農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造技術(shù)研究

陳小輝

（國網(wǎng)河南省電力公司輝縣市供電公司，河南 輝縣 453600）

農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)整體性能堪憂，一些區(qū)域變壓器設(shè)備性能老化、中低壓配網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，線路設(shè)置不合理，導(dǎo)致線損過大，成為制約農(nóng)村電力發(fā)展的主要瓶頸。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計顯示，農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)損耗達(dá)到20%。為此，引入節(jié)能技術(shù)，對農(nóng)村配電網(wǎng)進(jìn)行改造，以提升配電網(wǎng)運行節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性水平。

1 我國農(nóng)村配電網(wǎng)運行現(xiàn)狀

目前，農(nóng)村配電網(wǎng)構(gòu)建與布局結(jié)構(gòu)不夠合理，雖然電網(wǎng)覆蓋率已達(dá)到100%，但在供電與用電需求上，斷電、網(wǎng)損等問題依然突出，難以提高農(nóng)村用電效益。同時，在配電網(wǎng)設(shè)備管理上，長期以來，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平相對滯后，對電網(wǎng)設(shè)備的投入、更新較慢，一些陳舊設(shè)備、高損設(shè)備依然服役，也會給整個農(nóng)村用電安全、用電效能帶來影響。另外，在農(nóng)村配電網(wǎng)安全管理上，由于配電網(wǎng)分散、線路鋪設(shè)不夠規(guī)范，一些地區(qū)還存在農(nóng)戶自行接線的現(xiàn)象，使得線路拉結(jié)在一起，帶來諸多用電安全隱患。部分農(nóng)村用戶所使用的線纜存在老化現(xiàn)象，絕緣效果差，一些膠質(zhì)電線作為主配線，在用電高峰期可能出現(xiàn)融化風(fēng)險，引發(fā)安全事故。為此，應(yīng)立足農(nóng)村用電需求，加強(qiáng)農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造，促進(jìn)農(nóng)村配電網(wǎng)健康、高效、可持續(xù)發(fā)展。

2 農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造要點

一是做好配電網(wǎng)科學(xué)規(guī)劃，優(yōu)化無功控制?？紤]到農(nóng)村配電網(wǎng)電損高問題，與有功損耗、補(bǔ)償有較大關(guān)系。調(diào)整無功功率是降低電能損耗的重點。二是對母線電壓進(jìn)行調(diào)控。分析配電網(wǎng)用電耗損量，與母線電壓有較大關(guān)系，結(jié)合對電壓的調(diào)控來節(jié)能降耗。當(dāng)電網(wǎng)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(jié)能配電變壓器。變壓器是配電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要部分，農(nóng)村地區(qū)以傳統(tǒng)變壓器為主，電耗高，因此要更換新型節(jié)能變壓器。四是做好日常負(fù)荷的節(jié)能管理。在農(nóng)村地區(qū)，用電負(fù)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(cè)分析與動態(tài)調(diào)控，能夠有效降低曲線波動幅度，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。五是更換導(dǎo)線?？紤]到電網(wǎng)損耗的因素，導(dǎo)線也是重要內(nèi)容。銅芯導(dǎo)線線損要低于鋁芯導(dǎo)線。另外，擴(kuò)大導(dǎo)線截面也有助于降低電網(wǎng)損耗。

3 農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造技術(shù)措施

3.1 構(gòu)建農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)性模型

在進(jìn)行農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造之前，需要從經(jīng)濟(jì)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(guān)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(bǔ)償帶來的損耗問題；增加變電站數(shù)量，減小配電網(wǎng)供電半徑，實現(xiàn)降耗目標(biāo)；更換中壓線路導(dǎo)線線型，改為銅芯線，擴(kuò)大導(dǎo)線半徑，降低能耗；新增無功補(bǔ)償裝置，降低電網(wǎng)損耗；對傳統(tǒng)變壓器更換為S13型節(jié)能變壓器；設(shè)置電網(wǎng)負(fù)荷曲線波動度為30%，優(yōu)化網(wǎng)損。

