低壓配電線路的電能損失分析

　　1、低壓配電線路電能損失分析

　　輸配電線路上的電能損失，是電能損失中最重要的組成部分。尤其是低壓配電線路的電能損失非常大，已逐步引起人們的重視

　　長期以來，因為中、低壓輸電線路很長，相關(guān)人員都較為重視，工程設(shè)計中，也采取了按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體等節(jié)能措施。而低壓配電線路，則因其供電距離較近，致使其電能損失被長期忽視。但是，實際上低壓配電線路的回路數(shù)量非常多，線、纜加起來的總長度也很長，其電能損失和有色金屬的消耗量就非常大。所以，在工程設(shè)計中，對低壓配電線路的電能損失問題，應(yīng)給予高度重視。 

　　低壓配電線路的截面，主要是依據(jù)導(dǎo)體發(fā)熱允許的載流量及允許電壓降等主要因素選擇，電壓偏差的允許值一般為額定電壓的±5%。線路首端(變電所低壓母線處)的電壓為400V，線路末端(用電設(shè)備處的電壓偏差為額定電壓的-5%時)的電壓可以為361V。假設(shè)線路采用的是185mm2全塑電纜，其線路電阻為阻抗的77.5%;采用70mm2的全塑電纜，其電阻為阻抗的95%;采用35mm2的全塑電纜，其電阻為阻抗的99%。采用25mm2以下的全塑電纜，其電抗可以忽略�？梢娫诘蛪号潆娤到y(tǒng)中，輸電線路(尤其是小截面的線路)的電阻是主要的。線路中的有功和無功電流都會在線路電阻上造成電能損失。在線路上的總電能損失，一般為用電設(shè)備總額定功率的5%～8%，它占整個變配電系統(tǒng)電能損失的比例非常可觀。

　　例如：一棟建筑面積為4萬m2的普通辦公樓，設(shè)有2×1600kVA的變壓器，若按負(fù)載率為50%(相當(dāng)于僅一臺1600kVA的變壓器)計算，假設(shè)取低壓配電線路上的有功損失為5%，則低壓配電線路上每年的電能損失如下：W=1600(kVA)×0.85(功率因數(shù))×8760(一年的小時數(shù))×5%=630720(kWh)，即每年在低壓配電線路上的電能損失達(dá)63萬多度(計算中的功率因數(shù)取為自然功率因數(shù)0.85，因為線路中的電流，均為補償前的電流)。可見低壓配電線路上的電能損失，多交的電費相當(dāng)可觀，應(yīng)當(dāng)引起重視。 

　　假若其變電所位置少偏離負(fù)荷中心40m，電氣豎井少偏離線路配出中心位置25m(線路長度的縮短約為未偏離前距離的1.5倍，即25x1.5=37.5m)，則變電所、電氣豎井二者的位置合理，將使低壓線路的總長度縮短約77.5m。此時，線路上的電能損失可減少約40%，每年便可節(jié)電25萬多度。假若按目前常規(guī)價格(0.8元/度)計算，每年可節(jié)約電費人民幣20多萬元，可見縮短低壓配電線路長度的重大意義。 

　　2、變電所位于負(fù)荷中心的意義

　　變電所應(yīng)位于負(fù)荷中心，雖然在設(shè)計規(guī)范中，早已有明確規(guī)定，但在實際工程中，由于各種因素的影響，往往難以落實。由此引出的一系列問題，應(yīng)引起足夠的重視。 

　　(1)變電所偏離負(fù)荷中心，電能損失增大

　　變電所偏離負(fù)荷中心，相當(dāng)于用低壓配電代替高壓輸電，采用10kV高壓輸電，其電壓是低壓380V輸電電壓的26.3倍，輸送同樣的功率(P=UI)，10kV的電流比380V的電流小26.3倍，輸電線路上的功率損耗與電流的平方成正比(P=I2×R)。在輸電距離、線路電阻相同的情況下，380V輸電的線路損耗為10kV輸電線路損耗的692倍(26.3²=692)。 

　　因為低壓配電與高壓輸電的線路截面不可能相同，低壓380V輸電線路的截面，一般要比高壓10kV輸電線路的截面大20多倍。由于線路截面的加大，電能損耗就相應(yīng)的減小。實際上，相同的距離，傳輸相同的功率、低壓380V輸電線路的損耗，一般為高壓10kV輸電線路損耗的30多倍。

　　(2)變電所偏離負(fù)荷中心，增加耗銅量

　　因為低壓380V輸電采用的電纜截面，比高壓10kV輸電采用的電纜截面大了20多倍。所以，采用380V輸電比采用10kV輸電，在有色金屬材料的消耗上就增加約20多倍。

　　再者，由于低壓配電系統(tǒng)保護(hù)級數(shù)很多，各級保護(hù)之間要有選擇性，往往使上級斷路器加大很多。電線、電纜的截面也就相應(yīng)的加大很多，這也使耗銅量增加。我國目前已經(jīng)出現(xiàn)銅資源緊缺，銅材價格迅速大幅度上升的局面，合理的選擇低壓配電線路的截面，節(jié)約銅材就顯得更為重要。 

　　(3)變電所偏離負(fù)荷中心，降低了供電質(zhì)量 

　　低壓供電的電流大，電壓波動(偏差)也大，由于變電所偏離負(fù)荷中心，導(dǎo)致線路加長，更易引起電壓偏差加大，容易出現(xiàn)欠電壓(用電高峰時)或過電壓(夜間用電低谷時)的現(xiàn)象。尤其是過電壓的危害更大，會嚴(yán)重縮短用電設(shè)備的壽命，甚至燒毀用電設(shè)備。

　　綜上所述，變電所深入負(fù)荷中心的重要意義，至少有下列三點： 

　　第一、減少電能的損耗; 

　　第二、節(jié)約大量的銅(鋁)芯電纜及電纜敷設(shè)等相關(guān)費用，節(jié)約初投資; 

　　第三、提高供電質(zhì)量，減少用電設(shè)備的損壞，延長用電設(shè)備壽命，降低維護(hù)工作量。

　　然而，目前的實際狀況卻很不理想，在現(xiàn)有和待建的工程中，其變電所真正位于負(fù)荷中心的很少，大多數(shù)都偏離或遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離負(fù)荷中心(例如：為某一棟建筑物供電的變電所，設(shè)在了本建筑物的邊角;為某個建筑群供電的變電所，又設(shè)在該建筑群的邊角)。長此以往，使相關(guān)人員形成了見怪不怪、熟視無睹的局面。 

　　例如，80年代，北京某大飯店建設(shè)時，其變電所設(shè)在了該飯店大樓的后面，距大樓50m(內(nèi)有8臺變壓器)，用銅量增加很多，僅此一個工程，就用掉了當(dāng)年整個華北地區(qū)全年的銅材供應(yīng)指標(biāo)，不僅增加了初投資，增加了大量的電能損耗，也降低了電能質(zhì)量。

　　(4)一個設(shè)想

　　在民用建筑中，要想使變電所深入負(fù)荷中心，必須努力縮小變電所的面積，最好能學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家的做法，在解決維護(hù)管理、檢修安全的前提下，將變配電裝置做緊湊，或直接將預(yù)裝式變電所進(jìn)樓。

　　3、二級低壓配電室、電纜