云南農村低壓電網電壓質量分析與改進措施

張敏ZHANG Min

（云南省德宏師范高等專科學校理工系，芒市 678400）

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

0 引言

農村配電變壓器負荷大多為動力與照明混用，加上農村用電的特殊性，農忙、農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、生產效率和產品質量都有不同程度的影響。電網中線損的大小與運行電壓的平方成反比，線損高低直接反映供電企業的設備狀況和經營管理水平，提高電壓質量，降低線損是提高供電企業經濟效益和社會效益的重要手段。

1 云南農村低壓電網電壓質量現狀分析

由于云南省是少數民族聚居地，其自然地理條件、社會經濟情況都與平原地區有很大的差別，大部分農村山寨依山而建。農村低壓網絡主要是10kV 及以下配電線路構成的，是以農村農牧民群眾電炊、電熱、生活照明、農副產品加工、農田灌溉、鄉鎮工業等用電形成的配電網絡。最近幾年，云南省在農網改造和運行管理方面作了大量工作，確保了部分地區電壓穩定運行。但受諸多客觀條件的限制和傳統運行管理思想的制約，電力單位對農網的運行管理仍部分環節有待改進。具體來講，云南省農網運行問題主要表現在以下幾方面：

1.1 電網結構薄弱，供電能力不足 農村電網多為輻射網，環網供電范圍小，負荷轉移能力差，事故、檢修停電范圍大，供電可靠性較低，單主變、單回路供電區域較多，變電站之間轉供電能力差，保護配置不全，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，由于家電下鄉政策的落實，農村家用電器數量劇烈增加，現有的供電能力已不能滿足鄉村用電需求。

1.2 電能質量合格率低 最近幾年，農村生活質量的改善使得農網用電需求激增，農網運行負荷逐年增加。現有中壓配電網線路截面小、回路數少、無功補償不到位，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。據量測，95%的10KV 配網電壓達不到運行要求。此外，低壓電網運行效率也很低，一些地區線損率已超過15%。

1.3 輸供電設備陳舊、安全及可靠性低 農網中運行的變壓器大多屬于高耗能型，有的地區占80%。部分農網低壓架空線還是單股線、破股線、鐵線等，給農民的生命和財產安全造成一定的威脅。

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

2 影響農村低壓電網電壓質量的原因

農村低壓供電網采用380/220V 系統供電，隨著農網改造的深入，供電電網的電壓質量已引起人們的重視。然而一些農村地區用電需求仍然過快增長，部分農村配網還未進行過改造，一些低壓老舊線路使用年限久、安全隱患較為突出，為農村用戶安全可靠用電帶來了嚴峻考驗，使得電壓合格率普遍較低。具體來講，影響農網穩定運行的因素主要有以下幾方面：

2.1 農網電壓偏移問題的成因分析 縣級和縣級以下的農電配電網點布局分散，線路輸電半徑過長。日負荷曲線經常大幅波動，且無功補償不到位；配電范圍內小水電站洪枯水期出力存在較大差異，一到枯水期，配電網電力供應能力明顯不足。加之前期規劃時對用電負荷估計不準，輸電線路普遍為小截面導線，電網運行一段時間后電網電壓運行明顯不穩，嚴重時甚至威脅農電設備的安全運行。根據《全國供用電規則》可知受電端電壓變化幅度必須在以下范圍之內，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 農村地區住戶分散，供電網點也相對分散，供電線路長距離運行。一般情況下，農村10kV 輸電線路的輸電半徑基本都達到了20～30 公里，規定的經濟輸電距離為15 公里；低壓線路輸電半徑基本在1000～2000m，而規定的經濟輸電半徑為800m。實際線路輸電半徑遠遠超出經濟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 當三相負荷基本持平時，中性線可以使低壓星形供電系統電壓維持均衡值，確保三相負載電壓始終維持在允許范圍內，以滿足家用電器和農電設備的用電需求。但如果三相負荷波動較大，使得中性線斷線，負載最小相的電壓可能會超出額定范圍，嚴重時會影響農電設備的安全運行。而380/220V 低壓供電系統又很難保持三相負荷平衡。

2.1.3 日負荷曲線大幅度波動 當前，隨著更多惠農政策的頒布，農村生活質量大大改善。農忙時節和新年期間農村地區外地務工人員集中返鄉、農村生活用電負荷激增，可能導致的農村個別地區出現低壓配電設施滿載、過載運行。農村的企業大多采取單班制生產模式，用電高峰集中在白天時段，每到農忙時節農電網絡的日負荷曲線就會出現大幅波動，峰谷負荷的差值不斷加大，電壓運行極不穩定，甚至某些高峰時段低于額定電壓，每到低谷負荷階段，電壓又會急劇升高甚至超過額定值。

2.2 農網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、中性線同桿架設或同時沿墻敷設380V 三相四線制低壓配電線路。在農網改造時，易發生接線錯誤，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等事故的發生。

2.2.2 變壓器分接頭位置需要調整 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。當變電所10kV 出口電壓達到上限后，配變二次出口電壓達到最大值258.4V；當變電站的瞬時電壓大于額定電壓，二次電壓最大可達到269V。由于一部分10kV 配電線路負荷大幅度波動，而線路中又裝有配套的無功補償電容，當負荷較小時，在線路上形成過補償，造成10kV 線路電壓過高。

