云南農(nóng)村低壓電網(wǎng)電壓質(zhì)量分析與改進(jìn)措施

張敏ZHANG Min

（云南省德宏師范高等?？茖W(xué)校理工系，芒市 678400）

（Yunnan Dehong Teachers College，Department of Science，Mangshi 678400，China）

0 引言

農(nóng)村配電變壓器負(fù)荷大多為動力與照明混用，加上農(nóng)村用電的特殊性，農(nóng)忙、農(nóng)閑的用電量相差懸殊，造成配電變壓器輸出電壓時高時低；而電壓的波動對各種用電備的性能、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都有不同程度的影響。電網(wǎng)中線損的大小與運(yùn)行電壓的平方成反比，線損高低直接反映供電企業(yè)的設(shè)備狀況和經(jīng)營管理水平，提高電壓質(zhì)量，降低線損是提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的重要手段。

1 云南農(nóng)村低壓電網(wǎng)電壓質(zhì)量現(xiàn)狀分析

由于云南省是少數(shù)民族聚居地，其自然地理條件、社會經(jīng)濟(jì)情況都與平原地區(qū)有很大的差別，大部分農(nóng)村山寨依山而建。農(nóng)村低壓網(wǎng)絡(luò)主要是10kV 及以下配電線路構(gòu)成的，是以農(nóng)村農(nóng)牧民群眾電炊、電熱、生活照明、農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)田灌溉、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)等用電形成的配電網(wǎng)絡(luò)。最近幾年，云南省在農(nóng)網(wǎng)改造和運(yùn)行管理方面作了大量工作，確保了部分地區(qū)電壓穩(wěn)定運(yùn)行。但受諸多客觀條件的限制和傳統(tǒng)運(yùn)行管理思想的制約，電力單位對農(nóng)網(wǎng)的運(yùn)行管理仍部分環(huán)節(jié)有待改進(jìn)。具體來講，云南省農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行問題主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，供電能力不足 農(nóng)村電網(wǎng)多為輻射網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)供電范圍小，負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力差，事故、檢修停電范圍大，供電可靠性較低，單主變、單回路供電區(qū)域較多，變電站之間轉(zhuǎn)供電能力差，保護(hù)配置不全，安全水平與自動化水平都很低，因而供電可靠性普遍較低。近年來，由于家電下鄉(xiāng)政策的落實(shí)，農(nóng)村家用電器數(shù)量劇烈增加，現(xiàn)有的供電能力已不能滿足鄉(xiāng)村用電需求。

1.2 電能質(zhì)量合格率低 最近幾年，農(nóng)村生活質(zhì)量的改善使得農(nóng)網(wǎng)用電需求激增，農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷逐年增加。現(xiàn)有中壓配電網(wǎng)線路截面小、回路數(shù)少、無功補(bǔ)償不到位，加之不合理的配變布局，使得電壓合格率基本維持在一個較低的水平。據(jù)量測，95%的10KV 配網(wǎng)電壓達(dá)不到運(yùn)行要求。此外，低壓電網(wǎng)運(yùn)行效率也很低，一些地區(qū)線損率已超過15%。

1.3 輸供電設(shè)備陳舊、安全及可靠性低 農(nóng)網(wǎng)中運(yùn)行的變壓器大多屬于高耗能型，有的地區(qū)占80%。部分農(nóng)網(wǎng)低壓架空線還是單股線、破股線、鐵線等，給農(nóng)民的生命和財產(chǎn)安全造成一定的威脅。

1.4 農(nóng)網(wǎng)布局不合理，缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃 由于缺乏規(guī)劃，農(nóng)村電網(wǎng)配電變壓器分布不合理，低壓線路迂回曲折，直接造成農(nóng)村電網(wǎng)的損耗居高不下，歷史客觀條件的影響和在主觀上重視程度不夠等原因，一些邊遠(yuǎn)山區(qū)如迪慶、怒江文山等少數(shù)名族聚集地仍有無電地區(qū)，直接阻礙了農(nóng)村電能銷售的增長。

