罗红郭喜庆中国农年夜学(100083)

张磊北京供电公司(100031)

摘要：凭据我国农村电网的现实情况，经由过程建立年费用数学模子，得出了在小负荷状态下，10kV支线采用单相、三相两种配电方式事实哪种合理的判据--临界负荷矩，肯定了单相供电的适用范围，并对我国农村电网采用单相、三相夹杂配电方式提出了建议。

要害词：农网用配电方式单相、三相夹杂配电方式单相供电三相供电

1　前言

农村电网用配电方式主要指单相、三相夹杂配电方式，对于年夜型用户或动力负荷较年夜的用户以三相支线供电，而对较小的用户以单相支线供电。

在国外，有许多国家凭据本国的现实情况普遍采用了这类配电方式并取得成功，例如：美国、加拿年夜、印度、新西兰、澳年夜利亚和南美洲的一些国家，在农村年夜多采用单相、三相夹杂配电方式。但在我国农村，动力用电占一定比重，这与国外生活用电占一定比重有较年夜区分。是以，本文主要论述合适我国农村电网现实情况的单相、三相夹杂配电方式及其适用范围。

2　单相、三相夹杂配电可能实现的方式

单相、三相夹杂配电可能实现的方式有许多种，凭据我国国情和农村电网的现实情况，有3种可能实现的方案，其中，以单相采用不接地的两线供电为好(如图1所示)。其供电电源变压器的中性点不接地或为三角形接线，干线为三相三线制，年夜用户支线也为三相三线制，而小用户支线为单相两线制，其特点是：

图1　10kV中性点不接地系统配电方式

(1)轻易实现。开关装备、三相配变都可照常使用，只需增设响应的单相配电变压器系列产物，即可实现；(2)单相支线电压为10kV，比三相系统的相电压高倍，但用了两条导线，经济指标的劣有待进一步探讨；

(3)当发生一相接地时，不会造成短路，不会立即跳闸，可以继续运行一段时间，以便维修人员寻觅、破除故障，因而供电靠得住性比力高，连结了中性点不接地系统的特点。

3　农网单相、三相夹杂配电方式运用研究

3.1　单相、三相夹杂配电方式运用研究的基本方式

由于三相供电等于勤俭了3条导线(电流回线)，一般来说，三相供电比单相供电经济。可是，当负荷较小时，三相配电方式的导线计较截面可能小于排挤线路的小答理导线截面，这时候采用三相供电就纷歧定是经济的，而采用单相供电多是经济的，而两者之间必然存在着一个经济合理的分界限。

寻觅单相供电与三相供电经济合理分界限的思绪是：在统一负荷矩(是决议导线截面的重要条件)下，令三相供电采用排挤线路小答理导线截面，计较其年费用；令单相供电采用年夜于或等于小答理截面的导线截面，计较其年费用，然后，令两种配电方式的年费用相等，即可获得两者之间的合理分界限。

由于在宏观论证进程中，难以事前获得集中负荷的数据资料，是以，计较中近似认为负荷沿线路平均散布。两种配电方式的年费用由其10kV支线年费用和配电变压器年费用组成。年费用计及综合投资年费用和年运行费，而年运行费为一年的运行维护费和电能消耗费之和。

另外，由于我国农网10kV线路化电压消耗为3～5，是以可以假设10kV支线年夜电压消耗不跨越0.5～1，斟酌电压消耗的约束条件并保留一定裕度，可以得出支线负荷矩的年夜值为300～600kW·km。是以，10kV支线采用单相或三相配电方式的分界限也在负荷矩小于300～600kW·km的范围内拔取。

凭据上述思绪，当单相线路选用LGJ－35导线，三相线路选用LGJ－25导线时，计较出两种配电方式之间经济合理的分界限如图2曲线所示，曲线左上部门为单相供电适用负荷区，右下部门为三相供电适用负荷区。由图可知，当分支线供电距离一定，单相支线负荷矩小于某一值时，采用单相供电才合理，我们称该负荷矩为临界负荷矩。

图2　单相、三相配电方式的临界负荷矩曲线

临界负荷矩的意义分析以下：当供电距离一按时，假设负荷矩较小，则负荷功率就比力小，采用三相配电方式时，导线的计较截面可能远远小于排挤线路的小答理截面。因而，采用单相供电比力合理。反之，当供电距离一按时，假设负荷矩较年夜，则负荷功率就比力年夜，采用三相配电方式时，导线的计较截面可能等于或接近于排挤线路的小答理截面。因而，采用三相供电可能比力合理。或说，在供电距离一定，负荷小的情况下，单相供电比三相供电勤俭的导线投资，可以充实抵偿单相供电电能消耗所增加的费用。

经由过程我们的研究，获得了在小负荷状态下，单相、三相两种配电方式事实哪种合理的判据--临界负荷矩，这为肯定单相配电方式的适用范围提供了有力的科学依据。

3.2　支线采用单相供电时的年夜负荷矩和年夜负荷

如前所述，使单相支线线路的年费用与导线采用排挤线路小截面时三相支线线路的年费用相等，可以获得单相支线的供电距离与临界负荷矩的关系。即当供电距离一按时，单相支线所能传送的临界负荷矩(也即年夜负荷矩)即可以肯定。为了较严酷地控制单相线路的适用范围，将该负荷矩计较值的30作为推荐的年夜负荷矩，再斟酌负荷的散布特征，可以获得单相支线所能传送的年夜负荷值，如表1所示。

表1　单相支线的推荐年夜负荷矩和年夜负荷值

由表1可知，仅从10kV单相线路与三相线路经济比力来看，单相支线的顺应范围是比力年夜的，在我国农村的很多地域都可采用这类供电方式。

4　单相供电的低压440/220V配电网

单相供电的低压配电网接线如图3所示，单相配电变压器低压侧为440V，中心加1个抽头，引出3条导线，相线与零线(或中线)之间的电压为220V，可以接进单相受电器。假设两相线上的负荷对称，则零线(或中线)中的电流为零，零线中既没有电压消耗，也没有电能消耗，但零线(或中线)不能取消，否则用户间会相互干扰，甚至造成装备损坏或供电中断。

图3　低压单相三线接线方式

这类单相三线制线路相当于两条单相线路。它与普通的两条单相线路相比，有两个点，一是节省了一根导线，二是电压消耗和电能消耗均下降了一半。

5　单相、三相夹杂配电方式在我国农网中的运用

经过研究，对我国农村电网采用单相、三相夹杂配电方式提出以下建议：

(1)单相支线上的负荷不跨越表1所列的值，单相支线供电区无年夜动力用户，单相电念头的单台容不跨越3kW时，建议采用单相、三相夹杂配电方式；

(2)建议在县城无年夜动力负荷的居平易近小区进行试点运用；

(3)在可预见的未来，对无年夜动力用户的农村，建议加年夜推行单相供电的力度。