巯霸 应用方法论 １７３ 低压输电线路电能损失的严重性与应对措施分析 周文勇 （江苏省电力公司苏州供电公司，江苏苏州２１０００８） 摘要低压输电线路电能的损失情况不容乐观，由于技术上存在的弊端以及重视程度的欠缺，导致了低压输电线路普遍存 在着严重浪费损耗电能的情况。通过对此种现状的论述，提出了节能手段中缩短低压输电线路的积极意义。在民用建筑中对 于电气竖井、配电室和变电所的合理配置以及缩短低压输电线路的相应措施对于节能的重要程度。 关键词低压输电；输电距离；变电所 中图分类号ＴＭ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）ｏ５２—０１７３—０１ 我国国策的重要一项就是节能减排可持续发展，其中不容忽视 的节能设计重要部分就是电气节能。工作人员在设计建筑电气时， 应将现有资源在设计工程过程中成分利用起来，保证供配电系统的 设计合理性以及供配电设备容量的正确选择，节能产品应作为首 选，使低压输电线路尽可能缩短，从而达到节约能耗的目的。 １分析低压输电线路的电能损失 电能损失组成部分中，最为重要的一项即是电能在输电线路 上的损失。在目前普遍使用的低压输电线路中一直都存在着非常 巨大的电能损失情况，人们应对此给予高度的重视。在过去很长 的一段时间里，线路较长的高压输电线得到的重视程度较高，设 计人员在进行设计工程时，对于导体的选择按照经济电流密度的 要求进行，采取了一系列的措施用以节能。但由于低压输电线路 较短和较近的输电距离，电能的损失情况一直以来被人们忽视掉 了。而实际情况则是，由于非常多数量的低压输电线路回路，导 致总长度非常之长的线缆，最终造成了大量有色金属和电能的消 耗和损失。因此，针对电能在低压输电线路上的巨大损失问题必 须给予高度的重视。低压输电线路截面选择的因素是以导体发热 允许的电压降以及载流量为重要依据的，±５％的额定电压偏差 值是允许范围。４００ Ｖ为线路首端的电压，３６１ Ｖ为线路末端的电 压。若以１８５ ｍｍｚ全塑电缆为设定的低压输电线路，则７７．５％为 其线路电阻的阻抗；若选用的全塑电缆为７０ ｍｍ２，则９５％为其电 阻阻抗；当全塑电缆为３５ ｍｍ２时，则其电阻阻抗可高达９９％。当 全塑电缆在２５ ｍｍ 以下时，可以忽略不计其电抗。由此可见，输 电线路在低压配电系统中的电阻是主要的，电能在输电线路电阻 上的损失在无功和有功电流上均有发生，电能在输电线路上的总 损失额度，通常占据了５％～８％的用电设备总额定功率，可见输 电线路上的电能损失在配变电系统电能损失总额度中所占的比例 是非常之高的。假设负荷中心与变电所之间的偏离距离能够减少 ４０ ｍ，则线路配出中心位置与电气竖井的偏离距离减少２５ ｍ，此 时的位置是比较合理地设置电气竖井与变电所的距离，而此种情 况下的低压输电线路将有多达７７．５ ｍ的总长度缩短距离。此时， 线路上的电能损失将降至６０％，而每年可节约的电能度数将超过 ２５万度。以眼下的正常价格计算，则每年将有２０余万元人民币的 电费被节约下来，低压输电线路长度的缩短对于节约电能损失的 重要意义由此可见一斑。 ２低压输电线路上电能损失的原因 ２．１负荷中心与变电所的偏离 输电距离情况下，３８０ Ｖ的低压输电电压将会造成高出１０ ｋＶ的高 压输电电压多大６９２倍的输电线路电能损耗。造成这种情况的原因 是，由于绝无可能相同的高压输电线路与低压输电线路截面，高 压１０ ｋＶ的输电线路截面仅为低压３８０ Ｖ输电线路截面的１／２０，电能 损耗就会因增大的输电线路截面而相应减少。在实际情况中，当 传输功率和距离相同时，高压１０ｋＶ输电线路上电能的损失仅为低 压３８０ Ｖ输电线路上电能损失的１／３０。其次是桐耗量由于变电所与 负荷中心的偏离而被动增加。由上述情况可知，高压１０ ｋＶ输电电 缆的电缆截面仅为低压３８０Ｖ输电电缆截面的１／２０，故此后者就将 有２０倍的有色金属材料消耗于前者，加之较多系统保护级数，低 压配电系统的上级断路器会因为各级保护间的选择性而被大量增 加，相应地加多了大量的电缆、电线截面，对于有色金属材料尤 其是铜的消耗量陡增，而这些都是可以通过合理设置并正确实现 变电所与负荷中心的位置得以避免的。再一点就是供电质量由于 变电所与负荷中心的偏离而被降低了。