2 影響農(nóng)村低壓電網(wǎng)電壓質(zhì)量的原因

農(nóng)村低壓供電網(wǎng)采用380/220V 系統(tǒng)供電，隨著農(nóng)網(wǎng)改造的深入，供電電網(wǎng)的電壓質(zhì)量已引起人們的重視。然而一些農(nóng)村地區(qū)用電需求仍然過快增長，部分農(nóng)村配網(wǎng)還未進(jìn)行過改造，一些低壓老舊線路使用年限久、安全隱患較為突出，為農(nóng)村用戶安全可靠用電帶來了嚴(yán)峻考驗(yàn)，使得電壓合格率普遍較低。具體來講，影響農(nóng)網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素主要有以下幾方面：

2.1 農(nóng)網(wǎng)電壓偏移問題的成因分析 縣級和縣級以下的農(nóng)電配電網(wǎng)點(diǎn)布局分散，線路輸電半徑過長。日負(fù)荷曲線經(jīng)常大幅波動，且無功補(bǔ)償不到位；配電范圍內(nèi)小水電站洪枯水期出力存在較大差異，一到枯水期，配電網(wǎng)電力供應(yīng)能力明顯不足。加之前期規(guī)劃時對用電負(fù)荷估計不準(zhǔn)，輸電線路普遍為小截面導(dǎo)線，電網(wǎng)運(yùn)行一段時間后電網(wǎng)電壓運(yùn)行明顯不穩(wěn)，嚴(yán)重時甚至威脅農(nóng)電設(shè)備的安全運(yùn)行。根據(jù)《全國供用電規(guī)則》可知受電端電壓變化幅度必須在以下范圍之內(nèi)，35KV 高壓供電為額定電壓的±5%、6～10kV 高壓供電及低壓動力用戶為額定電壓的±7%，低壓單相用戶為額定電壓的+5%～-10%。

2.1.1 輸電半徑過長 農(nóng)村地區(qū)住戶分散，供電網(wǎng)點(diǎn)也相對分散，供電線路長距離運(yùn)行。一般情況下，農(nóng)村10kV 輸電線路的輸電半徑基本都達(dá)到了20～30 公里，規(guī)定的經(jīng)濟(jì)輸電距離為15 公里；低壓線路輸電半徑基本在1000～2000m，而規(guī)定的經(jīng)濟(jì)輸電半徑為800m。實(shí)際線路輸電半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出經(jīng)濟(jì)的距離是造成電壓損耗的主要原因。

2.1.2 中性線斷線造成電壓偏移 當(dāng)三相負(fù)荷基本持平時，中性線可以使低壓星形供電系統(tǒng)電壓維持均衡值，確保三相負(fù)載電壓始終維持在允許范圍內(nèi)，以滿足家用電器和農(nóng)電設(shè)備的用電需求。但如果三相負(fù)荷波動較大，使得中性線斷線，負(fù)載最小相的電壓可能會超出額定范圍，嚴(yán)重時會影響農(nóng)電設(shè)備的安全運(yùn)行。而380/220V 低壓供電系統(tǒng)又很難保持三相負(fù)荷平衡。

2.1.3 日負(fù)荷曲線大幅度波動 當(dāng)前，隨著更多惠農(nóng)政策的頒布，農(nóng)村生活質(zhì)量大大改善。農(nóng)忙時節(jié)和新年期間農(nóng)村地區(qū)外地務(wù)工人員集中返鄉(xiāng)、農(nóng)村生活用電負(fù)荷激增，可能導(dǎo)致的農(nóng)村個別地區(qū)出現(xiàn)低壓配電設(shè)施滿載、過載運(yùn)行。農(nóng)村的企業(yè)大多采取單班制生產(chǎn)模式，用電高峰集中在白天時段，每到農(nóng)忙時節(jié)農(nóng)電網(wǎng)絡(luò)的日負(fù)荷曲線就會出現(xiàn)大幅波動，峰谷負(fù)荷的差值不斷加大，電壓運(yùn)行極不穩(wěn)定，甚至某些高峰時段低于額定電壓，每到低谷負(fù)荷階段，電壓又會急劇升高甚至超過額定值。

