供電半徑地經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和應(yīng)用

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案供電半徑供電半徑就是從電源點(diǎn)開始到其供電的最遠(yuǎn)的負(fù)荷點(diǎn)之間的線 路的距離，供電半徑指供電線路物理距離，而不是空間距離。低壓供電半徑指從配電變壓器到最遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)的線路的距離， 而不是空間距離。城區(qū)中壓線路供電半徑不宜大于3公里，近郊不宜大于6公 里。因電網(wǎng)條件不能滿足供電半徑要求時(shí)，應(yīng)采取保證客戶端電 壓質(zhì)量的技術(shù)措施。0.4千伏線路供電半徑在市區(qū)不宜大于300米。近郊地區(qū)不 宜大于500米。接戶線長度不宜超過20米，不能滿足時(shí)應(yīng)采取 保證客戶端電壓質(zhì)量的技術(shù)措施。供電半徑是電氣豎井設(shè)置的位置及數(shù)量最重要的參數(shù)。250 米為低壓的供電半徑，考慮50米的室內(nèi)配電線路，取200米為低 壓的

2、供電半徑，當(dāng)超過250米時(shí)，每100米加大一級電纜。低壓配 電半徑200米左右指的是變電所（二次為380伏）的供電半徑， 樓內(nèi)豎井一般以800平方左右設(shè)一個(gè)，末端箱的配電半徑一般 3050 米。供電半徑取決于以下2個(gè)因素的影響：1、電壓等級（電壓等級越高，供電半徑相對較大）2、用戶終端密集度（即：電力負(fù)載越多，供電半徑越小） 同種電壓等級輸電中，電壓跌落情況小，那么供電半徑就大。相比較來說：在同能負(fù)載情況下，10kV的供電半徑要比6kV 的供電半徑大。在統(tǒng)一電壓等級下，城市或工業(yè)區(qū)的供電半徑要比郊區(qū)的供 電半徑小。三相供電時(shí)，銅線和鋁線的最大合理供電半徑計(jì)算公式(J 為經(jīng)濟(jì)電流密度)：Lst=

3、1.79X85X11.65/j=1773/jmLs 1=1.79X50X11.65/j=1042/jm單相供電時(shí)：銅線和鋁線最大合理供電半徑計(jì)算公式如下。Ldt=4. 55X14X13. 91/j=885/jm(11)Ldl=4. 55X8. 3X13. 91/j=525/jm(12)選定經(jīng)濟(jì)截面后，其最大合理供電半徑，三相都大于0.5km, 單相基本為三四百米，因此單純規(guī)定不大于0.5km,對于三相來 說是“精力過?！保瑢蜗鄟碚f則“力不從心”。一、經(jīng)濟(jì)電流密度值導(dǎo)線名稱年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3000 以下3000*50005000 以上裸銅導(dǎo)線3.02. 251.75裸鋁導(dǎo)線1.651. 1

4、50.9銅芯電纜2.52.252.0鋁芯電纜1.921.731.54低壓導(dǎo)線截面的選擇，有關(guān)的文件只規(guī)定了最小截面，有的以變壓器 容量為依據(jù)，有的選擇幾種導(dǎo)線列表說明，在供電半徑上則規(guī)定不超 過0. 5km。本文介紹一種簡單公式作為導(dǎo)線選擇和供電半徑確定的依 據(jù)，供電參考。1低壓導(dǎo)線截面的選擇1.1選擇低壓導(dǎo)線可用下式簡單計(jì)算：S=PL/CAU%(1)式中P有功功率，kW；L輸送距離，m；C電壓損失系數(shù)。系數(shù)C可選擇：三相四線制供電且各相負(fù)荷均勻時(shí)，銅導(dǎo)線為85, 鋁導(dǎo)線為50；單相220V供電時(shí)，銅導(dǎo)線為14,鋁導(dǎo)線為8. 3。確定4U%的建議。根據(jù)供電營業(yè)規(guī)則(以下簡稱規(guī)則) 中關(guān)于電壓質(zhì)

