淺析農村配電網在運行中存在的問題及相關解決措施

陳錄林

摘要：隨著我國電力行業的快速發展，我國農村配電網建設的速度得到了很大的提高，但在實際建設中依然存在很多問題。文章針對農村電網中存在的問題進行討論，并就相關問題進行討論，這對農村電網智能化建設有著十分重要的意義。

關鍵詞：農村配電網；電網運行；電力行業；配電網建設；智能電網 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM711 文章編號：1009-2374（2016）26-0128-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.062

1 農村配電網在運行中存在的問題

1.1 安全問題

當前我國農村配電網的接地方式主要有三種，分別是TN-C、TT和IT。按照相關規定而言，農村用戶的低電壓配網站比較適合TT系統，而TN-C系統卻適用于城鎮及一般的工礦企業，有特殊安全要求以及專用的網絡則采用IT系統。在TT系統中，變壓器低壓一端的中性點是直接接地，受電設備通常裸露在外，則需安裝漏電保護器。而采用IT系統時，變壓器低壓一端的中性線并不接觸地面，受電設備也是向外裸露，同時可以導電的那部分也是保護接地。

1.1.1 電擊事故。當運用TN-Car系統時，任何一個電氣設備的外露都有可能出現漏電現象，此環節要采用過流保護來切斷電流。這種現象出現的缺點是越級切斷電流會引起大范圍的停電現象。當然，如果出現線路中導致電阻過大時，過流保護則無法切斷電流，促使裸露電氣設備帶電作業，容易出現電擊事故。

1.1.2 漏電事故。TT接地系統為防止出現的漏電事故必須要安裝一些漏電保護設施，由于受到農村地區環境以及線路的絕緣性影響，根本無法完成漏電保護裝置的安置。在一些電阻率較高的地區很多都是雷電活動較為頻繁的地區，漏電保護裝置極易受到破壞，再因相關地區管理不到位，更容易導致至漏電保護裝置失效，所起的漏電保護效果不言而喻。

1.2 線損問題

由于電能在生產后需要經過一定路線的傳輸才能到達用戶位置，在運輸途中會存在有用電能以及無用電能，造成電壓損失等。當前國內的電能的損失主要分為兩種：一種是技術線損；另一種是管理線損。通過調查發現線損現象產生的主要原因有三個方面，分別是變壓器問題、線路老化問題以及電容器問題。

1.2.1 變壓器問題。變壓器的使用在電網的輸送中起著十分重要的作用，在長期的工作中變壓器一般都不存在容量不穩定的情況。當時的容量偏大時，就會出現資源浪費的情況，這種現象在農村表現得尤為明顯，當設備容量較小時，將會出現過載或過熱的情況，對變壓器的正常運行造成十分嚴重的威脅，甚至會導致變壓器出現三項負荷的現象。

1.2.2 線路老化問題。隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平得到了很大的提高，這也造成了大量用電器的增加，傳統的導線截面積已滿足不了當前用電器的用電負荷。線路在長期過的狀態的影響下，嚴重出現老化問題，最終導致用電器損壞。

1.2.3 電容器問題。通過對我國電網線路的研究發現，電網中負荷波動過大時，會導致電網能耗的增加，也增加了無用功率，造成這種現象出現的主要原因是由于電容器安裝得不夠合理，容易出現損耗。其正確的安裝方法應盡量接近負荷位置進行分散式補償電容器安裝，實現分級補償，最終實現負荷平衡。

1.3 監測與管理技術問題

1.3.1 以山西省農村為例。當前電網建設主要以智能電網建設為主要建設主體，山西省農村電網建設作為農村配電網建設中的先進城市，其能充分地表現出當前電網建設的主要情況。在具體投資中，山西省智能電網主要分為兩期進行投資，一期主要建設配調一體化主站以及智能FTU和環網柜等系統的改造過程。二期目標主要是為了配合“營配合一”運營模式，具有現代化、信息化、自動化以及互動化建設的配電目標，并結合我國的實際情況，構筑省級地理信息系統（GIS）以及生產管理系統（SG186）為基礎平臺，綜合實現數據共享和控制匹配。

1.3.2 以山東省農村為例。山東省的配電網的監測方面主要依靠推廣線路自動無功補償裝置，在高壓線路中加裝箱式一體化自動無功補償裝置，可以根據時間、電壓、無功功率以及功率因數等自動實現投切，從而實現設備管理和數據分析等，以期達到無功就地平衡。在監控服務方面，青島電力公司整合了GPS衛星監控、GIS地理位置信息系統以及營銷MIS系統等環節。

2 農村配電網在運行中存在問題的解決措施

2.1 安全措施

2.1.1 配置漏電保護器。合理地配置漏電保護器可以有效地保護人身安全，減少因觸電而造成的電氣火災及電氣設備損壞。在一些農村地區，很多地方由于電網設備的絕緣度達不到要求，只有通過對全網的實際情況進行分析，合理有效地配置漏電保護裝置，才能有效防御電器火災。