2.2 農(nóng)網(wǎng)高電壓問題的成因分析

2.2.1 由于相、中性線接線錯誤，造成電壓升高至線電壓 電力施工中，通常用相線、中性線同桿架設(shè)或同時沿墻敷設(shè)380V 三相四線制低壓配電線路。在農(nóng)網(wǎng)改造時，易發(fā)生接線錯誤，如果接線過程中誤將中性線作為相線，其它兩相線與“中性線”之間的電壓將升高到線電壓，將會造成電器損壞甚至火災(zāi)等事故的發(fā)生。

2.2.2 變壓器分接頭位置需要調(diào)整 部分用戶為了提高配變二次電壓，將配變裝置出廠時本應(yīng)接在II 分頭的分接頭刻意接入III 分頭，使得用戶電壓偏高。當(dāng)變電所10kV 出口電壓達(dá)到上限后，配變二次出口電壓達(dá)到最大值258.4V；當(dāng)變電站的瞬時電壓大于額定電壓，二次電壓最大可達(dá)到269V。由于一部分10kV 配電線路負(fù)荷大幅度波動，而線路中又裝有配套的無功補(bǔ)償電容，當(dāng)負(fù)荷較小時，在線路上形成過補(bǔ)償，造成10kV 線路電壓過高。

2.3 農(nóng)網(wǎng)低電壓問題的成因分析

2.3.1 線路導(dǎo)線截面小 改造農(nóng)網(wǎng)時，一些區(qū)域因無法準(zhǔn)確預(yù)測用電負(fù)荷，采用了截面較小的導(dǎo)線輸電，兩年后用電符合不斷增加，已有小截面的線路無法滿足供載流量的要求。

2.3.2 無功補(bǔ)償容量不足 農(nóng)村低壓電力網(wǎng)中裝有多個負(fù)載率低的異步電動機(jī)及配電變壓器，這些設(shè)備無功負(fù)荷通常較高，因而運(yùn)行時自然功率因數(shù)偏低。運(yùn)行時一旦補(bǔ)償并聯(lián)電容器容量達(dá)不到運(yùn)行需求，線路便會大量輸送無功功率而造成電壓損耗，繼而出現(xiàn)電壓偏低的問題。

2.3.3 10kV 或低壓配電線路供電半徑長 供電半徑要根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)供配電能力而定。如果供電半徑過長，就會相應(yīng)加大線損，長期運(yùn)行會出現(xiàn)電壓偏低的問題。農(nóng)村地區(qū)用電高峰期集中出現(xiàn)在春秋季農(nóng)忙時節(jié)，電壓偏低會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動造成較為嚴(yán)重的影響。電網(wǎng)中現(xiàn)有主變壓器，有載調(diào)壓裝置投運(yùn)率低或調(diào)壓操作滯后于用電需求，部分農(nóng)戶采用小容量配變器，用電高峰時段配變器超負(fù)荷運(yùn)行，極大的影響了供電質(zhì)量。

3 改進(jìn)農(nóng)網(wǎng)電壓質(zhì)量的措施

近幾年，隨著云南農(nóng)村地區(qū)旅游餐飲業(yè)、果菜種植業(yè)的興盛，以及家電下鄉(xiāng)和各種農(nóng)用機(jī)械的增加，村民用電增長過快，農(nóng)村電網(wǎng)的負(fù)荷不斷增長，出現(xiàn)了‘卡脖子’現(xiàn)象，部分偏遠(yuǎn)山區(qū)的農(nóng)村電壓質(zhì)量偏低。今年，我們分期實(shí)施了農(nóng)網(wǎng)改造升級工程，確保讓農(nóng)村地區(qū)享受到與城里人同等質(zhì)量的用電服務(wù)，讓農(nóng)民朋友用上安全電、舒心電、滿意電?！本唧w來說，在改善農(nóng)網(wǎng)電壓質(zhì)量方面主要有以下一些措施：

