農(nóng)村電力線路降損技術(shù)措施及管理對策

國網(wǎng)營口市熊岳供電公司 關(guān) 鶴

1 農(nóng)村電力線路的降損技術(shù)措施

1.1 電網(wǎng)升壓改造

在早期建成的農(nóng)村電網(wǎng)工程中，受設(shè)計理念局限性限制，在工程后期使用期間，普遍面臨著線路輸送容量過小與電能損耗率大的問題，既無法滿足實際用電需求還造成了不必要的電能浪費，致使實際用電成本較為高昂，沒有取得應有的經(jīng)濟效果。因此，為實現(xiàn)農(nóng)村電力線路降損目的，當務(wù)之急在于對原有農(nóng)村電網(wǎng)工程進行升壓改造處理，具體措施包括淘汰非標準電壓電網(wǎng)與提高電壓等級。

電網(wǎng)升壓改造的降損技術(shù)機理為，憑借輸電線路功率損耗與變壓器鐵芯功率損耗的正比關(guān)系，以及輸電線路功率損耗與變壓器繞組電壓平方的反比關(guān)系，對農(nóng)村電網(wǎng)電壓等級的調(diào)整起到控制農(nóng)村電力線路的線損率的作用。如，將農(nóng)村電網(wǎng)的電壓等級由10kV提升至35kV時線損率降低91.8%。將原電壓等級由35kV提升至110kV時線損率降低89.9%。將電網(wǎng)原電壓等級由110kV提升至220kV后線損率降低75%。

此外，根據(jù)我國農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展與升級改造情況來看，多數(shù)電網(wǎng)普遍采取220kV、110kV、35kV與10kV幾個電壓等級，需結(jié)合農(nóng)村電網(wǎng)工程的實際供電需求從中選擇適當?shù)碾妷旱燃夁M行升壓改造，將其作為主要發(fā)展方向。而針對非上述發(fā)展方向的農(nóng)村電網(wǎng)，應對其采取逐步淘汰的降損措施。

1.2 調(diào)整運行電壓

調(diào)整運行電壓的措施原理為，由于農(nóng)村電網(wǎng)中所配置輸、變、配電設(shè)備有功損耗和電網(wǎng)運行電壓保持平方反比關(guān)系，通過調(diào)整電網(wǎng)運行電壓，將起到改變空載損耗電量、負載損耗和空載損耗比值的作用，進而實現(xiàn)降損節(jié)電的技術(shù)目的，主要措施包括調(diào)相機調(diào)壓、變更發(fā)電機端電壓值、在母線投切電容器、變更變壓器分接頭方式等。同時，在應用調(diào)整運行電壓的降損技術(shù)措施時，需注重判斷調(diào)壓條件與調(diào)壓方法選擇兩項問題。

首先，在判斷調(diào)壓條件時構(gòu)建精準數(shù)學模型，在模型中導入負載損耗電量與空載損耗電量等信息，開展模擬預演試驗，準確判斷電網(wǎng)運行電壓在調(diào)整至不同百分比時的負載和空載損耗電量，根據(jù)試驗結(jié)果來設(shè)定運行電壓的調(diào)整百分比值[1]。如，在某農(nóng)村電網(wǎng)工程中，在模型中分別將運行電壓百分比上下調(diào)整－5～5%，電網(wǎng)負載損耗與空載損耗比值分別為0.903、0.922、0.941、0.96、0.98、1.02、1.04、1.061、1.082、1.10。最 終根據(jù)試驗結(jié)果得知，在電網(wǎng)負載損耗與空載損耗比值超過1.10或0.903時可取得一定程度的節(jié)電效果，在其基礎(chǔ)上確定了運行電壓的調(diào)壓條件。

其次，根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)工程情況合理選擇運行電壓調(diào)整方法，如在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中額外設(shè)置無功補償裝置，配套使用并聯(lián)電容器與并聯(lián)電抗器等裝置起到調(diào)壓效果。同時也可選擇采取調(diào)整發(fā)電機端電壓的方式來取得調(diào)壓效果，憑借發(fā)電機P～Q曲線關(guān)系來調(diào)整電網(wǎng)運行電壓。

1.3 線路結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整導線截面

首先，為解決農(nóng)村電力線路存在的空間分布不合理、供電距離過長、供電點與負荷中心間距過長、配電線路負荷點設(shè)定不當?shù)葐栴}，減小電能輸送期間的損耗量，需對農(nóng)村電力線路結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整：可選擇采取增加并排線路運行的降損措施，在相同電源至同一受電點中增加一定數(shù)量的電力線路，將各條電力線路保持為并列運行分布狀態(tài)，通過增加等截面與距離的并列運行線路來取得降損效果，或是增加不等截面且等距離的并列線路來取得降損效果；也可選擇采取電力線路環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行方式，根據(jù)線段數(shù)、各節(jié)點前后各線段阻抗合值、環(huán)網(wǎng)線段阻抗合值等信息來設(shè)定電力線路在合環(huán)運行及開環(huán)運行狀態(tài)下的各線段負荷值[2]。

