淺析農(nóng)村配電網(wǎng)在運行中存在的問題及相關(guān)解決措施

陳錄林

摘要：隨著我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，我國農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)的速度得到了很大的提高，但在實際建設(shè)中依然存在很多問題。文章針對農(nóng)村電網(wǎng)中存在的問題進行討論，并就相關(guān)問題進行討論，這對農(nóng)村電網(wǎng)智能化建設(shè)有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村配電網(wǎng)；電網(wǎng)運行；電力行業(yè)；配電網(wǎng)建設(shè)；智能電網(wǎng) 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(nóng)村配電網(wǎng)在運行中存在的問題

1.1 安全問題

當(dāng)前我國農(nóng)村配電網(wǎng)的接地方式主要有三種，分別是TN-C、TT和IT。按照相關(guān)規(guī)定而言，農(nóng)村用戶的低電壓配網(wǎng)站比較適合TT系統(tǒng)，而TN-C系統(tǒng)卻適用于城鎮(zhèn)及一般的工礦企業(yè)，有特殊安全要求以及專用的網(wǎng)絡(luò)則采用IT系統(tǒng)。在TT系統(tǒng)中，變壓器低壓一端的中性點是直接接地，受電設(shè)備通常裸露在外，則需安裝漏電保護器。而采用IT系統(tǒng)時，變壓器低壓一端的中性線并不接觸地面，受電設(shè)備也是向外裸露，同時可以導(dǎo)電的那部分也是保護接地。

1.1.1 電擊事故。當(dāng)運用TN-Car系統(tǒng)時，任何一個電氣設(shè)備的外露都有可能出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，此環(huán)節(jié)要采用過流保護來切斷電流。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的缺點是越級切斷電流會引起大范圍的停電現(xiàn)象。當(dāng)然，如果出現(xiàn)線路中導(dǎo)致電阻過大時，過流保護則無法切斷電流，促使裸露電氣設(shè)備帶電作業(yè)，容易出現(xiàn)電擊事故。

1.1.2 漏電事故。TT接地系統(tǒng)為防止出現(xiàn)的漏電事故必須要安裝一些漏電保護設(shè)施，由于受到農(nóng)村地區(qū)環(huán)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(qū)很多都是雷電活動較為頻繁的地區(qū)，漏電保護裝置極易受到破壞，再因相關(guān)地區(qū)管理不到位，更容易導(dǎo)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(chǎn)后需要經(jīng)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(dāng)前國內(nèi)的電能的損失主要分為兩種：一種是技術(shù)線損；另一種是管理線損。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)線損現(xiàn)象產(chǎn)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(wǎng)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(wěn)定的情況。當(dāng)時的容量偏大時，就會出現(xiàn)資源浪費的情況，這種現(xiàn)象在農(nóng)村表現(xiàn)得尤為明顯，當(dāng)設(shè)備容量較小時，將會出現(xiàn)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?xí)?dǎo)致變壓器出現(xiàn)三項負荷的現(xiàn)象。

1.2.2 線路老化問題。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)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(tǒng)的導(dǎo)線截面積已滿足不了當(dāng)前用電器的用電負荷。線路在長期過的狀態(tài)的影響下，嚴重出現(xiàn)老化問題，最終導(dǎo)致用電器損壞。

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

1.3 監(jiān)測與管理技術(shù)問題

1.3.1 以山西省農(nóng)村為例。當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)主要以智能電網(wǎng)建設(shè)為主要建設(shè)主體，山西省農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)作為農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)中的先進城市，其能充分地表現(xiàn)出當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的主要情況。在具體投資中，山西省智能電網(wǎng)主要分為兩期進行投資，一期主要建設(shè)配調(diào)一體化主站以及智能FTU和環(huán)網(wǎng)柜等系統(tǒng)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(xiàn)代化、信息化、自動化以及互動化建設(shè)的配電目標，并結(jié)合我國的實際情況，構(gòu)筑省級地理信息系統(tǒng)（GIS）以及生產(chǎn)管理系統(tǒng)（SG186）為基礎(chǔ)平臺，綜合實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和控制匹配。

1.3.2 以山東省農(nóng)村為例。山東省的配電網(wǎng)的監(jiān)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(jù)時間、電壓、無功功率以及功率因數(shù)等自動實現(xiàn)投切，從而實現(xiàn)設(shè)備管理和數(shù)據(jù)分析等，以期達到無功就地平衡。在監(jiān)控服務(wù)方面，青島電力公司整合了GPS衛(wèi)星監(jiān)控、GIS地理位置信息系統(tǒng)以及營銷MIS系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。

2 農(nóng)村配電網(wǎng)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(zāi)及電氣設(shè)備損壞。在一些農(nóng)村地區(qū)，很多地方由于電網(wǎng)設(shè)備的絕緣度達不到要求，只有通過對全網(wǎng)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(zāi)。

