配电网线损是电能在配电网的输送、分配过程中, 直至用户电能表为止的所有电能的损耗, 尤其是低压配电网, 点多、面广、线长, 占损耗的主要部分, 必须引起高度重视, 切实采取有效的降损措施。
1 低压配电线路电能损失分析
输配电线路上的电能损失, 是电能损失中最重要的组成部分。尤其是低压配电线路的电能损失非常大, 已逐步引起人们的重视。
低压配电线路的截面, 主要是依据导体发热允许的载流量及允许电压降等主要因素选择, 电压偏差的允许值一般为额定电压的±5%。线路首端 (配电室低压母线处) 的电压为400V, 线路末端 (用电设备处的电压偏差为额定电压的-5%时) 的电压可以为361V。假设线路采用的是185mm2全塑电缆, 其线路电阻为阻抗的77.5%;采用70mm2的全塑电缆, 其电阻为阻抗的95%;采用35mm2的全塑电缆, 其电阻为阻抗的99%。采用25mm2以下的全塑电缆, 其电抗可以忽略。可见在低压配电系统中, 线路 (尤其是小截面的线路) 的电阻是主要的。线路中的有功和无功电流都会在线路电阻上造成电能损失。在线路上的总电能损失, 一般为用电设备总额定功率的5%~8%, 它占整个变配电系统电能损失的比例非常可观。
2 配电室应位于负荷中心
配电室应位于负荷中心, 虽然在设计规范中, 早已有明确规定, 但在实际工程中, 由于各种因素的影响, 往往难以落实, 由此引出一系列问题。
(1) 配电室偏离负荷中心, 电能损失增大。配电室偏离负荷中心, 相当于用低压配电代替高压输电, 采用10k V高压输电, 其电压是低压380V输电电压的26.3倍, 输送同样的功率 (P=UI) , 10k V的电流比380V的电流小26.3倍, 输电线路上的功率损耗与电流的平方成正比 (P=I2×R) 。在输电距离、线路电阻相同的情况下, 380V输电的线路损耗为10k V输电线路损耗的692倍 (26.32=692) 。
(2) 配电室偏离负荷中心, 增加耗铜量。因为低压380V输电采用的电缆截面, 比高压10k V输电采用的电缆截面大了20多倍, 所以采用380V输电比采用10k V输电, 在有色金属材料的消耗上就增加约20多倍。再者, 由于低压配电系统保护级数很多, 各级保护之间要有选择性, 往往使上级断路器加大很多, 电线、电缆的截面也就相应的加大很多, 这也使耗铜量增加。
(3) 配电室偏离负荷中心, 降低了供电质量。低压供电的电流大, 电压波动 (偏差) 也大, 由于配电室偏离负荷中心, 导致线路加长, 更易引起电压偏差加大, 容易出现欠电压 (用电高峰时) 或过电压 (夜间用电低谷时) 的现象。尤其是过电压的危害更大, 会严重缩短用电设备的寿命, 甚至烧毁用电设备。
配电室深入负荷中心的重要意义, 可以减少电能的损耗;输配电设备网节约大量的铜 (铝) 芯电缆及电缆敷设等相关费用, 节约初投资;提高供电质量, 减少用电设备的损坏, 延长用电设备寿命, 降低维护工作量。
3 二级低压配电室、电缆竖井应处于合理位置
目前, 二级低压配电室和电缆竖井, 偏离其线路配出中心的现象也很严重。而它们每偏离最佳位置1m, 电缆长度 (电流路径需要一来一回) 就要增加约1.5m, 相当于配电室偏离负荷中心约1.5m。所以, 二级配电室、电缆竖井位于最佳位置, 可有效的缩短低压配电线路的长度, 既节材、节能, 又可提高供电质量。
配电室、二级低压配电室、电缆竖井等, 普遍偏离最佳位置的原因, 往往设在建筑物的边角位置。线路上的电能损耗, 看不见、摸不着, 难以引起人们的重视。这种不合理的设计, 便习以为常、延续不止。
4 限制供电半径, 有效控制低压配电距离
(1) 供电半径的含义。常说的供电半径, 应当正确的理解其含义, 它指的应该是输配电导线、电缆的长度 (含室内、室外、水平、垂直线路的总长度) , 而不是从建筑物中量出来的直线距离。这一点必须特别注意。
(2) 380/220V供电半径 (配电距离) 的控制。目前, 在小区规划和工程方案设计阶段, 应对低压380/220V供电的最大半径 (线路长度) 进行宏观控制, 建议参考《全国民用建筑工程设计技术措施》2.3.1条的规定:“当供电距离大于250m, 计算负荷大于100k VA宜采用高压供电”。此规定, 只是对供电半径的一个大概的粗略限制, 不是硬性规定。与供电半径有关的因素较多, 在确定某工程的供电半径时, 应根据该工程的具体情况, 按照电线、缆允许的载流量及最大电压降的限制, 结合当地的电源条件、初投资等因素, 综合考虑, 确定技术、经济合理的供电方案。
(3) 照明支线长度的控制。由最末一级照明配电箱 (常常设在建筑物的电气竖井内) 到最末端一个灯的支线长度, 一般要求不宜超过40m。这是按支线不超过其允许最大电压降 (约为额定电压的2%) 的宏观控制值。在确定电气竖井和照明配电箱的位置时, 要考虑线路的水平拐弯和垂直部分的长度, 使每个电气竖井到建筑物端部 (或照明配电箱到最远一个灯) 的直线距离, 一般不宜超过30m;两个竖井之间的直线距离, 一般不宜超过60m。
(4) 尽量做到三相负荷平衡, 并注意减少谐波。尽量做到三相负荷平衡, 并注意减少谐波, 从而减小中性线中的电流, 这不但减小了中性线上的电能损失, 同时减小了线路的电压降。如果中性线上无电流, 则仅在相线上有压降和电能损失, 会有效的提高供电质量、节能, 且有利于供电安全。
(5) 合理的补偿无功功率。因为无功电流同样可在线路上造成电能损失和电压降。所以, 合理的补偿无功功率, 减小无功电流, 可减小电能损失和电压降, 提高供电质量。
5 结语
在工程设计中, 应充分利用现有资源, 合理设计中、低压供配电系统, 力争配电室位于负荷中心, 二级低压配电室、电缆竖井应处于合理位置, 限制供电半径, 有效控制低压配电距离, 正确选用供配电设备的容量, 尽量采用节能产品, 缩短低压配电线路的长度。这些措施, 涉及面广量大、简单易行但易于忽视。应引起高度重视, 加强精益管理, 采取综合措施, 努力降低损耗, 不断提升低压线损管理水平。
摘要：本文分析了低压配电线路的电能损失, 并就配电室、电气竖井的位置、供电半径等几个方面, 提出了降损措施, 以期进一步提高供电企业的低压线损管理水平。
关键词：低压,配电网,电能,损失