浅议降低配电网络有功损耗设计方法

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1、浅议降低配电网络有功损耗设计方法　　摘要：节约电能是节约能源的重要组成部分，对于加快建设节约型社会具有十分重大的意义。长期以来，配电网络中的有功损耗一直不被人重视，本文将从计算公式、设备选型、设计方案等方面阐述设计中降低配电网络有功损耗的方法。关键词：配电网络；有功损耗；三相平衡；经济运行；无功补偿中图分类号：F40文献标识码：A1配电网络中有功损耗的概念1.1三相线路的有功损耗ΔP=3Ijx2R×10-3（kW）式中ΔP为三相线路有功损耗，单位为kWIjx为三相计算电流，用电器的计算负荷使用需用系数法计算，低压用电器需用系

2、数取0.7，高压用电器需用系数取0.9，线路损耗按计算电流进行计算。R为线路电阻，R=ρ*（L/S）。ρ为电阻率，单位Ω·mm2/m，可查手册获得（铜线电阻率0.01851，铝线电阻率0.0294）；L为线路长度，单位m，S为截面积，单位mm21.2配电变压器有功损耗ΔP=ΔP0+ΔPk（Sjs/Sr）26式中ΔP为配电变压器的总有功损耗（kW）ΔP0为配电变压器空载有功损耗（kW）ΔPk为配电变压器满载（短路）有功损耗（kW）Sjs为配电变压器计算负载（kVA）Sr为配电变压器额定容量（kVA）2设计中降低配电网络有功损耗

3、的方法2.1合理规划布局配电网络设计变配电所的选址要求接近用电负荷中心，通常是在用电量较大的车间附近，线路由负荷中心向周围辐射，《低压配电设计规范》（GB50054-2011）中就有明确规定。缩小变配电所供电半径，避免迂回供电和近电远供，一般情况下，0.4kV线路供电半径应不大于0.5公里，10kV线路供电半径应不大于15公里。在布置配电点时，宜采用小容量、短半径、密布点的方式。2.2合理选择导线截面积由前面的计算式可以看出：导线截面积与损耗成反比关系，增加导线截面会降低导线电阻，减少有功损耗和线路压降。（1）对长距离电流线

4、路和35kV及以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。6（2）一般10kV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。（3）低压照明线路，因其对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。据我国国情，如果能全面推行按经济电流选择电线、电缆截面的方法，将减少35%～42%的线路损耗，经济意义十分重大。现阶段，推行按经济电流密度选择电缆截面是优化设计的内容之一。2.3做好三相平衡设计按规定，配电变压器出口处电流不平衡度

5、不大于10%，配电干线及分支首段的不平衡度不大于20%，中性线的电流不超过额定电流的25%。三相负荷不平衡影响变压器安全经济运行，可降低配电变压器输出能力，增大配电线路损耗。例如一条配电线路等值电阻为R，通过最大电流为IA=IB=IC=I，则在三相电流平衡时的有功功率损失为ΔP=3I2R。三相电流不平衡时，有负序和零序电流分量，以平衡时的正序电流即I=IA=I1为标准，这时的有功功率损失为：ΔP=3（I12R1+I22R2+I02R0）=3I2[（1+ε22）+ε02KR]R式中：R1、R2、R0、R为正序、负序、零序和等值

6、电阻，且R1=R2=R；KR=R0/R1，一般大于4；ε2=I2/I1，ε0=I0/6I1为负序和零序电流的不平衡系数。从上式可以看出，三相电流不平衡程度越大，有功功率损失也就越多，所以在配电设计中，尤其在照明设计中，要注意各相负荷的配平工作。2.4选择节能型配电变压器，并合理选择容量配电变压器损耗在配电网络有功损耗中占有很大的比重，一般配电变压器的损耗占全配电网络总损耗量的30%。在设计中，配电变压器容量与用电设备的容量比1.5：1～1.8：1为宜。负荷小用小容量变压器，负荷大用大容量或者两台、多台变压器并列运行，使配电变

7、压器负载率控制在经济运行区域，维持在额定容量的70%左右。2.5调节线路电压6由公式可看出，在负载功率不变的条件下，提高线路电压，线路电流会相应减少，线路有功损耗会随之降低。例如输送同样的功率，6kV配电线路中电流为1A，那么在0.4kV配电线路中电流为15A。这样在0.4kV配电线路的损耗是6kV配电线路损耗的152倍，即225倍。因此，在设计中，合理选择配电的电压等级尤为重要，负载容量较大，离电源点较远宜采用较高电压等级的供电方式。对于运行在一定电压下的线路，电压在额定数值上下允许一定的波动范围，用上限电压供电比用下限电

8、压供电减少线路损耗。因此，在配电变压器选型时，尽量选择高压侧带调压开关的变压器。例如10kV配电选择电压变比为10±2x2.5%/0.4k的变压器。通常配电变压器二次侧比配电线路额定电压高5%，保证配电线路末端电压不低于额定电压的5%，起到降低线路损耗的作用。2.6提高功率因数提高功率因数