云南农村低压电网电压质量分析与改进措施

摘要： 农村电网作为国民经济和社会发展的重要组成部分，在构建社会主义和谐社会中，肩负着十分重要的职责。然而由于种种原因，部分地区的广大农村电压质量问题很突出，已不能满足农村用户正常的用电需要。电压是电能质量的重要指标之一，电压质量直接关系到电力系统的安全与经济运行及电气设备的使用寿命，“低电压”、“电压偏移”长期以来一直是困扰农村地区的供电难题，如何彻底根除、治理这种问题是各省农网升级改造工程的重中之重。本文通过对云南省农网电能质量现状、高低电压及电压偏移成因等问题的分析，提出了切实可行的改善方案。

关键词： 农村低压电网；电压质量；农网改造

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0070-03

0 引言

农村配电变压器负荷大多为动力与照明混用，加上农村用电的特殊性，农忙、农闲的用电量相差悬殊，造成配电变压器输出电压时高时低；而电压的波动对各种用电备的性能、生产效率和产品质量都有不同程度的影响。电网中线损的大小与运行电压的平方成反比，线损高低直接反映供电企业的设备状况和经营管理水平，提高电压质量，降低线损是提高供电企业经济效益和社会效益的重要手段。

1 云南农村低压电网电压质量现状分析

由于云南省是少数民族聚居地，其自然地理条件、社会经济情况都与平原地区有很大的差别，大部分农村山寨依山而建。农村低压网络主要是10kV及以下配电线路构成的，是以农村农牧民群众电炊、电热、生活照明、农副产品加工、农田灌溉、乡镇工业等用电形成的配电网络。最近几年，云南省在农网改造和运行管理方面作了大量工作，确保了部分地区电压稳定运行。但受诸多客观条件的限制和传统运行管理思想的制约，电力单位对农网的运行管理仍部分环节有待改进。具体来讲，云南省农网运行问题主要表现在以下几方面：

1.1 电网结构薄弱，供电能力不足 农村电网多为辐射网，环网供电范围小，负荷转移能力差，事故、检修停电范围大，供电可靠性较低，单主变、单回路供电区域较多，变电站之间转供电能力差，保护配置不全，安全水平与自动化水平都很低，因而供电可靠性普遍较低。近年来，由于家电下乡政策的落实，农村家用电器数量剧烈增加，现有的供电能力已不能满足乡村用电需求。

1.2 电能质量合格率低 最近几年，农村生活质量的改善使得农网用电需求激增，农网运行负荷逐年增加。现有中压配电网线路截面小、回路数少、无功补偿不到位，加之不合理的配变布局，使得电压合格率基本维持在一个较低的水平。据量测，95%的10KV配网电压达不到运行要求。此外，低压电网运行效率也很低，一些地区线损率已超过15%。

1.3 输供电设备陈旧、安全及可靠性低 农网中运行的变压器大多属于高耗能型，有的地区占80%。部分农网低压架空线还是单股线、破股线、铁线等，给农民的生命和财产安全造成一定的威胁。

1.4 农网布局不合理，缺乏长远规划 由于缺乏规划，农村电网配电变压器分布不合理，低压线路迂回曲折，直接造成农村电网的损耗居高不下，历史客观条件的影响和在主观上重视程度不够等原因，一些边远山区如迪庆、怒江文山等少数名族聚集地仍有无电地区，直接阻碍了农村电能销售的增长。

2 影响农村低压电网电压质量的原因

农村低压供电网采用380/220V系统供电，随着农网改造的深入，供电电网的电压质量已引起人们的重视。然而一些农村地区用电需求仍然过快增长，部分农村配网还未进行过改造，一些低压老旧线路使用年限久、安全隐患较为突出，为农村用户安全可靠用电带来了严峻考验，使得电压合格率普遍较低。具体来讲，影响农网稳定运行的因素主要有以下几方面：

2.1 农网电压偏移问题的成因分析 县级和县级以下的农电配电网点布局分散，线路输电半径过长。日负荷曲线经常大幅波动，且无功补偿不到位；配电范围内小水电站洪枯水期出力存在较大差异，一到枯水期，配电网电力供应能力明显不足。加之前期规划时对用电负荷估计不准，输电线路普遍为小截面导线，电网运行一段时间后电网电压运行明显不稳，严重时甚至威胁农电设备的安全运行。根据《全国供用电规则》可知受电端电压变化幅度必须在以下范围之内，35KV高压供电为额定电压的±5%、6～10kV高压供电及低压动力用户为额定电压的±7%，低压单相用户为额定电压的+5%～-10%。

