農村電網“低電壓”治理技術措施分析

發布日期：2018-03-08 來源：變壓器網 瀏覽次數：723

1 引言

電壓合格率是衡量電能質量和用電服務的重要指標之一，電壓質量的好壞直接關系到電力系統的安全和經濟運行，對用戶安全生產和產品質量有著重要影響，最大限度地提高電壓合格率是電力企業向客戶提供優質服務的重要體現。隨著農村經濟快速發展和用戶用電負荷增長，局部地區“低電壓”問題還將不同程度地出現，治理“低電壓”問題將是一個長期、動態的工作，在今后的農網升級改造過程中“低電壓”問題治理也將成為又一重點工作。

2 農村低電壓產生原因的分析

隨著農村經濟的快速發展，新農村城鎮化建設進程的不斷加快，特別是“家電下鄉”等一系列惠農政策的實施，農村用電量和用電負荷日并益攀升，農村電力需求與日俱增。特別是在用電高峰的夏季和冬季的春節期間，許多農村已經出現了空調、冰箱、洗衣機等家用電器“想買不敢買”、“買了不敢用”、“用了也沒用”的尷尬現象。近年來許多農民工回鄉創業，在家開辦了各種小型化家庭加工廠，使得農村用電負荷驟增，由于農網中低壓線路線徑偏小，配電容量嚴重超載。農業生產用電受季節性、時間性強，峰谷差大。農閑季節，白天用電負荷小，晚間負荷大；農忙季節，白天負荷大；夏季農田灌溉或秋季抽水抗旱時，各種大小型水泵等排灌設備全部開足馬力，用電負荷達到最高點，線路末端電壓也是最低點。供電能力與農村經濟發展不相適應矛盾突出，供電出現新的瓶頸，農村用電負荷的快速增長，已經大大超出了第一期農網改造期時適度超前的預留容量。

農村電網存在的“卡脖子”問題：

（1）電網結構薄弱，變電站布點不足，末端電網不能滿足N-1。很多地方由變電站單回供電，在線路故障或檢修時，存在較大面積停電，部分35kV線路導線線徑小，環網轉供能力差，單放射型接線，在負荷高峰時段末端電壓低，不能滿足供電需求。

（2）導線線徑小，供電半徑長。目前農村網35kV線路導線一般以LGJ-50、LGJ-70型號為主，線路老化嚴重，線路只安裝避雷器，無全線避雷線保護。較多農村區域的10kV主線平均長度均超過15km，部分10kV線路甚至長達20km以上。另外配變容量普遍偏小，布點不足。農村公用變壓器容量70%配置在30kVA~200kVA之間，遠遠不能滿足負荷增長的需要。

（3）供電可靠性問題：線路設備運行時間長，陳舊老化。這些老線路抗御自然災害的能力非常脆弱，一遇到大風、冰雪、雷雨等災害性天氣就會因斷線、倒桿而停電。部分變電站保護自動化程度低，10kV配網線路的轉供能力差，聯絡點、開斷點少。一旦發生設備故障極易造成全線停電。

（4）通信、信息系統不完善。由于較多供電公司至各變電站、各中心供電所尚未建成電力專用光纖，大部分租用中國電信光通道傳輸信息，電路容量只有8M，一旦光纖通道發生故障，則需要跨單位進行聯系和維護，對電網通信安全和調度自動化管理帶來很大難度，難以滿足縣調與市調的調度通信和電力自動化信息等系統信號傳輸要求

3 農村電網低電壓治理的技術措施

（1）要充分考慮城鎮、鄉村等不同類別區域負荷特點、供電可靠性要求和區域發展規劃，合理優化網架結構，增加電源點，縮小供電半徑。對供電半徑大于20km的10kV線路，采取盡量靠近負荷中心，建設小容量、緊湊型35kV變電站方式，縮短10kV線路供電半徑。當同一變電站50%以上的10kV線路供電半徑大于15km，或該變電站供電區內低壓現象的行政村數量大于40%時，可采取增加變電站布點方式進行改造。另外35kV主網架線路升級改造也是重中之重工作，新建或改造的35kV主網架輸送線路，其導線截面不得小于150mm2。

（2）高壓電網的容載比控制在1.5~2.1之間，負荷增長較快地區宜采取高值。中低壓線路半徑按負荷密度確定，一般鄉鎮中壓線路供電半徑不超過15km；低壓線路不超過500m。另外提升10kV線路供電能力，首先對供電半徑大于15km，小于30km重載和過載線路，優先采取在供電區域內將負荷轉移到其他10kV線路的方式進行改造；其次采用新增變電站出線回路數，對現有負荷進行再分配的方式改造。若供電區內5年發展規劃中無新增變電站布點建設計劃，可采取加大導線截面積或同桿架設線路轉移負荷的方式進行改造。

