損耗很大。為了提高電力輸配電線路的運(yùn)行效率和質(zhì)量，可以采用節(jié)能降耗技術(shù)。通過(guò)節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高供配電功率，降低電壓損失，提高電能輸送效率，這對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)具有重要意義。在進(jìn)行電力輸配電線路建設(shè)時(shí)，需要合理設(shè)置變壓器容量和負(fù)荷分布。變壓器容量大小對(duì)于電力輸配電線路的節(jié)能降耗水平有很大影響。如果變壓器容量過(guò)小，那么將會(huì)導(dǎo)致供用電設(shè)備無(wú)法滿足用戶需求，降低了供用電功率；如果變壓器容量過(guò)大，那么將會(huì)導(dǎo)致供用電設(shè)備出現(xiàn)過(guò)載問(wèn)題，增加了電能損耗。節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用可以有效改善變壓器負(fù)荷不平衡的問(wèn)題，通過(guò)采用科學(xué)合理的方法提高供配電功率。同時(shí)，還可以采用節(jié)能降耗技術(shù)對(duì)輸配電線路進(jìn)行改造，提高供配電功率。

2.2 節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用可以有效降低諧波電流

在電網(wǎng)中存在著大量的電干擾，以諧波電流為代表，會(huì)導(dǎo)致電路運(yùn)行受阻。因此，如何有效地抑制電網(wǎng)諧波，是一項(xiàng)非常重要的研究?jī)?nèi)容。企業(yè)需采用各種節(jié)能技術(shù)，有效減少電網(wǎng)中的諧波，確保電網(wǎng)的正常運(yùn)行[2]。

2.3 節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用可以縮短高壓輸配電線路距離

在進(jìn)行電力輸配線路的節(jié)能降耗工作時(shí)，必須強(qiáng)化節(jié)能降耗管理，有效降低電力輸配電線路損耗。在電力企業(yè)設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，需要考慮到周圍環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等因素，從實(shí)際出發(fā)，采用最合理的輸電線路，從而達(dá)到提高能源利用率和節(jié)約能源的目的。

3 電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用

3.1 電力變壓器節(jié)能

一是變壓器的降耗改造。變壓器數(shù)量較多，容量較大，其帶來(lái)的損耗需引起足夠的關(guān)注和重視。為此，變壓器的節(jié)能降耗是有力的節(jié)能舉措。在變壓器的節(jié)能降耗改造上，可以采用非晶合金鐵芯變壓器，這類變壓器的噪聲較小，能源損耗較低，在空載損耗上相較于普通產(chǎn)品只有其20%。與此同時(shí)，在全密封的情況下無(wú)須維護(hù)，投入費(fèi)用較低。如，在目前的市面上，S11 系統(tǒng)是應(yīng)用最廣的一種第一損耗變壓器，其空載損失相比S9 系列可以減少75%，而負(fù)載損失與S9 系列一致。為此，企業(yè)在進(jìn)行輸配電項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，可以加強(qiáng)對(duì)低損耗變壓器的全方位推廣和使用[3]。

二是變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在電力輸送能力相當(dāng)?shù)臈l件下，需從多種變壓器中挑選出最優(yōu)的運(yùn)行方式和最佳負(fù)載變壓器，從而減少其損耗。變壓器的選擇不需進(jìn)行大規(guī)模投資，只要加強(qiáng)對(duì)供用電的高效管理，就能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的節(jié)能降耗，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行功率。所有的變壓器都具有一定的功率，其空載損失、短路損失、無(wú)功功率、空載消耗和額定負(fù)荷消耗各不相同，變壓器的容量、電壓等級(jí)、鐵芯材質(zhì)也各不相同，所以上述這些參數(shù)也會(huì)有所不同。因此，要想使變壓器達(dá)到真正的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)，則需要選擇參數(shù)較好的變壓器。

