配电系统电缆损耗与降损分析

配电系统电缆损耗与降损分析

汪楼圆 章耀坤

新昌新明实业有限公司 浙江 新昌 312500

摘要：电力工程是现代社会经济发展的重要基础设施，其安全、稳定、高效地运行对于保障社会经济生活的正常进行具有至关重要的作用。在电力工程中，配电电缆作为输电系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到电力供应的稳定性和可靠性。线损管理系统要想在配电网中起到真正的引导作用，除了要对系统软件进行合理的设计外，还需要对硬件进行全面的建设和改造。文章分析了配电系统电缆降损的重要性及不同类型的电缆损耗，重点研究了配电系统电缆降损措施，以期为实现绿色能源和可持续发展提供借鉴。

关键词：配电；电缆；降损

引言

在传统配电系统中，电缆线路是输电过程中的关键部分。然而，在长时间使用和环境因素影响下，电缆发热、老化、故障等问题日益严重，导致能源损耗及供电稳定性存在隐患。因此，针对配电系统电缆降损措施及分析研究越来越受到业界关注，以寻求合理有效的降损方案，优化配电系统，提高电能利用效率。

1配电系统电缆降损的重要性

1.1提高能源利用效率

配电系统电缆降损在节能减排和提高能源利用效率方面具有显著的意义。根据中国国家统计局数据，2023年全国电力损失约为2.928×1011kW·h，占全社会用电量的6.7%，其中配电环节占电力损失的主要部分。这意味着不断增长的电力需求为世界上最大碳排放源的发展带来严重的环境压力。电缆降损技术的应用能显著提高电能利用效率，减少能源浪费。在配电系统中，电缆线路损耗主要包括导线电阻损失、接头接触电阻损失和冰雹损耗等。采用高性能导线材料、优化电缆结构、提高敷设质量等措施可以有效减少电缆损耗。

1.2保障电力系统安全稳定运行

电缆降损对保障电力系统安全稳定运行具有重要影响。在传统的配电系统中，电缆线路故障经常会对其他设备造成损害，引发大面积停电、电钳跑飞等事件，严重影响生产和生活。采取有效的电缆降损措施有助于提高供电可靠性和安全性，为社会经济发展创造良好的电力保障环境。实时监测电缆运行状态是降低电缆损耗的关键。采用在线监测、故障诊断和风险分析技术，如电缆局部放电监测、载流量监测和红外测温等，及时发现电缆潜在问题并实施维护措施，能有效地降低损耗并保障电力安全。据统计，发达国家在采用这些技术后，电缆运行故障率降低了20%左右，显著提高了电力系统的稳定性，利用大数据技术和机器学习算法对监测数据进行智能分析，可预测电缆故障，实现主动控制与精细化运维，进一步提升电力系统的安全性及可靠性。

2配电系统电缆损耗的主要原因

（１）电抗、电阻。电能输送主要是依托于电线进行，这些电线主要以金属为主的输变电原件载体，而金属材料以铜或是铝最为常见，自身材料具有一定电抗和电阻，电流流经这些元件时受其影响会无法彻底输送，出现电能损失的问题。（２）磁场因素。电能输送中，电动机和变压器都会产生磁场，借助磁场实现交变与旋转。在电磁转换中，由于磁场交变会导致电气设备出现涡流、磁滞，设备内部铁心会急剧升温，出现不同程度的电能损耗。

3配电系统的电缆降损措施

3.1加强线损分析

电网结构、运行和供电方式、相关参数、检修管理等因素都会对线损程度产生很大的影响，因此，必须要加强对于线损分析才能对10kV配电网线损问题进行有效改善与管理。在现有的线损管理方式中通常采用分层、分区和分线的管理模式，这就使得线损分析也必须与这种管理模式相匹配。在进行线损分析时，关键是：（1）要重点分析有关操作结果，并将其与历史数据进行对比，从而把握线损的实际特点与变化规律，从而为开展线损管理工作提供科学的数据支撑。（2）要对用户端的电压和功率因数等因素进行有效的分析，并依据具体的条件来决定是否采用无功补偿设备。（3）根据目前的补偿方案对其进行线损管理系统的内部仿真分析，以确保补偿工作的有效性。

