農(nóng)村配電網(wǎng)低電壓治理解決措施

袁哲 陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司清澗縣供電分公司

一、引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電需求和供電之間的矛盾日益突出。農(nóng)村地區(qū)的用電矛盾更為明顯。當(dāng)前農(nóng)村配電網(wǎng)通常是電壓等級(jí)低于110kV，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶(hù)供電的網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)村配電網(wǎng)具有線(xiàn)路長(zhǎng)、覆蓋面廣、用戶(hù)負(fù)荷低等特點(diǎn)。隨著農(nóng)村用電需求增加，農(nóng)村供電壓力增加，低電壓情況更加明顯，對(duì)農(nóng)村生產(chǎn)生活造成影響。為了解決農(nóng)村低電壓的問(wèn)題，需要結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)的典型情況，分析低電壓形成的原因，從而采用有效的治理低電壓現(xiàn)象。

二、農(nóng)村低電壓典型情況

（一）與負(fù)荷增長(zhǎng)關(guān)聯(lián)性明顯

從農(nóng)村配網(wǎng)的低電壓情況來(lái)看，因?yàn)檗r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)于用電需求增大，但是農(nóng)村配網(wǎng)卻沒(méi)有相應(yīng)的改善，導(dǎo)致用電供需矛盾，從而造成了低電壓現(xiàn)象。農(nóng)村配網(wǎng)的網(wǎng)架薄弱、供電能力不足，在生產(chǎn)生活用電高峰期，低電壓現(xiàn)象較為集中，而且與季節(jié)關(guān)系明顯[1]。以農(nóng)村用電情況來(lái)看，夏季用電需求增大，春節(jié)期間大量返鄉(xiāng)人員回家，導(dǎo)致現(xiàn)有的供電無(wú)法滿(mǎn)足需求，引發(fā)低電壓現(xiàn)象。除了生活用電之外，農(nóng)村地區(qū)廠(chǎng)房的大功率電器的使用、動(dòng)力設(shè)備等用電需求持續(xù)增長(zhǎng)，用電需求的高增長(zhǎng)和相對(duì)落后的農(nóng)村配網(wǎng)導(dǎo)致低電壓?jiǎn)栴}突出。除了與季節(jié)因素相關(guān)之外，每天10:00到12:00,18:00到22:00是農(nóng)村用電高峰期，用電負(fù)荷明顯增大，低電壓現(xiàn)象明顯。

（二）偏遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)低問(wèn)題突出

農(nóng)村地區(qū)環(huán)境復(fù)雜，用戶(hù)較為分散，山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)更為明顯。從山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的電網(wǎng)建設(shè)來(lái)看，由于電網(wǎng)線(xiàn)路長(zhǎng)、供電半徑長(zhǎng)，但是供電設(shè)備老舊，日常檢修難度大，導(dǎo)致低電壓?jiǎn)栴}更為突出。相比于一般地區(qū)，山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的低電壓臺(tái)區(qū)占比明顯增高，對(duì)居民生產(chǎn)生活帶來(lái)不便。

（三）灌溉用電問(wèn)題明顯

南方地區(qū)主要以水稻為主，農(nóng)村灌溉用電的問(wèn)題較為突出。因?yàn)楣喔瘸樗璧脑O(shè)備用電量大，灌溉季節(jié)用電負(fù)荷明顯增大，導(dǎo)致低電壓現(xiàn)象更加明顯。以湖北、湖南等水稻產(chǎn)區(qū)為例，耕地中水田占比50%以上，遠(yuǎn)超全國(guó)平均水平，灌溉期間的低電壓現(xiàn)象明顯，不僅影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也對(duì)農(nóng)村地區(qū)居民生活造成影響。

三、農(nóng)村低電壓形成原因分析

（一）電網(wǎng)建設(shè)落后

早期配電變壓器布點(diǎn)選址并沒(méi)有基于整體電網(wǎng)考慮，而且農(nóng)村配電部分臺(tái)區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，導(dǎo)致配電網(wǎng)存在著變壓器選址不合理、線(xiàn)路壓降大、線(xiàn)路超負(fù)荷運(yùn)行等情況，從而造成低電壓?jiǎn)栴}。當(dāng)前農(nóng)村配電網(wǎng)通常是采用變電站10kV線(xiàn)路進(jìn)行供電，根據(jù)用電情況進(jìn)行調(diào)整，但是10kV母線(xiàn)的調(diào)整會(huì)對(duì)其他線(xiàn)路電壓產(chǎn)生影響，壓縮變壓器的調(diào)節(jié)空間。相關(guān)研究顯示，10kV線(xiàn)路滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的情況下，線(xiàn)路末端的電壓偏低，導(dǎo)致線(xiàn)路末端低電壓現(xiàn)象更加明顯。

