農(nóng)村電網(wǎng)“低電壓”治理技術(shù)措施分析

發(fā)布日期：2018-03-08 來(lái)源：變壓器網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：634

1 引言

電壓合格率是衡量電能質(zhì)量和用電服務(wù)的重要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響，最大限度地提高電壓合格率是電力企業(yè)向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的重要體現(xiàn)。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和用戶用電負(fù)荷增長(zhǎng)，局部地區(qū)“低電壓”問(wèn)題還將不同程度地出現(xiàn)，治理“低電壓”問(wèn)題將是一個(gè)長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)的工作，在今后的農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造過(guò)程中“低電壓”問(wèn)題治理也將成為又一重點(diǎn)工作。

2 農(nóng)村低電壓產(chǎn)生原因的分析

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，特別是“家電下鄉(xiāng)”等一系列惠農(nóng)政策的實(shí)施，農(nóng)村用電量和用電負(fù)荷日并益攀升，農(nóng)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(jié)期間，許多農(nóng)村已經(jīng)出現(xiàn)了空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等家用電器“想買不敢買”、“買了不敢用”、“用了也沒(méi)用”的尷尬現(xiàn)象。近年來(lái)許多農(nóng)民工回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)，在家開辦了各種小型化家庭加工廠，使得農(nóng)村用電負(fù)荷驟增，由于農(nóng)網(wǎng)中低壓線路線徑偏小，配電容量嚴(yán)重超載。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電受季節(jié)性、時(shí)間性強(qiáng)，峰谷差大。農(nóng)閑季節(jié)，白天用電負(fù)荷小，晚間負(fù)荷大；農(nóng)忙季節(jié)，白天負(fù)荷大；夏季農(nóng)田灌溉或秋季抽水抗旱時(shí)，各種大小型水泵等排灌設(shè)備全部開足馬力，用電負(fù)荷達(dá)到最高點(diǎn)，線路末端電壓也是最低點(diǎn)。供電能力與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)矛盾突出，供電出現(xiàn)新的瓶頸，農(nóng)村用電負(fù)荷的快速增長(zhǎng)，已經(jīng)大大超出了第一期農(nóng)網(wǎng)改造期時(shí)適度超前的預(yù)留容量。

農(nóng)村電網(wǎng)存在的“卡脖子”問(wèn)題：

（1）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，變電站布點(diǎn)不足，末端電網(wǎng)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(shí)，存在較大面積停電，部分35kV線路導(dǎo)線線徑小，環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)供能力差，單放射型接線，在負(fù)荷高峰時(shí)段末端電壓低，不能滿足供電需求。

（2）導(dǎo)線線徑小，供電半徑長(zhǎng)。目前農(nóng)村網(wǎng)35kV線路導(dǎo)線一般以LGJ-50、LGJ-70型號(hào)為主，線路老化嚴(yán)重，線路只安裝避雷器，無(wú)全線避雷線保護(hù)。較多農(nóng)村區(qū)域的10kV主線平均長(zhǎng)度均超過(guò)15km，部分10kV線路甚至長(zhǎng)達(dá)20km以上。另外配變?nèi)萘科毡槠?，布點(diǎn)不足。農(nóng)村公用變壓器容量70%配置在30kVA~200kVA之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需要。

（3）供電可靠性問(wèn)題：線路設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，陳舊老化。這些老線路抗御自然災(zāi)害的能力非常脆弱，一遇到大風(fēng)、冰雪、雷雨等災(zāi)害性天氣就會(huì)因斷線、倒桿而停電。部分變電站保護(hù)自動(dòng)化程度低，10kV配網(wǎng)線路的轉(zhuǎn)供能力差，聯(lián)絡(luò)點(diǎn)、開斷點(diǎn)少。一旦發(fā)生設(shè)備故障極易造成全線停電。

（4）通信、信息系統(tǒng)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(guó)電信光通道傳輸信息，電路容量只有8M，一旦光纖通道發(fā)生故障，則需要跨單位進(jìn)行聯(lián)系和維護(hù)，對(duì)電網(wǎng)通信安全和調(diào)度自動(dòng)化管理帶來(lái)很大難度，難以滿足縣調(diào)與市調(diào)的調(diào)度通信和電力自動(dòng)化信息等系統(tǒng)信號(hào)傳輸要求