采用低压供电时，越大的 电流会导致越大的电压波动，负荷中心与变电所的偏离所导致的 加长输电线路，更易引发并扩大电压偏差，导致用电低谷和用电 高峰时出现过电压或欠电压的情况，而危害更严重的过电压情况 直接使用电设备寿命被大大缩短，甚至是将用电设备烧毁。由此 可见，变电所与负荷中心位置的合理性，对于节约消耗，尤其是 减少电能损失，具有非常重要的意义。因此需要时刻强调变电所 必须深入负荷中心。然而现实情况却不尽如人意，无论是待建还 是完工的工程中，只有极少数真正做到了变电所位于负荷中心， 其余均无法按照设计工程要求切实做到，导致了电能长时间、极 大量地无功损失掉。 ２．２电缆竖井、二级低压配电室的合理位置 不仅仅是变电所，眼下还普遍存在着电缆竖井和二级低压配 电室与其线路配出中心偏离甚远的现象。电缆长度会随着电缆 竖井和二级低压配电室与最佳位置的偏离而增加，比例达到了 １．５：１，等同于负荷中心与变电所之间１．５ ｍ的距离偏差，所引发的 电能损失情况同样触目惊心不可忽视。因此，处于最佳位置的电 缆竖井、二级低压配电室，既可以将低压输电线路的电缆长度有 效地缩短，节能节材，同时还可使供电质量得到明显提高。 ３低压输电线路电能损失的应对措施 综上所述可知，造成大量电能在低压输电线路上损失消耗的 直接原因就是输电电缆线路过长，客观造成的电缆电线截面增 负荷中心的核心位置应为变电所，但是尽管有相关规定明确 规范了设计工程，不过由于实际施工过程中受到多种因素的影 响，最后落实的情况往往并不理想，由此问题也接踵而来。首先 是变电所偏离了负荷中心，增大了电能损失。负荷中心与变电所 的偏离，等同于高压输电的效果采取的却是低压输电的方法， ３８０ Ｖ的低压输电电压仅为１０ ｋＶ高压输电的１／２６，当输送功率相同 时，￣Ｕ３８ｏ ｖ的电流比１０ ｋＶ的电流大２６．３倍。在相同的线路电阻和 大、电压偏差扩大，因此如何有效控制低压输电线路的距离，是 降低低压输电线路上电能损失严重这一问题的方法之一。将低压 输电线路长度缩短的有效措施之一即是对供电半径予以限制。这 里所指的供电半径，不单纯是直线距离作用于建筑平面图，对其 含义的正确理解是：包括了电缆和输电导线的长度（总长度包 含垂直、水平、室外和室内线路）。其中尤其需要重视如何控制 低压２２０ Ｖ／３８０ Ｖ的供电半径，当计算负荷和供电距离较大时， （下转第２ｌ１页） 淼蟊 理论研究苑 ２１１ 负担。对于农田水利工程以后的管理，也有了明确的管理单位， 机井工程都濒临年久失修，并且零散无法管理，农民群众无力集 摒弃了以前那种有人建没人管的局面，保证了水利工程的长期使 资兴建农田水利工程，也无水源组织劳工进行引渠灌溉，造成无 用。对于水利工程所在村委来说，成立了用水户协会，水利工程 农田水利工程可管的局面。二是群众对农民用水户协会的认识不 确确实实成为他们的固定资产，让他们有了当家说话的权力，增 清，风调雨顺时，农民丰产丰收认识不到用水户协会的作用，灾 强了他们的责任感，使他们更愿意尽职尽责管理好水利设施，解 年时只怨自己时运不济，少收点就少收点了，不明白用水户协会 决了长期存在的田间工程建管脱节的问题。协会每年将从所收的 能够抵抗天灾，并且能够向上级申请资金补助进行水利建设的应 水费中提取５０％用于田间＿Ｔ程的维护，保证了工程的完好率，充 急作用。这些情况造成农民用水户协会没有全县普遍开展起来。 分发挥了工程效益。 要想改变这种局面，与我们的广泛宣传和大力争取水利建设资金 ３．２发展农民用水户协会的环境条件剖析 分不开，有了水利工程项目，有了我们群众的深刻了解，农民用 大路李乡农民用水户协会、塔桥乡农民用水户协会的成功建 立，是和政府的宣传发动和群众的迫切需要分不开的。三部委 水户协会才会遍地开花。 发布水农［２００５］５０２号文件后，上蔡县水利局就积极宣传文件精 ３．３发展农民用水户协会推动模式的剖析 神，并给各乡镇转发此文。大路李乡和塔桥乡由于地少人多，并 农民用水户协会要发展的好，政府的主导作用是少不了的， 且大路李乡大部分是岗岭地形，每逢干旱季只能望天收，农民群 没有政府的政策，群众就会心存疑念。三部委发布意见后，有了 众迫切需要高效的灌溉方式。国家对农业的投入加大后，利用国 政府指导和肯定，农民群众才吃了定心丸，才能毫无顾虑组建用 家资金我县首先建设了这两个乡四片万亩高标准基本农田。