隨著用電網(wǎng)絡(luò)的增大，臺(tái)區(qū)的供電范圍增加，而早期變壓器的無(wú)法滿(mǎn)足線(xiàn)路末端的用電需求，因此往往引發(fā)低電壓。從農(nóng)村的變壓器設(shè)置來(lái)看，早期變壓器通常建設(shè)于村頭位置，導(dǎo)致線(xiàn)路供電半徑過(guò)大，引發(fā)線(xiàn)路末端的用電困境。農(nóng)村改網(wǎng)的資金通常用于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問(wèn)題，但是農(nóng)村普遍存在的變壓器布設(shè)不合理、線(xiàn)路選型較低、線(xiàn)徑較細(xì)等情況依然存在，線(xiàn)路阻抗大，電壓降落大，增大了低電壓發(fā)生概率。

（二）三相負(fù)載不平衡，無(wú)功補(bǔ)償不合理

農(nóng)村配網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡是引發(fā)低電壓的主要原因之一。農(nóng)村地區(qū)通常采用TT或TN-v三相四線(xiàn)供電，但是在實(shí)行過(guò)程中，接線(xiàn)人員通常隨機(jī)取兩相接入用戶(hù)線(xiàn)進(jìn)行供電。配電變壓器的總負(fù)荷不大的時(shí)候，負(fù)荷偏差較大，會(huì)造成不平衡電壓，從而導(dǎo)致線(xiàn)路中的電壓降增大。隨著配電臺(tái)區(qū)負(fù)荷擴(kuò)展，三相負(fù)載的不平衡情況更加明顯，對(duì)于用戶(hù)的用電影響也更加明顯。當(dāng)前農(nóng)村通常采用集中表箱供電，用戶(hù)接入時(shí)忽視了三相負(fù)荷的平衡，出現(xiàn)負(fù)荷分配不均勻等情況，就會(huì)產(chǎn)生低電壓現(xiàn)象。

農(nóng)村地區(qū)的無(wú)功補(bǔ)償相對(duì)滯后，當(dāng)用戶(hù)消耗較多時(shí)，由于無(wú)功補(bǔ)償不到位，會(huì)產(chǎn)生低電壓現(xiàn)象。農(nóng)村用電季節(jié)性和時(shí)段性波動(dòng)明顯，用電低谷時(shí)期出現(xiàn)輕載，用電高峰時(shí)期接近滿(mǎn)載，尤其是春節(jié)回鄉(xiāng)的用電負(fù)荷明顯增大，配電變壓器的壓力增大，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償提出了更高的要求。

（三）需求側(cè)管理不到位

隨著農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展，農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)的電器種類(lèi)越來(lái)越多，農(nóng)村建廠(chǎng)對(duì)于電量需求也不斷增大。大功率電器、農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村灌溉、農(nóng)村工廠(chǎng)等都需要穩(wěn)定的電量，但是由于農(nóng)村配網(wǎng)建設(shè)落后，配電臺(tái)區(qū)對(duì)于農(nóng)村用電需求預(yù)估不足，導(dǎo)致供電矛盾突出，低電壓現(xiàn)象明顯。供電企業(yè)對(duì)于臺(tái)區(qū)用電情況掌握不夠全面，對(duì)于用電的宣傳不到位，導(dǎo)致臺(tái)區(qū)的用電負(fù)荷增大，但是相應(yīng)的配電網(wǎng)絡(luò)跟不上用電需求的增加。部分農(nóng)村配網(wǎng)線(xiàn)路老化、私接大負(fù)荷用電器、錯(cuò)峰宣傳不到位，導(dǎo)致用電時(shí)段過(guò)于集中，負(fù)荷高峰時(shí)候低電壓發(fā)生率明顯增大。

四、農(nóng)村低電壓治理對(duì)策與效果

（一）優(yōu)化電網(wǎng)建設(shè)

針對(duì)當(dāng)前的農(nóng)村配網(wǎng)情況，對(duì)電網(wǎng)不合理的情況進(jìn)行整改。首先采用臺(tái)區(qū)分容，縮短供電半徑。采用臺(tái)區(qū)分容的方式，對(duì)于用電高峰期進(jìn)行設(shè)備負(fù)荷測(cè)試，并且做好低電壓保修記錄，根據(jù)往常的用電情況，合理安排臺(tái)區(qū)分容，如果新增擴(kuò)點(diǎn)點(diǎn)存在困難，可以將部分負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移，有效的分配線(xiàn)路負(fù)荷，避免出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，改善低電壓情況。其次，對(duì)供電線(xiàn)路進(jìn)行整改，適當(dāng)增加線(xiàn)徑，降低線(xiàn)損，達(dá)到小容量、短半徑、密布點(diǎn)的目標(biāo)，解決低電壓?jiǎn)栴}。第三，合理增加配電變壓器容量，根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨?，?jì)算配電變壓器的負(fù)荷，從而選擇合理的變壓器，并且確定變壓器容量調(diào)節(jié)規(guī)章制度。針對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償不佳的現(xiàn)狀，優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償措施，根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，采用全面規(guī)劃、合理布局、全網(wǎng)優(yōu)化、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡的原則，采用集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式，優(yōu)化農(nóng)村配電無(wú)功補(bǔ)償，提升電網(wǎng)運(yùn)行效率。

