低壓配電線路電力電纜截面的選擇與節能

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。針對低壓配電線路電能損耗嚴重這一問題，提出從經濟節能的角度合理的選取導線的橫截面可以降低配電線路電能損耗。文章采用對比分析的方法，從經濟節能的角度下探究不同負荷下導線截面的選擇，通過對比分析，得出合理的增加導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濟合理原則。

關鍵詞：低壓配電線路；電能損耗；經濟節能；導線截面

中圖分類號：TM753 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）22-0082-02

1 概述

隨著我國經濟的快速增長，巨大的能源需求也隨之而來，而在眾多的能源中，人類社會活動需求最大的是電力能源[1]。中國是第二大電力能源消費國，鑒于電能存儲問題至今沒有得以解決，目前中國電力能源處于供不應求的狀態。其中一個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，本文從經濟節能的角度著手，探究選取何種導線截面最能滿足經濟節能的需要。現以某一供電點分別向3種不同用戶輸送電能為例進行分析計算，分別設立3個不同方案。不妨假設方案一、方案二、方案三，這3種不同用戶負荷大小分別為5kW、35kW、60kW，其他條件環境溫度+25℃、供電點供電電壓220/380V、供電距離長度350m、負荷功率因素值0.6均相同。假定3個方案都只計及有功損耗，且三相負荷均平衡。

2.1 常規方法選取導線截面

2.1.1 導線截面的初步選擇

再依據計算電流大小參照《民用建筑電氣設計手冊》JGJ16-2008選擇在環境溫度+25℃時導線的安全載流量，初步確定導線截面。安全載流量大于計算電流即可[2]，本次所有方案統一采用銅絞線。

2.1.2 按允許電壓降校驗

《低壓配電設計規范》GB50054-2011，三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，即計算出來的電壓損失百分值只要在其范圍內則滿足要求，否則重選截面。

2.1.3 按機械強度校驗

《民用建筑電氣設計手冊》JGJ16-2008規定，在380V低壓配電網中，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。

按照以上常規方法，計算數值大小，三個方案導線截面的初步選擇結果如表1所示：

2.2 經濟節能導線截面的選取

為降低電能損耗，采用增大導線截面積的方法。由于導線截面積越大，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線截面才會既經濟又節能。為探究經濟節能導線截面積的選取，本文設定三個方案，其中方案一負荷較小，方案二負荷中等，方案三負荷較大，每個方案都在原有基礎上分別增大導線截面一級、二級、三級，不同橫截面下導線的年電能損耗可以按式（4）進行計算：

再對其進行技術經濟比較（按照目前的市場價40元/kg，電價0.58元/（kWh）），三個方案具體數據見表2所示。

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

3 結束語

通過以上分析得出以下結論，在低壓配電線路電線電纜截面選擇過程中，為達到經濟節能的效果，在選擇導線截面時，對于負荷較小的供電點，不必要增加導線截面；對于負荷中等的供電點，導線截面宜在正常基礎上增大一級；對于負荷較大的供電點，導線截面宜在正常基礎上增大二級。

參考文獻：

[1]戴瑜興，黃鐵兵，梁志超.民用建筑電氣設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2008：367-372.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ242-2011.住宅建筑電氣設計規范[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.