2.1.1 输电半径过长 农村地区住户分散，供电网点也相对分散，供电线路长距离运行。一般情况下，农村10kV输电线路的输电半径基本都达到了20～30公里，规定的经济输电距离为15公里；低压线路输电半径基本在1000～2000m，而规定的经济输电半径为800m。实际线路输电半径远远超出经济的距离是造成电压损耗的主要原因。

2.1.2 中性线断线造成电压偏移 当三相负荷基本持平时，中性线可以使低压星形供电系统电压维持均衡值，确保三相负载电压始终维持在允许范围内，以满足家用电器和农电设备的用电需求。但如果三相负荷波动较大，使得中性线断线，负载最小相的电压可能会超出额定范围，严重时会影响农电设备的安全运行。而380/220V低压供电系统又很难保持三相负荷平衡。

2.1.3 日负荷曲线大幅度波动 当前，随着更多惠农政策的颁布，农村生活质量大大改善。农忙时节和新年期间农村地区外地务工人员集中返乡、农村生活用电负荷激增，可能导致的农村个别地区出现低压配电设施满载、过载运行。农村的企业大多采取单班制生产模式，用电高峰集中在白天时段，每到农忙时节农电网络的日负荷曲线就会出现大幅波动，峰谷负荷的差值不断加大，电压运行极不稳定，甚至某些高峰时段低于额定电压，每到低谷负荷阶段，电压又会急剧升高甚至超过额定值。

2.2 农网高电压问题的成因分析

2.2.1 由于相、中性线接线错误，造成电压升高至线电压 电力施工中，通常用相线、中性线同杆架设或同时沿墙敷设380V三相四线制低压配电线路。在农网改造时，易发生接线错误，如果接线过程中误将中性线作为相线，其它两相线与“中性线”之间的电压将升高到线电压，将会造成电器损坏甚至火灾等事故的发生。

2.2.2 变压器分接头位置需要调整 部分用户为了提高配变二次电压，将配变装置出厂时本应接在II分头的分接头刻意接入III分头，使得用户电压偏高。当变电所10kV出口电压达到上限后，配变二次出口电压达到最大值258.4V；当变电站的瞬时电压大于额定电压，二次电压最大可达到269V。由于一部分10kV配电线路负荷大幅度波动，而线路中又装有配套的无功补偿电容，当负荷较小时，在线路上形成过补偿，造成10kV线路电压过高。

2.3 农网低电压问题的成因分析

2.3.1 线路导线截面小 改造农网时，一些区域因无法准确预测用电负荷，采用了截面较小的导线输电，两年后用电符合不断增加，已有小截面的线路无法满足供载流量的要求。

2.3.2 无功补偿容量不足 农村低压电力网中装有多个负载率低的异步电动机及配电变压器，这些设备无功负荷通常较高，因而运行时自然功率因数偏低。运行时一旦补偿并联电容器容量达不到运行需求，线路便会大量输送无功功率而造成电压损耗，继而出现电压偏低的问题。

2.3.3 10kV或低压配电线路供电半径长 供电半径要根据电网系统供配电能力而定。如果供电半径过长，就会相应加大线损，长期运行会出现电压偏低的问题。农村地区用电高峰期集中出现在春秋季农忙时节，电压偏低会对农业生产活动造成较为严重的影响。电网中现有主变压器，有载调压装置投运率低或调压操作滞后于用电需求，部分农户采用小容量配变器，用电高峰时段配变器超负荷运行，极大的影响了供电质量。

3 改进农网电压质量的措施

近几年，随着云南农村地区旅游餐饮业、果菜种植业的兴盛，以及家电下乡和各种农用机械的增加，村民用电增长过快，农村电网的负荷不断增长，出现了‘卡脖子’现象，部分偏远山区的农村电压质量偏低。今年，我们分期实施了农网改造升级工程，确保让农村地区享受到与城里人同等质量的用电服务，让农民朋友用上安全电、舒心电、满意电。”具体来说，在改善农网电压质量方面主要有以下一些措施：

3.1 电压偏移的调整措施

3.1.1 利用电容器进行补偿 在每一台异步电动机上配套安装随机补偿并联电容器，使其同步于电动机的运行状态，从而调整并优化异步电动机的运行功率因数。过长的输电线路会使电路产生的分布感抗，此时可通过串联电容器来调整线路参数， 以控制线损，提高线路输电效率，确保供电稳定高效。