（二）健全配電網(wǎng)低壓監(jiān)測(cè)平臺(tái)

構(gòu)建電網(wǎng)運(yùn)行管理平臺(tái)，對(duì)農(nóng)村配網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)了解低電壓發(fā)生情況，為低電壓治理提供依據(jù)。在生產(chǎn)管理系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加配電變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，能夠有效的了解配變運(yùn)行情況，對(duì)低電壓情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。采用定期電壓抽查和普查等方式，對(duì)低電壓情況進(jìn)行分析，認(rèn)真對(duì)待每一起低電壓時(shí)間，分析原因并且及時(shí)整改[2]。

以某臺(tái)區(qū)的配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)與運(yùn)行為例，該臺(tái)區(qū)共有63戶(hù)用戶(hù)，分布在兩條山崗上，110kV線(xiàn)路長(zhǎng)0.9km，220kV線(xiàn)路長(zhǎng)1.3km。未整改前的夏季用電高峰期負(fù)載率達(dá)到105%，低電壓現(xiàn)象明顯。采用增設(shè)變壓器以及線(xiàn)路整改等方式，在臺(tái)區(qū)內(nèi)架設(shè)4條10kV支線(xiàn)，新增4臺(tái)智能變壓器，并且安裝63塊表計(jì)，將所有用戶(hù)的用電情況納入監(jiān)測(cè)平臺(tái)中。通過(guò)整改后的用戶(hù)電壓達(dá)到合格，用電高峰期的低電壓情況明顯改善。

（三）提高綜合治理水平

采用生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，對(duì)用電情況進(jìn)行綜合擦劑，分析各級(jí)用戶(hù)介入負(fù)荷情況。當(dāng)出現(xiàn)低電壓情況時(shí)，需要及時(shí)調(diào)整接入點(diǎn)和接入相，降低三相負(fù)荷不平衡度，改善低電壓情況。根據(jù)農(nóng)村配網(wǎng)運(yùn)行情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)變壓器的母線(xiàn)電壓，采用自動(dòng)控制等手段，對(duì)電壓進(jìn)行合理調(diào)控，采用自動(dòng)調(diào)壓裝置，加強(qiáng)電調(diào)調(diào)控管理。對(duì)用電情況進(jìn)行宣傳，引導(dǎo)臺(tái)區(qū)內(nèi)的負(fù)荷用戶(hù)錯(cuò)峰用電。

某臺(tái)區(qū)用戶(hù)供電半徑492m，低壓用戶(hù)121戶(hù)。對(duì)該臺(tái)區(qū)的低電壓情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該臺(tái)區(qū)內(nèi)部的三相負(fù)荷較為平衡，高峰負(fù)載率為34%，經(jīng)過(guò)排查后發(fā)信無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行正常，低電壓用戶(hù)主要出現(xiàn)在支線(xiàn)末端，因?yàn)樵撆_(tái)區(qū)的地勢(shì)環(huán)境復(fù)雜，居民相對(duì)分散，末端的線(xiàn)路T節(jié)點(diǎn)多，所以引發(fā)低電壓的主要原因是供電半徑大，T節(jié)點(diǎn)多。為了改善低電壓情況，按照小容量、密布點(diǎn)、短半徑的原則，增加2臺(tái)變壓器，并且將臺(tái)區(qū)內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行升級(jí)，確保兩臺(tái)區(qū)的供電線(xiàn)路長(zhǎng)度≤230m。經(jīng)改善后，臺(tái)區(qū)內(nèi)的實(shí)測(cè)用戶(hù)電壓均合格，此后再未出現(xiàn)低電壓情況。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，改善農(nóng)村低電壓現(xiàn)狀，對(duì)于提升農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善農(nóng)村居民生活，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)具有重要的意義。以“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”為核心整改農(nóng)村配網(wǎng)，采用技術(shù)和管理的手段改善低電壓情況，消除農(nóng)村用電需求和供電之間的矛盾，全面提升電網(wǎng)運(yùn)行水平。