农网改造中导线经济的截面优化选择

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1、农网改造中导线经济的截面优化选择　　目前，国家正在进行农网改造，在农网运行管理中的普遍问题是线损很大，问题出现的原因之一是在线路建设中没有顾及导线电能的损耗问题。一般的导线截面选择方法是用经济电流密度值或允许电压损失作为控制条件，但对于较大负荷利用小时数比较低的农电线路，往往不能满足允许的电能损耗值。本文在选择导线截面中，就如何顾及线损率的问题，提出按照线损率选择导线截面的方法，并以此结合经济电流密度值提出综合选择方法，简称j→K→S法。并分别以线路上负荷集中和线路上负荷均匀分布，这两种情况下列出推导

2、的计算公式。　　1　负荷集中于线路末端时的计算　　(1)　按允许线损率计算导线截面：　　负荷集中于线路末端，全线采用同一截面(见图1)。　　年损耗电能：A=PmTm(1)　　设年允许线损率为K%　　则ΔA允=K%PmTm(2)　　用损耗小时数τ和年较大负荷计算线路的实际损耗为　　ΔA=3I2mRτ×10-3　　=(P2m+Q2m)÷U2×τ×(ρL÷S)×10-3(3)　　根据要求：ΔA≤ΔA允，设ΔA=ΔA允，则　　PmTmK%=(P2m+Q2m)÷U2×τ×(ρL÷S)×10-3　　则S=τρL(

3、P2m+Q2m)÷10KPmTmU2(4)　　将Qm=Pmtgφ代入(4)式，则变为　　S=τρL(P2m+Q2m)÷10KPmTmU2　　=τρLPm(1+tg2φ)÷10KPmTmU2(5)　　式中　τ——年损耗小时数，h　　　Tm——年较大负荷利用小时数，h　　　Pm、Qm——年较大有功及无功负荷，kW、kvar　　　K——线路允许线损率　　　U——线路平均电压，kV　　　ρ——导线电阻率，Ω·mm2/km　　　tgφ——年较大负荷时的功率因数角正切值　　　L——线路长度，km　　令：Sk=τρ

4、(1+tg2φ)÷10KTmU2(6)　　则S=SkPmL(7)　　(5)式是按照线路允许线损率K值选择导线截面的计算公式。很明显S和K是成反比例关系。　　当U=35kV，cosφ=0.8时，Sk值如表1。　　表1　电压为35kV的Sk值表KSk(mm2/kW·km)Tm=4000Tm=700012.199×10-32.686×10-321.100×10-31.343×10-337.328×10-48.960×10-445.499×10-46.716×10-454.399×10-45.373×10-4

5、63.660×10-44.477×10-473.142×10-43.837×10-482.750×10-43.357×10-4　　当U=10kV，cosφ=0.8时，Sk值如表2。例1：一条35kV线路输送较大负荷Pm+jQm=1500+j1000，线路长度50km，Tm=4000h，设K%=4%，计算满足线损率的导线截面。　　计算过程　　按要求：cosφ=0.8，　　查表：Sk=5.499×10-4，　　所以：S=1500×50×5.499×10-4=41.24(mm2)。　　故选取导线为LGJ－5

6、0。　　同样上述情况，如果用经济电流密度法选取导线截面　　则：　　相当于K%=6%时，按线损率计算导线截面　　S=1500×50×3.660×10-4=27.45(mm2)　　综合上述两者，需取LGJ－35导线。　　此例说明，用经济电流密度法所选取的导线截面在较大负荷情况下的线损率要比通常允许的线损率大。　　表2　电压为10kV的Sk值表KSk(mm2/kW·km)Tm=4000Tm=7000126.948×10-332.907×10-3213.474×10-316.452×10-338.938×10

7、-310.969×10-346.737×10-38.227×10-355.389×10-36.581×10-364.491×10-35.484×10-373.850×10-34.669×10-383.368×10-34.113×10-3　　(2)　按经济电流密度运行时的线损率计算　　在上面例题中可以看出满足j值，即线路在经济电流密度运行时一定有一个对应的线损率。　　因此，如果结合经济电流密度来确定允许线损率的计算式可由下式推导出　　(8)　　比较(8)和(5)式可得出　　(9)　　设(10)　　则Kj

8、=Kj0L(11)　　例2：一条35kV线路输送6000kW负荷，功率因数0.8，Tm=4000h，τ=3500h，送电60km，试选择导线截面。　　采用j→K→S法　　故Kj=Kj0L=0.1959×60=11.75。将Kj代入(5)式：S=3500×31.5×60×6000(1+0.752)÷(10×11.75×4000×352)=107.54(mm2)　　故选取导线为LGJ－120。　　用j→K→S程序选择导线截面和采用j值法所得结果相同。也可以在