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摘要：农村电网的线损管理工作是电力企业生产经营的重要技术措施, 而降低线损更是任重而道远的一项艰巨任务。这在很大程度上影响着供电企业的效益和安全生产， 抓好这项工作，供电企业的利益得到了保证，企业的安全生产得到较大程度的保障，供电企业的良好形象得到更好的维护，使供电企业的进一步发展得到有力的支持。本文首先介绍了供电形式及影响，然后分析了主要调压措施，最后论述了调整运行电压、降低线损的主要途径。
关键词：农村配网，电压质量，降损。
中图分类号： TM714 文献标识码： A 文章编号：
1 供电形式及影响
农村配电网一般常见的供电形式是由35kV终端变电站供电,再由变电站10kV出线经过10kV/400V配變接入用户端。此种供电形式的突出特点是线路供电半径长、线损率高、电压衰减大、用电性质多为照明用电、负荷率低、用电高峰时段线路末端电压偏低、负荷低谷时段配变轻载运行容易导致电压越上限,电压合格率普遍较低。所以,电网规划阶段在资金充裕的前提下,充分考虑电压质量问题,对线路投运后的安全稳定、用户端电 能质量将起到决定性的作用。众所周知,线路末端电压偏差直接取决于线路电压损失,线路电压损失又跟导线截面积、线路长度、三相负荷平衡率有着很大关系。
从△U=(PR+Qx)/U可以看出：线径越小、线路越长、负荷越重、电压损失越大,反之则越小。如果在电网建设时选用适当截面的导线、10kV线路供电半径控制在15km之内,根据线路载流量来布置配变,确保线路不过负荷,在线路首端电压偏差不大的情况下就能保证低压用户端电压质量。
2 调压措施
目前,配网自动化技术在农村应用很少,农村用户端电压监测基本上采取定点装设电压监测仪,通过GPMS或短信形式集中采集电压监测数据,根据电压偏差采取相应调压措施来改善电压质量。主要调压措施有以下四种：
1）通过调整发电机无功出力来改善电压质量
通过调整发电机无功出力来调节系统电压是无需增加投资达到调压目的最直接的方法。对处于电源附近的用户有明显效果。从电网稳定性考虑,所有并入电力系统运行的发电机组均要求具备自动励磁调节功能,参与系统电压调节。此种调压手段有两个明显的缺点：一是受发电机额定励磁电流限制,在负荷高峰时段发电机无功出力增加有限,一旦造成发电机转子磁饱和,将会引发系统低频振荡,直接威胁电网稳定运行;二是由于农村电网用户端至电源点距离较远,远距离输送大量无功,将使线路发热、线损增加、输送功率超过线路载流量同样会引发系统低频振荡,不利于电网稳定运行。
2）调整配电变压器档位
调整配电变压器运行档位来调节用户端电压是最常用的调压方法,涉及停电用户少,在电压偏差不大的情况下,效果明显。不足之处是电压调节余地小,因为10kV配电变压器高压侧一般设有三个档位,Ⅰ档10500V、Ⅱ档10000V、Ⅲ档9500V,如果大网无功缺额较大,即便将配变调至Ⅲ 档运行,400V侧电压仍然偏低,对用户侧电压质量没有实质性的改善。
3）变电站10kV 母线装设电容器进行集中补偿
在变电站10kV母线装设电容器是实现无功“分层平衡”的有效手段。它的优点是无需高压输电线路传输大量无功,减轻了线路传输压力,提高了变电站主变压器使用效率。终端变电站采用“动补+静补”方式能很好的控制变电站10kV母线电压越限,对处于10kV线路首端的用户调压效果较好。变电站集中补偿的不足之处是难以兼顾10kV线路首、末端用户对电压的需求,线路越长该矛盾越突出。
4）分散补偿