3.2建立健全线损管理制度

管理制度在线损管理工作中有着非常重要的作用，因为管理制度是进行线损管理的基础所在。如果没有一套科学、完善的管理制度做强有力的支撑，那么在实际的管理工作中，一定会降低线损管理工作的效率和最终效果，甚至会造成管理上的混乱，从而产生更多影响自身经济效益的问题。所以，必须要尽快构建并完善线损管理系统，以便在后续开展线损管理工作中能够有章可循。（1）要有明确的线损治理目标和治理方向，以保证在线损管理时能够更好措施；（2）为保证线损质量工作能够有序开展，还应保证线损管理过程的规范；（3）要明确线损管理的职责，并将管理职责细化至具体的责任人；（4）还需要对持续对线损管理制度进行完善，从而可以将管理过程中出现的一些问题进行及时的解决。（5）为了降低配电网的损失率，供电企业必须强化网络信息平台的建设，通过网络信息平台的数据采集，实现配电网的线损信息的实时采集、预警和数据共享。通过闭环管理的方式，实现了对配电网络的信息共享，保证了配电网络管理的科学化和合理化。

3.3优化电缆材料和结构

电缆领域的技术革新和材料研发不断取得突破，对降低电缆损耗具有核心意义。电缆材料和结构的优化旨在更高效地实现出色的导电性能，同时增强机械强度及抵抗环境应力的能力。随着超导技术的快速发展，高温超导电缆在减损和提高传输性能方面具有巨大潜力。高温超导材料逐渐应用于电缆制造领域，能显著降低目前的损耗水平。引入碳纳米管和石墨烯等先进导电材料，可实现更低的电阻、更高的传输效率。对高压直流输电系统采用新型直流电缆材料及结构也成为降损的有效手段。特制的绝缘材料可以提高系统可靠性，减少故障率。在输电系统内，空心导体的应用既能提高散热性能又能有效降低损耗。针对潜水电缆和海上风电等特殊应用场景，优化电缆材料及结构显得尤为关键。采用具备防腐、抗海水、高机械强度和长期潜水性能的专用材料和结构设计，能有效延长电缆寿命，降低维护成本，在极端低温环境下运行的电缆，选用抗低温材料以改善耐寒性尤为重要。

3.4监测与维护线路

线路监测与维护在实现电缆损耗降低方面具有重要意义，利用完善的监控体系对电缆运行状况实施实时控制，可以迅速发现不正常现象并拟定相应维护计划。运维人员应了解并掌握先进的电缆检测与故障分析手段，包括局部放电检测、阻值测量和油芯电缆试验等，增强对通信工具、监测设备等电子设施的管理使用，提高监测与维护的效率。采用智能监测系统可实现对电缆的全面覆盖。监控系统可实时测量电缆参数如频率、电压和电流，对异常现象进行故障自愈和提醒关键人员。22kV电缆部分节能项目已成功实施在线监测，监测覆盖率达到90%以上，显著降低电缆损耗。此外，在运行过程中，充分利用智能监测设备对电缆健康状况进行评估，可发现和预防复合电缆的潜在故障。规范电缆维护流程和周期，加强日常巡查和定期检修工作，可确保电缆设施完好。组织探伤检测、防腐处理和抗老化技术等维护措施，有助于延缓电缆设备的劣化，降低损耗。

结束语

降低配电系统电缆损耗对于节能减排、提高能源利用效率和保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。通过优化电缆材料与结构、合理设计输电线路等降损措施，可以有效减轻电缆损耗问题。全面探讨和实施相关措施，推动电缆降损技术的发展和应用，不仅对提高电能利用率具有积极作用，还有助于实现绿色能源和可持续发展的长远目标。

参考文献

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