2.1.2 合理配置變壓器。通常情況下，為了維護農村配電網的安全性，都會依照“小容量、密布點、短半徑”的原則對電網進行建設和改造。尤其是在建設變壓器等重要轉換設備時，都會有效地將電網的負荷轉向中心位置，采用安裝常用柱上的方法進行安裝。在一些人口密度比較高的地區，人們對用電的條件也會比較高，將會更常見配電站及箱式變壓器。

2.1.3 采用規定接地設備。農村電網配電所采用的接地設備通常沒有按照相關安全要求執行。變壓器的工作接地電阻不應超過4MΩ，垂直接地體不應小于兩根，同時接地部分應滿足0.6m。在此基礎上，還應形成一個完整統一的接地網絡，這樣有助于擴大電流的散流半徑，減少安全事故的發生率，TN和TT系統的應用便是例子。

2.2 線損措施

2.2.1 技術措施。當前實現提高農村電網建設的眾多舉措中，有兩點表現比較明顯：（1）實行帶電作業，減少非故障停電時間，在確保人員安全的前提下，嚴格按照相關標準和規定實行帶電作業，在低電壓配電網中運行AMP線夾，同時在作業時也應佩帶相關安全工具，從而減少非故障停電時間；（2）增設線路開關和架空絕緣線，在10kV的主干線路上增設線路開關以及分支等，可以將線路故障問題轉移到支路中，避免了因局部故障引起的大范圍停電，尤其是在特殊環境中，當地政府可以對現實環境進行協調管理，保證供電部門能夠采用絕緣線路鋪設，提高電流運行的安全性。

2.2.2 管理措施。由于農村電網鋪設范圍十分廣泛，用電設施較多，這也導致配電網線路線損比較突出，這對一個地區的影響十分巨大，同時也是一個供電企業必然面臨的問題。在電網的傳輸和分配過程中，電網中的各個元件（變壓器、配電線路、補償設備等裝置）都要消耗一定的電量。電能的損耗在一定的時間中其有功功率對時間的積分可以用式（1）來表示：

（1）

造成線損的主要原因一方面是正常的輸電損耗，另一方面則是管理不善。例如，各種各樣的電度表綜合誤差、抄表不及時、抄表隨意、誤抄錯抄等，帶電設備絕緣不良造成漏電、無表用電等電量損失。通常情況下，電量損失包含了理論線損電量以及管理線損電量。配電網的電量計算有以下兩個特點：（1）不準確性。由于電網結構十分復雜，造成負荷功率多樣化，實際電量變化和理論的差距比較明顯；（2）條件性，受到方方面面的條件限制，如監測設備不當、理論假設條件不存在等。

現有傳統電網線損計算方法主要有以下六種；（1）均方根電流法，代表日負荷電流法；（2）最大電流法，也稱負荷損失因數法；（3）等值電阻法；（4）平均電流法，又稱負荷損失系數法；（5）電壓損失法；（6）竹節法。均方根電流法是計算配電網理論線損的基本計算方法，也是使用最多的方法，其計算基本思想是指均方根電流在線路中產生的電能損耗相當于線路中的實際電能損耗。其主要計算公式見式（2）所示：

△A=3I2jfRt×10-3 （2）

式中：△A為損耗電能（kWh）；R為電阻元件（Ω）；t為電網配電輸送運行時間（h）；Ijf表示均方根電流（A）。

式中：△A為代表日整點負荷電流（A），通過對有功電量和無功電量之間進行衡量之后可以用式（3）進行表示電能損耗：

△A=Rt×10-3 （3）

采用均方根電流法的優點有方法簡單、計算精度高；缺點主要表現在10kV配電網線路計算線損時，沒有實測負荷情況。

影響配電網理論線損計算精度的因素比較多，主要表現在原始數據的準確性達不到要求、數據模型的準確性不精確、理論假設不夠合理、對數學方法的邏輯分析不夠合理等，其中數據的準確性和理論研究是影響配電網理論線損計算精度的主要因素，假設方法是否合理也給線損計算帶來很大的影響，所以在計算線損前必須充分考慮這些因素將會帶來的影響，才能更加準確地計算出線損。

2.3 監控措施

對農村配電網實施監控措施是配電網正常運行的重要措施，監控措施主要表現在監控人員進行實時監測、遠方數據的采集以及查詢三方面，即對農村變壓器實時監測，將變壓器上所有測量儀器的數值通過終端傳輸到監控中心，然后利用科學的統計方法進行統計、分析并記錄，在今后變壓器發生故障或對變壓器進行升級改造時查詢記錄的有效數據，其中對數據的分析主要包括電壓分析、電流分析以及負荷不平衡分析。在數據采集時要遵循周期式原則，即每隔一段時間就要對數據進行采集，對于環境惡劣以及用電不穩定的地區要適當縮短數據采集的時間間隔，并保證數據的準確性以及有效性。

3 結語

總之，在當前農村電網改革建設中，電網的運行及安全管理十分重要，其中也會出現很多問題，農村電網建設及維護是一項長期的工作，和人們的生活密切相關。在配網運行中應綜合全面信息，實現自動化配電網建設，讓農村低壓電網能夠安全、高效地運行。

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（責任編輯：小 燕）