低壓輸電線路電能損失的嚴重性與應對措施分析

摘 要 低壓輸電線路電能的損失情況不容樂觀，由于技術上存在的弊端以及重視程度的欠缺，導致了低壓輸電線路普遍存在著嚴重浪費損耗電能的情況。通過對此種現(xiàn)狀的論述，提出了節(jié)能手段中縮短低壓輸電線路的積極意義。在民用建筑中對于電氣豎井、配電室和變電所的合理配置以及縮短低壓輸電線路的相應措施對于節(jié)能的重要程度。

關鍵詞 低壓輸電；輸電距離；變電所

中圖分類號 TM 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0173-01

我國國策的重要一項就是節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展，其中不容忽視的節(jié)能設計重要部分就是電氣節(jié)能。工作人員在設計建筑電氣時，應將現(xiàn)有資源在設計工程過程中成分利用起來，保證供配電系統(tǒng)的設計合理性以及供配電設備容量的正確選擇，節(jié)能產(chǎn)品應作為首選，使低壓輸電線路盡可能縮短，從而達到節(jié)約能耗的目的。

1 分析低壓輸電線路的電能損失

電能損失組成部分中，最為重要的一項即是電能在輸電線路上的損失。在目前普遍使用的低壓輸電線路中一直都存在著非常巨大的電能損失情況，人們應對此給予高度的重視。在過去很長的一段時間里，線路較長的高壓輸電線得到的重視程度較高，設計人員在進行設計工程時，對于導體的選擇按照經(jīng)濟電流密度的要求進行，采取了一系列的措施用以節(jié)能。但由于低壓輸電線路較短和較近的輸電距離，電能的損失情況一直以來被人們忽視掉了。而實際情況則是，由于非常多數(shù)量的低壓輸電線路回路，導致總長度非常之長的線纜，最終造成了大量有色金屬和電能的消耗和損失。因此，針對電能在低壓輸電線路上的巨大損失問題必須給予高度的重視。低壓輸電線路截面選擇的因素是以導體發(fā)熱允許的電壓降以及載流量為重要依據(jù)的，±5%的額定電壓偏差值是允許范圍。400 V為線路首端的電壓，361 V為線路末端的電壓。若以185 mm2全塑電纜為設定的低壓輸電線路，則77.5%為其線路電阻的阻抗；若選用的全塑電纜為70 mm2，則95%為其電阻阻抗；當全塑電纜為35 mm2時，則其電阻阻抗可高達99%。當全塑電纜在25 mm2以下時，可以忽略不計其電抗。由此可見，輸電線路在低壓配電系統(tǒng)中的電阻是主要的，電能在輸電線路電阻上的損失在無功和有功電流上均有發(fā)生，電能在輸電線路上的總損失額度，通常占據(jù)了5%~8%的用電設備總額定功率，可見輸電線路上的電能損失在配變電系統(tǒng)電能損失總額度中所占的比例是非常之高的。假設負荷中心與變電所之間的偏離距離能夠減少

40 m，則線路配出中心位置與電氣豎井的偏離距離減少25 m，此時的位置是比較合理地設置電氣豎井與變電所的距離，而此種情況下的低壓輸電線路將有多達77.5 m的總長度縮短距離。此時，線路上的電能損失將降至60%，而每年可節(jié)約的電能度數(shù)將超過

