浅谈单、三相混合供电方式

浅谈单、三相混合供电方式

李国军曲小成

李国军曲小成（黑龙江省兰西县电业局）

摘要：我国配电网现在实行的三相三线制供电方式，电力利用率低，低压线损和变损过大，浪费能源，电价过高，可靠性差。

关键词：单、三相混合供电方式

1概述

我国农村电网的特点是供电半径长、负荷小、线损大。我国配电网现在实行的三相三线制供电方式由于工程造价高，使得高压线路很少延伸到负荷中心，使用的配电变压器全部是三相变压器，而我地区农村大部分负荷是单相负荷，一个独立台区内动力负荷很少，只占到全部负荷的0.5%，这样一来，造成电力利用率低，低压线损和变损过大，浪费能源，电价过高，可靠性差。

2单三相混合供电的几种模式

单三相混合供电方式有几种，根据我省实际情况，有三种方式可以实现：一是10KV中性点不接地的三相三线制，采用两相线单相供电；二是10KV“两线一地”制，采用一线一地单相供电；三是中性点接地的三相三线制，采用一线一地单相供电。现分析如下：

2.110KV中性点不接地的三相三线制，采用两相线单相供电方式这种方式保持现有配网制式，以两根相线接单相变压器的高压侧两线进行供电。这种方式最容易实现，只是采用单相变压器而已，单相支线电压仍为10KV。但用了两根导线，开关、避雷器等电气设备仍用双套，经济指标稍差，但仍保持了中性点不接地的特点，供电可靠性高。

2.210KV“两线一地”制，采用单相供电方式这种方式适用于10KV“两线一地”系统，支线采用单相一线一地供电方式。这种方式也比较容易实现，支线单线电压保持10KV，不需研制新产品，由于单相支线只采用一根导线，相应的开关、避雷器、横担等电气设备仅为一组，加之，单相变压器容量小，不需专设变压器台，仅挂在柱上，因此，有较好的经济指标。但它的供电可靠性相对低一些，对系统有较高的要求。

2.310KV中性点接地三相四线制。采用一线一地单相供电方式这种方法需改变10KV配点系统接线方式，将不接地系统改为接地系统。这是美国等国家普遍采用的配电供电方式，但电压等级较为灵活，有7.2KV（相电压）、14.4KV（相电压）等。这种方式必须将主变压器10KV侧改为Y接法，虽然比较容易实现，但对接地有较高要求。

3单三相混合供电方式的经济比较

在单三相混合供电方式中，单相与三相供电方式之间有一个经济合理的界限，也就是在多大负荷下采用单相供电好，在多大负荷下采用三相供电经济合理。由于三相供电相当于节省了三根导线（电流回路），所以一般说来三相供电比单相供电要经济，但当负荷或负荷矩较小时，三相供电由于采用三根导线、其它电气设备如避雷器、绝缘子、开关电器都需要三套，那么就不经济了。我们按照以上提到的单三相混合供电方式进行比较。比较方法是：在一定的负荷矩下，分别求出单三相供电方式的年费用，令两个方案年费用相等，从而得出负荷矩的临界值。

3.110KV中性点不接地的三相三线制，采用两相线单相供电方式。在比较中以三相选用LGJ—25导线为标准，单相分别选用LGJ—25、LGJ—35与三相相比较

曲线上方表示单相经济，下方表示三相经济。从图中可看出，单相供电时采用LGJ—35导线，比采用LGJ—25导线更为经济。

3.210KV“两线一地”制，采用单相供电方式。

3.310KV中性点接地三相四线制。采用一线一地单相供电方式。

由于这种供电制式改造比较复杂，本人能力有限，暂不赘述。

4使用单相变压器的经济意义

4.1相同容量的单相变压器与三相变压器相比，单相变压器的铁重轻20%，铜重少10%，节约材料造价低。尤其是采用卷铁心结构时，变压器的空载损耗可下降15%，空载电流可下降30%~50%。

4.2在电网中如采用一线一地制的单相供电系统，经计算表明：在输送相同电力容量情况下，按允许电压降计算，可节省导线33%~63%；按经济电流密度计算，可节约导线重量42%；按机械强度计算，可降低导线损耗66%。因此可降低整个输电线路的投资。

4.3单相变压器容量小、结构简单、使用量多，尤其适合大批量的现代化生产，有利于提高产品质量和经济效益。

5几种低压单相负荷供电制式的比较

无论采用上述那一种10KV单三相混合供电方式，都需要采用单相变压器，其低压侧的单相负荷供电有二种供电方式。①单相二线制；②单相三线制，现分述如下：

5.1单相二线制这是我们目前普遍采用的供电方式。

假设有两个单相负载Z1和Z2，且Z1=Z2，一根导线线路电阻为R0，那么，线路损失XS1为：XS1=I2×2×R0×T×10-3

其中：

I——线路总电流（A）

R0——一根导线电阻（Ω）

T——运行时间（h）

5.2单相三线制这种方式是在单相变压器低压侧采用双绕组，且接成异名端,如果负荷对称，即Z1=Z2，则O线没有电流。假设其单相负载与单相两线制负载一样，则在这种供电方式中的线路电流为，其线路损失为：XS2=[()2×2R0×T×10-3]=I2×R0×T×10-3

很显然，XS2=XS1。在负载分配对称时，单相三线供电方式比单相二线供电方式线损少了3/4。即使在负荷分配不对称时，也会有明显的降低线损效果，这在我们现在低压线路供电半径较长的情况下，采用这种供电制式尤为经济。

6建议与结论

通过分析比较，单三相供电方案是成功有效的，在一定条件下是可行的。建议如下：①在10KV配电系统的建设和改造中，将单三相负荷分开，采用小容量的单相变压器，将高压延伸至负荷中心，缩短低压供电半径。②在10KV中性点不接地系统中，当负荷矩小于800KW*KM时，采用两相线单相供电方式。③研究单三相转换器（逆变器），将单相电源转换成三相电源，以适应于单相供电方式下采用三相动力负荷。