配电变压器安装位置对低压线损的影响

摘要： 随着电网的不断发展与用电负荷的快速增长，搞好降损节电工作已成为现代电力企业管理的一项重要课题。线损率是供电企业一项综合性的技术经济指标，反映能源的有效利用及供电企业的经营管理水平。本文通过配电变压器几种不同安装位置，分析并计算其对低压线损的影响，最后用负荷矩平衡原理计算出配电变压器的最佳安装位置，从而做到降低线损，节能减排的作用。

Abstract： As the continuous development of the power grid， and the rapid growth of the electrical load， it brings the whole modern electric power enterprise management field an important topic： decreasing the line loss and energy conservation. The line loss rate is a comprehensive technical and economic index for a electric power enterprise， which reflects efficient energy use and power supply enterprise management level. This paper introduces several different installation positions of distribution transformer， through the analysis and calculation， to determine the effect of low pressure loss. According to the load moment balance principle， this paper finds a optimal location of distribution transformer by calculations， which play the role of the line loss decreasing d energy conservation.

关键词： 配电变压器；安装位置；线损

Key words： distribution transformer；installation position；line loss

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0044-03

0 引言

配电变压器的安装位置不合理，不仅影响供电可靠性、电压质量，还影响线损。相关规程规定：配电变压器的安装位置，应尽量靠近负荷中心。所谓负荷中心是配电变压器对各负荷供电的最佳配置点，于该配置点装设配电变压器，其供电的经济效益最好。

下面我们用几种常见配电变压器安装位置并通过改变其安装位置来讨论安装位置改变前后对线损的影响。

1 配电变压器由对单侧集中负荷供电改变为对两侧集中负荷供电

1.1 配电变压器对单侧集中负荷的供电 如图1所示，负荷集中于线路末端，配电变压器装于线路首端，向单侧供电。

此时线路的总有功损耗为：

ΔP=3I2R

1.2 将单侧供电调整为配电变压器对两侧集中负荷供电 如图2所示，配电变压器安装在两侧的集中负荷之间，向两侧供电。在两侧电阻、供电容量相等的情况下，线路的总有功损耗为：

ΔP=2×3×■■×■=■I2R

配电变压器安装位置调整后，线损的下降幅度为：

■×100%=75%

2 配电变压器由对单侧均匀分布负荷供电改变为对两侧均匀分布负荷供电

2.1 配电变压器对沿单侧线路均匀分布负荷的供电

如图3所示，负荷沿线路均匀分布，配电变压器安装于线路首端，向单侧供电。

线路首端电流为I，则距离线路L首端为x处的电流为：

IX=I-■=I（1-■）

此时线路的总有功损耗为：

ΔP=■3I■■Rdx=■3I1-■■Rdx=I■R

2.2 将单侧供电调整为配电变压器对沿两侧线路均匀分布负荷的供电 如图4所示，配电变压器安装在两侧均匀分布负荷之间，向两侧供电。在两侧电阻、供电容量相等的情况下，线路的总有功损耗为：

ΔP=2×■■×■=■I2R

配电变压器安装位置调整后，线损的下降幅度为：

■×100%=75%

3 改变向三侧集中负荷供电的变压器安装位置

3.1 配电变压器向三侧集中负荷供电 如图5所示，配电变压器向三侧集中负荷供电。

在三侧电阻、供电容量相等的情况下，线路的总有功损耗为：

ΔP=3×3×■■×R=I2R

3.2 调整配电变压器位置向三侧供电 如图6所示，配电变压器安装在三侧的集中负荷之间，向三侧供电。假设供电容量不变，线路电阻为原来三分一的情况下，线路的总有功损耗为：

ΔP=3×3×■■×■=■I2R

配电变压器安装位置调整后，线损的下降幅度为：

■×100%=67%

4 改变向三侧均匀分布负荷供电的变压器安装位置

4.1 配电变压器向三侧均匀分布负荷供电 如图7所示，配电变压器向三侧的均匀分布负荷供电。

在三侧电阻、供电容量相等的情况下，线路的总有功损耗为：

ΔP=3×■■×R=■I2R

4.2 调整配电变压器位置向三侧均匀分布负荷供电

如图8所示，配电变压器安装在三侧的均匀分布负荷之间，向三侧供电。假设供电容量不变，线路电阻为原来三分一的情况下，线路的总有功损耗为：

ΔP=3×■■×■=■I2R

配电变压器安装位置调整后，线损的下降幅度为：

ΔP=■×100%=67%

从上述的分析况可见，通过改变配电变压器的安装位置，不仅可以减少供电半径，提高了供电可靠性和电压质量，同时降低了线路损耗。下面我们继续讨论如何确定配电变压器的最佳安装点。

5 确定配电变压器的最佳安装点

5.1 直线供电的负荷 如图9所示意，假设直线上的负荷非均匀分布，用电负荷的大小不相等，间距也不等，如何确定配电变压器的最佳安装点，使其线路损耗最小？

此时，我们可以按负荷矩平衡原理来确定最佳安装设M为最佳安装点，负荷矩即线路有功功率与线路长度的乘积。使其顺时针方向和逆时针方向的负荷矩之和相等，便可以求得负荷中心即配电变压器的最佳安装点M。

设：P1（L1+X）+P2X=P3（L2-X）+P4（L2+L3-X）

有：X=■ M=X

5.2 放射供电的负荷 有4个呈放射状的用电负荷，其负荷大小、坐标如图10所示，求其配电变压器最佳安装点M。

设4个负荷的坐标分别为P1（x1，y1）、P2（x2，y2）、P3（x3，y3）、P4（x4，y4），根据负荷矩平衡原理，可以求得M点的坐标M（x，y），即配电变压器最佳安装点。

x（P1+P2+P3+P4）=P1x1+P2x2+P3x3+P4x4

解得：x=■

y（P1+P2+P3+P4）=P1y1+P2y2+P3y3+P4y4

解得：y=■

从上述的求解的规律，我们可以轻易得出n个呈放射状的用电负荷，其配电变压器最佳安装点M的坐标M（x，y）。

x（P1+P2+P3+P4+…+Pn）=P1x1+P2x2+P3x3+P4x4+…+Pnxn

得：x=■=■

y（P1+P2+P3+P4+…+Pn）=P1y1+P2y2+P3y3+P4y4+…+Pnyn

得：y=■=■

从上述分析可以得出：采用合理的方法确定配电变压器的安装点，即将电源引入负荷中心减小供电线路的长度，不仅可以提高供电可靠性、电能质量，还可以起到节能降损的作用。

6 小结

降低电能损耗是一个内容丰富涉及面广的工作，具有很强的技术性、经济性。强调提高能源效率，强化公众节能意识，建设节能型社会，给节能减排工作起到推动作用。本文通过验证合理布线证明如何有效降低低压线路上的线损率。根据现有情况谈本人对低压线损改造方向的看法，结合不同电网的实际采取电网升压改造，简化变电电压等级，迁移配电变压器为合理位置等措施来降低电网电能损耗。

参考文献：

[1]朴在林，孟晓芳.农村电力网规划.中国电力出版社，2006.

[2]中国航空工业规划设计研究院[M].工业与民用配电设计手册.中国电力出版社，2006.

[3]郑晓楠，刘金龙.加强低压线损管理的几点意见[J].黑龙江科技信息，2009，（09）.