供电半径的经验计算和应用资料

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=1.79×85×11.65/j=1773/jm

Lsl=1.79×50×11.65/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=4.55×14×13.91/j=885/jm(11)

Ldl=4.55×8.3×13.91/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”。

一、经济电流密度值

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/CΔU％(1)

式中P——有功功率，kW；

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ΔU％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ΔU％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－7％(380V线路)和－10％（220V线路），从而就可满足用户要求。

(2)确定ΔU％的计算公式。根据电压偏差计算公式，Δδ％=(U2－Un)/Un×100，可改写为：Δδ=(U1－ΔU－Un)/Un，整理后得：

ΔU=U1－Un－Δδ．Un(2)

对于三相四线制用(2)式：ΔU=400－380－(－0.07×380)=46.6V,所以ΔU％=ΔU/U1×100=46.6/400× 100=11.65；对于单相220V，ΔU=230－220－(－0.1×220)=32V，所以ΔU％=ΔU/U1×100=32/230×100= 13.91。

1.2低压导线截面计算公式

1.2.1三相四线制：导线为铜线时，

Sst=PL/85×11.65=1.01PL×10－3mm2(3)

导线为铝线时，

Ssl=PL/50×11.65=1.72PL×10－3mm2(4)

1.2.2对于单相220V：导线为铜线时，

Sdt=PL/14×13.91=5.14PL×10－3mm2(5)

导线为铝线时，

Sdl=PL/8.3×13.91=8.66PL×10－3mm2(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。

1.5需说明的几点

1.5.1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。

1.5.2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。

1.5.3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定。

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/×0.38×0.85j=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=1.79×85×11.65/j=1773/jm(8)

Lsl=1.79×50×11.65/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/CΔU％，从而求得：

L=4.55CΔU％/jm(10)

将前面求得的ΔU％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=4.55×14×13.91/j=885/jm(11)

Ldl=4.55×8.3×13.91/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2200kW，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：

电流密度

(2)线路末端电压偏差

电压损失

末端电压

末端电压偏差率

(3)线路功率损失

功率损失：

损失百分数：

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1

2.2％。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

电流密度

功率损失：

(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

式中C——常数，因为铜线，C取14。

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－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/CΔU％(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。

ΔU％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：

当采用三相时，U1=400V，U e=380V，ΔU％=－7，求得ΔU=46.6V，ΔU％=11.65；当采用单相时，U1=230V，U e=220V，ΔU％=－10，求得ΔU=32V，ΔU％=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：S ST=500/83×11.65P=0.52P(2)

导线为铝线：S SL=500/50×11.65P=0.86P(3)

单相220V时：

导线为铜线：S DT=500/14×13.91P=2.57P(4)

导线为铝线：S DL=500/8.3×13.91P=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：A仍采用单相供电方式，用(4)式

导线截面：S DT=2.57P=2.57×30=77.1，选高一级的TJ－95。

末端电压：U2=U1－ΔU=U1PL/CS×U1/100=230－

30×250/14×95×230/100=217V

电压偏差：ΔU％=（U2－U e）/U e×100=217－220/220×100=－1.36 功率损失：ΔP=I2R=136.42×0.2×0.25×2×10－3=1.86kW

功率损失率：ΔP％=ΔP/（P＋ΔP）×100=1.86/（30＋1.86）×100=5.8 如果是500m，不难算出ΔU％和ΔP％分别为－7.2和11，其结果均在合格范围内。所以在500m以内，按(2)～(5)选择导线截面，不但可满足现时负荷需要，还为发展留有了一定裕度。

B改为三相四线，用(2)式

S ST=0.52P=0.52×30=15.6

为配合原采用的导线规格，可再加一根TJ－25的同样导线，其中性线考虑机械强度并不小于相线截面的一半，故选用TJ－16型导线。

按前面计算方法，可算出ΔU％=1.46，ΔP％=3.7

同样可求出500m时的ΔU％和ΔP％分别为－2.35和7.12

从A、B两种改造方法看，改为三相四线更为合理，应优先采用，这对平衡变压器三相负载更为有利。

需强调的一点是：(2)～(5)式计算出的导线截面，是按现时500m 末端集中负荷且保证末端电压偏差不超过《规则》规定范围的最小截面，如果负荷分散或再按经济电流密度验算后，取截面较大者，这样导线的选择就更加合理。

毋庸置疑，在农网改造中，强调缩短供电半径是必须的，也符合科学规律，在一定条件下规定供电半径也是必要的，但不能不顾网络的实际情况不讲条件地认为只要小于0.5km和15km就是合理的，而必须在实践中进行有关计算和分析，以选择合适的导线截面和确定合理的供电半径。