3.1.2 调整生产班次使日负荷曲线尽量平稳 通过加强行政管理，配合经济、技术等方面的管理措施，采用移峰填谷的供电形式缓解用电高峰。下午5～10时通常为用电高峰期，可在这一时段推行限电政策，同时鼓励深夜24时～次日6时用电。试行强制农村乡办企业的单班制生产为双班、三班制生产，最大限度控制日负荷曲线的变化，以达到节能降耗的效果。

3.1.3 重新调整低压供电系统的三相负荷，做好中性线的重复接地 为保障用户冬季安全可靠用电，我单位积极组织人员对辖区内运行线路、变压器等配网设备开展负荷测试和红外测温工作，对重载负荷线路及设备进行重点查验，并制定了详细的工作计划及测温测负荷安全作业指导书。安排人员在晚19时至22时的用电高峰期，对配电变压器及低压出线进行电流及温度的测量温度，及时处理变压器超负荷运行、三相负荷不平衡等缺陷，并对配电线路的电缆头、高压分接线箱，环网柜展开红外测温，及时监测负荷变化和设备的健康情况。中性接地线的材质与截面必须与相线相同。实际运行中，还需参考位置信息布设二、三处重复接地（接地电阻≤10Ω），以防负荷侧电压中性点偏移设计位置，实现三相电压基本对称平衡。

3.2 综合整改电压偏低的问题

3.2.1 加强农村用电负荷特性及需求侧分析 根据用电需求，大力推行农网改造计划，合理调整县域电网结构和电源点布局，改善农网调压能力，提高供电效率。同时，不断强化低压用户负荷需求管理，借助集体系统建设和装设配变综合监测仪，收集配变和低压户用电负荷相关信息，针对其特性展开综合分析，并参考分析结果进行后续的规划建设和运行管理。

3.2.2 强化运行管理和营销数据分析 配网运行状态检测分析常态化，能够使电力单位实时掌握各配电台区负荷结构和运行特点，并且能够提高低电压普查的工作效率，从而帮助电离电位掌握本单位供电辖区低电压用户的分布状况，以便进一步完善电力服务保障体系。加强电网营销数据分析，有助于建立以客户为导向的协同服务体制，提升故障报修、居民缴费、客户用电安全等服务能力。同时为建立差异化服务机制提供参考依据，加强与重要客户、大客户、高危客户及弱势群体的联系沟通，提前了解政府重点工程的用电需求，进行跟踪服务。此外，要进一步完善优质服务月度例会制度，加强服务事件专项考核，形成一级抓一级的服务保障体系。

3.2.3 加强对农村低电压地区的线路设备改造 为解决农村电网薄弱问题，电力单位在指导居民用户合理开展错峰、避峰用电的同时，组织人员对城乡结合部和农村配电网进行排查。为加快报装接电速度，电力单位及时召开专题会议，制定周密有序的施工方案，按照优先保障、优化流程、优化方案、优质服务的原则和受理快、勘查快、施工快、验收快、送电快的要求，极大地提升了工作效率。同时严把图纸会审关和竣工验收关，有效提升工程质量，切实解决农网架设薄弱、供电质量不高，供电能力不足，供电损耗大等现象。改造后，高标准的低压线路穿过村庄，房屋上的进户线路安装整齐，全新的配电表箱代替了破旧的表箱、私拉乱接的线路消失不见，村容村貌焕然一新，为整个村庄增添了一道亮丽的风景线。

3.3 解决电压偏高的措施 一是对广大电网用户开展用电知识的宣传和培训，提高其对电压质量的监督意识；二是合理调整配电变压器的分接头；三是将变电所主变有载调压装置作为重点监管环节，以保证10kV母线电压符合运行要求；四是通过自动投切装置严格控制10kV和低压线路的无功补偿。

4 结束语

农村电网的改造提高了农村电网的安全水平和供电能力，降低了线损，在逐步实行“同网同价”后，减轻了农民经济负担，促进了农村用电量的增长，对扩大内需消费，促进经济增长起到了积极的作用，如何改好电网，让广大群众用上安全电、放心电，值得每一个学习者和电力工作者和去深入分析研究。农村电网是农村重要的基础设施之一，云南省应积极响应国家的号召，落实政策要求。在农网改造升级中对电能质量给予高度重视。为更好地服务“家电下乡”和社会主义新农村建设，必须加强对农村低压电压质量问题的治理，加快对农村电网的升级改造。

参考文献：

[1]丁超，张娟.试析农村电网改造的思路和措施[J].黑龙江科技信息，2011（21）.

[2]陈军，李帆.农村电网改造升级中、低压电网的规划设计[J]. 农村电工，2011（7）.

[3]王倩.低压电网改造规划和设计[J].科技创新导报，2011（19）.

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