吳向陽(yáng),謝 韜
(國(guó)網(wǎng)合肥供電公司,安徽 合肥 230022)
合肥市大楊鎮(zhèn)十張村張小郢村民組是合肥市近郊的一個(gè)普通村民組,具有供電半徑長(zhǎng)、負(fù)荷不重、但末端電壓低的特點(diǎn),受電端電壓已普遍突破220V合格范圍(+7%,-10%)標(biāo)準(zhǔn),其用電狀況在合肥市城郊具有代表性,在農(nóng)村居民用戶中也有一定的代表性。該村民組在2010年夏天集體反映電壓低,國(guó)網(wǎng)合肥供電公司將其作為典型情況,對(duì)用電情況及改造方案進(jìn)行了數(shù)據(jù)檢測(cè)和詳細(xì)分析,為城郊電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)的臺(tái)區(qū)改造提供依據(jù)。
張小郢村民組所在供電臺(tái)區(qū)是照山臺(tái)區(qū),變壓器型號(hào):S9-400kVA,由眾邦變10kV #10開(kāi)關(guān)供電,T接四里河線路132#支27#桿。該臺(tái)區(qū)在2003年大房郢水庫(kù)建設(shè)時(shí)架設(shè),當(dāng)時(shí)變壓器容量100kVA,2007年因過(guò)負(fù)荷增容至400kVA并使用至今,低壓線路因電壓低在2008年底進(jìn)行過(guò)改造。供電范圍自臺(tái)區(qū)2003年架設(shè)起至今未發(fā)生改變。
照山臺(tái)區(qū)低壓線路干線總長(zhǎng)6.2km,其中95mm2絕緣線1.9km;50mm2絕緣線4.3km。張小郢支線95mm2絕緣線0.9km;50mm2絕緣線1km,供電半徑1.2km。如圖1所示。
圖1 照山臺(tái)區(qū)線路走向圖
照山臺(tái)區(qū)總用戶287戶,其中居民生活227戶、非居民60戶;張小郢村民組總用戶81戶,其中居民生活49戶、非居民22戶。照山臺(tái)區(qū)總居民生活容量:1997kW;非居民容量:1584kW。其中張小郢居民生活容量:431kW;非居民容量:580kW。
照山臺(tái)區(qū)一年來(lái)新裝居民2戶、非居民10戶,其中張小郢新裝居民生活1戶、非居民0戶。
2010年8月22日晚21點(diǎn)30分對(duì)照山臺(tái)區(qū)及張小郢進(jìn)行了負(fù)荷實(shí)測(cè),情況如下:
照山配變臺(tái)區(qū)出口電壓:
A相:220V;B相:218V;C相:223V。
臺(tái)區(qū)出口電流:
A相:319A;B相:280A;C相:349A。
張小郢線路高峰電流:
A相:34A;B相:56A;C相:103A。
張小郢線路高峰末端電壓(電表箱中采集):
A相:170V;B相:167V;C相:155V。
張小郢線路非高峰末端電壓(上午10 ∶00):
C相:177V。
功率因數(shù)見(jiàn)表1。
表1 照山臺(tái)區(qū)各時(shí)刻負(fù)荷功率因數(shù)表
從上文實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,張小郢作為照山臺(tái)區(qū)低壓線路的末端,電壓損失情況比較嚴(yán)重。照山臺(tái)區(qū)的出口電壓基本維持在正常水平,如圖2所示;功率因數(shù)在凌晨和白天較低,見(jiàn)表1;臺(tái)區(qū)最大負(fù)荷出現(xiàn)在20 ∶00~22 ∶00,如圖3所示。
圖2 8月22日照山臺(tái)區(qū)C相電壓24小時(shí)曲線截圖 圖3 8月22日照山臺(tái)區(qū)C相電流24小時(shí)曲線截圖
由于照山臺(tái)區(qū)結(jié)構(gòu)的原因,反映電壓低的客戶占該臺(tái)區(qū)客戶總數(shù)的90%以上,有60%的客戶常年低電壓,只是程度不同。張小郢反映電壓低在該臺(tái)區(qū)中只屬中等,最嚴(yán)重的沈崗,在7月份已立項(xiàng)分臺(tái),目前正在架設(shè)之中,但仍不能解決張小郢低電壓?jiǎn)栴}。