2.1.2 合理配置變壓器。通常情況下，為了維護農(nóng)村配電網(wǎng)的安全性，都會依照“小容量、密布點、短半徑”的原則對電網(wǎng)進行建設(shè)和改造。尤其是在建設(shè)變壓器等重要轉(zhuǎn)換設(shè)備時，都會有效地將電網(wǎng)的負荷轉(zhuǎn)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(qū)，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(guī)定接地設(shè)備。農(nóng)村電網(wǎng)配電所采用的接地設(shè)備通常沒有按照相關(guān)安全要求執(zhí)行。變壓器的工作接地電阻不應(yīng)超過4MΩ，垂直接地體不應(yīng)小于兩根，同時接地部分應(yīng)滿足0.6m。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)形成一個完整統(tǒng)一的接地網(wǎng)絡(luò)，這樣有助于擴大電流的散流半徑，減少安全事故的發(fā)生率，TN和TT系統(tǒng)的應(yīng)用便是例子。

2.2 線損措施

2.2.1 技術(shù)措施。當(dāng)前實現(xiàn)提高農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)的眾多舉措中，有兩點表現(xiàn)比較明顯：（1）實行帶電作業(yè)，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(guān)標準和規(guī)定實行帶電作業(yè)，在低電壓配電網(wǎng)中運行AMP線夾，同時在作業(yè)時也應(yīng)佩帶相關(guān)安全工具，從而減少非故障停電時間；（2）增設(shè)線路開關(guān)和架空絕緣線，在10kV的主干線路上增設(shè)線路開關(guān)以及分支等，可以將線路故障問題轉(zhuǎn)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(huán)境中，當(dāng)?shù)卣梢詫ΜF(xiàn)實環(huán)境進行協(xié)調(diào)管理，保證供電部門能夠采用絕緣線路鋪設(shè)，提高電流運行的安全性。

2.2.2 管理措施。由于農(nóng)村電網(wǎng)鋪設(shè)范圍十分廣泛，用電設(shè)施較多，這也導(dǎo)致配電網(wǎng)線路線損比較突出，這對一個地區(qū)的影響十分巨大，同時也是一個供電企業(yè)必然面臨的問題。在電網(wǎng)的傳輸和分配過程中，電網(wǎng)中的各個元件（變壓器、配電線路、補償設(shè)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(shè)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(wǎng)的電量計算有以下兩個特點：（1）不準確性。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)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(jiān)測設(shè)備不當(dāng)、理論假設(shè)條件不存在等。

現(xiàn)有傳統(tǒng)電網(wǎng)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(shù)法；（3）等值電阻法；（4）平均電流法，又稱負荷損失系數(shù)法；（5）電壓損失法；（6）竹節(jié)法。均方根電流法是計算配電網(wǎng)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(chǎn)生的電能損耗相當(dāng)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(wǎng)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(yōu)點有方法簡單、計算精度高；缺點主要表現(xiàn)在10kV配電網(wǎng)線路計算線損時，沒有實測負荷情況。

影響配電網(wǎng)理論線損計算精度的因素比較多，主要表現(xiàn)在原始數(shù)據(jù)的準確性達不到要求、數(shù)據(jù)模型的準確性不精確、理論假設(shè)不夠合理、對數(shù)學(xué)方法的邏輯分析不夠合理等，其中數(shù)據(jù)的準確性和理論研究是影響配電網(wǎng)理論線損計算精度的主要因素，假設(shè)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(jiān)控措施

對農(nóng)村配電網(wǎng)實施監(jiān)控措施是配電網(wǎng)正常運行的重要措施，監(jiān)控措施主要表現(xiàn)在監(jiān)控人員進行實時監(jiān)測、遠方數(shù)據(jù)的采集以及查詢?nèi)矫?，即對農(nóng)村變壓器實時監(jiān)測，將變壓器上所有測量儀器的數(shù)值通過終端傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，然后利用科學(xué)的統(tǒng)計方法進行統(tǒng)計、分析并記錄，在今后變壓器發(fā)生故障或?qū)ψ儔浩鬟M行升級改造時查詢記錄的有效數(shù)據(jù)，其中對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集時要遵循周期式原則，即每隔一段時間就要對數(shù)據(jù)進行采集，對于環(huán)境惡劣以及用電不穩(wěn)定的地區(qū)要適當(dāng)縮短數(shù)據(jù)采集的時間間隔，并保證數(shù)據(jù)的準確性以及有效性。

3 結(jié)語

總之，在當(dāng)前農(nóng)村電網(wǎng)改革建設(shè)中，電網(wǎng)的運行及安全管理十分重要，其中也會出現(xiàn)很多問題，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)及維護是一項長期的工作，和人們的生活密切相關(guān)。在配網(wǎng)運行中應(yīng)綜合全面信息，實現(xiàn)自動化配電網(wǎng)建設(shè)，讓農(nóng)村低壓電網(wǎng)能夠安全、高效地運行。

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（責(zé)任編輯：小 燕）