2.3 農網低電壓問題的成因分析

2.3.1 線路導線截面小 改造農網時，一些區域因無法準確預測用電負荷，采用了截面較小的導線輸電，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 無功補償容量不足 農村低壓電力網中裝有多個負載率低的異步電動機及配電變壓器，這些設備無功負荷通常較高，因而運行時自然功率因數偏低。運行時一旦補償并聯電容器容量達不到運行需求，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 供電半徑要根據電網系統供配電能力而定。如果供電半徑過長，就會相應加大線損，長期運行會出現電壓偏低的問題。農村地區用電高峰期集中出現在春秋季農忙時節，電壓偏低會對農業生產活動造成較為嚴重的影響。電網中現有主變壓器，有載調壓裝置投運率低或調壓操作滯后于用電需求，部分農戶采用小容量配變器，用電高峰時段配變器超負荷運行，極大的影響了供電質量。

3 改進農網電壓質量的措施

近幾年，隨著云南農村地區旅游餐飲業、果菜種植業的興盛，以及家電下鄉和各種農用機械的增加，村民用電增長過快，農村電網的負荷不斷增長，出現了‘卡脖子’現象，部分偏遠山區的農村電壓質量偏低。今年，我們分期實施了農網改造升級工程，確保讓農村地區享受到與城里人同等質量的用電服務，讓農民朋友用上安全電、舒心電、滿意電。”具體來說，在改善農網電壓質量方面主要有以下一些措施：

3.1 電壓偏移的調整措施

3.1.1 利用電容器進行補償 在每一臺異步電動機上配套安裝隨機補償并聯電容器，使其同步于電動機的運行狀態，從而調整并優化異步電動機的運行功率因數。過長的輸電線路會使電路產生的分布感抗，此時可通過串聯電容器來調整線路參數，以控制線損，提高線路輸電效率，確保供電穩定高效。

3.1.2 調整生產班次使日負荷曲線盡量平穩 通過加強行政管理，配合經濟、技術等方面的管理措施，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。試行強制農村鄉辦企業的單班制生產為雙班、三班制生產，最大限度控制日負荷曲線的變化，以達到節能降耗的效果。

3.1.3 重新調整低壓供電系統的三相負荷，做好中性線的重復接地 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內運行線路、變壓器等配網設備開展負荷測試和紅外測溫工作，對重載負荷線路及設備進行重點查驗，并制定了詳細的工作計劃及測溫測負荷安全作業指導書。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行電流及溫度的測量溫度，及時處理變壓器超負荷運行、三相負荷不平衡等缺陷，并對配電線路的電纜頭、高壓分接線箱，環網柜展開紅外測溫，及時監測負荷變化和設備的健康情況。中性接地線的材質與截面必須與相線相同。實際運行中，還需參考位置信息布設二、三處重復接地（接地電阻≤10Ω），以防負荷側電壓中性點偏移設計位置，實現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 加強農村用電負荷特性及需求側分析 根據用電需求，大力推行農網改造計劃，合理調整縣域電網結構和電源點布局，改善農網調壓能力，提高供電效率。同時，不斷強化低壓用戶負荷需求管理，借助集體系統建設和裝設配變綜合監測儀，收集配變和低壓戶用電負荷相關信息，針對其特性展開綜合分析，并參考分析結果進行后續的規劃建設和運行管理。

3.2.2 強化運行管理和營銷數據分析 配網運行狀態檢測分析常態化，能夠使電力單位實時掌握各配電臺區負荷結構和運行特點，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低電壓用戶的分布狀況，以便進一步完善電力服務保障體系。加強電網營銷數據分析，有助于建立以客戶為導向的協同服務體制，提升故障報修、居民繳費、客戶用電安全等服務能力。同時為建立差異化服務機制提供參考依據，加強與重要客戶、大客戶、高危客戶及弱勢群體的聯系溝通，提前了解政府重點工程的用電需求，進行跟蹤服務。此外，要進一步完善優質服務月度例會制度，加強服務事件專項考核，形成一級抓一級的服務保障體系。

3.2.3 加強對農村低電壓地區的線路設備改造 為解決農村電網薄弱問題，電力單位在指導居民用戶合理開展錯峰、避峰用電的同時，組織人員對城鄉結合部和農村配電網進行排查。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，按照優先保障、優化流程、優化方案、優質服務的原則和受理快、勘查快、施工快、驗收快、送電快的要求，極大地提升了工作效率。同時嚴把圖紙會審關和竣工驗收關，有效提升工程質量，切實解決農網架設薄弱、供電質量不高，供電能力不足，供電損耗大等現象。改造后，高標準的低壓線路穿過村莊，房屋上的進戶線路安裝整齊，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景線。

3.3 解決電壓偏高的措施 一是對廣大電網用戶開展用電知識的宣傳和培訓，提高其對電壓質量的監督意識；二是合理調整配電變壓器的分接頭；三是將變電所主變有載調壓裝置作為重點監管環節，以保證10kV 母線電壓符合運行要求；四是通過自動投切裝置嚴格控制10kV 和低壓線路的無功補償。

4 結束語

農村電網的改造提高了農村電網的安全水平和供電能力，降低了線損，在逐步實行“同網同價”后，減輕了農民經濟負擔，促進了農村用電量的增長，對擴大內需消費，促進經濟增長起到了積極的作用，如何改好電網，讓廣大群眾用上安全電、放心電，值得每一個學習者和電力工作者和去深入分析研究。農村電網是農村重要的基礎設施之一，云南省應積極響應國家的號召，落實政策要求。在農網改造升級中對電能質量給予高度重視。為更好地服務“家電下鄉”和社會主義新農村建設，必須加強對農村低壓電壓質量問題的治理，加快對農村電網的升級改造。

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