3.2 電網(wǎng)無(wú)功配置優(yōu)化

若是電網(wǎng)中存在大量的無(wú)功電流，則會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前電路的損耗不斷加大，變壓器的綜合利用率也會(huì)降低，用戶電壓會(huì)出現(xiàn)不同程度的電路問(wèn)題。而無(wú)功補(bǔ)償則是通過(guò)對(duì)技術(shù)措施的合理利用，進(jìn)一步降低線路的損耗，既可以確保有功功率得到合理分配，也可以保障無(wú)功功率獲得合理分布。無(wú)功優(yōu)化的主要目標(biāo)是通過(guò)對(duì)無(wú)功電流分布的合理調(diào)整，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗，確保整個(gè)系統(tǒng)保持在最佳的電壓水平。無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償方法有三種：第一種是變電站無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償，第二種是配電網(wǎng)最優(yōu)補(bǔ)償，第三種是配電變壓器低壓側(cè)最優(yōu)補(bǔ)償。在此過(guò)程中，需要進(jìn)行電能損耗的計(jì)算，如果線路和變壓器輸送的有功功率以及電壓未波動(dòng)，線路損耗和功率因數(shù)的平方兩者之間為反比關(guān)系。功率因數(shù)越低，代表著當(dāng)前電網(wǎng)需要的無(wú)功功率越大，存在的電路損耗也就越大。為此，需要在輸電端口安裝針對(duì)性的無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以進(jìn)一步降低負(fù)荷無(wú)功功率損耗，優(yōu)化功率因數(shù)。隨著近些年我國(guó)電子技術(shù)的高速發(fā)展和進(jìn)步，有源濾波裝置和靜止同步并聯(lián)補(bǔ)償器也開(kāi)始在各個(gè)地區(qū)獲得了廣泛運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的無(wú)功配置優(yōu)化目的。

3.3 用電側(cè)管理技術(shù)

開(kāi)展電力需求側(cè)的管理工作，可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)成電網(wǎng)管理工作的社會(huì)效益目標(biāo)。其中最為有力的方法及措施就是進(jìn)行需求側(cè)管理。掌握更好的管理技術(shù)，提高負(fù)荷管理技術(shù)水平，利用先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化用電終端的綜合利用率，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力需求側(cè)的管理目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，可以從以下幾點(diǎn)措施著手：

一是改變用戶的用電方式。主要指的是針對(duì)用戶的負(fù)荷整形管理技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括三種類型，即消峰技術(shù)、填谷技術(shù)和移峰填谷技術(shù)。與電力系統(tǒng)的負(fù)載特點(diǎn)相結(jié)合，將客戶的電力需求從電網(wǎng)的峰值負(fù)載期進(jìn)行轉(zhuǎn)移，也可以增加電網(wǎng)負(fù)載低谷期用電，便可以確保電力需求在持續(xù)分布上更為均衡，進(jìn)一步降低季節(jié)性的電網(wǎng)峰谷問(wèn)題，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也可以進(jìn)一步降低新增裝機(jī)容量，減少在電力建設(shè)上的資源投入，以達(dá)成供電成本的預(yù)期管理目標(biāo)。在終端用戶中廣泛使用的技術(shù)為蓄冷蓄熱技術(shù)、能源替代運(yùn)行技術(shù)，同時(shí)也可以通過(guò)對(duì)作業(yè)程序的調(diào)整，深入貫徹落實(shí)輪休制度，達(dá)成節(jié)能降耗的目標(biāo)。

二是提高終端用電效率。在這一方面，可以利用更為高效的用電設(shè)備，讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。也可以利用能源來(lái)進(jìn)行替代，或者是使用余能余熱回收材料，對(duì)作業(yè)進(jìn)行合理調(diào)度，改變用戶的消費(fèi)行為，來(lái)達(dá)成節(jié)能降耗目標(biāo)。舉例來(lái)說(shuō)，可以在客戶終端推銷有效節(jié)能的電冰箱、空調(diào)、電視機(jī)、洗衣機(jī)，還有其它的辦公家電，以進(jìn)一步降低能耗。為廣大群眾宣傳待機(jī)能耗降低的必要性，在各種電器的生產(chǎn)廠家終端全方位實(shí)行效能標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)志，保障整個(gè)節(jié)能產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)范性。同時(shí)鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)采用無(wú)功補(bǔ)償、智能控制、變頻調(diào)速、高效變壓器、電動(dòng)機(jī)等節(jié)能控制技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)品，可以進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)消峰填谷，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行模式，提高用能結(jié)構(gòu)的合理性，降低對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染，使得用電終端的利用率得到全方位的提高[4]。

3.4 樓宇及變配電站建筑節(jié)能

雖然變配電站、辦公樓的建筑能源損耗相較于電力公司的總能源損耗，其占比相對(duì)不大，但是在整個(gè)社會(huì)的商業(yè)用電體系中，大樓的空調(diào)和照明用電占據(jù)份額較多。為此，作為能源供給企業(yè)，電網(wǎng)需要積極的做出表率，形成良好的企業(yè)形象，并通過(guò)自身工作的示范效應(yīng)，促進(jìn)社會(huì)基層工作得以順利進(jìn)行。具體來(lái)說(shuō)，可以從以下幾點(diǎn)措施著手：

一是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)的使用過(guò)程中，主要指的是通過(guò)對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)夏季隔熱、冬季防熱能泄出室外的目的，讓建筑物內(nèi)部溫度盡量保持在合理溫度范圍之內(nèi)，進(jìn)一步減少對(duì)輔助設(shè)備的使用，例如采暖空調(diào)和制冷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)室溫負(fù)荷的平衡，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)主要?jiǎng)澐譃槲菝婀?jié)能技術(shù)、窗戶節(jié)能技術(shù)以及窗體節(jié)能技術(shù)。除此之外，還可以利用生態(tài)綠化、遮陽(yáng)系統(tǒng)等，達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo)[5]。