其次，當前在部分農(nóng)村電網(wǎng)工程中所配置導線的橫截面積較小，由此產(chǎn)生過大電阻，在電能輸送過程中出現(xiàn)不必要的損耗。因此在保證農(nóng)村電力線路輸送負荷固定的前提下，應配置全新型號導線替代原有導線，通過增加導線橫截面積起到減小線路電阻與降低電能損耗量的降損效果。相關(guān)試驗顯示，在使用LGJ-35型導線替換原有的LGJ-25型導線時電阻值分別為0.85Ω/km與1.38Ω/km，線路損耗降低38.4%。在使用LGJ-70型號導線替換LGJ-50型號導線時電阻值分別為0.46Ω/km與0.65Ω/km，線路損耗降低29.2%。而在使用LGJ-120型號導線替換LGJ-95型號導線時電阻值分別為0.27Ω/km與0.33Ω/km，線路損耗降低18.2%[3]。

1.4 計量裝置與變壓器的改進

首先，在農(nóng)村電力線路中配置新型的智能計量裝置來替代老舊型號計量器，智能計量裝置具有完善的使用功能，以及較高的自動化水平與劑量精度，可以持續(xù)向運維管理人員反饋電力線路實時計量信息來判斷運行狀態(tài)，自動完成計算線損與處理計量異常情況等任務(wù)，且這類裝置自身功耗較低，可以起到額外的降損節(jié)電效果。

其次，變壓器作為農(nóng)村電網(wǎng)的重要組成部分，在部分電網(wǎng)工程中所配置變壓器型號老舊，在運行期間持續(xù)損耗大量電能。因此需對配電變壓器進行改進，以此來降低電力線路損耗量。首先繪制所配置配電變壓器在不同負載條件下的損耗曲線，如配電變壓器在運行期間的電能損耗量過大，則及早淘汰這類高耗能配電變壓器，將其更換為新型的節(jié)能變壓器；其次考慮到農(nóng)村電網(wǎng)的配電負荷長時間處于頻繁波動狀態(tài)，變壓器時常處于空載運行、重載運行或是過載運行狀態(tài)，在空載狀態(tài)中會產(chǎn)生較大電能損耗。因此需將空載變壓器進行退役處理，禁止配置空載變壓器，以此來改善配電網(wǎng)絡(luò)負載切換效果，實現(xiàn)降損節(jié)電的技術(shù)目的；最后采取無功補償技術(shù)，在變壓器接帶負荷而出現(xiàn)功率因數(shù)下降現(xiàn)象時由無功補償裝置起到補償作用，將功率因數(shù)維持在穩(wěn)定狀態(tài)，避免由此加大配電變壓器損耗率[4]。

1.5 應用無功補償技術(shù)

在電力系統(tǒng)運行過程中，受變壓器接帶負荷與切換空載運行狀態(tài)等因素干擾，導致功率因數(shù)產(chǎn)生波動、無法維持無功功率的平衡狀態(tài)，進而產(chǎn)生額外的電能損耗，在問題嚴重時還將引發(fā)線路遭受沖擊性荷載、電壓異常波動、供電質(zhì)量下滑等一系列問題的出現(xiàn)。為解決以上問題取得理想電力線路降損效果，需應用到無功補償技術(shù)，通過提供無功補償來維持電力系統(tǒng)負載功率因數(shù)的穩(wěn)定狀態(tài)，進而起到降損節(jié)電、改善供電質(zhì)量、平衡三相有功與無功負載的技術(shù)作用。

在應用無功補償技術(shù)時應掌握以下要點：選擇無功補償方式。電網(wǎng)中常用的無功補償方式包括集中補償、隨機補償、分散補償、隨器補償四種，不同方式的適用條件與補償效果存在差異。以集中補償方式為例，在母線上安裝電容器，采取投切或是固定連續(xù)組的方式提供自動投切使用功能，通過控制輸電線路及主變壓器的無功流動來取得無功補償效果，具有安裝簡單與易于維護保養(yǎng)的優(yōu)勢，但這類補償方式不具備減少電網(wǎng)與變壓器無功流動的功能；確定補償容量。根據(jù)電網(wǎng)的功率因數(shù)、最大負荷日平均有功功率等信息，準確計算無功補償容量和功率因數(shù)期望值，將補償后的功率因數(shù)控制在特定范圍內(nèi)，如功率因數(shù)值過大或過小將無法取得預期補償效果與降損節(jié)電效果。

2 農(nóng)村電力線路降損管理對策

2.1 全面推行分級分區(qū)管理模式

農(nóng)村電力線路周邊環(huán)境較為復雜，加之不同農(nóng)村電網(wǎng)工程的線路損耗產(chǎn)生原因存在差異性，如對各工程均采取相同的線路降損技術(shù)措施，其中部分技術(shù)措施并不具備執(zhí)行條件，難以取得預期的降損節(jié)電效果。因此需全面推行分級分區(qū)管理模式，根據(jù)本工程的實際運行狀況與線路損耗產(chǎn)生原因針對性制定降損技術(shù)方案，做到對技術(shù)優(yōu)勢的充分發(fā)揮，避免出現(xiàn)制定與執(zhí)行無效線路降損措施的現(xiàn)象。