3.1 電壓偏移的調(diào)整措施

3.1.1 利用電容器進(jìn)行補(bǔ)償 在每一臺異步電動機(jī)上配套安裝隨機(jī)補(bǔ)償并聯(lián)電容器，使其同步于電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而調(diào)整并優(yōu)化異步電動機(jī)的運(yùn)行功率因數(shù)。過長的輸電線路會使電路產(chǎn)生的分布感抗，此時可通過串聯(lián)電容器來調(diào)整線路參數(shù)，以控制線損，提高線路輸電效率，確保供電穩(wěn)定高效。

3.1.2 調(diào)整生產(chǎn)班次使日負(fù)荷曲線盡量平穩(wěn) 通過加強(qiáng)行政管理，配合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的管理措施，采用移峰填谷的供電形式緩解用電高峰。下午5～10 時通常為用電高峰期，可在這一時段推行限電政策，同時鼓勵深夜24時～次日6 時用電。試行強(qiáng)制農(nóng)村鄉(xiāng)辦企業(yè)的單班制生產(chǎn)為雙班、三班制生產(chǎn)，最大限度控制日負(fù)荷曲線的變化，以達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

3.1.3 重新調(diào)整低壓供電系統(tǒng)的三相負(fù)荷，做好中性線的重復(fù)接地 為保障用戶冬季安全可靠用電，我單位積極組織人員對轄區(qū)內(nèi)運(yùn)行線路、變壓器等配網(wǎng)設(shè)備開展負(fù)荷測試和紅外測溫工作，對重載負(fù)荷線路及設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)查驗(yàn)，并制定了詳細(xì)的工作計劃及測溫測負(fù)荷安全作業(yè)指導(dǎo)書。安排人員在晚19 時至22 時的用電高峰期，對配電變壓器及低壓出線進(jìn)行電流及溫度的測量溫度，及時處理變壓器超負(fù)荷運(yùn)行、三相負(fù)荷不平衡等缺陷，并對配電線路的電纜頭、高壓分接線箱，環(huán)網(wǎng)柜展開紅外測溫，及時監(jiān)測負(fù)荷變化和設(shè)備的健康情況。中性接地線的材質(zhì)與截面必須與相線相同。實(shí)際運(yùn)行中，還需參考位置信息布設(shè)二、三處重復(fù)接地（接地電阻≤10Ω），以防負(fù)荷側(cè)電壓中性點(diǎn)偏移設(shè)計位置，實(shí)現(xiàn)三相電壓基本對稱平衡。

3.2 綜合整改電壓偏低的問題

3.2.1 加強(qiáng)農(nóng)村用電負(fù)荷特性及需求側(cè)分析 根據(jù)用電需求，大力推行農(nóng)網(wǎng)改造計劃，合理調(diào)整縣域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電源點(diǎn)布局，改善農(nóng)網(wǎng)調(diào)壓能力，提高供電效率。同時，不斷強(qiáng)化低壓用戶負(fù)荷需求管理，借助集體系統(tǒng)建設(shè)和裝設(shè)配變綜合監(jiān)測儀，收集配變和低壓戶用電負(fù)荷相關(guān)信息，針對其特性展開綜合分析，并參考分析結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行管理。