5、量標(biāo)準(zhǔn)的要求來求取。即：10kV及以下三相供電的用 戶受電端供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%；對于380V則為 407354V； 220V單相供電，為額定電壓的+5%, 10%,即231 198Vo就是說只要末端電壓不低于354V和198V就符合規(guī)則要求, 而有的介紹AU%采用7%,筆者建議應(yīng)予以糾正。因此，在計(jì)算導(dǎo)線截面時(shí)，不應(yīng)采用7%的電壓損失系數(shù)，而應(yīng)通過 計(jì)算保證電壓偏差不低于一7% (380V線路)和一 10% (220V線路)， 從而就可滿足用戶要求。確定4U%的計(jì)算公式。根據(jù)電壓偏差計(jì)算公式，6%=(U2 Un)/UnX 100,可改寫為： b 二(U1 U-Un)/

6、Un,整理后得： U=U1-Un-A 6 , Un (2)對于三相四線制用式：2400-380- ( 0. 07X380) =46. 6V,所 U%= U/U1 X100=46. 6/400X 100=11.65；對于單相 220V, U=230220 (一0. 1 X220) =32V,所以 U%二 U/U1 X100=32/230X100= 13.91o1.2低壓導(dǎo)線截面計(jì)算公式1.2.1 三相四線制：導(dǎo)線為銅線時(shí)，Sst=PL/85X11.65=1.01PLX 10-3mm2(3)導(dǎo)線為鋁線時(shí)，Ss I =PL/50X11.65=1.72PLX10-3mm2 (4)1.2. 2對于單相2

7、20V：導(dǎo)線為銅線時(shí)，Sdt=PL/14X13.91=5. 14PLX 10 3nlm2 (5)導(dǎo)線為鋁線時(shí)，SdI =PL/8. 3X13.91=8. 66PLX10-3mm2(6)式中下角標(biāo)s、d、t、I分別表示三相、單相、銅、鋁。所以只要知 道了用電負(fù)荷kw和供電距離m,就可以方便地運(yùn)用(6)式求出 導(dǎo)線截面了。如果L用km,則去掉10 3。1.5需說明的幾點(diǎn)1.5.1 用公式計(jì)算出的截面是保證電壓偏差要求的最小截面，實(shí)際選 用一般是就近偏大一級。再者負(fù)荷是按集中考慮的，如果負(fù)荷分散， 所求截面就留有了一定裕度。1.5. 2考慮到機(jī)械強(qiáng)度的要求，選出的導(dǎo)線應(yīng)有最小截面的限制，一 般情況主

8、干線鋁芯不小于35mm2,銅芯不小于25nlm2；支線鋁芯不小 于25mm2,銅芯不小于16mm2。1.5. 3計(jì)算出的導(dǎo)線截面，還應(yīng)用最大允許載流量來校核。如果負(fù)荷電流超過了允許載流量，則應(yīng)增大截面。為簡單記憶，也可按銅線不大于7A/wn2,鋁線不大于5A/mm2的電流密度來校核。2合理供電半徑的確定 上面(6)式主要是滿足末端電壓偏差的要求，兼或考慮了經(jīng)濟(jì) 性，下面則按電壓偏差和經(jīng)濟(jì)性綜合考慮截面選擇和供電半徑的確 定。當(dāng)已知三相有功負(fù)荷時(shí)，則負(fù)荷電流lf=P/o如用經(jīng)濟(jì)電流密度j選 擇導(dǎo)線，則根據(jù)規(guī)則規(guī)定，農(nóng)網(wǎng)三相供電的功率因數(shù) 取 0. 85,所以 S=P/X0. 38X0. 85j=

9、P/0. 5594j=1.79P/jmm2(7)三相供電時(shí)，銅線和鋁線的最大合理供電半徑計(jì)算公式：Lst=1.79X85X11.65/j=1773/jm(8)Lsl=1.79X50X11.65/j=1042/jm(9)若為單相供電在已知P時(shí)，則S=lf/產(chǎn)P/Un/j=4. 55P/j (按阻性負(fù)荷計(jì))。按上法，令4.55P/j=PL/CAU%,從而求得：L=4. 55CAU%/jm(10)將前面求得的AU%代入(10),同樣可求出單相供電時(shí)，銅線和鋁線 最大合理供電半徑計(jì)算公式如下。Ldt=4. 55X14X13. 91/j=885/jm(11)Ld I =4. 55X8.3X13. 91