二是電氣設(shè)備節(jié)能。就電氣設(shè)備的布局工作而言，應(yīng)將散熱類設(shè)備置于通風(fēng)性能良好的地方，降低機(jī)械通風(fēng)，避免建筑物出現(xiàn)能源的大量損耗。變壓這類發(fā)熱量較大的裝置，必須與配備有空調(diào)的裝置室做好隔離。在此基礎(chǔ)上，要重視環(huán)境保護(hù)和節(jié)能器的選擇。配電系統(tǒng)中，變壓器是一種重要的能源消耗裝置，因此，提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率就顯得尤為重要。除此之外，還可以加強(qiáng)對(duì)自然采光的合理利用，尤其是對(duì)于設(shè)備運(yùn)輸、樓梯間以及人員巡視走廊等，應(yīng)該盡量運(yùn)用自然光，減少照明設(shè)備的使用，所有的照明光源需要全部利用發(fā)光二極管。還需選用配置變頻設(shè)備的風(fēng)機(jī)和空調(diào)設(shè)備，也就是加強(qiáng)對(duì)智能化產(chǎn)品的合理使用，結(jié)合環(huán)境的具體情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)關(guān)閉和開(kāi)啟。只有在設(shè)備需要使用或是發(fā)生故障、安全事故時(shí)才啟動(dòng)，以達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。另外，還需利用溫度、濕度控制器，在環(huán)境溫濕度未滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)及要求時(shí)，自動(dòng)投入開(kāi)關(guān)柜加熱器。

三是節(jié)能空調(diào)技術(shù)?？照{(diào)節(jié)能主要指的是通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫濕度、空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的合理利用，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)?？照{(diào)節(jié)能技術(shù)的使用需從以下措施著手：進(jìn)一步降低空調(diào)冷負(fù)荷，優(yōu)化冷氣輸配系統(tǒng)的使用效率，多使用相變儲(chǔ)能材料。

四是照明節(jié)能。首先需選用更加節(jié)能高效的電光源。光源的節(jié)能水平主要是取決于其發(fā)光效率。為此，在選擇照明光源時(shí)，需要結(jié)合使用場(chǎng)所的實(shí)際需求，并在分析電光源顯示色數(shù)、使用壽命、調(diào)光性能、點(diǎn)燃特性等因素的條件下，加強(qiáng)對(duì)新一代節(jié)能光源的合理使用。舉例來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的白熾燈可以替換為電子節(jié)能燈、高壓鈉燈等。其次是利用高效、光通維持率更高的燈具。燈具是針對(duì)光源發(fā)出光進(jìn)行再度配置的裝置，對(duì)燈具的節(jié)能情況進(jìn)行衡量，主要是分析燈具的光輸出比。選用高效、光通維持率較高的燈具，對(duì)于進(jìn)一步提高照明節(jié)能水平有著非常重要的現(xiàn)實(shí)作用。最后是利用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略，其展現(xiàn)出來(lái)的節(jié)能潛力主要表現(xiàn)在兩個(gè)不同的方面：第一，夜晚時(shí)電網(wǎng)電壓相較于標(biāo)準(zhǔn)電壓要更高，燈具很有可能會(huì)出現(xiàn)超功率運(yùn)行情況，除了亮度會(huì)超標(biāo)，還會(huì)導(dǎo)致燈具的使用壽命縮短。第二，晚上11 點(diǎn)之后的照明需求開(kāi)始急劇下降，為了達(dá)到這個(gè)目的，可以把其亮度降低（但仍然需要滿足照明規(guī)則），并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整路燈電路的穩(wěn)定電壓，以節(jié)省電力資源的使用，延長(zhǎng)燈具的使用壽命。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，社會(huì)用電量逐漸增加，電力資源需求量也隨之增加，因此為了保證電能供應(yīng)的穩(wěn)定性與可靠性，要加大電力輸配電線路的建設(shè)力度，不斷優(yōu)化電力輸配電線路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，提升電力系統(tǒng)的供電能力，從而為社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供穩(wěn)定可靠的電能供應(yīng)。從目前的情況來(lái)看，我國(guó)電力輸配電線路節(jié)能降耗工作仍存在著諸多問(wèn)題與不足之處，因此，在實(shí)際工作過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。本文重點(diǎn)對(duì)電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)展開(kāi)了分析和討論，并對(duì)其應(yīng)用方法進(jìn)行了詳盡論述，歸納出了一些行之有效的電力輸配電線路節(jié)能降耗措施，以期能夠給有關(guān)工作人員提供一些幫助。