摘 要:本文分析了低壓配電線路的電能損失,并就配電室、電氣豎井的位置、供電半徑等幾個方面,提出了降損措施,以期進一步提高供電企業(yè)的低壓線損管理水平。
關(guān)鍵詞:低壓 配電網(wǎng) 電能 損失
中圖法分類號: TM64 文獻標識碼 :A 文章編號:1674-098X(2011)4(a)-0000-00
配電網(wǎng)線損是電能在配電網(wǎng)的輸送、分配過程中,直至用戶電能表為止的所有電能的損耗,尤其是低壓配電網(wǎng),點多、面廣、線長,占損耗的主要部分,必須引起高度重視,切實采取有效的降損措施。
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 。
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(配電室低壓母線處)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185平方毫米全塑電纜,其線路電阻為阻抗的77.5%;采用70平方毫米的全塑電纜,其電阻為阻抗的95%;采用35平方毫米的全塑電纜,其電阻為阻抗的99%。采用25平方毫米以下的全塑電纜,其電抗可以忽略??梢娫诘蛪号潆娤到y(tǒng)中,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??捎^。
2 配電室應(yīng)位于負荷中心
配電室應(yīng)位于負荷中心,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,由此引出一系列問題。
(1) 配電室偏離負荷中心,電能損失增大。配電室偏離負荷中心,相當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)。
(2) 配電室偏離負荷中心,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)保護級數(shù)很多,各級保護之間要有選擇性,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。
(3) 配電室偏離負荷中心,降低了供電質(zhì)量。低壓供電的電流大,電壓波動(偏差)也大,由于配電室偏離負荷中心,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,會嚴重縮短用電設(shè)備的壽命,甚至燒毀用電設(shè)備。
配電室深入負荷中心的重要意義,可以減少電能的損耗;輸配電設(shè)備網(wǎng)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;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,降低維護工作量。
3 二級低壓配電室、電纜豎井應(yīng)處于合理位置
目前,二級低壓配電室和電纜豎井,偏離其線路配出中心的現(xiàn)象也很嚴重。而它們每偏離最佳位置1m,電纜長度(電流路徑需要一來一回)就要增加約1.5m,相當于配電室偏離負荷中心約1.5m。所以,二級配電室、電纜豎井位于最佳位置,可有效的縮短低壓配電線路的長度,既節(jié)材、節(jié)能,又可提高供電質(zhì)量。
配電室、二級低壓配電室、電纜豎井等,普遍偏離最佳位置的原因,往往設(shè)在建筑物的邊角位置。線路上的電能損耗,看不見、摸不著,難以引起人們的重視。這種不合理的設(shè)計,便習(xí)以為常、延續(xù)不止。
4 限制供電半徑,有效控制低壓配電距離
?。?)供電半徑的含義。常說的供電半徑,應(yīng)當正確的理解其含義,它指的應(yīng)該是輸配電導(dǎo)線、電纜的長度(含室內(nèi)、室外、水平、垂直線路的總長度),而不是從建筑物中量出來的直線距離。這一點必須特別注意。
?。?)380/220V供電半徑(配電距離)的控制。目前,在小區(qū)規(guī)劃和工程方案設(shè)計階段,應(yīng)對低壓380/220V供電的最大半徑(線路長度)進行宏觀控制,建議參考《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》2.3.1條的規(guī)定:“當供電距離大于250m,計算負荷大于100kVA宜采用高壓供電”。此規(guī)定,只是對供電半徑的一個大概的粗略限制,不是硬性規(guī)定。與供電半徑有關(guān)的因素較多,在確定某工程的供電半徑時,應(yīng)根據(jù)該工程的具體情況,按照電線、纜允許的載流量及最大電壓降的限制,結(jié)合當?shù)氐碾娫礂l件、初投資等因素,綜合考慮,確定技術(shù)、經(jīng)濟合理的供電方案。
?。?)照明支線長度的控制。由最末一級照明配電箱(常常設(shè)在建筑物的電氣豎井內(nèi))到最末端一個燈的支線長度,一般要求不宜超過40m。這是按支線不超過其允許最大電壓降(約為額定電壓的2%)的宏觀控制值。在確定電氣豎井和照明配電箱的位置時,要考慮線路的水平拐彎和垂直部分的長度,使每個電氣豎井到建筑物端部(或照明配電箱到最遠一個燈)的直線距離,一般不宜超過30m;兩個豎井之間的直線距離,一般不宜超過60m。
?。?)盡量做到三相負荷平衡,并注意減少諧波。盡量做到三相負荷平衡,并注意減少諧波,從而減小中性線中的電流,這不但減小了中性線上的電能損失,同時減小了線路的電壓降。如果中性線上無電流,則僅在相線上有壓降和電能損失,會有效的提高供電質(zhì)量、節(jié)能,且有利于供電安全。
(5)合理的補償無功功率。因為無功電流同樣可在線路上造成電能損失和電壓降。所以,合理的補償無功功率,減小無功電流,可減小電能損失和電壓降,提高供電質(zhì)量。
5 結(jié)論
在工程設(shè)計中,應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源,合理設(shè)計中、低壓供配電系統(tǒng),力爭配電室位于負荷中心,二級低壓配電室、電纜豎井應(yīng)處于合理位置,限制供電半徑,有效控制低壓配電距離,正確選用供配電設(shè)備的容量,盡量采用節(jié)能產(chǎn)品,縮短低壓配電線路的長度。這些措施,涉及面廣量大、簡單易行但易于忽視。應(yīng)引起高度重視,加強精益管理,采取綜合措施,努力降低損耗,不斷提升低壓線損管理水平。