25萬度。以眼下的正常價格計算，則每年將有20余萬元人民幣的電費被節(jié)約下來，低壓輸電線路長度的縮短對于節(jié)約電能損失的重要意義由此可見一斑。

2 低壓輸電線路上電能損失的原因

2.1 負荷中心與變電所的偏離

負荷中心的核心位置應為變電所，但是盡管有相關規(guī)定明確規(guī)范了設計工程，不過由于實際施工過程中受到多種因素的影響，最后落實的情況往往并不理想，由此問題也接踵而來。首先是變電所偏離了負荷中心，增大了電能損失。負荷中心與變電所的偏離，等同于高壓輸電的效果采取的卻是低壓輸電的方法，380 V的低壓輸電電壓僅為10 kV高壓輸電的1/26，當輸送功率相同時，則380 v的電流比10 kV的電流大26.3倍。在相同的線路電阻和輸電距離情況下，380 V的低壓輸電電壓將會造成高出10 kV的高壓輸電電壓多大692倍的輸電線路電能損耗。造成這種情況的原因是，由于絕無可能相同的高壓輸電線路與低壓輸電線路截面，高壓10 kV的輸電線路截面僅為低壓380 V輸電線路截面的1/20，電能損耗就會因增大的輸電線路截面而相應減少。在實際情況中，當傳輸功率和距離相同時，高壓10kV輸電線路上電能的損失僅為低壓380 V輸電線路上電能損失的1/30。其次是桐耗量由于變電所與負荷中心的偏離而被動增加。由上述情況可知，高壓10 kV輸電電纜的電纜截面僅為低壓380V輸電電纜截面的1/20，故此后者就將有20倍的有色金屬材料消耗于前者，加之較多系統(tǒng)保護級數(shù)，低壓配電系統(tǒng)的上級斷路器會因為各級保護間的選擇性而被大量增加，相應地加多了大量的電纜、電線截面，對于有色金屬材料尤其是銅的消耗量陡增，而這些都是可以通過合理設置并正確實現(xiàn)變電所與負荷中心的位置得以避免的。再一點就是供電質(zhì)量由于變電所與負荷中心的偏離而被降低了。采用低壓供電時，越大的電流會導致越大的電壓波動，負荷中心與變電所的偏離所導致的加長輸電線路，更易引發(fā)并擴大電壓偏差，導致用電低谷和用電高峰時出現(xiàn)過電壓或欠電壓的情況，而危害更嚴重的過電壓情況直接使用電設備壽命被大大縮短，甚至是將用電設備燒毀。由此可見，變電所與負荷中心位置的合理性，對于節(jié)約消耗，尤其是減少電能損失，具有非常重要的意義。因此需要時刻強調(diào)變電所必須深入負荷中心。然而現(xiàn)實情況卻不盡如人意，無論是待建還是完工的工程中，只有極少數(shù)真正做到了變電所位于負荷中心，其余均無法按照設計工程要求切實做到，導致了電能長時間、極大量地無功損失掉。

2.2 電纜豎井、二級低壓配電室的合理位置

不僅僅是變電所，眼下還普遍存在著電纜豎井和二級低壓配電室與其線路配出中心偏離甚遠的現(xiàn)象。電纜長度會隨著電纜豎井和二級低壓配電室與最佳位置的偏離而增加，比例達到了1.5:1，等同于負荷中心與變電所之間1.5 m的距離偏差，所引發(fā)的電能損失情況同樣觸目驚心不可忽視。因此，處于最佳位置的電纜豎井、二級低壓配電室，既可以將低壓輸電線路的電纜長度有效地縮短，節(jié)能節(jié)材，同時還可使供電質(zhì)量得到明顯提高。

3 低壓輸電線路電能損失的應對措施

綜上所述可知，造成大量電能在低壓輸電線路上損失消耗的直接原因就是輸電電纜線路過長，客觀造成的電纜電線截面增大、電壓偏差擴大，因此如何有效控制低壓輸電線路的距離，是降低低壓輸電線路上電能損失嚴重這一問題的方法之一。將低壓輸電線路長度縮短的有效措施之一即是對供電半徑予以限制。這里所指的供電半徑，不單純是直線距離作用于建筑平面圖，對其含義的正確理解是：包括了電纜和輸電導線的長度（總長度包含垂直、水平、室外和室內(nèi)線路）。其中尤其需要重視如何控制低壓220 V/380 V的供電半徑，當計算負荷和供電距離較大時，具體情況以工程實際為依據(jù)，應采用高壓供電，按照最大電壓降的限制及電纜、電線允許的載流量，綜合考慮初始投資和電源條件各方面因素，力求確保供電方案的經(jīng)濟、技術合理性。其二是如何控制照明直線的長度。最末端燈盞與最末一級照明配電箱之間的直線長度應控制在40 m以內(nèi)，在對照明配電箱和電氣豎井的位置進行確定時，對于線路的垂直部分和水平拐彎的長度要全面考慮，保證建筑物端部與電氣豎井之間的直線距離保持在30 m以內(nèi)；同時保證

60 m直線距離是兩個豎井之間的最大限度。其三是盡最大可能實現(xiàn)諧波減少、平衡三相負荷，從而使中線線中的電流減少，使線路的電壓降和中性線上的電能損耗得到減小，而當中性線上沒有電流經(jīng)過時，則電能損失和壓降僅發(fā)生在相線上，這樣就實現(xiàn)了節(jié)能、使供電質(zhì)量提高的目的，對于供電安全也十分有利。

4 結束語

科學發(fā)展觀要求我們實現(xiàn)長期可持續(xù)的發(fā)展，然而實際生產(chǎn)生活中卻存在著比比皆是的無功損耗。低壓輸電線路上的電能損失情況由來已久，卻因為一直沒有得到人們足夠的重視而愈演愈烈，造成了持續(xù)性的無功損耗。筆者對低壓輸電線路上電能損失的嚴重現(xiàn)象進行了分析，并針對低壓配電室、電氣豎井和變電所的合理位置以及如何控制供電半徑等問題提出論證，提出了減少降低電能在低壓輸電線路上大量損失的應對措施。

參考文獻

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