降低線路電能損耗的中間供電法

劉威進+王建秋

摘要：目前居民住宅小區變配電室很多是建在小區一側，采取一端供電的方式，這樣造成線路損耗及電壓降都很大，本文結合高中所學電學知識，提出由一端供電改為中間供電，可達到降低線路電能損耗及電壓降的效果。

關鍵詞：一端供電；中間供電；電能損耗；電壓降

一、前言

電網在輸送分配電能的過程中要產生一定線路損耗（I2R），這種損耗是避免不了的，但如果采取一定的措施是可以減少的。比如可以采取升高電壓送電，因為功率P一定，電壓U升高，電流I將降低，可以達到減少線路損耗的目的，也可以通過增大輸電導線截面，利用減少電阻R值的方法來達到減少線路損耗。還有一種方法是通過改變供電電源位置來達到減少線路損耗，相應也可減少線路電壓降。我們居住的小區變配電室通過改變供電電源位置的改造，即利用中間供電的方案，起到了非常好的效果，不僅減少了線路損耗，還滿足了各戶的電壓質量。

二、利用模擬供電線路比較一端供電與中間供電

如下圖，假設有三支路R1、R2、R3分別由電源1和電源2供電，為便于分析，設電源1和電源2兩條供電線路都相同，均為L1，且 L2=L3，RL2=RL3=RL，并設R1=R2=R3=R，因線路電壓降較小，可近似認為IR1=IR2=IR3=IR。

1、一端電源1供電時，線路損耗為（因電源線L1針對兩種供電方式所損耗的電能相等，所以不做考慮，只分析線路L2和L3的電能損耗）：

P=I22RL2+I32RL3=I22RL+I32RL

因I2=I3+IR2=IR3+IR2=2IR

所以：P=（2IR）2RL+IR2RL=5IR2R L

2、中間電源2供電時，線路損耗為：

P=I22RL2+I32RL3=I22RL+I32RL

因I2=IR1=I3=IR3=IR

所以：P=IR2RL+IR2RL=2IR2RL

3、一端電源1供電時，線路電壓降為：

UL1=I1RL1=3IRRL1

UL2=I2RL2=2IRRL2=2IRRL

UL3=I3RL3=IRRL

A點線路電壓降為：UA=UL1=3IRRL1

B點線路電壓降為：UB=UL1+UL2=3IRRL1+2IRRL

C點線路電壓降為：UC=UL1+UL2+UL3=3IRRL1+2IRRL+IRRL=3IRRL1+3IRRL

4、中間電源2供電時，線路壓降為：UL1=I1RL1=3IRRL1 UL2=I2RL2=IRRL UL3=I3RL3=IRRL

A點線路壓降為：UA=UL1+UL2=3IRRL1+IRRL

B點線路壓降為：UB=UL1=3IRRL1

C點線路壓降為：UC=UL1+UL3=3IRRL1+IRRL

通過對上述三支路的分析可知，一端供電與中間供電相比，電能損耗為5：2，即中間供電的電能損耗是一端供電的40%，同時中間供電的電壓降也明顯優于一端供電，由此可推出三支路以上的電能損耗和電壓降的情況，并可得出支路越多，改為中間供電降低線路損耗的效果越明顯。

三、推廣應用

中間供電法在實際當中要靈活運用，比如樓房供電布線很多地方也采取了中間供電方案，電源線從一端進入，通過穿管引到用電負荷中心，再分別向兩端供電，這樣效果就比較好。但不能一概而論，要視具體供電距離及用電負荷大小，通過計算，在經濟上及供電質量上做詳細比較之后再定。