在线路上或配变端装设补偿电容器是比较便捷、补偿效果明显的一种无功补偿方法,在10kV配电网络普遍采用。运行表明,装设线路补偿或配变补偿后,线路功率因数大幅提升,月平均功率因数由原来的0.75提高到0.92,用户端电压质量明显好转。分散补偿的缺点是补偿范围小,所需补偿点多,补偿设备维护人力成本大。
通过对各种调压措施的利弊分析,不难看出,在35kV终端变电站10kV母线装设补偿电容器,能使无功“分层”平衡;按功率因数法计算线路和配变补偿容量,选取合适的补偿点,在线路或配变端装设补偿电容器,能使无功功率“分区、就地”平衡。
3 调整运行电压、降低线损的主要途径
3.1 增加电源点, 缩小低压供电半径
我们可以将110 kV 、220k V 的电压引人负荷中心, 缩短配电线路的供电距离, 既保持了电压质量, 又有效地降低了线路损耗。中压配电网深人负荷点后, 低压配电点到低压用户的供电半径视负载的大小而定, 负荷密集地区不宜超过10 m ;负荷中等密集地区不宜超过150 m ;小负荷地区不宜超过25m。
3.2 对非标准等级电网进行升压
在负载功率不变的条件下, 把电力网的电压提高, 则通过电网的负载电流值将相应减小, 电网的可变损耗亦随之降低。对非标准电压等级的电网进行升压改造, 有利于简化网络接线, 减少变电容量, 适应电力负载的增长, 降低电网的线损。
3.3 调节变压器分接头
改变变压器分接头。理论上, 当系统无功充足时, 改变35 k V 变电所主变压器的分接头可以提高线路电压2.5 % ~ 5 % , 改变10 kV 配电变压器分接头还可以提高线路电压5 % 。
在实际运行中,同时调整35 k V 和10 k V 变压器分接头可以综合提高运行电压6% 一8 % 。通过分接头的调整可使线路和变压器中的损耗降低10 % 以上。
3.4 增投电容器
在35 kV 变电站或10 k V 线路末端安装并联电容器。当系统无功不足或联网线路较长时, 改变变压器分接头调整电压的作用不大。此时, 应安装电容器进行无功补偿, 减少线路的无功分量, 使线路损耗降低, 同时还减少电压损耗提高运行电压,进一步降低了电网损耗。因此, 安装并联电容器对提高线路运行电压、降低线损的效果是相当显著的。
3.5 合理选择配电线路的导线截面
配电线路导线截面过小, 导致电压质量难以保证, 电能损耗过高。因此, 配电线路导线的选择应达到《城市电力网规划设计导则》的要求。对于负荷增长迅速的线路, 我们也应增加对线路的巡视检修的次数, 及时更换截面过细的导线, 降低电能损耗。
3.7 平衡配电网络的三相负载
低压网络中, 由于存在单相负载, 使各相负载电流的大小分布不均, 从而造成三相负载不平衡,其结果不但引起相线中总损失的增加, 在中性线上也有电能损耗, 使线路的电压降增大, 线损增加。三相负载不平衡还会影响变压器的满出力, 一般要求在变压器出口处三相负载不平衡不大于10 %, 干线及分支线首端的不平衡度不大于20 %。所以, 我们应该尽量调整变压器出口的三相平衡。
4 结束语
农村电网的线损管理工作是电力企业生产经营的重要技术措施, 而降低线损更是任重而道远的一项艰巨任务。电网建设时充分考虑电源分布、供电半径、负荷特性是提高农村电网电压质量的基础;在变电站10kV母线或线路上装设无功补偿设备是行之有效有效的补充手段,两者结合,统筹兼顾才能不断提高农村电网电压合格率。
【参考文献】
［1］刘健.城乡电网建设与改造指南[M].北京:中国水利水电出版社.
［2］郑颂丽.城市配电网规划中的若干问题探讨[J].电网建设,2005,(9).
［3］顾天天.谈配网自动化对配电设备的要求[J].新视点,2003,(7).
