近年來,隨著農(nóng)村經(jīng)濟的飛速發(fā)展,農(nóng)民生活水平迅速提高,尤其是農(nóng)網(wǎng)改造完成及”同網(wǎng)同價”實施后,農(nóng)村單相負荷用電量極大增長的情況下,導(dǎo)致農(nóng)村低壓三相負荷極度不平衡,也是目前供電企業(yè)臺區(qū)線損率偏高而又容易忽視的一個主要技術(shù)原因。以下是本人針對三相負荷不平衡時如何從理論上分析計算對低壓線損率的影響。
　　一般來講，低壓線損主要包括變壓器損耗和低壓線路損耗。其中，變壓器的損耗主要由鐵損和銅損組成。鐵損主要與變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般不變。變壓器的銅損和低壓線路損耗主要與負荷的大小、線路的長度、導(dǎo)線截面、環(huán)境溫度以及負荷分布情況有關(guān)。
　　本計算，只考慮負荷分布對變壓器銅損和低壓三相四線線路損耗的影響。
　　一、 負荷分布對變壓器銅損的影響
　　假設(shè)變壓器所帶總負荷為S，K1、K2、K3分別為A相、B相、C相負荷分布系數(shù)，
　　則Sa=K1•S，Sb=K2•S，Sc=K3•S，
　　S=Sa+Sb+Sc=(K1+K2+K3）•S；(其中：K1+K2+K3=1)
　　根據(jù)Sa=Ua•Ia，
　　可知Ia=Sa/Ua=K1•S/220
　　同理Ib=Sb/Ub=K2•S/220
　　Ic=Sc/Uc=K3•S/220
　　假設(shè)變壓器內(nèi)部總銅損為W，r為變壓器內(nèi)部每相電阻，Wa、Wb、Wc分別為變壓器內(nèi)部每相銅損。
　　根據(jù)Wa=Ia2•r=(K1•S/220)2•r=K12•(S/220)2•r
　　Wb=Ib2•r=(K2•S/220)2•r=K22•(S/220)2•r
　　Wc=Ic2•r=(K3•S/220)2•r=K32•(S/220)2•r
　　則：W=Wa+Wb+Wc=(S/220)2•r•（K12+K22+K32）
　　由此可見，變壓器銅損的計算公式為：W=(S/220)2•r•（K12+K22+K32）
　　從變壓器銅損的計算公式，可以看出，變壓器的銅損與負荷分布系數(shù)K1、K2、K3的平方和成正比。
　　特例1：三相負荷完全平衡時的銅損計算
　　當(dāng)三相負荷完全平衡時，因K1=K2=K3且K1+K2+K3=1，
　　可得K12+K22+K32=1/3
　　所以銅損W=1/3•(S/220)2•r。
　　特例2：三相負荷不平衡且完全偏向一相時的銅損計算
　　當(dāng)三相負荷不平衡且完全偏向一相時，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有兩個為0
　　可得K12+K22+K32=1
　　所以銅損W=(S/220)2•r。
　　特例3：三相負荷不平衡且完全由兩相平分時的銅損計算
　　當(dāng)三相負荷不平衡且完全由兩相平分時，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有一個為0
　　可得K12+K22+K32=1/2
　　所以銅損W=1/2•(S/220)2•r。
　　二、 負荷分布對低壓三相四線線路損耗的影響
　　假設(shè)變壓器所帶總負荷為S，K1、K2、K3分別為A相、B相、C相負荷分布系數(shù)，
　　則Sa=K1•S，Sb=K2•S，Sc=K3•S，
　　S=Sa+Sb+Sc=(K1+K2+K3）•S；(其中：K1+K2+K3=1)
　　根據(jù)Sa=Ua•Ia，
　　可知Ia=Sa/Ua=K1•S/220
　　同理Ib=Sb/Ub=K2•S/220
　　Ic=Sc/Uc=K3•S/220
　　因為Ia+Ib+Ic+In=0
　　In=|Ia+Ib+Ic|=|Ia∠00+Ib∠1200+Ic∠2400|
　　=|(Ia•cos00+Ib•cos1200+Ic•cos2400)+j(Ia•sin00+Ib•sin1200+Ic•sin2400)|
　　=|(Ia-Ib•cos600-Ic•cos600)+j(Ib•sin600-Ic•sin600)|
　　=|(Ia-(Ib+Ic)/2)+j(Ib-Ic)•√3/2|
　　=√(Ia-(Ib+Ic)/2)2+((Ib-Ic)•√3/2)2
　　=(S/220)√(K1-(K2+K3)/2)2+((K2-K3)•√3/2)2
　　=(S/220)√K12+K22+K32-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)
　　假設(shè)低壓三相四線線路損耗為W，Ra、Rb、Rc、Rn分別為各相線路的電阻且
　　Ra=Rb=Rc=Rn=R，Wa、Wb、Wc、Wn分別為各相線路的損耗。
　　根據(jù)Wa=Ia2•Ra=(K1•S/220)2•Ra=K12•(S/220)2•Ra
　　Wb=Ib2•Rb=(K2•S/220)2•Rb=K22•(S/220)2•Rb
　　Wc=Ic2•Rc=(K3•S/220)2•Rc=K32•(S/220)2•Rc
　　Wn=In2•Rn=[K12+K22+K32-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)]•(S/220)2•Rn
　　則：W=Wa+Wb+Wc+Wn=(S/220)2•R[2（K12+K22+K32）-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)]
　　由此可見，低壓三相四線線路損耗的計算公式為：
　　W=(S/220)2•R•[2（K12+K22+K32）-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)]
　　從計算公式，可以看出，低壓三相四線線路損耗與負荷分布系數(shù)K1、K2、K3有關(guān)。
　　特例1：三相負荷完全平衡時的線路損耗計算
　　當(dāng)三相負荷完全平衡時，因K1=K2=K3且K1+K2+K3=1，
　　可得2（K12+K22+K32）-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)=1/3
　　所以線路損耗W=1/3•(S/220)2•R。
　　特例2：三相負荷不平衡且完全偏向一相時的線路損耗計算
　　當(dāng)三相負荷不平衡且完全偏向一相時，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有兩個為0
　　可得2（K12+K22+K32）-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)=2
　　所以線路損耗W=2•(S/220)2•R。
　　特例3：三相負荷不平衡且完全由兩相平分時的線路損耗計算
　　當(dāng)三相負荷不平衡且完全由兩相平分時，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有一個為0
　　可得2（K12+K22+K32）-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)=3/4
　　所以線路損耗W=3/4•(S/220)2•R。
　　三、 計算分析結(jié)果
　　經(jīng)過以上計算分析可知，同樣的用電設(shè)備，同樣的負荷，在三相負荷分配均衡與否，電能損失大不一樣，當(dāng)變壓器的三相負荷分配均勻時，變壓器和線路的電能損耗最小；負荷完全偏向一相時（單相供電時），變壓器銅損是平均分配時的3倍，三相四線線路的損耗將是平均分配時的6倍。可見，對農(nóng)村低壓供電時，盡量采用三相四線（380/220V）供電，限制或避免單相供電（220V）；對已采用三相供電的，又要盡量實現(xiàn)三相負荷平衡，最大限度挖掘電網(wǎng)的降損潛力。