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摘要：对农网改造中导线经济截面的优化选择方法进行了探讨，在传统的以经济电流密度值选择导线截面的基础上，提出考虑线损率的因素等优化方案，以利进一步节省能源，提高运行可靠性。
关键词：农网 改造　导线 截面　 　　目前，国家正在进行农网改造，在农网运行管理中的普遍问题是线损很大，问题出现的原因之一是在线路建设中没有顾及导线电能的损耗问题。一般的导线截面选择方法是用经济电流密度值或允许电压损失作为控制条件，但对于大负荷利用小时数比较低的农电线路，往往不能满足允许的电能损耗值。本文在选择导线截面中，就如何顾及线损率的问题，提出按照线损率选择导线截面的方法，并以此结合经济电流密度值提出综合选择方法，简称j→K→S法。并分别以线路上负荷集中和线路上负荷均匀分布，这两种情况下列出推导的计算公式。

1　负荷集中于线路末端时的计算

　　(1)　按允许线损率计算导线截面：

　　负荷集中于线路末端，全线采用同一截面(见图1)。

图1　负荷集中于线路末端潮流计算图

　　年损耗电能：A=P_mT_m(1)

　　设年允许线损率为K%

　　则ΔA_允=K%P_mT_m(2)

　　用损耗小时数τ和年大负荷计算线路的实际损耗为：

ΔA=3I²_mRτ×10^-3

=(P²_m+Q²_m)÷U²×τ×(ρL÷S)×10^-3(3)

　　根据要求：ΔA≤ΔA_允，设ΔA=ΔA_允，则：

P_mT_mK%=(P²_m+Q²_m)÷U²×τ×(ρL÷S)×10^-3

　　则S=τρL(P²_m+Q²_m)÷10KP_mT_mU²(4)

　　将Q_m=P_mtgφ代入(4)式，则变为：

S=τρL(P²_m + Q²_m)÷10KP_mT_mU²

=τρLP_m(1+tg²φ)÷10KP_mT_mU²(5)

　　式中　τ——年损耗小时数，h

　　　T_m——年大负荷利用小时数，h

　　　P_m、Q_m——年大有功及无功负荷，kW、kvar

　　　K——线路允许线损率

　　　U——线路平均电压，kV

　　　ρ——导线电阻率，Ω·mm²/km

　　　tgφ——年大负荷时的功率因数角正切值

　　　L——线路长度，km

令：S_k=τρ(1+tg²φ)÷10KT_mU²(6)

则S=S_kP_mL(7)

　　(5)式是按照线路允许线损率K值选择导线截面的计算公式。很明显S和K是成反比例关系。

当U=35kV，cosφ=0.8时，S_k值如表1。

表1　电压为35kV的S_k值表

K S_k(mm²/kW·km)   T_m=4000 T_m=7000 1 2.199×10^-3 2.686×10^-3 2 1.100×10^-3 1.343×10^-3 3 7.328×10^-4 8.960×10^-4 4 5.499×10^-4 6.716×10^-4 5 4.399×10^-4 5.373×10^-4 6 3.660×10^-4 4.477×10^-4 7 3.142×10^-4 3.837×10^-4 8 2.750×10^-4 3.357×10^-4

　　当U=10kV，cosφ=0.8时，S_k值如表2。例1：一条35kV线路输送大负荷P_m+jQ_m=1500+j1000，线路长度50km，T_m=4000h，设K%=4%，计算满足线损率的导线截面。

　　计算过程如下：

　　按要求：cosφ=0.8，

　　查表：S_k=5.499×10^-4，

　　所以：S=1500×50×5.499×10-4=41.24(mm²)。

　　故选取导线为LGJ－50。

　　同样上述情况，如果用经济电流密度法选取导线截面：

则：

　　相当于K%=6%时，按线损率计算导线截面：

S=1500×50×3.660×10^-4=27.45(mm²)

　　综合上述两者，需取LGJ－35导线。

　　此例说明，用经济电流密度法所选取的导线截面在大负荷情况下的线损率要比通常允许的线损率大。

表2　电压为10kV的S_k值表

K S_k(mm²/kW·km)   T_m=4000 T_m=7000 1 26.948×10^-3 32.907×10^-3 2 13.474×10^-3 16.452×10^-3 3 8.938×10^-3 10.969×10^-3 4 6.737×10^-3 8.227×10^-3 5 5.389×10^-3 6.581×10^-3 6 4.491×10^-3 5.484×10^-3 7 3.850×10^-3 4.669×10^-3 8 3.368×10^-3 4.113×10^-3

　　(2)　按经济电流密度运行时的线损率计算：

　　在上面例题中可以看出满足j值，即线路在经济电流密度运行时一定有一个对应的线损率。

　　因此，如果结合经济电流密度来确定允许线损率的计算式可由下式推导出：

 (8)

　　比较(8)和(5)式可得出：

(9)

　　设