（3）提升配電臺區供電能力。

對長期存在過載現象的農村配電臺區，優先采取“小容量、密布點、短半徑”方式進行改造；對居住分散的丘陵、山區農戶，可采用單相變速器進入自然村的方式進行改造，縮短低壓供電半徑，提高供電能力；對因季節性負荷波動較大造成過載的農村配電臺區，可采取組合變壓器供電的方式進行改造；對日負荷波動較大造成短時過載的配電臺區，可采用增大配電變壓器容量的方式進行改造；對供電半徑大于500m小于1000m，且500m后低壓用戶數大于30戶的低壓線路，可采取增加配電變壓器布點的方進行改造。

（4）提升變電站調壓能力，新建變電站應全部采用有載調壓主變壓器。

對運行時限超出15年的無載調壓主變壓器，結合電網建設逐步更換為有載調壓主變壓器。對運行時限低于15年的無載調壓主變壓器，采用不增加抽頭的方式改造為有載調壓主變壓器，提升配電變壓器調壓能力。對供電半徑大于15km，小于30km，所帶低壓用戶存在低壓情況的10kV線路，可采取提高線路供電能力的方式進行改造。

（5）全面提升農網的無功補償能力

電力系統的無功補償與無功平衡，是保證電壓質量的基本條件。農網無功補償原則應堅持“全面規劃、合理布局、全網優化、分級補償、就地平衡”的原則，按照集中補償與分散補償相結合，高壓與低壓相結合，調壓與降損相結合的補償策略，確定最佳補償方案。

提升變電站無功補償能力。對變電站無功補償量一般按主變容量的10%~30%配置，采用壓控式無功補償裝置。所謂壓控式無功補償裝置原理是調壓型高壓無功補償裝置，不采用投切電容方式來調節無功，而是根據Q=2πfCU2原理，改變電容端電壓來調節無功輸出，滿足系統無功出力要求。端電壓從100%Ue調節到40%Ue，電容器組的無功輸出容量就可在額定容量的100%~16%之間調節，改變電壓調節就可以實現精細調節和適量補償。變電站在主變壓器最大負荷時其高壓側功率因數應不低于0.95，低谷負荷時功率因數應不高于0.95且不低于0.92。根據負荷特點優化變電站電力電容的容量配置和分組。對于電力電容器組，一般不少于二組；對于集合式電力電容器，可配置2臺不同容量電力電容器，實現多種組合方式。經濟效益較好的單位，可配置動態平滑調節無功補償裝置。

提升用戶側無功補償能力。嚴格執行100kVA及以上專用變壓器用戶功率因數考核，督促用戶安裝無功補償裝置。開展隨器無功補償工作。對低壓用戶5kW以上電動機實施隨機器無功補償，減少低壓線路無功傳輸功率。

提高公用配電變壓器的無功集中補償能力。在100kVA及以上公用配電變壓器采用無功自動補償裝置。可按下列幾種方式進行補償：

1 低壓側功率因數低于0.6時，按變壓器容量的30%~70%配置；

2 低壓側功率因數在0.6~0.8時，按變壓器容量的15%~45%配置；

3 低壓側功率因數在0.8~0.85時，按變壓器容量的10%~35%配置；

4 100kVA以下配電變壓器，若采用固定補償方式，最低負載率低于10%，按變壓器容量的5%~7%配置；最低負載率在10%~20%時按變壓器容量的7%~10%配置；最低負載率在20%~30%時，按變壓器容量的10%~15%配置；最低負載率大于30%時，按100kVA及以上配置無功補償裝置。對無功需求大，配電變壓器二次側首端電壓低的80kVA及以下配電變壓器，安裝無功自動跟蹤補償裝置。

（6）建設電壓質量監測網絡

充分利用具備電壓質量監測功能的儀器、儀表和技術手段，建立健全電壓質量監測網絡，實現對變電站、中低壓線路、配變、客戶端的電壓數據的及時監測與采集，確保電壓質量監控有序，治理有效。

在完善電壓監測儀為基礎的電壓基礎網絡情況上充分利用調度SCADA系統、配變監測終端、用電信息采集系統采集功能，推廣應用智能電表等具備電壓數據采集的儀器、儀表，作為電壓質量監測的補充。建立健全覆蓋各電壓等級電網的電壓體系，實現電壓質量的及時監測與掌控，并有針對性的采取措施治理存在的電壓質量問題。

4 經濟及社會效益分析

以廣元市農村電網為例，經過近幾年的改造，使農村電網供電質量得到了明顯改善，2011年新增低壓無功補償設備109臺，3844kvar，部分低壓臺區電壓質量得到明顯提高。農網低電壓的情況得到了有效遏制，特別是低壓線路跳閘率明顯減少，供電可靠率達到99.603%，比上年同期提高1.42個百分點，2011年的電壓合格率98.62%，比上年同期提高6.26個百分點，取得了較好的經濟及社會效益。

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關鍵詞： 農村電網