3 農(nóng)村電網(wǎng)低電壓治理的技術(shù)措施

（1）要充分考慮城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村等不同類別區(qū)域負(fù)荷特點(diǎn)、供電可靠性要求和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，合理優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，增加電源點(diǎn)，縮小供電半徑。對(duì)供電半徑大于20km的10kV線路，采取盡量靠近負(fù)荷中心，建設(shè)小容量、緊湊型35kV變電站方式，縮短10kV線路供電半徑。當(dāng)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(qū)內(nèi)低壓現(xiàn)象的行政村數(shù)量大于40%時(shí)，可采取增加變電站布點(diǎn)方式進(jìn)行改造。另外35kV主網(wǎng)架線路升級(jí)改造也是重中之重工作，新建或改造的35kV主網(wǎng)架輸送線路，其導(dǎo)線截面不得小于150mm2。

（2）高壓電網(wǎng)的容載比控制在1.5~2.1之間，負(fù)荷增長(zhǎng)較快地區(qū)宜采取高值。中低壓線路半徑按負(fù)荷密度確定，一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)中壓線路供電半徑不超過(guò)15km；低壓線路不超過(guò)500m。另外提升10kV線路供電能力，首先對(duì)供電半徑大于15km，小于30km重載和過(guò)載線路，優(yōu)先采取在供電區(qū)域內(nèi)將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他10kV線路的方式進(jìn)行改造；其次采用新增變電站出線回路數(shù)，對(duì)現(xiàn)有負(fù)荷進(jìn)行再分配的方式改造。若供電區(qū)內(nèi)5年發(fā)展規(guī)劃中無(wú)新增變電站布點(diǎn)建設(shè)計(jì)劃，可采取加大導(dǎo)線截面積或同桿架設(shè)線路轉(zhuǎn)移負(fù)荷的方式進(jìn)行改造。

（3）提升配電臺(tái)區(qū)供電能力。

對(duì)長(zhǎng)期存在過(guò)載現(xiàn)象的農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)，優(yōu)先采取“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”方式進(jìn)行改造；對(duì)居住分散的丘陵、山區(qū)農(nóng)戶，可采用單相變速器進(jìn)入自然村的方式進(jìn)行改造，縮短低壓供電半徑，提高供電能力；對(duì)因季節(jié)性負(fù)荷波動(dòng)較大造成過(guò)載的農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)，可采取組合變壓器供電的方式進(jìn)行改造；對(duì)日負(fù)荷波動(dòng)較大造成短時(shí)過(guò)載的配電臺(tái)區(qū)，可采用增大配電變壓器容量的方式進(jìn)行改造；對(duì)供電半徑大于500m小于1000m，且500m后低壓用戶數(shù)大于30戶的低壓線路，可采取增加配電變壓器布點(diǎn)的方進(jìn)行改造。

（4）提升變電站調(diào)壓能力，新建變電站應(yīng)全部采用有載調(diào)壓主變壓器。

對(duì)運(yùn)行時(shí)限超出15年的無(wú)載調(diào)壓主變壓器，結(jié)合電網(wǎng)建設(shè)逐步更換為有載調(diào)壓主變壓器。對(duì)運(yùn)行時(shí)限低于15年的無(wú)載調(diào)壓主變壓器，采用不增加抽頭的方式改造為有載調(diào)壓主變壓器，提升配電變壓器調(diào)壓能力。對(duì)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(jìn)行改造。

（5）全面提升農(nóng)網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償能力

電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功平衡，是保證電壓質(zhì)量的基本條件。農(nóng)網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償原則應(yīng)堅(jiān)持“全面規(guī)劃、合理布局、全網(wǎng)優(yōu)化、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡”的原則，按照集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，高壓與低壓相結(jié)合，調(diào)壓與降損相結(jié)合的補(bǔ)償策略，確定最佳補(bǔ)償方案。