［4］辛耀中.新世纪电网调度自动化技术发展趋势[J].电网技术,2001,(12).
［5］崔秀玉,王志勇.GPRS 技术在电力系统通信中的应用[J].电力系统通信,2004
关键词：农村配网，电压质量，降损。
中图分类号： TM714 文献标识码： A 文章编号：
1 供电形式及影响
农村配电网一般常见的供电形式是由35kV终端变电站供电,再由变电站10kV出线经过10kV/400V配變接入用户端。此种供电形式的突出特点是线路供电半径长、线损率高、电压衰减大、用电性质多为照明用电、负荷率低、用电高峰时段线路末端电压偏低、负荷低谷时段配变轻载运行容易导致电压越上限,电压合格率普遍较低。所以,电网规划阶段在资金充裕的前提下,充分考虑电压质量问题,对线路投运后的安全稳定、用户端电 能质量将起到决定性的作用。众所周知,线路末端电压偏差直接取决于线路电压损失,线路电压损失又跟导线截面积、线路长度、三相负荷平衡率有着很大关系。
从△U=(PR+Qx)/U可以看出：线径越小、线路越长、负荷越重、电压损失越大,反之则越小。如果在电网建设时选用适当截面的导线、10kV线路供电半径控制在15km之内,根据线路载流量来布置配变,确保线路不过负荷,在线路首端电压偏差不大的情况下就能保证低压用户端电压质量。
2 调压措施
目前,配网自动化技术在农村应用很少,农村用户端电压监测基本上采取定点装设电压监测仪,通过GPMS或短信形式集中采集电压监测数据,根据电压偏差采取相应调压措施来改善电压质量。主要调压措施有以下四种：
1）通过调整发电机无功出力来改善电压质量
通过调整发电机无功出力来调节系统电压是无需增加投资达到调压目的最直接的方法。对处于电源附近的用户有明显效果。从电网稳定性考虑,所有并入电力系统运行的发电机组均要求具备自动励磁调节功能,参与系统电压调节。此种调压手段有两个明显的缺点：一是受发电机额定励磁电流限制,在负荷高峰时段发电机无功出力增加有限,一旦造成发电机转子磁饱和,将会引发系统低频振荡,直接威胁电网稳定运行;二是由于农村电网用户端至电源点距离较远,远距离输送大量无功,将使线路发热、线损增加、输送功率超过线路载流量同样会引发系统低频振荡,不利于电网稳定运行。
2）调整配电变压器档位
调整配电变压器运行档位来调节用户端电压是最常用的调压方法,涉及停电用户少,在电压偏差不大的情况下,效果明显。不足之处是电压调节余地小,因为10kV配电变压器高压侧一般设有三个档位,Ⅰ档10500V、Ⅱ档10000V、Ⅲ档9500V,如果大网无功缺额较大,即便将配变调至Ⅲ 档运行,400V侧电压仍然偏低,对用户侧电压质量没有实质性的改善。
3）变电站10kV 母线装设电容器进行集中补偿
在变电站10kV母线装设电容器是实现无功“分层平衡”的有效手段。它的优点是无需高压输电线路传输大量无功,减轻了线路传输压力,提高了变电站主变压器使用效率。终端变电站采用“动补+静补”方式能很好的控制变电站10kV母线电压越限,对处于10kV线路首端的用户调压效果较好。变电站集中补偿的不足之处是难以兼顾10kV线路首、末端用户对电压的需求,线路越长该矛盾越突出。
4）分散补偿
在线路上或配变端装设补偿电容器是比较便捷、补偿效果明显的一种无功补偿方法,在10kV配电网络普遍采用。运行表明,装设线路补偿或配变补偿后,线路功率因数大幅提升,月平均功率因数由原来的0.75提高到0.92,用户端电压质量明显好转。分散补偿的缺点是补偿范围小,所需补偿点多,补偿设备维护人力成本大。
