供电半径的经验计算和应用

供电半径的经验计算和应用作者:

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供电半径供电半径就是从电源点开始到其供电的最远的负荷点之间的线路的距离，供电半径指供电线路物理距离，而不是空间距离。低压供电半径指从配电变压器到最远负荷点的线路的距离，而不是空间距离。城区中压线路供电半径不宜大于3公里，近郊不宜大于6公里。因电网条件不能满足供电半径要求时，应采取保证客户端电压质量的技术措施。0.4千伏线路供电半径在市区不宜大于300米。近郊地区不宜大于500米。接户线长度不宜超过20米，不能满足时应采取保证客户端电压质量的技术措施。供电半径是电气竖井设置的位置及数量最重要的参数。250米为低压的供电半径，考虑50米的室内配电线路，取200米为低压的供电半径，当超过250米时，每100米加大一级电缆。低压配电半径200米左右指的是变电所（二次为380伏）的供电半径，楼内竖井一般以800平方左右设一个，末端箱的配电半径一般30~50米。供电半径取决于以下2个因素的影响：1、电压等级（电压等级越高，供电半径相对较大）2、用户终端密集度（即：电力负载越多，供电半径越小）同种电压等级输电中，电压跌落情况小，那么供电半径就大。

相比较来说：在同能负载情况下，10kV的供电半径要比6kV的供电半径大。在统一电压等级下，城市或工业区的供电半径要比郊区的供电半径小。三相供电时，铜线和铝线的最大合理供电半径计算公式(J为经济电流密度)：Lst=1.79X85X11.65/j=1773/jmLs1=1.79X50X11.65/j=1042/jm单相供电时：铜线和铝线最大合理供电半径计算公式如下。Ldt=4.55X14X13.91/j=885/jm(11)Ldl=4.55X8.3X13.91/j=525/jm(12)选定经济截面后，其最大合理供电半径，三相都大于0.5km,单相基本为三四百米，因此单纯规定不大于0.5km,对于三相来说是“精力过剩”，对单相来说则“力不从心”。、经济电流密度值导线名称年最大负荷利用小时数3000以下3000〜50005000以上裸铜导线3.02.251.75裸铝导线1.651.150.9铜芯电缆2.52.252.0铝芯电缆1.921.731.54

低压导线截面的选择，有关的文件只规定了最小截面，有的以变压器容量为依据，有的选择几种导线列表说明,在供电半径上则规定不超过0.5km。本文介绍一种简单公式作为导线选择和供电半径确定的依据，供电参考。1低压导线截面的选择1.1选择低压导线可用下式简单计算：S=PL/CAU%(1)式中P——有功功率上亚；L——输送距离，m;C——电压损失系数。系数C可选择:三相四线制供电且各相负荷均匀时，铜导线为85,铝导线为50;单相220V供电时，铜导线为14，铝导线为8.3。

(1)确定AU%的建议。根据《供电营业规则》(以下简称《规则》)中关于电压质量标准的要求来求取。即：10kV及以下三相供电的用户受电端供电电压允许偏差为额定电压的±7%；对于380V则为407~354V;220V单相供电，为额定电压的+5%,-10%,即231~198V。就是说只要末端电压不低于354V和198V就符合《规则》要求，而有的介绍AU%采用7%,笔者建议应予以纠正。因此，在计算导线截面时，不应采用7%的电压损失系数，而应通过计算保证电压偏差不低于一7%(380V线路)和一10%(220V线路)，从而就可满足用户要求。(2)确定AU%的计算公式。根据电压偏差计算公式，A6%=(U2-Un)/Unx1O0,可改写为:A6=(U1—AU—Un)/Un,整理后得：△U=U1-Un-A6.Un(2)对于三相四线制用(2)式：△U=400-38O-(-0.07x380)=46.6V,所以AU%=AU/U1x1OO=46.6/400x100=11.65;对于单相220V,AU=23O-220-(—0.1x220)=32V,所以AU%=AU/U1x100=32/230x100=13.91。1.2低压导线截面计算公式1.51.5需说明的几点三相四线制导线为铜线时，Sst=PL/85x11.65=1.01PLx10-3mm2(3)导线为铝线时，Ssl=PL/50x11.65=1.72PLx10—3mm2(4)2.2对于单相220V：导线为铜线时，Sdt=PL/14x13.91=5.14PLx10-3mm2(5)导线为铝线时，Sdl=PL/8.3x13.91=8.66PLx10-3mm2(6)式中下角标s、d、t、l分别表示三相、单相、铜、铝。所以只要知道了用电负荷kw和供电距离m,就可以方便地运用(3)~(6)式求出导线截面了。如果L用km,则去掉10-3。