與此同時，在各級區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)工程中組建獨立的管理組織結(jié)構(gòu)，負責開展線路巡查、制定降損方案、設(shè)備維護檢修等具體工作，定期將上一階段工作成果向上反饋，執(zhí)行下達的管理任務(wù)，通過簡化組織結(jié)構(gòu)起到提高管理效率與保證管理時效性的作用，盡可量減小問題發(fā)生與處理期間的時間差。

2.2 健全農(nóng)村電力監(jiān)管體系

根據(jù)電網(wǎng)運行情況來看，偶爾出現(xiàn)偷電竊電等違法行為不但侵害了電力企業(yè)的合法權(quán)益，在電能輸送期間產(chǎn)生不必要的損耗，同時還存在較大危險系數(shù)，容易出現(xiàn)漏電、人員觸電等安全事故，給社會帶來極大負面影響。而這一問題的根源在于缺乏農(nóng)村電力監(jiān)管力度，存在管理盲區(qū)。為預防和減少偷電漏電現(xiàn)象的出現(xiàn)，減少外部因素對輸電質(zhì)量、供電安全與線路損耗率造成的影響，電力企業(yè)需對現(xiàn)行農(nóng)村電力監(jiān)管體系進行完善補充，具體管理對策如下：

第一，引入權(quán)責問責機制。明確各部門人員的職責范圍與工作內(nèi)容，要求所指定管理計劃得到有效執(zhí)行，消除管理盲區(qū)，解決交叉管理問題。同時對電力線路安全巡查等管理工作的開展情況進行跟蹤監(jiān)管，如未在規(guī)定時間節(jié)點內(nèi)完成管理任務(wù)，或是在工作期間存在不規(guī)范行為對相關(guān)人員進行追責懲處；第二，量化管理指標。根據(jù)農(nóng)村電力線路管理需求與線路降損技術(shù)要求，將總體管理目標分解為若干獨立單元，并在各單元內(nèi)設(shè)定管理指標，在所制定管理計劃中明確指標要求，為具體管理工作的開展提供明確參照，避免出現(xiàn)認識偏差。

第三，構(gòu)建長效監(jiān)管機制。以農(nóng)村電力線路安全巡查為例，在監(jiān)管體系中明確線路巡查內(nèi)容、工作流程、巡查頻率、間隔周期、偷電竊電等違法行為與突發(fā)狀況的處理方式等，實現(xiàn)線路安全巡查等管理工作的長效化、標準化目標；第四，加強電力降損普查力度。為落實各項線路降損技術(shù)措施，不定期對各農(nóng)村電網(wǎng)工程的電力線路實際降損率進行調(diào)查，將實際降損率與預期降損率進行對比分析，如二者存在較大差值，深入分析問題產(chǎn)生原因，對各項降損技術(shù)措施的落實情況進行檢查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果采取相應處理措施。

2.3 加強設(shè)備線路維護保養(yǎng)力度

在農(nóng)村電力線路運行期間，由于線路老化程度較為嚴重或是設(shè)備型號過于老舊，從而產(chǎn)生不必要的電能損耗。如，線路在使用期間持續(xù)受到外部環(huán)境腐蝕、高溫條件與自身老化因素影響，絕緣部位老化程度嚴重，有可能出現(xiàn)線路短路斷路故障，在絕緣破損部位向外釋放電弧，從而加大電能損耗量并存在安全隱患。

針對這一問題需從設(shè)備線路維護管理角度著手：一方面，加大設(shè)備線路維護保養(yǎng)工作力度，組織開展線路日常保養(yǎng)與設(shè)備定期檢修工作，巡查線路設(shè)備老化情況與運行工況，及時更換老化磨損嚴重與絕緣失效破損的線路設(shè)備，清除線路與設(shè)備殼體上附著的灰塵污漬。同時以季度或年度為時間周期，定期對設(shè)備開展停機檢修工作，更換設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的過度老化零部件，更換全新導線，對松動部件進行緊固處理，將設(shè)備運行故障與電力事故消滅于萌芽狀態(tài)；另一方面，將線路降損技術(shù)方案作為指導依據(jù)，針對型號過于老舊的導線與配電變壓器等設(shè)備提交強制退役申請報告，使用新型導線設(shè)備進行替代，以此來滿足日益增長的用電需求，從根源上解決電力線路電能過度損耗問題。如使用LGJ-35型導線替換原有的LGJ-25型導線，強制退役高耗能配電變壓器與空載變壓器。

綜上，為全面提升農(nóng)村電網(wǎng)工程的經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益，將實際用電成本控制在合理范圍，推動我國電力事業(yè)的綠色節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展，電力企業(yè)需正確認識到農(nóng)村電力線路降損技術(shù)的應用價值，根據(jù)線路損耗產(chǎn)生原因針對性落實降損技術(shù)措施，同時從管理角度著手來消除不良因素對輸電質(zhì)量與效率造成的影響。