架空输电线路中常见的输电损耗及降损措施探讨

架空输电线路中常见的输电损耗及降损措施探讨

王焕

（国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司辽宁葫芦岛125000）

摘要：现如今，在今天电力产业发展迅速的背景之下，社会各界对输电质量、供电服务提出了更高的要求，促使电力企业必须加大对架空输电线路损耗的研究和控制力度，积极采取有效的降损措施。本文重点探讨了架空输电线路中常见的输电损耗，并对不同输电损耗间的差异进行了相应分析，在此基础上给出了一些较为有效的降损措施。

关键词：输电损耗；架空输电线路；差异；降损措施

1架空输电线路中常见的几种输电损耗

1.1高压直流输电线路损耗

架空输电线路中的高压直流输电系统示意图如图1所示，其输电损耗主要包括绝缘介质损耗、电阻损耗、直流线路损耗、换流站损耗、电晕损耗、接地极系统损耗等等，其中电阻损耗、直流线路损耗在直流输电线路损耗中占据大部分比重。线损率是衡量高压直流输电线路损耗情况的重要指标，通过计算直流输电线路的线损率（不包括电晕损耗的线损率），即可知道线路的损耗情况。根据直流输电线路线损率计算公式可以看出，线损率与电压（通常为单级电压）成反比，与导线电流密度和送电距离成正比。在这样的关系情况下，若电压一定，则输电线路的线损率与导线电流密度和送电距离的正比关系即是线性的。高压直流输电线率线损率除了与电压、导线电流密度和送电距离存在紧密关系之外，还与输送功率有着直接的关联性，与输送功率成正比关系，即直流输电线路输送功率越大，则其线路线损率就越大。

1.2高压交流输电线路损耗

架空输电线路高压交流输电线路损耗主要来源于无功损耗、趋肤效应和电晕放电损失三方面。在交流输电线路运行过程中，受交变电流作用，大地电流和导线电流都会出现电流集中在表面的现象，这种现象即为趋肤效应。由于交流输电线路的趋肤效应是在交变电流的作用下而产生的，因而其与交变电流密切相关，随着交变电流频率的增大而效应更加显著，而交流输电线路的趋肤效应越显著，电流就越向靠近导线外侧薄层内集中。在趋肤效应的作用下，由于交流输电线路电流集中于一处，使得导体通过电流时的有效截面面积减小，根据电流、电阻、电压之间的关系，电流截面面积的减小会使有效电阻增大，而导线电阻的增大无疑会增加输电线路功率损耗。

2架空输电线路输电损耗的差异分析

如上所述，架空输电线路输电损耗包括高压直流输电损耗和高压交流输电损耗两种类型，这两种输电损耗既有共性也有差异，共性体现在直流输电损耗和交流输电损耗都包括电阻损耗和电晕损耗，而差异则体现在多方面：①直流输电线路损耗具有极性效应和空间电荷效应，所产生的电晕损耗相比交流输电线路损耗要小，受气候条件影响的电晕损耗也要小于交流输电线路损耗。②直流输电线路沿线电压分布稳定，稳态时没有电容电流，因而没有容抗和感抗所带来的无功损耗；而交流输电线路因趋肤效应作用而存在无功损耗。③直流输电线路（一回直流线路）只有两根导线，经济性较高，导线电阻相对较小，截面面积利用率高，不存在趋肤效应，而交流输电线路一回线路用了三根导线，输电功率低于直流线路输电功率，因而在输电线路上的电阻损耗要小于交流输电线路的电阻损耗。归纳起来看，架空输电线路的直流输电损耗和交流输电损耗差异见表1。

3架空输电线路应采取的降损措施

为了提高架空输电线路输电损耗所实施降损措施的针对性和有效性，保证降损措施切实能够达到降低架空输电线路损耗目的，需要根据输电损耗的类型对高压直流输电线路损耗和交流输电线路损耗分别采取对应的降损措施，具体如下：

3.1高压直流输电线路的降损措施

鉴于高压直流输电线路的输电损耗主要来源于电阻损耗，因而对直流线路部分的损耗降低可以采取如下几项措施：①适当降低导线电流密度。根据电力企业架空输电线路具体的电压等级和实际供电需求，结合用户用电峰谷时段，在送电距离一定的条件下，适当减小导线的电流密度。由于直流输电线路线损率与导线电流密度成正比，导线电流密度越小则线损率越小，即输电线路损耗越低，所以通过减少导线电流密度可以在一定程度上降低直流输电线路损耗。②改变直流输电系统运行方式，增加直流输电电压，提高输电功率。直流输电线损率与输电功率有着直接关系，输电功率越大则线损率越小，在导线电流密度固定的情况下，增加直流输电电压，可以有效降低线损率，且电流密度与送电距离成反比，密度越小，送电距离越长，送电距离越长线损率越小。因此通过增加直流输电电压是可以降低输电线路损耗的。

3.2高压交流输电线路的降损措施

无功损耗、电晕损耗和趋肤效应都是造成高压交流输电线路产生损耗的主要因素，因而对交流输电线路部分输电损耗的降低应从这几个因素入手来进行：①减少电晕放电损失。交流输电线路导线起晕电压与子导线半径和导线分裂数成正比，随着子导线半径和分裂数的增大而增大，通过选用有效截面积足够大的导线或选用分裂导线来避免电晕的产生，可以有效减少交流输电线路的电晕损耗。②削弱趋肤效应。交流输电线路的趋肤效应产生于交变电流作用之下，通过采用多股相互绝缘的细导线编织成束来代替原有截面相同的粗导线，会使交变电流磁场发生改变，导体内部形成涡流。在涡流磁场的作用下，导线电流和大地极电流在表面上的分布将会变得不均匀，电流不再集中在导线外侧薄层内，而是集中在导体表面，这样导线等效电阻就会减小，进而交流输电线路的输电损耗也随之而减小。

4总结

通过上文对架空输电线路交、直流两种输电线路损耗的介绍和差异分析可知，架空输电线路的损耗来源于多个方面，包含多种损耗，其中电阻损耗和无功损耗占据比重较大，因而降损措施的制定应以电阻损耗和无功损耗的降低为重点。即根据电阻损耗和无功损耗产生的原因采取有效的应对方法，来尽可能降低这两种损耗，同时采取多种降损措施，实现整个架空输电线路输电损耗的降低。

参考文献

[1]陈晓双.基于参数辨识的电网损耗分析及能效评价研究[D].北京交通大学，2014.

[2]侯玉昆.乌海配电网线损计算分析与降损措施研究[D].华北电力大学，2014.

作者简介

王焕（1981.12-），男，辽宁营口人，沈阳工程学院，电气工程及其自动化专业，本科，工程师，单位，国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，研究方向：配电自动化系统的研究与应用。