农村“低电压”问题分析及解决策略 林德勇

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第35期   作者:林德勇
[导读] 摘要:近些年,大量的空调、冰箱,微波炉等大功率的电气设备涌入农村家庭,较大的用电增量给电网带来较大的压力。

        (国网上杭县供电公司  福建龙岩  364200)
        摘要:近些年,大量的空调、冰箱,微波炉等大功率的电气设备涌入农村家庭,较大的用电增量给电网带来较大的压力。同时电网建设较用电增长滞后、季节用电变化较大、日负荷变化大、管理不到位等原因,导致部分时段、区域电压偏低,电能质量不能满足用户用电的要求,造成用电设备无法正常启动,电气设备烧坏,给用户安全用电带来了安全隐患。
        关键词:农村;低电压;问题;策略
        一、低电压成因分析
        1、低压线径小
        由于农村地区大部分低压线路为“一二期农网改造”时期建设的,存在低压主干线及分支线、用户接户线线径偏小,导线老化严重的现象。
        根据压降公式可知,在电阻率ρ及导线长度
        不变的情况下,电压降与导线截面成反比,线径偏小,将导致电压损耗偏大,致使用户端电压偏低。
        2、中压供电距离长
        由于一些偏远的农村地区负荷密度低,用电负荷小且分布分散,导致供电的10kV线路铺设较长。按照《配电网规划设计技术导则》(Q/GDW1738-2012),10kV线路供电半径应满足末端电压质量的要求,原则上农村地区供电半径不宜超过15km。目前,农村地区仍然存在一部分中压线路供电半径不满足上述要求。
        根据压降公式可知,在电阻率ρ与导线截面S不变的情况下,电压降与线路长度成正比,线路长度过长,将导致10kV末端电压偏低。
        3、低压供电距离长
        根据《配电网规划设计技术导则》(Q/GDW1738-2012),低压线路供电半径应满足末端电压质量的要求,原则上农村地区低压供电半径不宜超过500m。实际在农村地区,配变布点存在一定的困难,主要由于农村建房整体规划不足,农村居民杂乱无章的不断向外扩建大量“小产权”房,导致配变无法深入到负荷中心,只能沿村边架设,使得低压供电距离过长,引起末端电压偏低。
        4、配变容量不足
        由于早期农网改造时期建设的配变容量逐渐无法满足农村居民迅速增长的用电需求,农村地区户均配变容量偏低,造成用户端电压偏低。
        根据公式(β为负载率,为变压器阻抗电压有功分量,为变压器阻抗电压无功分量)可知,在一定条件下配变首端电压损耗值ΔU与配变容量S成反比,当配变容量S越小时,首端电压损耗越大,末端电压越低。
        5、无功补偿不足
        由于农网用电季节性强,电力负荷分散,配变长期处于低负荷运行状态,造成无功严重不足;农村配电网中有大量异步电动机,平时负载不高,无功负荷相对比较高,导致电网无功不足,引起电压偏低。
        根据可知,当线路无功补偿不足时,无功损耗增加,导致电压损耗ΔU增大,末端输出电压降低。
        6、三相不平衡
        农村电网存在一定的三相负荷不平衡的现象,主要由于农网建设时疏于对三相负荷的分析考虑,同时单相农用电动机的使用也加剧了电压降低和三相不平衡的问题。
        二、综合防治措施
        尽管导致农村低电压问题的原因是多方面的,既有历史遗留问题,又有技术失误以及管理方面的问题。我们唯有全面、综合地分析农村低电压的原因,围绕电网结构、供电能力、调压手段、无功补偿能力、用电性质等方面,探究制定出有针对性的防治措施,才能真正解决问题。
        1、创设电压监测系统
        运用现代化智能技术、通信科技等创设一个电压监测系统。将互联网同电网系统连接,并搭建一个供电观测平台,通过设置电压监测点达到电网系统的全方位检测,形成对低压用户的远程动态监测。通过系统监测得出的数据、信息,透过系统绘制日电压曲线表,时刻掌握用户的电压情况,加强农村电压质量监测和“低电压”预警,并据此剖析低压台区的运行规律,通过经常性地调查、分析来掌握低压区的用电状态,当出现电压异常现象时,及时分析原因并解决。


