降低供电线路电压损耗的方法研究
时云洪 张龙 来瑞 王楠
【摘? 要】随着经济的快速发展，社会用电需求不断增加，生活供电线路电压损耗大，影响社会资源消耗，不容忽视。因此，论文研究了降低供电线路电压损耗的方法，以期减少常规供电线路的电压损耗，促进能源节约，减少资源浪费，提高能源使用效率，为我国降低供电线路电压损耗提供相应的对策，进而提高供电效率。
【Abstract】With the rapid development of the economy， the social demand for power is constantly increasing， and the large voltage loss of the living power supply line， which affects the consumption of social resources， cannot be ignored. Therefore， this paper studies the methods to reduce the voltage loss of power supply line， so as to reduce the voltage loss of conventional power supply line， promote energy conservation， reduce resources waste， improve energy use efficiency， and provide corresponding countermeasures for reducing the voltage loss of power supply line in China， and thus improving the power supply efficiency.
【關键词】输电系统;供电线路;电压损耗
【Keywords】power transmission system; power supply line; voltage loss
【中图分类号】TM75? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）03-0187-02
1 引言
随着我国社会经济的快速发展，我国的用电需求不断增加，截至2018年底，我国的全年发电量达到7万亿千瓦，同比增长8.4%，并且占全球发电量的25%。因此，为了保证我国社会电力供应的可靠高效，需要改善供电线路的损耗问题。但是，在供电线路方面，我国依然处于较低水平。供电损耗主要包括输送电线路损耗和设备运行损耗，目前的供电损耗量较大，随着“西电东送”等相关工程的推进，电网覆盖和运输能力进一步加强，损耗也随之增多，为解决该问题，电力输送逐渐成为备受关注的工程，需加强对降低供电线路电压损耗的相关研究，以补齐短板，促进国内电力事业进步。
2 降损措施
2.1 提高供电线路的输电容量
降低供电线路电压损耗的方法有很多种，通过提高供电线路的输电容量来降低电压损耗能够起到非常好的效果。例如，在通过架空线路的方式进行长距离、大容量的电能输送过程中，运用高压直流输电线路的方式比交流输电线路方式的线路损耗更小。同等电压的情况下，直流电比交流电的输电容量高2～5倍，并且在输电功率相等的情况下，输电变换器的损耗也是直流电更小。因此，直流电比交流电的输电损耗更小，我国也普遍使用高压直流输电系统进行长距离、高容量的输电作业。降低供电线路损耗的方式有很多，首先，最常用的方式是通过提高电压增加线路的传输容量，此方法可以有效地降低输电过程中的相对损耗量;其次，可以使用耐高温的导线材料，从材料上降低损耗，特别是当前经济效益最好的铝包钢导线，其生产成本相对较低，并且该材质的导线损耗情况较好。
2.2 科学运用无功补偿方法，提高供电输送功率
在供电系统中，如只有电阻性负荷，则功率因数为1。但是供电系统在实际运行过程中却需要很多其他电气设备的介入，才能保证供电系统安全可靠地运行，而这类电气设备如变压器、电动机、电焊机、电弧炉等都会使得供电线路的无功损耗增加。而这种无功损耗的增加也就会使得供电线路下游的电压降低，增加了供电线路的理论损耗情况。因此，很多工程项目在实际设计的过程中使用电容器无功补偿的方案来提高功率因素，达到提高供电效率、减少损耗的目的。
2.3 更换原有供电线路的高耗能设备
