淺談煙葉倉庫低壓輸電線損的原因及對策

陳忠華

（廣西中煙工業責任有限公司 龍騰煙葉醇化庫，廣西 柳州 545007）

在空氣溫濕度比較高時，煙葉倉庫一般通過除濕機來控制溫濕度，使存放煙葉達到最佳醇化效果。但在廣西融水苗族自治縣庫區，由于洞庫多、分布不規則、低壓電輸送線路過長及三相不平衡等系列原因，引起線路較大損耗，使得在庫區用電高峰期時，處于線路末端洞庫內的除濕機難以和線路前端的除濕機同時開啟，不能讓洞庫完全發揮依靠設備來自動調節溫濕度的優勢。

如何能降低線路損耗，讓設備效能得到更好發揮，以下就此問題探討解決的辦法。

1 線損大的主要原因分析

1.1 線路過長引起的線損

融水倉庫總配電功率為250 kW，在變壓器的低壓輸出端，三相電被分成7路單線，輸送到各個洞庫，供照明及除濕機等其它設備使用。由于倉庫供電半徑比較大，存在大量迂回供電的情況，所引起的線損也比較大。以下就用一些相關的公式，來計算線路損耗的情況：

到各個洞庫輸電線路的主線，使用線徑為S =50 mm2的鋁線，7路線的平均供電線路長度

L=2 km，

已知鋁線的電阻率

ρ=31.7Ω·mm2/km，那么線路電阻

R=ρL /S=31.7×2/50=1.268Ω，

按7路線最大功率，即

配電總功率250 kW，

平均每路約為35 kW，

線路單相線電壓為220 V，

功率因數cosφ 一般情況為0.75來計算，則每路電流

I=P cosφ/U=35 000×0.75/220≈119 A，

線損

P=I2R=1192×1.268≈18 kW，

7路線合起來的總線損高達126 kW。

雖然這只是個大略的計算結果，線路實際線損還會因線路的始點電壓、功率因數、負載的輸入特性等而改變，但從中可見，過長的供電線路所產生的線損驚人。

洞庫照明及設備的實際功耗小于200 kW，受線損影響，已難以正常工作。因為線路的線損太大，線路壓降也是相當的大，受始端電壓不可能隨意升高的限制，終端往往已達不到規定的電壓，負荷的實際功率小于額定功率，因此所產生的線路電流，會小于設備啟動的標準值，令設備無法正常啟動。

1.2 三相負荷不平衡的影響

融水庫區供電線路總體布局不合理，各條低壓供電線路長度參差不一，差別較大，三相分成7路供電，每相所負責的供電線路的條數不相等，所供電的洞庫數量也不相同，由此會出現三相供電線徑不盡相同，電流不相等，負荷也不一樣的情況，造成一定的三相不平衡狀況。

由于三相負荷不平衡，將產生不平衡電壓，加大電壓偏移，增大中性線電流，因此線路中不僅相線有損耗，中性線也有損耗，無形中線路的損耗被加大。

在三相四線制的供電線路中，如三相負荷平衡時，則每相電流I 相等，中性線電流I為零，功率損耗為

如三相負荷出現最大不平衡，則某一相電流為3I，另外兩相為零，中性線電流也為3I，功率損耗變為

因此低壓線路出現最大不平衡時，線路產生損耗是平衡時的6倍。

由此可見三相負荷的不平衡，對線路損耗的影響之大。從中也可看到，調整線路中的三相負荷平衡，對線路進行節能降損的意義和潛力。

此外，三相負荷不平衡還可能引起線路跳閘，甚至燒斷線路。這是因為在線路重負荷時，根據發熱量公式

Q熱=0.24I2 Rt計算，

如相電流I 過大，甚至達到線路在最大不平衡狀態時的最大值，既平均相電流的3倍時，發熱量也將增大成9倍，隨時間t 增加，該相導線溫度會直線上升，直至燒斷；同時，中性線燒斷的可能性也很大，通常為節省材料，中性線導線截面積一般均比相線小，大多只有相線導線截面積的50%，遇接頭品質不好，導線電阻將更大，中性線燒斷的幾率更高。

實際上，一般情況下三相負荷不平衡，可引起線損率升高2%～10%。三相負荷不平衡度若超過10%，則線損會顯著增加。

1.3 沒有配置無功功率補償設備

通過線損的計算，我們知道在低壓輸電線路中的功率消耗，不僅取決于電壓U 與電流I的大小，還與功率因數cosφ 有關。而功率因數的大小，取決于電路中負載的性質。對于純電阻性負載，其電壓與電流的位相差為0，因此，功率因數達到最大為1；而純電感電路，電壓與電流的位相差為π/2，并且是電壓超前電流；在純電容電路中，電壓與電流的位相差則為-（π／2），即電流超前電壓。在后兩種電路中，功率因數都為0。

