在低壓配電網中,電能損耗是十分驚人的,該文從降損節能的角度考慮配電網中導線截面的選擇,在經濟合理的原則下,適當增大導線截面以減小電能損耗,從而達到多供少損的目的
導線截面導線的截面通常是由發熱條件、機械強度、經濟電流密度、電壓損失和導線長期允許安全載流量等因素決定的。
按照這些原則選定導線截面并無不妥之處,但從節約能源的原則出發,應將“電能損耗大小”作為選擇導線截面的首要依據。
現以鄆城縣陳坡供電所提供的一供電點為例進行分析計算。該供電點380V,負荷25kW,供電距離320m,負荷功率因數為0.6。為了分析計算方便,假定三相負荷為對稱平衡負荷,且只計算有功損耗。
1用常規方法確定配電導線的截面
1.1導線截面的初選根據負荷為25kW計算負荷電流為63.4A,查表選擇LJ-35型導線,當最高氣溫為 40℃時,其長期允許安全載流量為137A,大于63.4A,初步確定選用LJ-35鋁絞線作為該低壓配電線路的導線。
1.2按允許電壓降校核由cosφ=0.6可知tgφ=1.33,可以計算無功功率Q=33.3kvar。LJ-35型導線有效電阻R0為0.92Ω/km,當導線間距離為0.6m時感抗X0為0.336Ω/km,則其電壓降為△UX=L(PR0 Q×X0)/U=0.32×(25×0.92 33.3×0.336)/0.38=28.8V電壓降占電網電壓的百分比為△U/U=28.8/380=0.076≈7《農村低壓電力技術規程》規定,三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7,可知基本滿足要求。
1.3按機械強度校驗《配電線路設計規程》規定,在380V配電網中,線路導線一般采用鋁絞線,其最小截面不得小于25mm2,當線路檔距或交叉檔距較長,桿、柱高差較大時,宜采用鋼芯鋁絞線,依據該供電點線路實際情況,所選導線滿足機械強度要求。可以確定本供電點采用LJ-35型鋁絞線作為輸電導線。
2用電能損耗進行比較并選導線
下面選定LJ-50、LJ-70、LJ-95三種型號的導線與常規方法選定的LJ-35型導線,進行技術經濟比較。條件:已知負荷電流為63.4A,年最大利用小時數(T),在農村一般為4000h左右,LJ-35型導線電阻(R)為0.92Ω/km。則可以計算出LJ-35導線的年電能損耗為△W損=3I2荷RT×10-3=3×63.42×0.92×0.32×4000×10-3=14200kWh同理可以計算出LJ-50、LJ-70、LJ-95三種導線的年電能損耗量。計算結果與比較情況見表1~4。將4個方案進行技術經濟比較,導線為1.8萬元/t,電價為0.49元/kWh。
在一個供電容量僅25kW供電距離僅320m的小農村供電點,如果將導線截面增大1至3個檔次,可以收到年減少電能損耗4000~9000kWh的效果。導線截面越大,電能損耗越小,但是線路投資、維修費用和有色金屬消耗量也要增加,所以一次性投資大。通過以上計算對比,導線選擇一個比較合理的截面,減少電能在輸送過程中的損耗,增大導線截面而增加的投資,平均可在半年左右的時間內回收,采用LJ-50、LJ-70型導線的經濟效益更好。如果在負荷側安裝電容補償來提高負荷的功率因數,則可以減小負荷電流,降低電壓損失,更降低了電能損耗。在本例中,如果功率因數提高到0.85,負荷電流減小到44.69A,則年電能損耗由14200kWh降低到7055kWh。可以用同樣的方法計算其他型號的導線損耗加以對比,這里就不再列舉。
3結束語
通過以上分析,在農村低壓供電網絡中,對于負荷較大、年最大負荷利用小時數高于4000h者,宜考慮將導線的截面提高兩個檔次。負荷較小且最大負荷利用小時數低于3500h的,可考慮只將導線截面提高一個檔次。如此處理,不僅能降損節能,還有利于下一步的負荷發展。除采用增大導線截面的辦法降低電能損耗外,還要做好規劃,合理配置變壓器容量、推廣新技術、選用節能產品等來全面做好運行維護工作,以取得降損節能的效果。