近年來,隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)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(jià)”實(shí)施后,農(nóng)村單相負(fù)荷用電量極大增長的情況下,導(dǎo)致農(nóng)村低壓三相負(fù)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(gè)主要技術(shù)原因。以下是本人針對三相負(fù)荷不平衡時(shí)如何從理論上分析計(jì)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(fù)荷的大小、線路的長度、導(dǎo)線截面、環(huán)境溫度以及負(fù)荷分布情況有關(guān)。
　　本計(jì)算，只考慮負(fù)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(fù)荷分布對變壓器銅損的影響
　　假設(shè)變壓器所帶總負(fù)荷為S，K1、K2、K3分別為A相、B相、C相負(fù)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(jì)算公式為：W=(S/220)2•r•（K12+K22+K32）
　　從變壓器銅損的計(jì)算公式，可以看出，變壓器的銅損與負(fù)荷分布系數(shù)K1、K2、K3的平方和成正比。
　　特例1：三相負(fù)荷完全平衡時(shí)的銅損計(jì)算
　　當(dāng)三相負(fù)荷完全平衡時(shí)，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(fù)荷不平衡且完全偏向一相時(shí)的銅損計(jì)算
　　當(dāng)三相負(fù)荷不平衡且完全偏向一相時(shí)，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有兩個(gè)為0
　　可得K12+K22+K32=1
　　所以銅損W=(S/220)2•r。
　　特例3：三相負(fù)荷不平衡且完全由兩相平分時(shí)的銅損計(jì)算
　　當(dāng)三相負(fù)荷不平衡且完全由兩相平分時(shí)，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有一個(gè)為0
　　可得K12+K22+K32=1/2
　　所以銅損W=1/2•(S/220)2•r。
　　二、 負(fù)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(fù)荷為S，K1、K2、K3分別為A相、B相、C相負(fù)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?yàn)镮a+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(jì)算公式為：
　　W=(S/220)2•R•[2（K12+K22+K32）-(K1•K2+K2•K3+K1•K3)]
　　從計(jì)算公式，可以看出，低壓三相四線線路損耗與負(fù)荷分布系數(shù)K1、K2、K3有關(guān)。
　　特例1：三相負(fù)荷完全平衡時(shí)的線路損耗計(jì)算
　　當(dāng)三相負(fù)荷完全平衡時(shí)，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(fù)荷不平衡且完全偏向一相時(shí)的線路損耗計(jì)算
　　當(dāng)三相負(fù)荷不平衡且完全偏向一相時(shí)，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有兩個(gè)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(fù)荷不平衡且完全由兩相平分時(shí)的線路損耗計(jì)算
　　當(dāng)三相負(fù)荷不平衡且完全由兩相平分時(shí)，因K1+K2+K3=1且K1、K2、K3中有一個(gè)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(jì)算分析結(jié)果
　　經(jīng)過以上計(jì)算分析可知，同樣的用電設(shè)備，同樣的負(fù)荷，在三相負(fù)荷分配均衡與否，電能損失大不一樣，當(dāng)變壓器的三相負(fù)荷分配均勻時(shí)，變壓器和線路的電能損耗最小；負(fù)荷完全偏向一相時(shí)（單相供電時(shí)），變壓器銅損是平均分配時(shí)的3倍，三相四線線路的損耗將是平均分配時(shí)的6倍。可見，對農(nóng)村低壓供電時(shí)，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(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡，最大限度挖掘電網(wǎng)的降損潛力。