为未来配电网的改造提供实质性的依据和保障,实现电压质量监测的自动化和现代化。
        2、优化改造农网
        近年来,国家增加财政投资,为农网改造、设备的升级等提供更多的资金支持。我们本着统一规划、逐步落实、适当超前的思想来科学、有效地对农村电网系统加以规划,控制低电压问题的出现。如:一是结合供电服务范围的常年负荷大小,来更换电线,缩短供电半径,增加导线截面面积等优化改造农网,力争一次性改造成功,减少改造次数从而控制成本。二是增设布点,加大增容改造力度等来扩大配变容量,对于一些地域相对闭塞、经济发展落后的山区,用户较为分散,负荷区也不集中,对此可以额外配设调压器,或者设置分布式电源等达到电压优化的目标。三是对于供电半径超出规定标准的农村地区,要尽量缩短供电半径,具体的方法就是尝试利用35kV配电技术,可以将配电站设置于局域网,控制供电半径,以此来达到提高末端电压。
        3、加强用户终端接线技术升级改造
        严格按照“就近供电”原则进行用户线接口设置,在接户线、进户线敷设过程中,要合理优化路径,尽量减少跨越、转角等。在用户供电走廊允许的条件下,可以合理加大接户线截面,降低线损。对新装居民用电接线,应避免出现接户线过长或迂回供电等问题,且应根据负荷特性,合理选择供电相序,避免出现三相负荷严重不平衡问题出现。
        4、加强用电终端需求侧管理,有效控制三相不平衡
        合理进行低压供电网络优化,采取单三相混合供电模式,将10kV中压线路深入到负荷中心,缩短供电半径,有效提高用户需求侧供电电能质量水平。加强新用户报装接电管理,结合用电信息采集系统强化营销数据分析。合理进行装接容量复核,结合变配电台区分项用电量数据,明确单相负荷所接相别。通过用电数据分析和现场测量等数据,合理优化用户用电接口,及时调整单相用户所接相别,有效控制供电三相的不平衡度。辅以相应的用电优惠刺激机制,鼓励大负荷用户错峰用户、夜间用电,有效改善高峰期用电环境,实现农村均衡用电优化,改善供电质量水平。
        5、建立完善供电电源质量监测系统
        合理布设供电电能监测终端,通过监测仪器、仪表等现场终端设备,结合GRPS无线网络通信技术,构筑完善的供电电压质量监测网络,实现对偏远山区变配电台区、中低压供电线路、终端客户的电能指标数据的实时准确采集,确保供电电源质量监控有序,调度和治理有效。
        6、三级联调系统
        三级联调主要是指变电站、线路和低压配变电压之间实现联调的技术,实现低电压的治理首先要使变现站、线路和配变之间实现运行数据的监测。在三级联调中可以分为三个级别:一级对变电站进行调整,其中主要调节主变分接头的位置,监测中心的人员可以将接受到的数据信息进行调整,从而调节装有载变压器的电压。二级调压是对农网的线路进行调整,可以有效地解决馈线电压的众多问题。馈线自动调压器可用来追踪线路的电压的变化,来调节装置中本体的电压的变化,从而有效地保证电压可以实现稳定地输出,为用户提供合格的电压。三级调压主要是针对低压配变,也可以调节有载调压变压器出线的一侧等。
        7、三级联调技术的实现
        在实现三级联调的过程中,在主变、馈线和低压配电装置中都安装了智能检测装置,可以随时对每一处的电压信息进行监测。在低电压治理中,运用三级联调技术的具体的实施的方案可以分为三种情况。
        7.1负荷端参数越限
        负荷端电压出现越限的情况可以分为两种,一是只有负荷端电压越限,而它的无功还没有越限时,则解决的方案较为简单,只需要调整负荷端的电压即可。二是负荷端的电压和无功都越限时,则首先要将负荷侧的补偿设备进行投切,确保满足无功的要求后,再利用配变进行调压。
        7.2负荷和馈线的末端参数越限
        当负荷端和馈线端的电压越限时,而它的无功没有越限时,则首先要对调压器的变比进行调节,确保满足馈线末端的电压之后,再调节配变的变比,从而满足负荷端的电压。当负荷端和馈线端的电压以及它的无功都越限时,则首先对无功进行补偿,当无功平衡之后再按照前一种方法来调节电压。
        7.3负荷端和馈线末端和首端的参数都越限
        当负荷端和馈线端以及首端的电压越限时,而它的无功没有越限时,首先要对主变的变比进行调节,再调节调压器的变化,最后再调节配变的变比。当负荷端和馈线端、首端的电压越限以及它的无功都越限时,则需要在主变、调压器和配变处都进行无功补偿,在确保无功达到平衡之后,按照前一种方法来调节电压。
        结束语
        综上所述,我国农村出现电网低压故障的原因多种多样,其中最主要的原因就是电力企业管理制度和运营水平不足。而由管理原因衍生出的用电电路荷载过低和配电设备老化陈旧等原因,都是需要电力企业从管理和监控两个角度进行综合治理的。在我国农村低电压故障频发的今天,不断增加的用户对用电安全和质量也提出了新的要求,因此进行农村低电压综合治理策略的研究是电力部门在时代进程中的必然之举,也是对我国经济发展和用电安全做出的有效保障。
        参考文献
        [1]张跃珍,杨坤.山区农村电网低电压的综合治理[J].农村电工,2013,01:33.
        [2]程志珍.基于农村低电压现象探究综合治理策略[J].中国市场,2016,08:204-205.
        [3]于晓牧,李立鹏,徐建范.农村“低电压”问题分析与解决办法[J].陕西电力,2011,04:46-49.
        [4]刘晓宏.农网低电压问题分析[J].企业技术开发,2015,26:120-121.

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