工程 水户协会。 建成后，农民群众纷纷赞誉。接下来的管理我县又发动群众自觉 我县农民用水户协会组建程序是：由水利局牵头，乡镇提出 自愿组织起来成立自我管理、自我服务的农民用水户协会。农民 申请，水利局批复后，再经民政局发文批准成立的行业性、非盈 用水户协会成立后，水利局将所建水利工程移交给他们，他们有 利性的社会组织。协会成立后，拓宽和延伸了工程管理的范围， 管理 ‘使用这些工程的自主权，同时有白行安排灌溉用水的使用 把农村机井的所有权和使用权交给协会，协会分解落实到各用水 权，工程维护、改善、更新、改造的决策权。协会会员有自觉维 小组管理，增强了用水户的责任感，保证了农田水利工程的长久 护本协会所辖工程和出资改造工程的义务。 使用，充分发挥了工程效益。由于协会参与用水管理，群众互相 大路李乡和塔桥乡这样的情况在全县范围内的情况并不多， 监督，自觉维护用水秩序，过去的用水混乱、用水浪费的现象得 一是由于国家资金有限，不能让每个乡镇都大面积的实施农田水 到有效遏制，保证了灌溉用水的科学性，缩短了灌溉周期，促进 利建设，我县没有大的河流，全部利用机井进行灌溉，过去老的 了节约用水。 （上接第１７３页） ４结束语 具体情况以工程实际为依据，应采用高压供电，按照最大电压降的 科学发展观要求我们实现长期可持续的发展，然而实际生产 限制及电缆、电线允许的载流量，综合考虑初始投资和电源条件各 生活中却存在着比比皆是的无功损耗。低压输电线路上的电能损 方面因素，力求确保供电方案的经济、技术合理性。其二是如何控 失情况由来已久，却因为一直没有得到人们足够的重视而愈演愈 制照明直线的长度。最末端灯盏与最末一级照明配电箱之间的直 烈，造成了持续性的无功损耗。笔者对低压输电线路上电能损失 线长度应控制在４０ ｍ以内，在对照明配电箱和电气竖井的位置进行 的严重现象进行了分析，并针对低压配电室、电气竖井和变电所 确定时，对于线路的垂直部分和水平拐弯的长度要全面考虑，保证 的合理位置以及如何控制供电半径等问题提出论证，提出了减少 建筑物端部与电气竖井之间的直线距离保持在３０ ｍ以内；同时保证 降低电能在低压输电线路上大量损失的应对措施。 ６０ ｍ直线距离是两个竖井之间的最大限度。其三是尽最大可能实现 参考文献 谐波减少、平衡三相负荷，从而使中线线中的电流减少，使线路的 【１］庞传贵，王苏阳，王筝等．低压输电线路的电能损失不容忽视ＩＪｌ＿中国建筑设 电压降和中性线上的电能损耗得到减小，而当中性线上没有电流经 计研究院，２００６，２５（１ １）：５６—５８． 过时，则电能损失和压降仅发生在相线上，这样就实现了节能、使 ［２】王立．低压输电线路的接地与距离保护的探讨『Ｊ１．北京电力高等专科学校 供电质量提高的目的，对于供电安全也十分有利。 学报，２ＯｌＯ，１７（１ １）：３５１—３５２． （上接第１９０页） 效益减轻农民负担。农村供水项目规划是否合理需要长时间的试 四季常青，设立２—３名专职管水员，每个村设１名协管员，制订管水 验，需要人们不断的去努力和尝试，最终建立一套完整的规划体 和用水制度，建立资金专户和维修基金专户，是工程走向良性的运 系，来提高整个农村供水体系的质量。中国是一个有“８－ｆａ农民” 行机制，减轻农民负担和地方政府负担。 的农业大国，供水问题直接关系到广大农民的身心健康，供水问 ４结束语 题是否能解决关系到中国未来农村的发展趋势，必须引起有关部 从上文可见，农村供水项目规划是一项很复杂的工作，既要 门足够的重视。 有科学的规划原则作为设计依据，保证设计的合理性，也要充分 考虑其设计经济性，使该项目具有一定的投资价值。因此，在制 定农村供水规划时，要有一个统一的指导原则来对整体的规划进 参考文献 行布局。 ［１］景泽年，魏建红．农村水厂计价方式及科学管理探讨…．甘肃水利水电技 在确定供水规模时，根据农村供水实际情况，进行科学的技 术，２００３，０４． 术比较后，得出以下结论：在水源量、水质和自然地理条件允许 ［２］刘俊龙，吴洪涛等．加强农村供水建设促进水资源可持续利用…．地下 的条件下，要考虑集中连片建设规摸较大的供水站，对已建成的 水，２００５，０４． 单村工程可以考虑并网运行，扩大供水范围降低运行成本，增加 【３】李杰．强化管理带来农村供水勃勃生机【Ｊ】．陕西水利，２００７，Ｏ１．