無功功率補償，就是把具有容性負荷的裝置與感性負荷并聯接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。這樣，感性負荷所吸收的無功功率，可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償，進而提高電路輸送的功率因數。

通過功率補償提高電路中的功率因數，不僅可以減小輸電線路上的功率損失，而且還可以充分發揮變壓器等電力設備的潛力。因為用電器總是在一定電壓U 和一定有功功率P的條件下工作，由公式P有功功率=IU cosφ 可知，如果功率因數過低，就要用較大的電流來保障用電器正常工作，與此同時，由于輸電線路上輸電電流的增大，線路損耗也會相應的增大；另外，在輸電線路的電阻上及變壓器內組上的電壓降，都與用電器中的電流成正比，增大電流，必然增大在輸電線路和變壓器內部的電壓損失。

因此，提高用電器的功率因數，可以減小輸電電流，進而減小了輸電線路上的功率損失。通過計算可知，功率補償前后的線路損耗情況，由于補償前后線路傳送的有功功率不變，

P有功功率=IU cosφ，

隨cosφ 提高，補償后的電壓U2會稍大于補償前電壓U1，為分析問題方便，可認為U2≈U1，從而導出

I1cosφ1=I2cosφ2，即

I1/I2=cosφ2/cosφ1，

這樣線損P 減少的百分數為

ΔP%=(1-I2/I1)×100%=(1-cosφ1/cosφ2)×100%

因此，當功率因數從0.70～0.85提高到0.95時，有功損耗將降低20%～45%，由此可見實行功率補償對線路降損的巨大作用。

融水倉庫電路負載，主要是照明電器和除濕機，而除濕機耗電又是以電機為主的感性負載，因此電路輸送的功率因數介于0～1之間，既不是最大，也不是最小，由于供電系統沒有配置相應的無功功率補償設備，不能有效地提高低壓電輸送的功率因數，讓輸送電流相應得到減小，使得整個線路損耗居高不下。

2 線路減損的技術措施

針對上述導致庫區輸電線路損耗過大的不利因素，為改善庫區輸電狀況，現將線路減損技術措施列述如下。

2.1 重新布局規劃線路

應依照融水庫區的特定地形條件，進行實地勘測，合理規劃庫區的輸電線路，盡量避免線路曲折、迂回供電情況，并根據有關低壓供電的技術要求，將380 V線路的供電半徑控制在0.5 km以內。同時應防止配電變壓器只有一條出線的供電方式，采用左右兩側兩條出線的供電方式，這種供電方式既可以減輕導線承擔大負荷電流，又可以在低壓線檢修時，縮小停電范圍，提高供電可靠性。

2.2 合理分配主干線及分支線的負荷

確定低壓主干線路時，主干線應按最大工作電流選取導線截面，應根據洞庫數量及庫內設備、電器的額定功率，合理分配各主干線及分支線的負荷，使三相基本趨于平衡，并根據有關規程的規定，保證線路在運行時，配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度小于10%，中性線電流不超過低壓側額定電流的25%，低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度小于20%。這樣，通過改造嚴格控制上述指標范圍，力將線損降低到12%以下，真正提高低壓輸電系統的輸送能力。

2.3 應用無功補償

應用無功補償，投資少，見效快，是實現線路降損，提高供電品質的不錯選擇。

（1）補償的方式的確定。在加裝無功補償設備時，首先應確定補償的方式，一般補償的方式分為3種：

一是集中補償。在高低壓配電線路中安裝并聯電容器組；

二是低壓分組補償。在配電變壓器低壓側和用戶配電屏安裝并聯補償電容器；

三是單臺電動機就地補償。在單臺電動機處安裝并聯電容器等。

這3種補償方式，各有優缺點。其中就地補償克服了集中補償和分組補償的缺點，是一種較為完善的補償方式，但其總的電容器安裝容量比其他兩種方式要大，電容器利用率也低，對洞庫較多融水庫區來說，費用太大，不適宜采用這種補償方式；而低壓分組補償，電容器容量相對較小，利用率高，且能補償變壓器自身的無功損耗，還能進行調壓，改善電壓品質，比較適合融水庫區使用。

（2）無功補償容量的確定。確定無功補償的容量，需要注意以下兩點：

一是在輕負荷時要避免過補償，使得倒送無功造成功率損耗增加；

二是功率因數越高，每kV補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數提高到0.95就是合理補償。

3 結束語

以上技術措施，可作為參考。如融水倉庫在有條件的情況下，能對供電系統進行相應的改造，必將大大降低線路的損耗，提高電路的輸送能力，減少線路電壓損失，改善末端電壓品質，增加設備出力，釋放設備效能，從而改善洞庫煙葉儲存條件，同時為庫區節能降耗，增進效益，提高倉儲水平提供有力幫助。

[1]張 平.供電系統降低線損的技術措施探討[J].科技資訊，2008，(2)：10-12.

[2]楊秀臺.電力網線損的理論計算和分析[M].北京：水利電力出版社，1987.