照山臺(tái)區(qū)變壓器從100kVA增至400kVA,負(fù)荷的增長(zhǎng)是導(dǎo)致電壓降低的根本原因。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的搞活,該臺(tái)區(qū)由原來(lái)的純農(nóng)村居民用電,逐步發(fā)展到經(jīng)營(yíng)性用電占用電量的49.8%。這些小廠、家庭作坊規(guī)模都比較小,數(shù)量多、容量小,難以掌握和控制。但在負(fù)荷高峰時(shí)段,小廠基本不用電,負(fù)荷曲線相對(duì)比較平穩(wěn),因此,導(dǎo)致電壓低的主要原因還是居民用電。由于電壓低,當(dāng)年負(fù)荷反倒沒(méi)有增長(zhǎng),甚至微有下降,如圖4所示。
圖4 張小郢雙月售電量柱狀圖
照山臺(tái)區(qū)的出口電壓在合格范圍內(nèi),這說(shuō)明10kV系統(tǒng)電壓沒(méi)問(wèn)題,在負(fù)荷高峰時(shí)功率因數(shù)較高,對(duì)電壓低影響有限。
聯(lián)接到張小郢的低壓線、下火線均良好,雖改造時(shí)按市郊標(biāo)準(zhǔn)架設(shè),線徑相對(duì)較小,但也不是造成電壓低的主要制約因素。
送到張小郢線路的供電半徑超過(guò)1.2km,達(dá)到農(nóng)村標(biāo)準(zhǔn)的2.4倍,城市標(biāo)準(zhǔn)的近5倍,導(dǎo)線截面小,為95mm2和50mm2導(dǎo)線,這是形成電壓低的主要制約因素[1]。
依據(jù)前文的分析,制定的解決方案是:在張小郢低壓線路的上方延伸10kV線路1km,低壓線路同步拆除,10kV線路采用95mm2絕緣鋁線。在張小郢線路18#桿分臺(tái)架設(shè)S-11型200kVA變壓器,同時(shí)留有增容400kVA的余地。更換郢內(nèi)低壓線路為150mm2絕緣鋁線,即可徹底解決張小郢電壓低問(wèn)題[2]。該方案已通過(guò)國(guó)網(wǎng)合肥供電公司生產(chǎn)部立項(xiàng),于2010年8月底正式實(shí)施。
該改造工程于2010年9月8日完成,工程總造價(jià)約25萬(wàn)元。工程完工后,工作人員于9月10日20 ∶00左右,對(duì)張小郢居民電壓狀況再次進(jìn)行了測(cè)試,居民各相電壓均達(dá)到了210V以上,功率因數(shù)為0.97,電壓完全恢復(fù)正常。
供電質(zhì)量的改善,可促進(jìn)該地經(jīng)濟(jì)的繁榮,家用電器使用率將提高,小廠和家庭作坊的數(shù)量和生產(chǎn)效率也將有所提高。改造方案預(yù)計(jì)第二年用電量即可實(shí)現(xiàn)100%以上的增長(zhǎng),增長(zhǎng)量15.52萬(wàn)kWh,增加售電收入10.5萬(wàn)元,降低線損6%,降損凈收入1.2萬(wàn)元,保守預(yù)測(cè),以后每年負(fù)荷以25%到30%遞增,約只要三年即可收回全部投資。更主要的是,該項(xiàng)目帶來(lái)了良好的社會(huì)效益,改善了電力公司的社會(huì)形象。
張小郢臺(tái)區(qū)的改造表明,電力網(wǎng)建設(shè)不僅要投資于城網(wǎng)建設(shè)、重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè),還要投資于農(nóng)村、城郊電網(wǎng)的建設(shè)。投資于農(nóng)村、城郊網(wǎng)的改造,同樣能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。國(guó)家目前已經(jīng)開(kāi)始農(nóng)網(wǎng)的升級(jí)改造,張小郢臺(tái)區(qū)改造就是一個(gè)很好的范例。