浅议降低低压电网供电线路损耗的措施

(甘肃省建筑材料工业学校，甘肃 兰州 730079)
摘 要： 文章介绍了降低低压电网供电线路损耗的两个有效的方法：负载中心供电法、调整供电电压 及平衡三相负载法，以及采用这两种方法的降耗原理和节能效果。
关键词：低压电网；线路损耗；降耗原理
中图分类号：TM727  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2009)07—0157—02

在供电电网中，电能损耗最大的要算低压电网即380/220伏电网。据有关资料介绍，低压电 网的电能损耗约占整个供电电网总损耗的50%～60%，其中因三相负载不平衡引起的中性线电 能损耗约占整个低压线损的4.5%～8%。怎样才能大幅度地降低低压电网的线路电能损耗，减 少线路的电压损失，保证供电质量以达到节能、减耗之目的？本文就这一问题提出两个有效 的解决方法及相应的实施方案。
1 采用负载中心供电法降低线损

众所周知，线路的电能损耗△P=I²R，线路的电压损耗△U=IR(I为线路电流,R为线路电 阻)，现有低压电网多为单端树干式结构，随着用电量的增长，线路电流增加，其电能损耗 △P和线路的电压损耗△U亦随之增大。由于电流的大小受用户电量的制约不能随意变动，为 减小电能损耗，唯一的办法是减小线路电阻，即增大导线截面。实践证明，靠导线换粗来减 小电阻实现降损的方案，不但需要巨额资金，大量人力物力，且停电时间长，影响生产和生 活，诸多方面都有损失，实施起来比较困难。采用负载中心供电法，将电源引入负载中心， 相当于缩短了电源与等效负载间的距离，同时部分负载电流改变方向，使原干线段上的电流 分配趋于平衡，其作用与减小电流及线路电阻等效。采用负载中心供电法既能节能减耗，又 能节省资金。
1.1 单端供电与负载中心供电电能损耗的比较

如图1所示的单端供电方式，设5个等效负载Z均匀分布，每个负载的电流为I，每段线路电阻 为R，则各等效负载线路电能损耗：
△P₁= I2R     
△P₂=（2I）²R=4I²R
△ P₃=（3I）²R= 9I²R
△P₄=（4I）²R=16I²R
单端供电的总线损：
∑△P_D=（1+4+9+16）I²R=30I²R 
如果如图2所示采取负载中心供电方式，则各等效负载线路电能损耗：
△P₁= I²R       
△P₂=（2I）²R=4I²R

]△P₃= I²R
△P₄=（2I）²R=4I²R
  负载中心供电的总线损为：
∑△P_Z=（1+4+1+4）I²R=10I²R 

负载中心供电与单端供电线路电能损耗比：∑△P_Z / ∑△P_D=10I²R/30I²R=1/3， 即当等效负载为5个时，负载中心供电的损耗是单端供电的1/3，减小2/3。

等效负载为2～7个的功率损耗比较见表1，可见，并联负载数越多，∑△P_Z/∑△P_D越小 ，因而负载中心供电节能效果越显著。
1.2 单端供电与负载中心供电电压损耗的比较
单端供电（图1）的电压损失：


∑△U_D=IR+2IR+3IR+4IR=10IR 
负载中心供电（图2）的电压损失：
∑△U_Z=IR+2IR=3IR  

负载中心供电与单端供电线路电压损耗比：∑△U_Z/∑△U_D=0.3，即负载中心供电 的电压损失为单端供电的30%，减小70%。

等效负载为2～7个的电压损失比较见表2，可见，并联负载数越多，∑△U_Z/∑△U_D越小 ，负载中心供电节能效果越明显。
1.3 实施负载中心供电的措施

对原电网上的负载进行等效集中：等效集中是将自然分布的大小不一的负载，按其计算功率 集中成较大的负载上，该负载的功率及产生的线路电压损失与实际的分布负载等效。具体做 法如下：
1.3.1 沿线均匀分布的负载，可集中于分布线段的几何中心，如图3中的均匀分布负载， 可得：
    L=L₁+（L₂－L₁）/2（m）
式中：L——负载中心与电源间的距离，m；
    L₁——第一个负载与电源间的距离，m；
    L2——最后一个负载与电源间的距离，m。
按图中数据，可求出等效集中负载为40kW，与电源间的距离L=300m。

1.3.2 分散在线路上的负载，可用功率距法确定负载中心。如图4中，设等效负载为P1+P 2，当导线截面为常数时，可根据功率距相等的原则得：


1.4 实施负载中心供电的基本原则
1.4.1 变压器及配电所应尽量设置在负载中心处。视负载中心区域的分布情况，可将变压 器分散设置，使供电干线尽量以变压器为中心向四周辐射。
1.4.2 对采用干线、支线及分支线三级放射式供电的线路，应基本保证前级向后级的供电 点在后级的负载中心处。
1.4.3 对于单端供电的直线及环路布设的线路，可断开原电源，将其重新接入负载中心处 即可。
2 调整供电电压及平衡三相负载法降低线损

在理想的低压三相对称电路中，由于三相电压、三相负载均对称，其线路中的中性线 电流为零。按规程规定，相电压偏移不得超过额定电压的-5%～+5%；因三相负载不平衡 产生的中性线电流不得超过额定电流的25%；线路上不对称负载容量不得超过对称负载容量 的15%。中性线截面一般取相线截面的60%左右。据有关资料介绍，线路上偏压偏负载越大 ，产生的中性线电流也越大。将电压偏移25%调整到偏移5%，能降损96%；将负载偏移40%调 整到偏移15%，能降损85%。因此，在设计安装时，应尽量使负载平均分布在各相上，以使各 负载正常工作时，中性线中的电流尽可能的小。

以上两种降低低压电网供电线路损耗的措施，如果在新建和扩建低压电网时引 起重视，则不必为日后改造电网而投资，可大大提高经济效益。
［参考文献］
［1］ 印丕勤.工业企业供电［M］.武汉：武汉工业大学出版社，1995.
［2］ 苏文成.工厂供电［M］.北京：机械工业出版社，1997.
［3］ 周绍敏.电工基础［M］.北京：高等教育出版社，2006.