淺析農村低壓電網節能降損

摘 要：基于我國目前的用電現狀，農村電網是我國電網系統的重要組成部分。在持續提高農網供電可靠性的同時進一步降低其電網損耗，具經濟與政治兩方面的雙重意義。因此在近些年來，人們更加重視農村低壓電網節能降損相關問題，目前已有相關技術人員就管理與技術兩方面開展了一定研究。本文根據當前農村電網現狀，深入分析了關于農村低壓電網節能降損的技術研究。

關鍵詞：農村低壓電網；節能降損；技術研究

當前我國制定了節能減排、構建低碳經濟的戰略規劃。因此如何提高電能利用率降低損耗，這不僅關系到我國經濟的健康有序發展，更關乎到生態環境的可持續發展。線損率一直以來都是評價供電企業經濟指標的重要參考因素，同時更是供電企業自身綜合管理水平的重要衡量因子。有調查數據顯示，在我國，包括低壓變壓器以及相關線路在內的低壓電網其總體損失率大概在10%左右，而就這些低壓電網的電能損耗情況來看，幾乎占到了整個電網耗能損失的50～60%，提示其電能的浪費損失是相當高的。研究如何進行線損管理，降低損耗符合目前我國制定的建設節約型社會的發展方針，同時也是供電企業提高企業經營效益的有效途徑。

1 農村電網的現況

盡管長時間以來，我國在農網建設方面花費了一定程度的財力，以至于部分區域農網其低壓電網的損耗率有所下降，但基于我國當前多數的農村電網其結構仍然比較分散，因此其線路長、分支多以及負荷分散度尚不十分均勻仍是比較普遍存在的現象，這也是導致其損耗偏高的主要原因，具體而言可歸結為以下幾個方面：

（1）未能從全局對供電區域與半徑做出整體規劃，進而導致某些地區出現供電半徑非常大以及線路極其混亂的情況；（2）電網的功率指標比較低，無功補償較少；（3）設施落后，很多配電變壓器的耗損較高；（4）負荷的更變比較繁亂，繼而導致時常出現供電設施與供電量難以對稱與匹配的情況；（5）電網還不能夠在三廂負荷的平衡方面提供充分保障；（6）資金的匱乏在一定程度拖延了保護設施的安裝與運用；（7）相關電量計量儀器儀表尚不具有足夠的精準性，其獲得的數據還存在相當大的誤差；（8）在線損管理跟不上的情況下更是受到某些不法分子偷竊用電的影響。

由于當前農村電網存在諸多問題，所以深入探究解決農村低壓電網中節能降損的技術，即是對我國所號召的節能減排以保障經濟穩定并持續地發展的積極響應，具有非常顯著的現實意義與價值。

2 農村電網節能降損技術

2.1 變壓器節電技術

減少變壓器耗損，需要從如下幾方面著手：

（1）科學選擇更為理想且實用的配電變壓器。農村的變壓器其年負荷利用水平比較低時，其線損相對偏大，而與硅鋼變壓器比較而言，非晶態高效變壓器的線損實則僅是前者的1/5，經計算在使用采用非晶態變壓器的情況下，基本上可在不超過8年的時間內完全補償初始成本投入的經濟超出，而電壓器本身的使用壽命最高可達到18年，因此基本上從第9年開始，其相對經濟收益就會愈發體現出來。同時，從非晶態變壓器的制造技術與其容量指標來看，也是較其他類型的變壓器更負荷農網的實際使用水平與特征的。

（2）選擇更合適容量的變壓器。就當前農村電壓器的類型來看，綜合用電變壓器的使用率比較普遍，然而就變壓器的一般應用原則來看，我們選擇其實際的符合值通常均有一個最大需求參考量，而實際容量最好以不超過其1/10為宜，但就農村而言，我們還需考慮到季節性農業澆灌的較強需求，要求變壓器容量要負荷2倍左右。用電負荷峰谷差比較顯著的場所可以采取\"字母變\"的供電方法，按照消耗最少的原則采用不同容量的變壓器。

（3）規范電壓器的安裝位置。首先應考慮到的問題就是要確保低壓下路的供電半徑情況，應盡量不超過500m，且最好不要太遠離負荷中心，其他還應最好選擇在地勢相對較高較安全、更便于僅出現以及交通更為便捷之處。

（4）更完善地管理變壓器的運作模式。比如某些僅應用了一臺變壓器的區域，如果其晝夜或季節性用電負荷變化比較大，應該是不負荷經濟實惠的原則的，這樣的情況我們可使用\"子母變\"的供電方式，繼而采用不同容量的變壓器以實現更低電能損耗的目的。基于農田專用配電變壓器其需求特點與季節關聯緊密，所以當他們處于用電淡季時，我們可選擇從高壓側將所有閑置的變壓器斷開，以此減少電能損耗。如果多臺配電變壓器處于相同的配電地域，我們可以在其低壓出線側添設聯絡開關，在用電需求少時可采取變壓器共用的運作模式。此外我們還應看到，在某些發達國家已經比較普遍地使用了單相供電技術，其也可為我國的電網技能改造提供一定參考價值。