导线的电阻是导致供电线路损耗问题的主要因素之一，在输送电容量相同的情况下，电阻越大，损耗越大，因此，要选用电阻小的导线作为输电载体。同时，导线的电阻和导线的横截面积成反比例关系，所以要尽量选择横截面积大的导线作为供电线路的载体。由于我国早期经济并不发达，因此，现在很多农村地区的老旧供电系统使用的是横截面积小、电阻大、负载重的导线进行供电输送工作，使得其在日常供电过程中的损耗非常高，具有空载损耗高、短路损耗大等问题。因此，需要在未来的电网建设过程中，抓紧进行农村地区老旧电网的优化升级工作，更换经济效益更好的导线，以此达到降低供电线路损耗的效果。
2.4 合理配置变电器，降低线路损耗
2.4.1 提高供电线路的传输电压
若变电站主要用负荷调节方式进行调压，则调压工作相对比较方便，工作人员可以根据线路负荷的实际情况，以及当地不同季节不同时间段的用电情况，科学地调整主变分接开关，在规定的电压范围内提高电压运行水平，以此达到减亏的目的。此外，根据负荷的大小，可利用变压器的并联经济运行曲线，合理切换。
2.4.2 提高电气设备的效率
通过合理配置变电器，提高电网输送效率也是降低线路电压损耗的一种常见方法。从节能的角度来看，由于配电网变压器数量多且长期处于运行状态，其工作效能有所下降，因此，提高相关电气设备的工作效率，即使是千分之一，也将极大地提高供电线路的输送效率。同时，使用高导电线、扩大导体横截面积或用铜线代替铝线等，也能有效地减少空载损耗。因此，如果采取减少空载损耗的方法，则有可能使供电线路的负载损耗增加。所以在实际的供电线路降损减亏过程中，往往会选择使用铁芯的变压器，从总体考虑来降低材料和设计成本。通过适当调整配电变压器的电源负载，可合理分配变压器，实现对每个配电站区域的定期负载测量，对每个基站区域的负载情况和发展趋势进行准确把握。在低压配电网络的规划中，还应考虑该领域负载增长的趋势，准确合理地选择配电变压器的容量，不要过大或过小，避免“大马拉车”的现象。此外，根据国家相关法规，对于既有高损耗变压器，在经济许可条件下，用低损耗变压器逐渐取代高损耗变压器，以减少配电网络的损失。
2.5 应用新型超导材料
输电线路的电阻由终端用户使用电器的电阻和导线中的电阻共同组成，在对输电线路功率进行计算时，导线上的电压一般高于整体电压U。所以在进行供电线路输电功率计算时，所得的功率并不是导线上的功率。因此，在实际计算中要通过消耗掉整体电压U的方式来计算，利用公式P=I（IR）进行计算。同时，由于终端用户的电阻不断变化，没有固定值，所以导线段的电压也是实时发生变化的。所以当整体电压变大时，功率不变则终端用户的电阻增加，导线电压变小，这时会发现最终计算公式仍为P=I（IR），所以电阻对于供电线路电压损耗的影响较大，因此，选用电阻较小的新型超导材料能够起到非常好的降低电压损耗的效果。
2.6 降损的管理措施
通过加强供电线路的日常管理工作也能有效地减少线路损耗，这类因管理因素造成的线路损耗也被称为管理线损。为了有效地降低管理损耗，首先，计算线路的理论损耗值，并且将理论损耗与实际的损耗情况进行比较分析，如果实际损耗比理论损耗更高，那么说明供电线路存在漏损等管理问题。其次，分析供电线路的最优损耗率和理论损耗率，如果理论损耗率更高，则说明供电线路的结构布局不合理，供电线路日常运行的经济效益没有达到最优值。所以通过优化管理损耗情况，定期地对供电线路进行计算分析，找出降损减亏过程中的不足之处，发现供电线路结构布局的薄弱环节，并且给出下一步的优化方法。减亏节电是一项复杂而艰巨的任务，既要从微观上做好减亏工作，又要做好宏观上的管理工作。例如，加强供电线路输送线损的管理工作，通过建立线损管理小组的方式进行定期的线损检查和线损分析，对可能发生的线损制定减亏方案。同时，可以做好线损的理论计算工作，充分了解供电线路的线损分布情况和线损的薄弱点，并以此制定科学的线损管理指标，根据该方案对相关检查和管理人员进行考核，从管理人员这一环节做好减亏管理工作。最后，做好电网的设计和改进工作，使得供电电网的供电输送方案更加科学合理，提高供电输送效率，降低输送过程中的损耗，最终提高供电输送的经济效益。
虽然减少线损的方法有很多，但是需要科学选择，根据输电线路的实际情况选择最合适的方法降低输送損耗，不可盲目地为了降低损耗而不计后果地使用降低损耗的手段，以此影响供电线路运行的安全性和可靠性。
3 结论
供电线路存在一定的电力损耗，这是在电力输送过程中无法避免而产生的，应合理计算损耗，同时，采用提高输电容量、降低输送线路的电流、无功补偿、将原有的高耗能设备进行科学更换、合理配置变电器、利用新型超导材料及采取管理措施等系列技术和方法来降低损耗，从而降低资源的消耗率，提高资源的利用效率，从而促进节能降耗、绿色发展。
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