農村配電網節能改造技術研究

陳小輝

（國網河南省電力公司輝縣市供電公司，河南 輝縣 453600）

農村地區配電網建設整體性能堪憂，一些區域變壓器設備性能老化、中低壓配網結構不合理，線路設置不合理，導致線損過大，成為制約農村電力發展的主要瓶頸。據有關部門統計顯示，農村地區配電網損耗達到20%。為此，引入節能技術，對農村配電網進行改造，以提升配電網運行節能性、經濟性水平。

1 我國農村配電網運行現狀

目前，農村配電網構建與布局結構不夠合理，雖然電網覆蓋率已達到100%，但在供電與用電需求上，斷電、網損等問題依然突出，難以提高農村用電效益。同時，在配電網設備管理上，長期以來，農村經濟水平相對滯后，對電網設備的投入、更新較慢，一些陳舊設備、高損設備依然服役，也會給整個農村用電安全、用電效能帶來影響。另外，在農村配電網安全管理上，由于配電網分散、線路鋪設不夠規范，一些地區還存在農戶自行接線的現象，使得線路拉結在一起，帶來諸多用電安全隱患。部分農村用戶所使用的線纜存在老化現象，絕緣效果差，一些膠質電線作為主配線，在用電高峰期可能出現融化風險，引發安全事故。為此，應立足農村用電需求，加強農村配電網節能改造，促進農村配電網健康、高效、可持續發展。

2 農村配電網節能改造要點

一是做好配電網科學規劃，優化無功控制。考慮到農村配電網電損高問題，與有功損耗、補償有較大關系。調整無功功率是降低電能損耗的重點。二是對母線電壓進行調控。分析配電網用電耗損量，與母線電壓有較大關系，結合對電壓的調控來節能降耗。當電網電流較大時，提高母線電壓來降耗；電流較小時，降低母線電壓來維持較低能耗。三是更換節能配電變壓器。變壓器是配電網系統中的重要部分，農村地區以傳統變壓器為主，電耗高，因此要更換新型節能變壓器。四是做好日常負荷的節能管理。在農村地區，用電負荷具有一定的波動性。曲線波動越大，損耗越多。完善電力需求側分析與動態調控，能夠有效降低曲線波動幅度，達到節能目標。五是更換導線。考慮到電網損耗的因素，導線也是重要內容。銅芯導線線損要低于鋁芯導線。另外，擴大導線截面也有助于降低電網損耗。

3 農村配電網節能改造技術措施

3.1 構建農村配電網節能改造經濟性模型

在進行農村配電網節能改造之前，需要從經濟性模型分析入手，了解用電損耗的主要因素、損耗程度與損耗量的關系。在改造流程上，將中壓配電線路改造為AVC線路，化解無功補償帶來的損耗問題；增加變電站數量，減小配電網供電半徑，實現降耗目標；更換中壓線路導線線型，改為銅芯線，擴大導線半徑，降低能耗；新增無功補償裝置，降低電網損耗；對傳統變壓器更換為S13型節能變壓器；設置電網負荷曲線波動度為30%，優化網損。

3.2 優化配電網供電半徑的技術措施

供電半徑對配電網節能改造意義重大，從農村配電網改造規劃設計上，適當調整供電半徑，特別是縮小中壓線路供電半徑，來優化與用電負荷的關系。根據國家相關標準，E類鄉鎮供電半徑一般為1～5 MW/km2。結合農村地區實際，在此基礎上適當縮小供電半徑，來獲得節能目標。如在中壓線路設計上，支線長度不超2 km；對于偏遠地區或山區，考慮到供電距離較長，可以引入雙電源分段聯絡方式，增強供電可靠性。同時，考慮到農村用電負荷相對低于城市，對中壓線路截面保持不變，而在提高配電網經濟性上，對主干線截面調整為185 mm2，對次干線截面調整為120 mm2。

3.3 優化配電網無功補償的技術措施

在配電網節能改造技術中，對無功補償的調整，通常設置補償點于改造線路的2/3處，對前段線路，由變電站進行補償；對后段線路，由補償電容器來調整。該方法的應用可以實現對配電網不同區域的規劃，還能有效降低配網損耗。當然，從提高配網無功補償效能上，還應在配電網設置監測臺及中央監測臺，以滿足對不同區域電網運行狀態的有效監測，及時發現和解決影響電網安全運行的故障和隱患，提高配網運行安全性、穩定性、經濟性。

3.4 優化配電網變壓器的技術措施

變壓器是配電網節能改造的重點，為了提高節能性能，專門購置新型節能變壓器S11，化解農村地區變壓器損耗過大問題。但是，考慮到農村地區用電負荷變化較大的問題，特別是晝夜用電差異性突出，由此帶來的負荷波動問題，也會增加電網損耗。為此，引入卷鐵芯變壓器來提高變壓器的節能效果。另外，在變壓器容量與負荷優化配比選擇上，結合不同農村地區用電負荷實際，通過計算方式來獲得變壓器的負載率，來優化變壓器的空載損耗、線路損耗。同時，確定某一容量變壓器，還要對其容量利用率進行調控，來降低損耗。在變壓器分接頭選擇上，可以通過調整分接頭來降低配電網損耗。通常，變壓器在運行時，電壓的變化對配電網損耗影響最大，電壓升高5%，損耗增加15%。而電壓繼續提高，損耗則進一步擴大。對于變壓器參數的參數，可以根據電網并聯來獲得節能降耗目標。如調整功率因數，當功率因數較低時，節能效果較好；可以在變壓器二次側無功功率補償中，設置功率因數來降低損耗；動態調整電網運行負荷，根據負荷曲線的變化，波動小則電網經濟性越好。因此，可以調整變壓器負載率方式，來優化負荷曲線的波動幅度，獲得節能效果。另外，在變壓器布點與設置上，以箱式變壓器換掉過去立柱式方案，增加安全性；在人群密集、供電負荷密集的農村地區，要對變壓器設置安全警示牌，確保電網改造安全。

4 結語

農村配電網節能改造技術的應用，要適應新農村建設發展需要，強調技術創新，提高科學規劃，合理設計改造方案，避免出現漏洞而影響后期電網的穩定、可靠使用。