論單主線供電與多支線供電的優劣性

李國平

（樂昌市中建材水泥有限公司）

論單主線供電與多支線供電的優劣性

李國平

（樂昌市中建材水泥有限公司）

單主線供電是指從電網到用戶入戶只有一條輸電線路的供電方式，多支線供電是指從電網到用戶入戶有多條同電壓等級的輸電線路的供電方式。對于一個需要增加新電源的投資項目，投資者會根據項目規模、資金狀況、建設場地許可、經營年限及環境等因素，酌情選擇不同的供電方式。

區域公司下屬兩水泥企業就分別有這兩種供電方式，我公司供電系統由一條110kV線路、一個110/10kV變電站（內設20000kVA主變一臺）構成，到廠線路長度為3.5km，而集團公司下屬另一家水泥企業的供電系統則是由六條10kV線路分別直接供電給車間工段的高壓配電室構成，包括生料制備、煤粉制備、燒成系統、水泥制備、礦山系統和生活辦公系統。公司行政領導曾就兩種供電方式各有什么優缺點提出過疑問，在此，我從運行成本和建造成本兩方面，對兩種供電方式對比分析論述如下。

1 供電模式約定及選材

（1）單主線供電模式（已在運行模式）：電壓等級110kV，線路材料LGJ、截面積300mm2、供電距離3.5km，一回路。

（2）多支線供電模式：按水泥企業生產特點結合盡量減少支線的情況下，按四條10kV進戶線考慮供電方式，包括礦山進線、生料進線、燒成進線（含煤磨系統）、水泥進線共四條支線，生活和辦公系統可考慮從其中一個或多個進線中供電，為簡化計算，負荷粗略按四條線路平均分配，電壓等級10kV、線路材料LGJ、截面積185mm2、供電距離3.5km。

2 電力標準參數及計算公式

LGJ300mm2架空線路交流電阻為0.125Ω/km，阻抗為0.325Ω/km；

LGJ185mm2架空線路交流電阻為0.183Ω/km，阻抗為0.34Ω/km。

三相線路有功及無功損耗計算公式為：

式中：ΔPX為線路有功損耗；ΔQX為線路無功損耗；Ijs為計算電流；R為交流電阻；X為交流電抗。

式中：R0為每公里電阻；x0為每公里電抗；l為供電距離。

式中：Pjs為計算有功功率；Qjs為計算功率。

式中：Ps為當采用利用系數法時，統一換算到負載持續力為100％以下的有功功率；kx為需要系數。

3 因為水泥企業的負荷主要為風機與球磨機，且為連續工作制，按電力設計可粗略地估算Ps為用電設備功率，即為裝機容量，kx（設計值為0.75～0.85）取0.8，另外實際生產運行功率因數為0.93，因此根據cosφ=0.93，推出tanφ=0.395，公司裝機容量按20000kW。結合上述公式，有功電能損耗計算如下：

得出：單一專線供電線路有功損耗：

ΔPX=3×90.2952×0.125×3.5×10-3=10.7kW/h

四支線供電線路有功損耗：

ΔPX=3×248.312×0.183×3.5×10-3×4=473.9kW/h

另單一專線供電，主變有功損耗按0.02×Sjs計算，為0.02×17202.98=344.06kW/h；

故單一專線供電有功損耗總計為10.7+344.06=354.76kW/h；

水泥企業生產線正常年運行時間可按330d計，對比計算兩種供電方式的有功損失如下：

單主線供電有功電能損耗為：354.76×24×330=2809699.2度；

四支線供電有功電能損耗為：473.9×24×330=3753288度。

4 運行成本對比

按生產實際運行的綜合電價0.6元/度算，單主線供電比四支線供電，年節約電費為：（3753288-2809699.2）度/年×0.6 元/度=566153.28 元/年。

5 投資成本對比分析

2005年我公司建造110/10kV變電站投資約380萬元，外線架設投資50萬元/km×3.5km=175萬元，合計單主線供電需投資為：380萬元+175萬元=555萬元；

如果架設四條支線供電，同期投資約為12萬元/km×3.5km×4=168萬元；

兩項相比投資差額為555-168=387萬元（此項還未計電網四條出線間隔的投資）；

投資回收期為：3870000元/566153.28元/年=6.84年。

6 兩種供電方式的優缺點對比如下

（1）單一主線供電具有投資較大，運行成本低，回收時間短的特點，有長遠的經濟效益，且回路較少，維護費用相對會降低，亦有外線架設和維護受外圍環境影響少的優點；但單一回路供電具有外線一旦失電就會造成整個生產和生活系統斷電的缺點，所以對供電系統的設備完好性提出了更加高的要求，不過供電部門越來越會對110kV電壓等級的供電有足夠的可靠性保障，從我公司2005年至今，該供電方式從沒有發生過因為外線故障斷電引起的事故；另外公司內設變電站，雖然有一定的管理成本，但其可集中管理的特點，整體性、靈活性和協調性更大，也對系統功率因素的提高有更好的保證作用。

（2）多支線供電方式具有投資少，線路故障引發的電源事故不會造成系統大面積停電（除非外電110/10kV變電站出現系統故障）的優點，并且沒有站內管理的成本；但因為線路多，建設階段外線施工受外圍影響相對較大，運行階段成本較高，故障點增多，維護工作量會相對較大，且在供電系統出線間隔多，受電網制約較大。

綜上所述，兩種供電方式各有優缺點，作為中型以上的水泥企業，選擇高電壓等級的單主線供電，具有保證高質量電能和運行長遠收益的優點。

U212.32

A

1004-7344（2016）23-0050-01

2016-7-19