3.2 優(yōu)化配電網(wǎng)供電半徑的技術(shù)措施

供電半徑對配電網(wǎng)節(jié)能改造意義重大，從農(nóng)村配電網(wǎng)改造規(guī)劃設(shè)計上，適當(dāng)調(diào)整供電半徑，特別是縮小中壓線路供電半徑，來優(yōu)化與用電負(fù)荷的關(guān)系。根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，E類鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電半徑一般為1～5 MW/km2。結(jié)合農(nóng)村地區(qū)實際，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)縮小供電半徑，來獲得節(jié)能目標(biāo)。如在中壓線路設(shè)計上，支線長度不超2 km；對于偏遠(yuǎn)地區(qū)或山區(qū)，考慮到供電距離較長，可以引入雙電源分段聯(lián)絡(luò)方式，增強(qiáng)供電可靠性。同時，考慮到農(nóng)村用電負(fù)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(wǎng)經(jīng)濟(jì)性上，對主干線截面調(diào)整為185 mm2，對次干線截面調(diào)整為120 mm2。

3.3 優(yōu)化配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)措施

在配電網(wǎng)節(jié)能改造技術(shù)中，對無功補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整，通常設(shè)置補(bǔ)償點于改造線路的2/3處，對前段線路，由變電站進(jìn)行補(bǔ)償；對后段線路，由補(bǔ)償電容器來調(diào)整。該方法的應(yīng)用可以實現(xiàn)對配電網(wǎng)不同區(qū)域的規(guī)劃，還能有效降低配網(wǎng)損耗。當(dāng)然，從提高配網(wǎng)無功補(bǔ)償效能上，還應(yīng)在配電網(wǎng)設(shè)置監(jiān)測臺及中央監(jiān)測臺，以滿足對不同區(qū)域電網(wǎng)運行狀態(tài)的有效監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和解決影響電網(wǎng)安全運行的故障和隱患，提高配網(wǎng)運行安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。

3.4 優(yōu)化配電網(wǎng)變壓器的技術(shù)措施

變壓器是配電網(wǎng)節(jié)能改造的重點，為了提高節(jié)能性能，專門購置新型節(jié)能變壓器S11，化解農(nóng)村地區(qū)變壓器損耗過大問題。但是，考慮到農(nóng)村地區(qū)用電負(fù)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(fù)荷波動問題，也會增加電網(wǎng)損耗。為此，引入卷鐵芯變壓器來提高變壓器的節(jié)能效果。另外，在變壓器容量與負(fù)荷優(yōu)化配比選擇上，結(jié)合不同農(nóng)村地區(qū)用電負(fù)荷實際，通過計算方式來獲得變壓器的負(fù)載率，來優(yōu)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(jìn)行調(diào)控，來降低損耗。在變壓器分接頭選擇上，可以通過調(diào)整分接頭來降低配電網(wǎng)損耗。通常，變壓器在運行時，電壓的變化對配電網(wǎng)損耗影響最大，電壓升高5%，損耗增加15%。而電壓繼續(xù)提高，損耗則進(jìn)一步擴(kuò)大。對于變壓器參數(shù)的參數(shù)，可以根據(jù)電網(wǎng)并聯(lián)來獲得節(jié)能降耗目標(biāo)。如調(diào)整功率因數(shù)，當(dāng)功率因數(shù)較低時，節(jié)能效果較好；可以在變壓器二次側(cè)無功功率補(bǔ)償中，設(shè)置功率因數(shù)來降低損耗；動態(tài)調(diào)整電網(wǎng)運行負(fù)荷，根據(jù)負(fù)荷曲線的變化，波動小則電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性越好。因此，可以調(diào)整變壓器負(fù)載率方式，來優(yōu)化負(fù)荷曲線的波動幅度，獲得節(jié)能效果。另外，在變壓器布點與設(shè)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(fù)荷密集的農(nóng)村地區(qū)，要對變壓器設(shè)置安全警示牌，確保電網(wǎng)改造安全。

4 結(jié)語

農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能改造技術(shù)的應(yīng)用，要適應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)發(fā)展需要，強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新，提高科學(xué)規(guī)劃，合理設(shè)計改造方案，避免出現(xiàn)漏洞而影響后期電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠使用。