通过对各种调压措施的利弊分析,不难看出,在35kV终端变电站10kV母线装设补偿电容器,能使无功“分层”平衡;按功率因数法计算线路和配变补偿容量,选取合适的补偿点,在线路或配变端装设补偿电容器,能使无功功率“分区、就地”平衡。
3 调整运行电压、降低线损的主要途径
3.1 增加电源点, 缩小低压供电半径
我们可以将110 kV 、220k V 的电压引人负荷中心, 缩短配电线路的供电距离, 既保持了电压质量, 又有效地降低了线路损耗。中压配电网深人负荷点后, 低压配电点到低压用户的供电半径视负载的大小而定, 负荷密集地区不宜超过10 m ;负荷中等密集地区不宜超过150 m ;小负荷地区不宜超过25m。
3.2 对非标准等级电网进行升压
在负载功率不变的条件下, 把电力网的电压提高, 则通过电网的负载电流值将相应减小, 电网的可变损耗亦随之降低。对非标准电压等级的电网进行升压改造, 有利于简化网络接线, 减少变电容量, 适应电力负载的增长, 降低电网的线损。
3.3 调节变压器分接头
改变变压器分接头。理论上, 当系统无功充足时, 改变35 k V 变电所主变压器的分接头可以提高线路电压2.5 % ~ 5 % , 改变10 kV 配电变压器分接头还可以提高线路电压5 % 。
在实际运行中,同时调整35 k V 和10 k V 变压器分接头可以综合提高运行电压6% 一8 % 。通过分接头的调整可使线路和变压器中的损耗降低10 % 以上。
3.4 增投电容器
在35 kV 变电站或10 k V 线路末端安装并联电容器。当系统无功不足或联网线路较长时, 改变变压器分接头调整电压的作用不大。此时, 应安装电容器进行无功补偿, 减少线路的无功分量, 使线路损耗降低, 同时还减少电压损耗提高运行电压,进一步降低了电网损耗。因此, 安装并联电容器对提高线路运行电压、降低线损的效果是相当显著的。
3.5 合理选择配电线路的导线截面
配电线路导线截面过小, 导致电压质量难以保证, 电能损耗过高。因此, 配电线路导线的选择应达到《城市电力网规划设计导则》的要求。对于负荷增长迅速的线路, 我们也应增加对线路的巡视检修的次数, 及时更换截面过细的导线, 降低电能损耗。
3.7 平衡配电网络的三相负载
低压网络中, 由于存在单相负载, 使各相负载电流的大小分布不均, 从而造成三相负载不平衡,其结果不但引起相线中总损失的增加, 在中性线上也有电能损耗, 使线路的电压降增大, 线损增加。三相负载不平衡还会影响变压器的满出力, 一般要求在变压器出口处三相负载不平衡不大于10 %, 干线及分支线首端的不平衡度不大于20 %。所以, 我们应该尽量调整变压器出口的三相平衡。
4 结束语
农村电网的线损管理工作是电力企业生产经营的重要技术措施, 而降低线损更是任重而道远的一项艰巨任务。电网建设时充分考虑电源分布、供电半径、负荷特性是提高农村电网电压质量的基础;在变电站10kV母线或线路上装设无功补偿设备是行之有效有效的补充手段,两者结合,统筹兼顾才能不断提高农村电网电压合格率。
【参考文献】
［1］刘健.城乡电网建设与改造指南[M].北京:中国水利水电出版社.
［2］郑颂丽.城市配电网规划中的若干问题探讨[J].电网建设,2005,(9).
［3］顾天天.谈配网自动化对配电设备的要求[J].新视点,2003,(7).
［4］辛耀中.新世纪电网调度自动化技术发展趋势[J].电网技术,2001,(12).
［5］崔秀玉,王志勇.GPRS 技术在电力系统通信中的应用[J].电力系统通信,2004