低压配电线路电力电缆截面的选择与节能

伍娟+唐志军+郭艳

摘 要：低壓配电线路的电能损失情况不容乐观，降低电能在电力电缆传输过程中的损耗逐渐成为研究的热点。针对低压配电线路电能损耗严重这一问题，提出从经济节能的角度合理的选取导线的横截面可以降低配电线路电能损耗。文章采用对比分析的方法，从经济节能的角度下探究不同负荷下导线截面的选择，通过对比分析，得出合理的增加导线截面在一定程度可以降低配电线路上的电能损耗且满足经济合理原则。

关键词：低压配电线路；电能损耗；经济节能；导线截面

中图分类号：TM753 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）22-0082-02

1 概述

随着我国经济的快速增长，巨大的能源需求也随之而来，而在众多的能源中，人类社会活动需求最大的是电力能源[1]。中国是第二大电力能源消费国，鉴于电能存储问题至今没有得以解决，目前中国电力能源处于供不应求的状态。其中一个重要因素就是电能的利用率低，因此解决电能在传输过程中的浪费问题急不可待[3]。

2 低压配电线路电力电缆截面选取

为降低电能在传输过程中的浪费，本文从经济节能的角度着手，探究选取何种导线截面最能满足经济节能的需要。现以某一供电点分别向3种不同用户输送电能为例进行分析计算，分别设立3个不同方案。不妨假设方案一、方案二、方案三，这3种不同用户负荷大小分别为5kW、35kW、60kW，其他条件环境温度+25℃、供电点供电电压220/380V、供电距离长度350m、负荷功率因素值0.6均相同。假定3个方案都只计及有功损耗，且三相负荷均平衡。

2.1 常规方法选取导线截面

2.1.1 导线截面的初步选择

再依据计算电流大小参照《民用建筑电气设计手册》JGJ16-2008选择在环境温度+25℃时导线的安全载流量，初步确定导线截面。安全载流量大于计算电流即可[2]，本次所有方案统一采用铜绞线。

2.1.2 按允许电压降校验

《低压配电设计规范》GB50054-2011，三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%，即计算出来的电压损失百分值只要在其范围内则满足要求，否则重选截面。

2.1.3 按机械强度校验

《民用建筑电气设计手册》JGJ16-2008规定，在380V低压配电网中，铜绞线的最小截面不得小于10mm2。因此只要所选截面大于10mm2即满足要求。

按照以上常规方法，计算数值大小，三个方案导线截面的初步选择结果如表1所示：

2.2 经济节能导线截面的选取

为降低电能损耗，采用增大导线截面积的方法。由于导线截面积越大，虽电能损耗越低，但一次投资也越来越大，因此要合理的增大导线截面才会既经济又节能。为探究经济节能导线截面积的选取，本文设定三个方案，其中方案一负荷较小，方案二负荷中等，方案三负荷较大，每个方案都在原有基础上分别增大导线截面一级、二级、三级，不同横截面下导线的年电能损耗可以按式（4）进行计算：

再对其进行技术经济比较（按照目前的市场价40元/kg，电价0.58元/（kWh）），三个方案具体数据见表2所示。

由表2可知：方案一中，随着导线截面积增加，年节约电量却并不多，回收年限高达7.6年以上，因此不增大导线截面积是最好的截面选择；方案二中，随着导线截面积增加，年节约电量越来越多且一次投资回收的快，但为了不增加金属资源的浪费，导线截面增大一级即可；方案三中，随着导线截面积增加，年节约电量也越来越多且一次投资回收的更快，但综合年节约电量，回收速度，金属资源三方面考虑，导线截面增大二级为最佳选择。

3 结束语

通过以上分析得出以下结论，在低压配电线路电线电缆截面选择过程中，为达到经济节能的效果，在选择导线截面时，对于负荷较小的供电点，不必要增加导线截面；对于负荷中等的供电点，导线截面宜在正常基础上增大一级；对于负荷较大的供电点，导线截面宜在正常基础上增大二级。

参考文献：

[1]戴瑜兴，黄铁兵，梁志超.民用建筑电气设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008：367-372.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ242-2011.住宅建筑电气设计规范[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.