10、/j=525/jm (12)選定經(jīng)濟(jì)截面后，其最大合理供電半徑，三相都大于0.5km,單 相基本為三四百米，因此單純規(guī)定不大于0. 5km,對于三相來說是“精 力過?！保瑢蜗鄟碚f則“力不從心”。山東省榮成市電業(yè)局264300在當(dāng)前的農(nóng)網(wǎng)改造中，為了保證電能質(zhì)量，降低線損，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，一些文件和文章都提出了農(nóng)網(wǎng) 改造的技術(shù)要求，例如規(guī)定了各電壓等級線路的供電半徑：10kV不 超過15km, 0. 4kV不超過0. 5km。這對于科學(xué)地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，縮短 供電半徑和保證供電質(zhì)量，無疑是一件好事，在一定條件下，這種規(guī) 定也是必要的。但在具體執(zhí)行過程中或驗(yàn)收時(shí)，有人則認(rèn)為，只要不 超過15km和0

11、. 5km,就認(rèn)定符合標(biāo)準(zhǔn)，這是一種片面的看法，應(yīng)予 以糾正。例1：我市某村原有功負(fù)荷P=750kW,采用LGJ50導(dǎo)線，10kV 專線供電，線路全長7km。后因養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)的發(fā)展，負(fù)荷猛增至 2200kW,功率因數(shù)平均為0.85,試問該線路該不該改造？文檔解：是否改造，需計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)。線路載流量（負(fù)荷電流）和電流密度線路負(fù)荷電流：用T=P-F=149. 6 A萬 xiOxiO3 xo, 85電流密度小卜噤= 2.99 A/M線路末端電壓偏差電壓損失a 門 PR'QX m二-CA2 200 x 10, x 0.65 x 7 + 1 3§3 x © x 6 39 x

12、 710.SX1爐-1 308 V末端電壓Un = 5 - AU = 10 500 - 1 308 = 9 192 V末端電壓偏差率U% =W產(chǎn) x 100 =Ue9 192 - 10 000 10 000 xlg =-8. 08線路功率損失功率損失:尸=3嚴(yán)£=3 x 149,42x0. 65 x7x7=304.6 kW損失百分?jǐn)?shù):P% - p + X 100 二2 2（xP+ 3. 6 x 100 = 12. 2上述結(jié)果表明，導(dǎo)線負(fù)荷電流為149.4A,小于允許載流量220A, 可長期運(yùn)行不發(fā)熱，但電流密度2. 99A/mm2,比經(jīng)濟(jì)電流密度1.65A/mm2（按最大負(fù)荷利用小時(shí)

13、3000以下計(jì)算）高許多，因而功率損 失高達(dá)12. 2%。再從電壓偏差率看，-8. 08%也超出了供電營業(yè) 規(guī)則（以下簡稱規(guī)則）規(guī)定的±7%的范圍（此處所說的電壓偏差 系指規(guī)則所規(guī)定的用戶受電端的供電電壓的允許偏差為額定電壓 的百分?jǐn)?shù)，并非是電壓損失百分?jǐn)?shù)）。所以，此例中供電半徑雖只有 7km,仍需要改造。例2：某單相220V供電線路，路徑長L=250m,有功負(fù)荷P=30kW, 采用TJ-25導(dǎo)線供電，試分析運(yùn)行狀況。解：（1）電流密度及功率損失JL 136. 44 /IV A /電流密度=S = 25一 = 5, 45 A/mm功率損失:AP = KR = 136. 41 x 0.

14、 74 x 2 x 0. 25 x 10-n = 6. 88 kW心% = P + dP X 100 =泰瑞 X 100= 18.6線路末端電壓偏差因?yàn)槭堑蛪壕€路，線間距離小，感抗可忽略不計(jì)，可簡化計(jì)算=30x250 x 230 ,u SC 10025 X 14100 - 49. 3 V式中c常數(shù)，因?yàn)殂~線，C取14。_ S _ a * . g 23。- 49. 3 22。100 = -17.90% -“ xLOO =220x上述計(jì)算結(jié)果也說明，供電半徑雖只有250nl （小于500m）,線路 載流量（136. 4A）也小于允許載流量（180A）,但末端電壓偏差高達(dá)一 17.9%,大大超過了規(guī)