就我國的低壓配電網所運用的配電技術來看，很多地區當前所采用的均為原蘇聯的三相四線制配電技術，但因為太過單一，往往也會表現出許多問題，線路損耗較大就是其中之一。而多數發達的國家目前均選擇采用了掛桿單相變壓器或是經單相變壓器所構成的三相變壓器供電模式，將6 kV 或 10 kV高壓直接傳輸給用戶，同時大多數采取容量小、布點密的方法，從而有效降低低壓線路，避免線損。單相供電現已在寧波、杭州等地試點，有效提升了電能質量，大大降低了變壓器空載耗損及線路耗損。

2.2 無功補償與節能降損

合理有效的無功補償對減少農村電網有功功率損耗、加強農網有功傳輸能力、降低農網電源設施容量以及提高電能質量均具有十分顯著的作用。比較理想的無功補償應充分考慮到以下幾個方面的問題：（1）補償的方式。其最主要的補償方式通常有變電站集中補償、配電線路固定補償、配電變壓器低壓補償以及相關設備的隨機補償；（2）如何確定補償量。補償量的確定一般可從功率因素的提高、減少線損、運行電壓的提升以及補償當量等多方面再根據具體的情況做出充分考量；（3）無功補償容量分布。此方面需雅閣參考等網損微增率的規定，也就是說，當相關網店的微增率一致時，即可實現全網無功補償容量的最佳分布。公用配電變壓器低壓側加裝低壓無功補償箱實行無功補償，符合農網特點，推廣價值高。低壓無功補償箱主要為380 V/50 Hz 電網研究開發，能收集電網三相電壓、三相電流，經過采集計算出的電壓、無功量等控制補償裝置的投切動作。

2.3 針對電網經濟運行與改造的節能降損技術

電網優化運行。優化電網的運行，其最大的意義就在于當配電網的運行時值某一負荷轉行狀態的同時盡可能地實現最低的網損率。而優化運行的主要方式則是從電壓與負荷兩個方面所實施的調整，但這些調整均應確保其處于電網所能承受的范圍之內。在負荷增大的同時供電電壓最值升高，反之則減少，此為最科學的跳崖方法。能夠獲得最佳的降損效果。當前經濟價值最高的調壓方式為調整變壓器分接頭。一旦主變壓器的手動的無載分接開關時，可依據季節的負荷電量，在一年之內根據季節實行調整。這樣的調整可使網損減少 2.5%～3%，并不要求額外投資，主要重主變壓器分接頭管理。將主變壓器安裝上有載自動分接頭開關，這時微機可以在線運作，減少網損降低4%～5%。主要主變壓器電壓調整完成時，配電網的運作電壓也確定，可采用配電變壓器的分接頭開關全面控制電壓，確保用戶的電壓質量。負荷調整包含善于利用季節性的電能，實現年負荷曲線與設備實際出力一致，調整早晚峰，將符合控制在平衡的狀態。主要方法盡可能避免大型設施在高峰階段運行。注意避峰運作后的線路電流不能超過避峰前的大型設施線路電流，就能實現節電的效果。同時合理調整三相負荷分配。如果其中一項符合重，一相負荷輕，第三相負荷為平均負荷時，線損量比平常高出4倍；當一相負荷重，兩相負荷輕，線損提高了9倍；當一相負荷輕，兩相符合重的情形下，線損提高到3倍。因此，調整三相負荷配置，盡量將三者控制在平衡狀態，有助于節能降損。

為了進一步改變農網線損情況，國家專門發布了《農村電網建設與改造技術原則》，針對減少供電半徑，變電所、農業用戶功率因數，電壓偏差，導線截面，運行模式，變壓器選用等情況進行了細致規定。從節能降損方面考慮，其改造方式主要是改變迂回線路、改造卡脖子線路以及改造導線的連接。

2.4 以網損最小為目標的配網重構技術

追求網損最低的配電重構技術，主要目的在于確保配網呈輻射形式，負荷饋線熱容、電壓降落需求和變壓器容量許可的條件下，調整分段開關、聯絡開關的配置狀態，達到配網處于線損最少的情形下運作。所以，配網重構的目的函數為：

min PL=∑nbi=1Ri（ P2i+ Q2i）V2i式中，nb為配網中的支路個數； Pi、Qi為支路有功、無功； Ri為支路電阻； Vi為支路末端電壓。

限制的條件主要包括以下幾點：（1）支路電流限制，就是每條支路上經過的電流不能超過其承受的電流限制最高額度。（2）節電電壓限制，就是每節點的電壓不能超出其承受的范圍。（3）變壓器容量的限制，就是變壓器所承受的符合不得高于規定的最高值。（4）網絡拓撲限制，就是重構后的網絡需要連接成輻射狀，配網重構的計算方法很多，從以前的最優潮流模式算法、支路交換法，發展到當前廣泛運用的人工智能算法。

本文主要從技術方面闡述了對農網網速開展了理論分析，并對實現農村電網節能降損提出了解決有效解決措施，實現最大經濟效益。但是在農村電網改造過程中需要注意，單一地采用其中某一項技術可能達到的效果較差，只有綜合運用多種將損技術，加上合理的用電管理，技術與管理有效結合，才能有效減少農村電網電能耗損，提高電能質量。

參考文獻

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