第2章 输配电节电
24.输配电有哪些节电措施？
电能经过输变电设备和线路传送到用户，不可避免地产生功率损耗和电能损耗，其中线损所占比例很大。
我国电力系统的线损率较高，为9%～10%，与发达国家相比有较大的差距。如美国为8%～9%，俄罗斯、英国为8%，日本为5%～6%。我国是一个电能紧缺的国家，大量的电能白白地浪费在线路上实在可惜。为此国家指令要求农网高压综合线损率降到10%以下，低压线损率降到12%以下；全国平均供电线损率降到8.5%以下；工矿企业的线损率降到3.5%（一次变压）、5.5%（二次变压）和7%（三次变压）以下。工矿企业的供电网由于线路短，一般线损率不高，尤其是大、中型企业，线损率为3%～8%。但是工矿企业数量多，其线损总和还是非常可观的。有些工厂因配电线路陈旧、供电网结构不合理、运行方式不经济、变电所远离负荷中心等原因，线损率高达10%以上。因此，努力降低线路损耗是节电的重要途径之一。
输配电节电措施有：
（1）确定电网的合理电压等级，减少变电级数
①在输送一定功率的情况下，线损与电压的平方成反比，电网的电压等级越高，线损越小。因此，在条件允许的情况下，尽可能采用高一级的供电电压。特别是对一些非标准电压等级的线路和电网，更应积极升压改造，如将6kV配电线路升为10kV等。如果投资效益能在5年内收回，一般升压运行是划得来的。
②减少变压器级数，可减少变电过程中的损耗，每减少一次变电级数，可减少变电有功损耗1%～2%，无功损耗10%～15%。如将变压器变压等级改为35/0.4kV，可减少一级10/0.4kV变电等级。减少变电级数，还可减少一级设备，减少运行管理和检修工作。
（2）调高或调低电网的运行电压
根据电网及用电负荷的具体情况，适当地调高或调低电网的运行电压，都有可能减少电网的损耗。采取这一措施的关键在于“合理”二字。一般在高峰负荷时，线路和变压器的可变损耗占总损耗的比例较大（可变损耗与运行电压的平方成反比），可适当提高电压使其接近上限运行；在低谷负荷时，可适当降低电压，使其接近下限运行。以上措施可通过调节变电所的主变压器分接接头来实现。
须指出，负荷很小且又在低谷时期，若提高运行电压，则效果会适得其反。因为变压器的铁芯损耗是与电压的平方成正比的，所以要有分析地进行运行电压的调节。
在用电低峰时期，降低变压器输出电压节能的原理如下。
配电变压器总损耗为
式中 ΔP——配电变压器总损耗，kW；
Pd——配电变压器的负载损耗，kW；
P0——配电变压器的空载损耗，kW；
P，Q——配电网的有功功率，kW，无功功率，kvar；
U——配电网的运行电压，kV；
Ue——配电网的额定电压，kV；
R——配电变压器绕组的等值电阻，Ω；
∑Po——各台配电变压器空载损耗的总和，kW。
由上式可见，配电变压器固定损耗（空载损耗）与配电网运行电压的平方成正比。由于配电变压器铁损（空载损耗）占总损耗的80%，因而在保证末端用户的电压偏移在允许范围内时，可通过降低电压的措施，降低线损和变压器损耗。如在农用电低峰期要适当降低农网运行电压，而在农用电高峰期要适当提高农网运行电压。
（3）采用先进的调压设备
根据运行电压、输送容量等具体情况，利用主变压器有载自动调压装置及无功补偿自动投切装置等，适时地调整运行电压和无功电流，可减少电网的损耗。
（4）尽可能保持电网三相负荷的平衡
三相电流不平衡，会使线路和变压器的损耗增大，不平衡度越大，损耗也越大，因此应经常测试供电变压器三相电流的平衡情况，通过调整单相负荷的接线，尽量保持三相电流在相对平衡状态下工作。对于三相四线制低压供电线路，变压器出口处的不平衡度应不大于10%，干线与主分支线首端的不平衡度应不大于20%。
（5）提高电网及负载的功率因数
通过提高功率因数，减少无功电流的传输，能提高电网电压，减少其在线路和变压器中引起的有功损耗，提高变压器等电气设备的利用率。如将10kV及35kV配电网的功率因数通过分层进行无功补偿，由0.7提高到0.95，则电网电流将减小26%左右，线损电量将减少45%左右。提高电网功率因数的主要方法是加装电容补偿装置。原则上根据电压等级按负荷分区进行无功补偿，并根据负荷需要自动投切，减少无功潮流来回输送。
（6）改造旧线路，调整供电半径，增大导线截面积
旧线路往往供电半径过大，导线取得过细，有卡脖子线路，导线连接点多，因而线损很大。改造时应合理选择线路的供电半径，并控制最长供电距离，供电半径应根据负荷分布并按电压降进行核算。
另外，从节能降损的角度考虑电网布局，用电能损耗指标作校核，一般线损率应控制在：110kV线路为2%，35kV线路为3%，10kV线路为5%以内。否则就应采取提前分流、转移负荷、加密布点、增加出线回数、合理设置变压器台区及调整变压器位置、加粗导线截面等技术降损措施。
（7）提高线路负荷率
通过削峰填谷，减小峰谷差，使日负荷曲线尽量均衡平坦；搞好负荷的预测、监控，提高设备的负荷率。这些措施都能有效地降低线损。
（8）努力减少电力谐波
电力谐波产生的原因主要是电力系统中存在产生谐波电流的电力电子设备（如晶闸管变流设备、变频器等）及非线性、冲击性用电设备。
电力谐波不但会危害电网中的电气设备绝缘及产生干扰，还会使输电线路的电能损耗增加，使设备的温度过高，降低设备的利用率；谐波电压会增加变压器的磁滞损耗和涡流损耗；谐波电流会增加变压器的铜耗。
如果谐波源注入电网的谐波电流或系统的谐波电压波形畸变率超过标准规定值，应采取措施治理，详见第26问。
（9）开展线损理论计算工作
线损理论计算是指导降损工作的基础，通过线损理论计算才能摸清情况，有的放矢，采取正确、有效的降损措施，达到投资少、见效快、效益好、投资回收年限短的效果。
（10）加强设备的维护管理
加强管理，合理安排设备的检修，搞好输、变、配电设备的维护管理，降低泄漏电能。
（11）采用新技术、新设备
积极采用新技术、新设备、节能型设备、新材料和新工艺，如选用低电阻率的导线，除高压架空线路通常仍采用钢芯铝绞线外，低压线路和高压电缆最好采用铜线；选用低损耗变压器、调容量变压器等。