用公式计算出的截面是保证电压偏差要求的最小截面，实际选用一般是就近偏大一级。再者负荷是按集中考虑的，如果负荷分散，所求截面就留有了一定裕度。考虑到机械强度的要求，选出的导线应有最小截面的限制，一般情况主干线铝芯不小于35mm2,铜芯不小于25mm2;支线铝芯不小于25mm2,铜芯不小于16mm2。计算出的导线截面，还应用最大允许载流量来校核。如果负荷电流超过了允许载流量，则应增大截面。为简单记忆，也可按铜线不大于7A/mm2，铝线不大于5A/mm2的电流密度来校核。2合理供电半径的确定上面(3)〜(6)式主要是满足末端电压偏差的要求，兼或考虑了经济性，下面则按电压偏差和经济性综合考虑截面选择和供电半径的确当已知三相有功负荷时，则负荷电流If=P/。如用经济电流密度j选择导线，则S=If/j。根据《规则》规定，农网三相供电的功率因数取0.85,所以S=P/xO.38x0.85j=P/0.5594j=1.79P/jmm2(7)三相供电时，铜线和铝线的最大合理供电半径计算公式：Lst=1.79x85x11.65/j=1773/jm(8)Lsl=1.79x50x11.65/j=1042/jm(9)若为单相供电在已知P时，则S=If/j=P/Un/j=4.55P/j(按阻性负荷计)。按上法，令4.55P/j=PL/CAU%,从而求得：L=4.55CAU%/jm(10)将前面求得的AU%代入(10),同样可求出单相供电时，铜线和铝线最大合理供电半径计算公式如下。Ldt=4.55x14x13.91/j=885/jm(11)Ldl=4.55x8.3x13.91/j=525/jm(12)选定经济截面后,其最大合理供电半径,三相都大于0.5km,单

相基本为三四百米，因此单纯规定不大于0.5km,对于三相来说是“精力过剩”，对单相来说则“力不从心”。山东省荣成市电业局264300 在当前的农网改造中，为了保证电能质量，降低线损,减轻农民负担，一些文件和文章都提出了农网改造的技术要求，例如规定了各电压等级线路的供电半径：10kV不超过15km,0.4kV不超过0.5km。这对于科学地规划网络结构，缩短供电半径和保证供电质量，无疑是一件好事,在一定条件下，这种规定也是必要的。但在具体执行过程中或验收时,有人则认为，只要不超过15km和0.5km,就认定符合标准，这是一种片面的看法，应予以纠正。例1：我市某村原有功负荷P=750kW,采用LGJ-50导线,10kV专线供电，线路全长7km。后因养殖业和加工业的发展，负荷猛增至2200女亚,功率因数平均为0.85，试问该线路该不该改造？解：是否改造，需计算各项指标。（1）线路载流量（负荷电流）和电流密度线路负荷电流:

WrN —73-Mem,149-6A万149-6A万k10乂10J 85,A149.6-……□电流密度/b=v=-so"=2-"A/mm⑵线路末端电压偏差.常上*QX电压损失3=52200乂1小xQ65乂7+13§3x101菖0.39?<7―一皿5乂时 …08V末端电压510500-1308±9L92V末端电压偏差率dt7%奶一"Xdt7%奶一"X100=919?-^QQ°x1OO=-S.O8（3）线路功率损失功率损失:dP=3严Rh3x149.41x0.65x7IO-3=304.6kW损失百分数:Ap=p+“m100=