3.2.2 強(qiáng)化運(yùn)行管理和營銷數(shù)據(jù)分析 配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測分析常態(tài)化，能夠使電力單位實(shí)時掌握各配電臺區(qū)負(fù)荷結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，并且能夠提高低電壓普查的工作效率，從而幫助電離電位掌握本單位供電轄區(qū)低電壓用戶的分布狀況，以便進(jìn)一步完善電力服務(wù)保障體系。加強(qiáng)電網(wǎng)營銷數(shù)據(jù)分析，有助于建立以客戶為導(dǎo)向的協(xié)同服務(wù)體制，提升故障報修、居民繳費(fèi)、客戶用電安全等服務(wù)能力。同時為建立差異化服務(wù)機(jī)制提供參考依據(jù)，加強(qiáng)與重要客戶、大客戶、高?？蛻艏叭鮿萑后w的聯(lián)系溝通，提前了解政府重點(diǎn)工程的用電需求，進(jìn)行跟蹤服務(wù)。此外，要進(jìn)一步完善優(yōu)質(zhì)服務(wù)月度例會制度，加強(qiáng)服務(wù)事件專項考核，形成一級抓一級的服務(wù)保障體系。

3.2.3 加強(qiáng)對農(nóng)村低電壓地區(qū)的線路設(shè)備改造 為解決農(nóng)村電網(wǎng)薄弱問題，電力單位在指導(dǎo)居民用戶合理開展錯峰、避峰用電的同時，組織人員對城鄉(xiāng)結(jié)合部和農(nóng)村配電網(wǎng)進(jìn)行排查。為加快報裝接電速度，電力單位及時召開專題會議，制定周密有序的施工方案，按照優(yōu)先保障、優(yōu)化流程、優(yōu)化方案、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的原則和受理快、勘查快、施工快、驗(yàn)收快、送電快的要求，極大地提升了工作效率。同時嚴(yán)把圖紙會審關(guān)和竣工驗(yàn)收關(guān)，有效提升工程質(zhì)量，切實(shí)解決農(nóng)網(wǎng)架設(shè)薄弱、供電質(zhì)量不高，供電能力不足，供電損耗大等現(xiàn)象。改造后，高標(biāo)準(zhǔn)的低壓線路穿過村莊，房屋上的進(jìn)戶線路安裝整齊，全新的配電表箱代替了破舊的表箱、私拉亂接的線路消失不見，村容村貌煥然一新，為整個村莊增添了一道亮麗的風(fēng)景線。

3.3 解決電壓偏高的措施 一是對廣大電網(wǎng)用戶開展用電知識的宣傳和培訓(xùn)，提高其對電壓質(zhì)量的監(jiān)督意識；二是合理調(diào)整配電變壓器的分接頭；三是將變電所主變有載調(diào)壓裝置作為重點(diǎn)監(jiān)管環(huán)節(jié)，以保證10kV 母線電壓符合運(yùn)行要求；四是通過自動投切裝置嚴(yán)格控制10kV 和低壓線路的無功補(bǔ)償。

4 結(jié)束語

農(nóng)村電網(wǎng)的改造提高了農(nóng)村電網(wǎng)的安全水平和供電能力，降低了線損，在逐步實(shí)行“同網(wǎng)同價”后，減輕了農(nóng)民經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)了農(nóng)村用電量的增長，對擴(kuò)大內(nèi)需消費(fèi)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長起到了積極的作用，如何改好電網(wǎng)，讓廣大群眾用上安全電、放心電，值得每一個學(xué)習(xí)者和電力工作者和去深入分析研究。農(nóng)村電網(wǎng)是農(nóng)村重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，云南省應(yīng)積極響應(yīng)國家的號召，落實(shí)政策要求。在農(nóng)網(wǎng)改造升級中對電能質(zhì)量給予高度重視。為更好地服務(wù)“家電下鄉(xiāng)”和社會主義新農(nóng)村建設(shè)，必須加強(qiáng)對農(nóng)村低壓電壓質(zhì)量問題的治理，加快對農(nóng)村電網(wǎng)的升級改造。

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