提升變電站無(wú)功補(bǔ)償能力。對(duì)變電站無(wú)功補(bǔ)償量一般按主變?nèi)萘康?0%~30%配置，采用壓控式無(wú)功補(bǔ)償裝置。所謂壓控式無(wú)功補(bǔ)償裝置原理是調(diào)壓型高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置，不采用投切電容方式來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功，而是根據(jù)Q=2πfCU2原理，改變電容端電壓來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出，滿足系統(tǒng)無(wú)功出力要求。端電壓從100%Ue調(diào)節(jié)到40%Ue，電容器組的無(wú)功輸出容量就可在額定容量的100%~16%之間調(diào)節(jié)，改變電壓調(diào)節(jié)就可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)和適量補(bǔ)償。變電站在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)其高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95，低谷負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)不高于0.95且不低于0.92。根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)優(yōu)化變電站電力電容的容量配置和分組。對(duì)于電力電容器組，一般不少于二組；對(duì)于集合式電力電容器，可配置2臺(tái)不同容量電力電容器，實(shí)現(xiàn)多種組合方式。經(jīng)濟(jì)效益較好的單位，可配置動(dòng)態(tài)平滑調(diào)節(jié)無(wú)功補(bǔ)償裝置。

提升用戶側(cè)無(wú)功補(bǔ)償能力。嚴(yán)格執(zhí)行100kVA及以上專用變壓器用戶功率因數(shù)考核，督促用戶安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。開展隨器無(wú)功補(bǔ)償工作。對(duì)低壓用戶5kW以上電動(dòng)機(jī)實(shí)施隨機(jī)器無(wú)功補(bǔ)償，減少低壓線路無(wú)功傳輸功率。

提高公用配電變壓器的無(wú)功集中補(bǔ)償能力。在100kVA及以上公用配電變壓器采用無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置?？砂聪铝袔追N方式進(jìn)行補(bǔ)償：

1 低壓側(cè)功率因數(shù)低于0.6時(shí)，按變壓器容量的30%~70%配置；

2 低壓側(cè)功率因數(shù)在0.6~0.8時(shí)，按變壓器容量的15%~45%配置；

3 低壓側(cè)功率因數(shù)在0.8~0.85時(shí)，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(bǔ)償方式，最低負(fù)載率低于10%，按變壓器容量的5%~7%配置；最低負(fù)載率在10%~20%時(shí)按變壓器容量的7%~10%配置；最低負(fù)載率在20%~30%時(shí)，按變壓器容量的10%~15%配置；最低負(fù)載率大于30%時(shí)，按100kVA及以上配置無(wú)功補(bǔ)償裝置。對(duì)無(wú)功需求大，配電變壓器二次側(cè)首端電壓低的80kVA及以下配電變壓器，安裝無(wú)功自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置。

（6）建設(shè)電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

充分利用具備電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能的儀器、儀表和技術(shù)手段，建立健全電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站、中低壓線路、配變、客戶端的電壓數(shù)據(jù)的及時(shí)監(jiān)測(cè)與采集，確保電壓質(zhì)量監(jiān)控有序，治理有效。

在完善電壓監(jiān)測(cè)儀為基礎(chǔ)的電壓基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)情況上充分利用調(diào)度SCADA系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)終端、用電信息采集系統(tǒng)采集功能，推廣應(yīng)用智能電表等具備電壓數(shù)據(jù)采集的儀器、儀表，作為電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)的補(bǔ)充。建立健全覆蓋各電壓等級(jí)電網(wǎng)的電壓體系，實(shí)現(xiàn)電壓質(zhì)量的及時(shí)監(jiān)測(cè)與掌控，并有針對(duì)性的采取措施治理存在的電壓質(zhì)量問(wèn)題。

4 經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益分析

以廣元市農(nóng)村電網(wǎng)為例，經(jīng)過(guò)近幾年的改造，使農(nóng)村電網(wǎng)供電質(zhì)量得到了明顯改善，2011年新增低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備109臺(tái)，3844kvar，部分低壓臺(tái)區(qū)電壓質(zhì)量得到明顯提高。農(nóng)網(wǎng)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(dá)到99.603%，比上年同期提高1.42個(gè)百分點(diǎn)，2011年的電壓合格率98.62%，比上年同期提高6.26個(gè)百分點(diǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

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