低壓配電線路電力電纜截面的選擇與節(jié)能

伍娟+唐志軍+郭艷

摘 要：低壓配電線路的電能損失情況不容樂觀，降低電能在電力電纜傳輸過程中的損耗逐漸成為研究的熱點(diǎn)。針對(duì)低壓配電線路電能損耗嚴(yán)重這一問題，提出從經(jīng)濟(jì)節(jié)能的角度合理的選取導(dǎo)線的橫截面可以降低配電線路電能損耗。文章采用對(duì)比分析的方法，從經(jīng)濟(jì)節(jié)能的角度下探究不同負(fù)荷下導(dǎo)線截面的選擇，通過對(duì)比分析，得出合理的增加導(dǎo)線截面在一定程度可以降低配電線路上的電能損耗且滿足經(jīng)濟(jì)合理原則。

關(guān)鍵詞：低壓配電線路；電能損耗；經(jīng)濟(jì)節(jié)能；導(dǎo)線截面

中圖分類號(hào)：TM753 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）22-0082-02

1 概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，巨大的能源需求也隨之而來，而在眾多的能源中，人類社會(huì)活動(dòng)需求最大的是電力能源[1]。中國是第二大電力能源消費(fèi)國，鑒于電能存儲(chǔ)問題至今沒有得以解決，目前中國電力能源處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。其中一個(gè)重要因素就是電能的利用率低，因此解決電能在傳輸過程中的浪費(fèi)問題急不可待[3]。

2 低壓配電線路電力電纜截面選取

為降低電能在傳輸過程中的浪費(fèi)，本文從經(jīng)濟(jì)節(jié)能的角度著手，探究選取何種導(dǎo)線截面最能滿足經(jīng)濟(jì)節(jié)能的需要?，F(xiàn)以某一供電點(diǎn)分別向3種不同用戶輸送電能為例進(jìn)行分析計(jì)算，分別設(shè)立3個(gè)不同方案。不妨假設(shè)方案一、方案二、方案三，這3種不同用戶負(fù)荷大小分別為5kW、35kW、60kW，其他條件環(huán)境溫度+25℃、供電點(diǎn)供電電壓220/380V、供電距離長度350m、負(fù)荷功率因素值0.6均相同。假定3個(gè)方案都只計(jì)及有功損耗，且三相負(fù)荷均平衡。

2.1 常規(guī)方法選取導(dǎo)線截面

2.1.1 導(dǎo)線截面的初步選擇

再依據(jù)計(jì)算電流大小參照《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》JGJ16-2008選擇在環(huán)境溫度+25℃時(shí)導(dǎo)線的安全載流量，初步確定導(dǎo)線截面。安全載流量大于計(jì)算電流即可[2]，本次所有方案統(tǒng)一采用銅絞線。

2.1.2 按允許電壓降校驗(yàn)

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011，三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，即計(jì)算出來的電壓損失百分值只要在其范圍內(nèi)則滿足要求，否則重選截面。

2.1.3 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》JGJ16-2008規(guī)定，在380V低壓配電網(wǎng)中，銅絞線的最小截面不得小于10mm2。因此只要所選截面大于10mm2即滿足要求。

按照以上常規(guī)方法，計(jì)算數(shù)值大小，三個(gè)方案導(dǎo)線截面的初步選擇結(jié)果如表1所示：

2.2 經(jīng)濟(jì)節(jié)能導(dǎo)線截面的選取

為降低電能損耗，采用增大導(dǎo)線截面積的方法。由于導(dǎo)線截面積越大，雖電能損耗越低，但一次投資也越來越大，因此要合理的增大導(dǎo)線截面才會(huì)既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能。為探究經(jīng)濟(jì)節(jié)能導(dǎo)線截面積的選取，本文設(shè)定三個(gè)方案，其中方案一負(fù)荷較小，方案二負(fù)荷中等，方案三負(fù)荷較大，每個(gè)方案都在原有基礎(chǔ)上分別增大導(dǎo)線截面一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，不同橫截面下導(dǎo)線的年電能損耗可以按式（4）進(jìn)行計(jì)算：

再對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（按照目前的市場價(jià)40元/kg，電價(jià)0.58元/（kWh）），三個(gè)方案具體數(shù)據(jù)見表2所示。

由表2可知：方案一中，隨著導(dǎo)線截面積增加，年節(jié)約電量卻并不多，回收年限高達(dá)7.6年以上，因此不增大導(dǎo)線截面積是最好的截面選擇；方案二中，隨著導(dǎo)線截面積增加，年節(jié)約電量越來越多且一次投資回收的快，但為了不增加金屬資源的浪費(fèi)，導(dǎo)線截面增大一級(jí)即可；方案三中，隨著導(dǎo)線截面積增加，年節(jié)約電量也越來越多且一次投資回收的更快，但綜合年節(jié)約電量，回收速度，金屬資源三方面考慮，導(dǎo)線截面增大二級(jí)為最佳選擇。

3 結(jié)束語

通過以上分析得出以下結(jié)論，在低壓配電線路電線電纜截面選擇過程中，為達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能的效果，在選擇導(dǎo)線截面時(shí)，對(duì)于負(fù)荷較小的供電點(diǎn)，不必要增加導(dǎo)線截面；對(duì)于負(fù)荷中等的供電點(diǎn)，導(dǎo)線截面宜在正?；A(chǔ)上增大一級(jí)；對(duì)于負(fù)荷較大的供電點(diǎn)，導(dǎo)線截面宜在正?；A(chǔ)上增大二級(jí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴瑜興，黃鐵兵，梁志超.民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：367-372.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ242-2011.住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]Yan Xu，Zhao Yang Dong；Kit Po Wong；Evan Liu，“Optimal Capacitor Placement to Distribution Transformers for Power Loss Reduction in Radial Distribution Systems”，IEEE trans，P，4072-4079，31 July 2013.