15、則+7%、 10%規(guī)定的范圍，有功損失 高至18. 6%,因此仍需改造，或加粗導(dǎo)線，或采用三相四線制的供 電方式。所以在農(nóng)村電網(wǎng)改造中，除解決電桿、金具、導(dǎo)線嚴(yán)重老化外， 要重點(diǎn)解決電壓偏差大和線損高的問題。因此，改造迂回線路，縮短 供電半徑，增大導(dǎo)線截面和改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將成為我們工作的重點(diǎn)。那么，又如何實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)呢?要達(dá)到供電半徑的標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo) 線截面又如何選擇呢？以往，我們根據(jù)農(nóng)電手冊的設(shè)計(jì)要求，對于0.3810kV導(dǎo) 線截面的選擇，一般先根據(jù)電壓損失的要求來選擇，然后用導(dǎo)線允許 截流量（發(fā)熱條件）和機(jī)械強(qiáng)度（允許最小截面）來驗(yàn)算。一般情況，特 別是在考慮到510年的發(fā)展裕度，后兩個(gè)條件也

16、均可滿足，不過為 了降損，用功率損失來校驗(yàn)一下也是十分必要的。線損降低了，也就 為將來城鄉(xiāng)同網(wǎng)同價(jià)鋪平了道路。現(xiàn)以低壓為例選擇導(dǎo)線。采用簡化公式：S=PL/CAU% (1)式中C,當(dāng)為三相四線，負(fù)荷均勻分配時(shí)，銅導(dǎo)線為83,鋁導(dǎo)線為 50；當(dāng)為單相220V,銅導(dǎo)線14,鋁導(dǎo)線8. 3。 U%采用多大呢？即在最大允許電壓損失時(shí)，末端電壓的偏差不超過規(guī)則的最 小要求值，可由下式計(jì)算：AU% =(5-U)/< X1OO)當(dāng)采用三相時(shí)，Ui=400V, Ue=380V, AU%=-7,求得AU=46.6V, U%= 11.65；當(dāng)采用單相時(shí)，Ui=230V, U0=22OV, AU%=-10,求

17、得 U=32V, AU%=13.91o在供電半徑為500rli時(shí)，為保證電壓偏差不超過規(guī)定范圍時(shí)，其導(dǎo)線最小截面與有功負(fù)荷的關(guān)系是：三相四線制：據(jù)式可得導(dǎo)線為銅線：Sst=500/83 X11.65P=0. 52P 導(dǎo)線為鋁線：Ssl=500/50 X11.65P=0. 86P (3)單相220V時(shí)：導(dǎo)線為銅線：Sdt=500/1 4X13.91P=2.57P(4)導(dǎo)線為鋁線：Sdl=500/8. 3X13.91 P=4. 33P(5)知道了有功P,就可以方便而簡單地計(jì)算出導(dǎo)線截面。例3：用例2的條件，重選導(dǎo)線截面并求電壓偏差及功率損失。解：A仍采用單相供電方式，用式導(dǎo)線截面：Sdt=2. 5

18、7P=2. 57X30=77. 1,選高一級的 TJ一95。末端電壓：U2=Ui- U=U.PL/CSXUi/100=230-30X250/14X95 X230/100=217V電壓偏差：AU%= (U2-Ue)/UeX100=217-220/220X100二一 1.36功率損失： P=12R=136. 42X0. 2X0. 25X2X10-3=1.86kW功率損失率：AP%=AP/ (P+AP) X 100=1.86/ (30 + 1.86)X 100=5.8如果是500m,不難算出AU%和AP%分別為-7. 2和11,其結(jié) 果均在合格范圍內(nèi)。所以在500nl以內(nèi)，按選擇導(dǎo)線截面， 不但可滿足現(xiàn)時(shí)負(fù)荷需要，還為發(fā)展留有了一定裕度。B改為三相四線，用式Sst=O. 52P=0. 52X30=15. 6為配合原采用的導(dǎo)線規(guī)格，可再加一根TJ25的同樣導(dǎo)線，其 中性線考慮機(jī)械強(qiáng)度并不小于相線截面的一半，故選用TJ 16型導(dǎo) 線。按前面計(jì)算方法，可算出AU%=1.46, AP%=3.7同樣可求出500m時(shí)的AU%和AP%分別為