304,6im..,

2200+304,6X100=I2-2

上述结果表明，导线负荷电流为149.4A,小于允许载流量220A,可长期运行不发热，但电流密度2.99A/mm2，比经济电流密度1.65A/mm2（按最大负荷利用小时3000以下计算）高许多，因而功率损失高达12.2%。再从电压偏差率看，-8.08%也超出了《供电营业规则》（以下简称《规则》）规定的±7%的范围（此处所说的电压偏差系指《规则》所规定的用户受电端的供电电压的允许偏差为额定电压的百分数，并非是电压损失百分数）。所以，此例中供电半径虽只有7km,仍需要改造。例2：某单相220V供电线路，路径长L=250m,有功负荷P=30kW,采用TJ-25导线供电，试分析运行状况。解：（1）电流密度及功率损失r互“13-..4 -电流密度 1="=一--5.45A/mm功率损失：△P=PR-136.4,比d74汛Zx0.25kIO'3=6.98kW心%=x18="X100=13,6（2）线路末端电压偏差因为是低压线路，线间距离小，感抗可忽略不计，可简化计算

Au=梦悬］袈镯Au=梦悬］袈镯=493式中C——常数，因为铜线，C取14。双隗三xLQO230~-220X100二-17.9上述计算结果也说明，供电半径虽只有250m（小于500m）,线路载流量（136.4A）也小于允许载流量（180A）,但末端电压偏差高达一17.9%,大大超过了《规则》+7%、-10%规定的范围，有功损失高至18.6%,因此仍需改造，或加粗导线，或采用三相四线制的供电方式。所以在农村电网改造中，除解决电杆、金具、导线严重老化外，要重点解决电压偏差大和线损高的问题。因此，改造迂回线路，缩短供电半径，增大导线截面和改进网络结构将成为我们工作的重点。那么，又如何实现上述目标呢?要达到供电半径的标准要求，导线截面又如何选择呢？以往，我们根据《农电手册》的设计要求，对于0.38〜10kV导线截面的选择，一般先根据电压损失的要求来选择，然后用导线允许截流量（发热条件）和机械强度（允许最小截面）来验算。一般情况，特别是在考虑到5〜10年的发展裕度，后两个条件也均可满足，不过为了降损，用功率损失来校验一下也是十分必要的。线损降低了，也就为将来城乡同网同价铺平了道路。

现以低压为例选择导线。采用简化公式:S=PL/CAU% (1)式中C,当为三相四线，负荷均匀分配时，铜导线为83,铝导线为50；当为单相220V,铜导线14,铝导线8.3。AU%采用多大呢？即在最大允许电压损失时，末端电压的偏差不超过《规则》的最小要求值，可由下式计算：△ =(5- =lU'-AU-伉)/(ax100)当采用三相时，U1=400V,Ue=38OV,AU%=—7，求得AU=46.6V,AU%=11.65；当采用单相时,U「230V,Ue=220V,AU%=—10，求得AU=32V,AU%=13.91。在供电半径为500m时，为保证电压偏差不超过规定范围时，其导线最小截面与有功负荷的关系是：三相四线制：据(1)式可得导线为铜线：SSi=500/83x11.65P=0.52P(2)导线为铝线:SSl=500/50x1L65P=0.86P(3)单相220V时:

导线为铜线:Sdt=500/14x13.91P=2.57P(4)导线为铝线：Sdl=50O/8.3x13.91P=4.33P(5)知道了有功P,就可以方便而简单地计算出导线截面。例3:用例2的条件，重选导线截面并求电压偏差及功率损失。解小仍采用单相供电方式，用(4)式导线截面：Sdt=2.57P=2.57x30=77.1,选高一级的TJ-95。末端电压：U2=U1-AU=UlPL/CSxU1/100=230—30x250/14x95x230/100=217V电压偏差:AU%=(U2—Ue)/Uex100=217—220/220x100=—1.36功率损失:AP=l2R=136.42x0.2x0.25x2x10—3=